1. Prädiktive Lebensmittel-Effektorsysteme

Bereits die Auswahl an pflanzlichen und tierischen Rohstoffen beeinflusst die Lebensmittelqualität maßgeblich. Nicht nur der Genotyp bzw. die Sorte, sondern auch (a)biotische Stressfaktoren und das Mikrobiom des Bodens haben bereits einen Einfluss auf die inhaltsstoffliche Zusammensetzung (Effektorprofile) der Rohstoffe und somit auf die Lebensmittelqualität. Im Zuge der Verarbeitung von pflanzlichen und tierischen Rohstoffen zu finalen Lebensmittelprodukten unterliegen deren Inhaltsstoffsysteme komplexen Kaskaden an (bio)chemischen Stoffumwandlungen. Das Leibniz-LSB@TUM erforscht diese funktionalen Effektorsysteme (Wirksysteme) mit Hilfe von modernsten Omics-Technologien (Genomik, Transkriptomik, Proteomik, Metabolomik, Sensomik) und mathematischen sowie Computer-basierten Methoden des maschinellen Lernens und des Modellings auf molekularer Ebene (Erfassung – Beurteilung – Vorhersage), um ihre Entwicklung entlang der gesamten Wertschöpfungskette („From farm to flush“) besser zu verstehen und vorhersagbar zu machen.

Unter Nutzung bioinformatikgestützter Methoden optimiert das Leibniz-LSB@TUM die funktionalen Effektorsysteme, welche die individuelle Präferenz (mit Fokus auf Aroma, Geschmack, Textur/Mundfülle) und Akzeptanz (insbesondere Lebensmittelunverträglichkeiten) sowie den ernährungsphysiologischen Wert (vornehmlich Immunstimulation) von Lebensmitteln maßgeblich prägen. 

Zu den Forschungsaktivitäten zählen insbesondere:

• Aufklärung der Struktur-Dosis-Funktionszusammenhänge komplexer Muster technofunktionaler und biologisch relevanter Effektorsysteme in Lebensmitteln und im menschlichen Organismus unter Einbeziehung von Rohstoffen und Seitenströmen der Lebensmittelproduktion (inkl. Präkursor-Charakterisierung).
• Untersuchung der Beeinflussung der Effektorsysteme durch äußere Umwelteinflüsse.
• Aufklärung der Transformation relevanter Effektorsysteme von den Rohstoffen zu finalen Lebensmittelprodukten.
• Generierung von Verständnis und Vorhersage funktionaler Effektorsysteme in Lebensmitteln und dem menschlichen Organismus zur Einstellung individueller Präferenzen, der Akzeptanz und physiologischen Bedürfnisse unter Nutzung des Potentials neuer Zuchtformen, alternativer Rohstoffe, von Prozessseitenströmen und neuer Produktions- und Verarbeitungstechnologien.
• Schaffung einer molekularen Basis für die adaptive Produktion personalisierter Lebensmittel und zur Sicherstellung von Rückverfolgbarkeit und Auditierbarkeit der Lebensmittelqualität, -sicherheit und -authentizität (Lebensmittelindustrie 4.0).