Angebote für Studien- und Diplomarbeiten am Lehrstuhl

ANGEBOTE FÜR STUDIEN- UND DIPLOMARBEITEN AM LEHRSTUHL

TE Forschungsbrauerei und Engineering
AG Getränke- und Getreidebiotechnologie
AG Bio-PAT und Digitalisierung
AG Getreidetechnologie und -verfahrenstechnik
AG Rohstofforientierte Brau- und Getränketechnologie
Derzeit am Lehrstuhl in Bearbeitung

TE Forschungsbrauerei und Engineering

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AG Getränke- und Getreidebiotechnologie

NEU Durchflusszytometrische Messung des Zellalters von Saccharomyces Hefen

(Masterarbeit, Betreuer Marco Eigenfeld, 08161/71-2623, Beginn ab sofort)
Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Schnellverfahrens zur Bestimmung des Zellalters und der Hefevitalität von untergärigen Hefen unter Anwendung der Durchflusszytometrie. Neben etablierten Verfahren zur Bestimmung der Hefevitalität sollen zusätzlich weitere Merkmale der Hefezelle betrachtet und abschließend parallel zum Zellalter der einzelnen Hefezelle gemessen werden.

NEU Expression und chromatographische Aufreinigung eines fluoreszierenden Proteins und Nachweis der Funktionalität

(Bachelorarbeit, Betreuer Marco Eigenfeld, 08161/71-2623, Beginn ab sofort)
Ziel der Arbeit ist die Expression eines Zielproteins in E.coli und die Entwicklung eines Downstream-Prozesses zur Reindarstellung. Das isolierte Protein soll anschließend auf die Funktionalität, wie auch der hinsichtlich der gewünschten Expression beurteilt werden.

Strukturanalytische Charakterisierung der Spaltstellen von DPPIV und EPB in rekombinanten Hordeinen

(Forschungspraktikum, Bachelorarbeit, Betreuer Roland Kerpes, 08161/71-3277, Beginn ab sofort)
Ziel der Arbeit ist die Charakterisierung der Spaltstellen der Malzendopeptidase EPB sowie der Exopeptidase DPPIV vergleichend zu einem enzymaktiven Malzextrakt in gamma- und B-Hordein über LC-MS/MS und ELISA. Inhalte der Arbeit sind die kinetische Analyse der Peptidasen, die Strukturaufklärung der Spaltstellen und die chemometrische Auswertung der Ergebnisse.

AG Bio-PAT und Digitalisierung

NEU Aufklärung der Ursache von Trübungssensorfehlern bei Schaumbildung während der Pichia pastoris-Kultivierung

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Vincent Brunner, 08161/71-3491, Beginn ab sofort)
Im Rahmen der Bachelor- oder Masterarbeit soll das Phänomen von fehlerhaften Signalen von Trübungssensoren bei Schaumbildung während der Kultivierung einer rekombinanten Pichia pastoris im Bioreaktor untersucht werden. Es wird angenommen, dass intensive Schaumbildung zu einer Verschiebung des Gleichgewichts von in der Flüssigphase zu in der Schaumphase suspendierten Hefezellen und Proteinen führt und daraus Abweichungen des Trübungssensors resultieren. Diese Forschungshypothese wird anhand von Analysen der Biomasse sowie der Proteinkonzentration und -zusammensetzung der Flüssig- und Schaumphase untersucht. Zu diesem Zweck führt der/die Student/in Kultivierungen im Bioreaktor durch, um eine Datenbasis zur wissenschaftlichen Auswertung aufzubauen.

NEU Ultraschallbasierte Charakterisierung des Brauprozesses während der Gärführung

(Masterarbeit, Betreuer Michael Metzenmacher, 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
Im Rahmen dieses Forschungsprojektes soll ein Modellprozess für die Gärführung im Labor-Maßstab etabliert werden, der durch die exakte automatische Regelung von Druck und Temperatur gesteuert werden kann. Anhand der im Gärsystem aufgezeichneten Online-Daten (bspw. Druck, Temperatur, Ultraschallsignale) und der Bestimmung von ausgewählten Offline-Daten (u.A. Zellzahl, Lebend-tot-Anteil, Dichte, pH) soll eine Korrelation zwischen online und offline gemessenen Daten untersucht werden. Durch gezielte Änderungen der Prozessparameter soll deren Einfluss auf die Ultraschallsignale, als auch deren Einfluss auf den Brauprozess ermittelt werden. Die im Labormaßstab erhaltenen Ergebnisse sollen anschließend mit den Ergebnissen im Technikums- und Industriemaßstab verglichen werden. Abschließend soll das Optimierungspotential bezüglich des Gärverlaufs analysiert werden.

NEU Quality by Design und multivariate Prozessüberwachung für einen Pichia pastoris-Prozess

(Masterarbeit, Betreuer Vincent Brunner, 08161/71-3491, Beginn ab sofort)
Im Bioprocess Lab des Lehrstuhls für Brau- und Getränketechnologie wurde ein Modellprozess für die rekombinante Proteinproduktion in der methylotrophen Hefe Pichia pastoris aufgebaut. In Bioreaktoren mit Maßstäben bis zu 30 L werden regelmäßig Kultivierungen durchgeführt und basierend auf Online-Sensoren (u.A. pO2, pH, Abgas O2/CO2, Trübung, MIR-Spektroskopie) neuartige PAT-Konzepte zur Überwachung und Regelung von Bioprozessen entwickelt. Im Rahmen der Masterarbeit werden anhand der Daten der Online-Sensoren multivariate Prozesstrajektorien berechnet. Ausgehend von einem zu generierenden Prozessdatenpool werden die Daten zunächst vorverarbeitet (Data Preprocessing) und über Principal Component Analysis (PCA) transformiert. Um einen Design und Operating Space nach den Prinzipien des Quality by Design zu etablieren, werden Fed-Batch-Kultivierungen mit verschiedenen Parametersettings durchgeführt. Mittels gezielt durchgeführter Prozessstörfall-Szenarien wird die multivariate Prozessüberwachung schließlich validiert.

NEU Aufbau eines optischen Messsystems zur Vorhersage der Gushing-Neigung von Bieren und Würzen

(Master-,Bachelorarbeit, Forschungspraktikum, Betreuer Stefan Steinhauser, 08161/71-2622, Beginn ab sofort)
Im Zuge eines Forschungsvorhabens wird die Gushing-Anfälligkeit von Bier in Abhängigkeit kleinster Partikel untersucht. Mithilfe eines optischen Messsystems erfolgt die Untersuchung definierter Partikel-Wasser-Mischungen sowie von Gushing-positiven und Gushing-negativen Würzen und Bieren, um den Einfluss der Partikel auf das Gushing-Verhalten zu untersuchen.Ziel der Arbeit ist der Aufbau des optischen Messsystems zur Vorhersage der Gushing-Neigung von Bieren und Würzen sowie die Untersuchung definierter Partikel-Wasser-Mischungen (bei Bachelor/Master/Diplom/Forschungspraktikum) und die Untersuchung Gushing-positiver und Gushing-negativer Würzen und Biere (zusätzlich bei Master/Diplom).

NEU Verfolgung des Wachstums von Mikroorganismen mittels Dynamic Laser Speckle Imaging

(Master-,Bachelorarbeit, Forschungspraktikum, Betreuer Stefan Steinhauser, 08161/71-2622, Beginn ab sofort)
Im Rahmen eines Forschungsprojekts wird ein optisches Messsystem zur frühzeitigen Detektion des Wachstums von Schimmelpilzen, Hefen und Bakterien mittels Lasermessung untersucht. Im Rahmen dieser Arbeit, die biotechnologische Techniken und Bildverarbeitung kombiniert, werden verschiedene Nährmedien auf ihre Eignung zur Lasermessung hin überprüft. Anschließend erfolgt der Vergleich mehrerer Hefestämme (Bachelor/Diplom/Master) sowie der Vergleich des Wachstums von Pilzen und Bakterien (Diplom/Master). Ziel der Arbeit ist die verbesserte und frühere Detektion des Wachstums von Schimmelpilzen, Hefen und Bakterien mittels Lasermessung im Vergleich zu Aufnahmen im visuellen Spektrum sowie die Differenzierung von Schimmelpilzen, Hefen und Bakterien mittels digitaler Bildverarbeitung.

NEU Physikalische Betrachtungen der Blasenentstehung in Flüssigkeiten mit dem Fokus auf Bier

(Bachelorarbeit, Betreuer Roman Werner, Betreuer Ehsan Fattahi, 08161/71-2691 bzw -2623, Beginn ab September/Oktober 2018)
Gasblasen sind in jedem karbonisierten Getränk zu finden. Während die CO2-Blasenverteilung auf der einen Seite eine wichtige Rolle für den erfrischenden Effekt beim Konsum eines Getränkes spielt, ist sie auf der anderen Seite aber auch potentiell für das unerwünschte Phänomen des Gushings in Bier und anderen kohlensäurehaltigen Getränken verantwortlich. Um das Phänomen der CO2-Bindung in Getränken, der Entbindung aus eben diesen und das Interaktionsverhalten von Blasen untereinander besser verstehen zu können, muss eine exakte und umfangreiche Analyse der physikalischen Gegebenheiten von Blasen erfolgen. Ziele und Gegenstände dieser Bachelorarbeit sind die Beschreibung von Blasen in Flüssigkeiten im Gleichgewicht, eine physikalische Betrachtung der Blasenentstehung, das Verhalten von Blasen in Flüssigkeiten bei verschiedenen Umgebungsparametern, das Interaktions- und Koaleszenzverhalten von Blasen, Messungen zur Oberflächenspannung, das Sammeln von Daten und damit Konzeption einer experimentellen Messzelle.

NEU Physikalische Untersuchungen zur Entstehung von Gushing - Untersuchungen zum Blasenverhalten in gushingpositiver Würze und Bier

(Masterarbeit, Betreuer Roman Werner, Betreuer Ehsan Fattahi, 08161/71-2691 bzw -2623, Beginn ab September/Oktober 2018)
Das Auftreten von Gushing ist für die Getränkeindustrie nach wie vor ein großes Problem. Insbesondere in der Brauindustrie ist der Entstehungsmechanismus des "Wildwerden des Bieres" noch immer wissenschaftlich ungeklärt. Zwar können die Ursachen auf primäre sowie sekundäre technologische Faktoren zurückgeführt werden, jedoch handelt es sich in den meisten Fällen immer um ein multikausales Problem, was die Vorhersagbarkeit unberechenbar macht. Ziel dieser Studienarbeit ist die Untersuchung des Blasenverhaltens in gushingpositiver Würze sowie Bier. Hierfür werden Messungen mit Referenzliquiden, Gushingmalz und gezüchteten Hydrophobinen durchgeführt. Die Untersuchungen auf mikroskopischer Ebene erfolgen mit einer druckstabilen Messzelle, die mit einem Mikroskop und einer Highspeed-Kamera zur Erfassung der Morphologie und Stabilität von Gasblasen ausgestattet ist. Die Blasenmesszelle ist bereits verfügbar und muss an die Gegebenheiten von heller Würze und Bier angepasst werden.

NEU Entwicklung und Konstruktion einer Reinigungseinheit zur pulsierenden Düsenstrahlreinigung von Maischefiltern

(Masterarbeit, Betreuer Roman Werner , 08161/71-2691, Beginn ab September/Oktober 2018)
Neben dem klassischen Läuterbottich stellt der Maischefilter die etablierteste Möglichkeit der Maischeseparation dar. Verfahrenstechnisch gesehen stellt diese Variante eine Filterpresse dar. Moderne Maischefilter sind zudem meist als Membranfilterpresse ausgeführt, welche die Extraktausbeute aus Maischen signifikant erhöhen. Die Reinigung von Maischefiltern ist noch meist starren Konzepten unterworfen und wenig optimiert. So stützen sich auch gängige Reinigungsverfahren von Maischefiltern auf jahrzehntealte Erkenntnisse und bedürfen daher einer Überprüfung. Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung und Konstruktion einer Reinigungseinheit, die mit pulsierenden Wasserstrahlen Treberverunreinigungen von Maischefiltertüchern entfernen kann. Hierzu wird eine Sprühdüse mit einer definierten Geometrie an einer xyz-Traverse befestigt, um zielgerichtet mehrere Areale auf dem Maischefiltertuch abzufahren und dieses zu reinigen. Folgende Arbeiten werden im Rahmen der Arbeit durchgeführt: Aufbau einer xyz-Traverse mit automatisierbarer Steuerung; Entwicklung einer Düsenstrahleinheit mit Magnetventil (Puls-Pause-Reinigung; variierbare Strahlgeschwindigkeit); Kombination beider Systeme zu einer Einheit; Test der Einheit an verschieden verschmutzten Filtertüchern.

Untersuchung der Korrelation zwischen thermisch fixierten und rohen getreidebasierten Schäumen mittels Ultraschall

(Bachelorarbeit/Forschungspraktikum, Betreuer Michael Metzenmacher , 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
Im Rahmen eines laufenden Forschungsprojektes wurde eine Methode entwickelt, welche die Schaumstruktur von getreidebasierten Schäumen mithilfe von Ultraschallmessungen in Echtzeit erfasst. In dieser Arbeit soll der Zusammenhang zwischen thermisch fixierten und direkt nach dem Mischen entstandenen Schaumstrukturen untersucht werden. Die mittels Ultraschall und etablierter Referenzanalytik vermessenen Proben werden dafür durch Backversuche thermisch fixiert und anschließend durch weitere rheologische wie auch bildgebende Verfahren charakterisiert. Dabei soll auch der Einfluss von unterschiedlichen Prozessparametern und Rezeptänderungen beim Erstellen der Schaummasse auf die Messmethoden evaluiert werden.

Untersuchung des Einflusses von Gasblasen auf Ultraschallmessungen mittels künstlicher Blasen in einem Modell-Teig-System

(Bachelorarbeit, Betreuer Michael Metzenmacher , 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
In dieser Bachelorarbeit soll der Einfluss von Gasblasen in viskosen Medien untersucht werden. Dabei wird ein Modell-Teig-System mit künstlichen Blasen in Form von Microbubbles mittels ultraschallbasierten Methoden charakterisiert. Der Einfluss der Blasengrößen und deren Verteilung im Modell-System soll in Bezug auf verschiedene Ultraschall-Messmethoden (Transmission und Puls-Echo) sowie unterschiedliche Frequenzen untersucht werden. Die gewonnenen Ultraschallsignaldaten sollen final analysiert und ausgewertet werden.

Untersuchung der Einflüsse von Temperatur und Medienzusammensetzung auf Ultraschallmessungen

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Michael Metzenmacher , 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden ultraschallbasierte Methoden entwickelt, welche den Gärprozess bei der Bierherstellung beschreiben. In dieser Arbeit sollen die Einflüsse von Temperatur und Zusammensetzung eingesetzter Medien (Würze) auf die Ultraschallsignale ermittelt werden. Dafür wurde am Lehrstuhl bereits ein Temperatur-Kalibrierstand entwickelt, der für Versuche zur Verfügung steht. Die Ultraschallsignale sollen dabei sowohl durch physikalische Größen (u.A. Ultraschallgeschwindigkeit, Dämpfung), als auch durch multivariate Datenanalyse (bereits entwickelt) analysiert und ausgewertet werden. Abschließend soll durch den Vergleich mehrerer Sensoren Unterschiede ermittelt und ausgewertet werden.

Charakterisierung und Optimierung der Gäraktivität von Hefe im Brauprozess

(Masterarbeit, Betreuer Michael Metzenmacher , 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden ultraschallbasierte Methoden entwickelt, welche die Gäraktivität der Hefe bei der Bierherstellung beschreiben. In dieser Arbeit soll dafür ein Modellprozess im Technikums-Maßstab etabliert werden, der durch die exakte automatische Regelung von Druck und Temperatur gesteuert werden kann. Anhand der im Gärtank aufgezeichneten Online-Daten (bspw. Druck, Temperatur, Ultraschallsignale) und der bestimmten Offline-Daten (u.A. Zellzahl, Lebend-tot-Anteil, Dichte) soll eine Korrelation zwischen online und offline gemessenen Daten untersucht werden. Durch gezielte Änderungen der Prozessparameter soll sowohl deren Einfluss auf die Ultraschallsignale als auch deren Einfluss auf den Brauprozess ermittelt werden. Abschließend soll das Optimierungspotential bezüglich des Gärverlaufs analysiert werden.

Untersuchung der akustischen Dämpfung von getreidebasierten Schäumen in Abhängigkeit von unterschiedlichen Ultraschallfrequenzspektren

(Masterarbeit, Betreuer Michael Metzenmacher , 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
Im Rahmen eines laufenden Forschungsprojektes wurde eine Methode entwickelt, welche die Schaumstruktur von getreidebasierten Schäumen mithilfe von Ultraschallmessungen in Echtzeit erfasst. In dieser Masterarbeit soll die Durchschallleistung von Biskuitmassen bei verschiedenen Ultraschallfrequenzen bestimmt werden. Der Einfluss der Dichte der Biskuitmasse, bedingt durch Lufteintrag, soll in Bezug auf verschiedene Ultraschall-Messmethoden (Transmission und Puls-Echo) untersucht werden. Dafür sollen die gewonnenen Ultraschallsignaldaten analysiert und ausgewertet werden.

Gezielte Modifikation von Mehlen und deren Auswirkung auf die Endproduktqualität von Backwaren

(Bachelorarbeit, Betreuer Ronny Takacs , 08161/71-2627, Beginn ab sofort)
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit werden zunächst Möglichkeiten zur Weizenmehlmodifikation recherchiert. Dabei liegt der Fokus auf der Modifikation von Proteinen, genauer dem Gluten und dabei u.a. der Änderung des Gehaltes und der Backeignung. Die ermittelten Methoden werden anschließend genutzt, um aus einer Probe technische Replikate herzustellen und diese gezielt zu verändern. Hierfür sollen z. B. Ansätze wie das Zumischen von Stärke und Vitalklebern sowie die thermische Behandlung getestet werden. Die Überprüfung der Modifikation soll im Rahmen dieser Arbeit anhand von backtechnischen Untersuchungen mit Standard-Analytik belegt werden. Die Standard-Analytik (nach ICC, AACC) umfasst u.a. Messungen mit Glutomatic-System, Aschegehalt, Fallzahl, Gesamtstickstoffgehalt sowie spektroskopische Messungen (NIR).

Spektrale und morphologische Charakterisierung von Brauerei relevanten Mikroorganismen

(Masterarbeit, Betreuer Ronny Takacs , 08161/71-2627, Beginn ab sofort)
Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll am Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie eine spektrale Charakterisierung von Mikroorganismen bzw. -Suspensionen entwickelt werden. Dafür wird ein Messsystem entwickelt bzw. modifiziert, um mittels einer einstellbaren Lichtquelle die informationstragenden Wellenlängen zu eruieren. Im Anschluss wird ein Beleuchtungskonzept erstellt, womit durch die Verwendung von Leucht-Emitter-Dioden (LED) eine Selektierung der Wellenlängen durchgeführt und somit die benötigten Wellenlängenbereiche ausgewählt werden können. Mittels Kamerasystem für den sichtbaren (VIS) und dem nahen Infrarotbereich (NIR) werden so Absorptionsinformationen dreidimensional aufgezeichnet. Weiterhin werden morphologische Eigenschaften zur Charakterisierung der Mikroorganismen anhand dieser Bilddaten berechnet und im Kontext der Wellenlängenspezifität ausgewertet.

Digital Image Processing: Erstellung und Optimierung einer Segmentierungsstrategie zur Erkennung von Backwaren

(Masterarbeit, Betreuer Ronny Takacs , 08161/71-2627, Beginn ab sofort)
Im Rahmen dieser Masterarbeit am Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie werden Algorithmen zur Segmentierung von Backwaren (Brötchen, Broten) in realer Prozessumgebung entwickelt. In dieser Masterarbeit soll eine Segmentierungsmethode entwickelt werden, welche auf höher entwickelten Verfahren basiert und adaptiv Objekte anhand von z.B. Oberflächen-, Form-, Textureigenschaften segmentieren kann. Weitere Ansätze wie z. B. aktive Konturen, Viola Jones sollen dabei ebenfalls in die Betrachtungen und Auswertungen miteinbezogen und diskutiert werden. Die Herausforderungen in dieser Disziplin der Bildverarbeitung liegen dabei in variierenden, teils schlechten Sichtverhältnissen, gegenseitigem Verdecken von Objekten/Kanten sowie Schattenbildung. Die Algorithmen sollen in C++ oder MATLAB umgesetzt werden.

Etablierung einer Ultraschall-basierten Referenzmessung in Agar-Testplatten mit unterschiedlichen Microbubble Konzentrationen

(Bachelorarbeit, Forschungspraktikum, Wissenschaftliche Hilfskraft, Betreuer Michael Metzenmacher , 08161/71-3849, Beginn ab sofort)
Im Rahmen eines Forschungsprojektes werden Ultraschall-Methoden entwickelt welche die Schaumstruktur in getreidebasierten Schäumen in Echtzeit erfassen können. Durch die Messung von bekannten und räumlich fixierten Microbubbles in Agar soll eine Referenzmessung etabliert werden, welche Aufschluss über das Verhalten von Ultraschallsignalen bezüglich unterschiedlicher Anzahl und Größe von Lufteinschlüssen in Biskuitmassen gibt. Ziel der Arbeit ist das Erstellen von Agar-Testplatten mit unterschiedlichen Microbubble-Konzentrationen. Durch Ultraschallmessungen der erstellten Testplatten, sowohl in Transmission als auch Puls-Echo bei unterschiedlichen Frequenzen, soll ein Zusammenhang zwischen Ultraschall-Wellenlänge und Blasengröße ermittelt werden. Kenntnisse in der statistischen Datenauswertung (z.B. Matlab) sind wünschenswert.

Thermografische Vermessung des Backprozesses

(Masterarbeit, Betreuer Ronny Takacs , 08161/71-2627, Beginn ab sofort)
Im Rahmen der Forschungsarbeit am Lehrstuhl für Brau- und Getränketechnologie werden thermografische Messungen zur Evaluierung des Backprozesses durchgeführt. Die zentrale Fragestellung ist die Ermittlung der Einflussgrößen auf thermografische Messungen in realen Prozessumgebungen. Ausgehend von einer Literaturrecherche werden zunächst die theoretischen Störquellen bei thermografischen Messungen identifiziert und hinsichtlich ihrer Relevanz im realen Backprozess evaluiert. Auf dieser Basis wird eine Strategie zur Schätzung von thermischen Kennzahlen erstellt und durch Messungen am realen Prozess bewertet. Abschließend wird am Beispiel eines Etagenbackofens eine detaillierte Fehleranalyse sowie eine Energiebilanzierung auf Grundlage der thermografischen Messungen durchgeführt.

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AG Getreidetechnologie und -verfahrenstechnik

NEU Aufklärung des Einflusses von Enzymen auf die Teigklebrigkeit mittels sensorischer und analytischer Analyseverfahren

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Rita Laukemper, 08161/71-2683, Beginn ab sofort)
Stark klebende und anhaftende Teige führen in Bäckereibetrieben zu einem intensiven Reinigungsaufwand der Maschinen, der verbunden ist mit langen Ruhezeiten. Enzyme werden daher in der Industrie eingesetzt, um die Teigklebrigkeit zu reduzieren und die Maschinengängigkeit zu verbessern. Die genaue Wirkungsweise ist jedoch bisher unklar. In der angestrebten Forschungsarbeit sollen mit Hilfe von 5 verschiedenen Enzympräparate unterschiedliche Teigstrukturen mit verschiedenen Teigklebrigkeiten ausgebildet und analysiert werden. Dadurch sollen Zusammenhänge zwischen Teigstrukturen, insbesondere die Glutennetzwerkausbildung, Teigrheologie und der Teigklebrigkeit aufgeklärt werden. Da die Ergebnisse der analytischen Klebrigkeitsmessung mit der humansensorischen Wahrnehmung oft nicht übereinstimmen, soll die Klebrigkeit der Teige im Rahmen der Arbeit nicht nur analytisch, sondern auch sensorisch bestimmt und diese Ergebnisse einander gegenübergestellt und bewertet werden.

Glassbeads als inerter Filler/Imitation ungequollener Stärke

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Monika Wehrli, 08161/71-2694, Beginn ab sofort)
Reiner Vitalkleber bildet beim Ankneten zu einem Teig eine kompakte hochelastische Masse. Eine definierte Zugabe von Glaspartikeln in der Größe ungequollener Stärke als inerter Filler lockert zum einen die Masse auf und bringt zum anderen innere Reibung in das System, wodurch das Material mehr Scherkräften ausgesetzt ist. Im Rahmen dieser Arbeit soll dieser Effekt über rheologische, dehnrheologische und allenfalls bildgebenden Verfahren (CLSM) gezeigt werden.

Rheologie und Dehnbarkeit verschiedener Glutenproben

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Monika Wehrli, 08161/71-2694, Beginn ab sofort)
Gluten wird unter dem Begriff "Vitalkleber" als Kuppelprodukt in der Stärkeherstellung industriell vertrieben. Eingesetzt wird es dann zB. in der Backbranche oder für die Herstellung von Seitan. Je nach Hersteller unterscheiden sich diese Produkte jedoch, was den Einsatz erschwert. Im Rahmen dieser Arbeit sollen Vitalkleber unterschiedlicher Produzenten hinsichtlich ihrer rheologischen und dehnrheologischen Eigenschaften vor und nach einem Erhitzungsschritt mit einander verglichen werden.

Steuerung der Vitalkleber-Funktionalität durch den Trocknungsprozess von Feuchtgluten

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Monika Wehrli, 08161/71-2694, Beginn ab sofort)
Für die Herstellung von Vitalkleber wird Gluten ausgewaschen und getrocknet. Durch den Prozess können bei gleichbleibendem Rohstoff schon klar unterschiedliche Funktionalitäten erzielt werden, was den weiterführenden Einsatz von Vitalkleber erschwert. Die genaue Auswirkung des Trocknungsprozesses von Feuchtgluten auf die Dehneigenschaften und die Elastizität ist noch nicht umfangreich charakterisiert worden.Im Rahmen dieser Arbeit soll Feuchtkleber mit unterschiedlichen Trocknungsarten und -zeiten behandelt werden und nach einer standardisierten Vermahlung und Anknetung viskoelastische und dehnrheologische Eigenschaften des Materials gemessen werden. Ziel ist, die Auswirkung der Trocknung auf die Funktionalität von Vitalkleber zu erfassen, sodass für in Zukunft definierte Eigenschaften von Vitalkleber über den Trocknungsprozess erreicht werden können.

Einfluss der Oberflächenfunktionalität auf die Interaktion zwischen Partikel und Matrix

(Bachelor-/Masterarbeit/Forschungspraktikum, Betreuerin Silvia Brandner, 08161/71-2693, Beginn ab sofort)
Weizenteig stellt ein Partikelverstärktes Polymernetzwerk aus Stärke und Gluten dar, wobei die Oberflächenfunktionalität der Stärke die Funktionalität des Gesamtsystems beeinflusst. Der genaue Einfluss ist aber noch nicht abschließend aufgeklärt. Im Rahmen dieser Arbeit soll anhand von künstlichen Teigsystem (Glaspartikel mit Hydrokolloid/Gluten Matrix) mit unterschiedlichen Oberflächenbeschichtungen die Interaktion bestimmt und der Einfluss auf das viskoelastische Verhalten erfasst werden.

Einfluss der rheologischen Eigenschaften von Teig auf das Haftverhalten zu seiner Kontaktoberfläche

(Bachelor-/Masterarbeit/Forschungspraktikum, Betreuerin Rita Laukemper, 08161/71-2683, Beginn ab sofort)
Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss der rheologischen Eigenschaften von Teig (u.a. Fließverhalten) auf das Haftverhalten zu seiner Kontaktoberfläche zu untersuchen. Hierzu sollen Teige unterschiedlicher Viskositäten (Fließverhalten) hergestellt werden und das Haftverhalten dieser nach unterschiedlicher Kontaktdauer untersucht werden. Zudem soll der Zusammenhang zwischen den Fließeigenschaften des Teiges und der Kontaktfläche identifiziert werden.

Identifizierung der realen Kontaktfläche zwischen Weizenteig und bäckereirelevanter Oberflächen

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Rita Laukemper, 08161/71-2683, Beginn ab sofort)
Die Klebrigkeit zwischen Weizenteig und seiner Kontaktoberfläche (z. B. Gärtuch, Transportband) ist von den molekularen Wechselwirkungen zwischen beiden Systemen abhängig. Diese Wechselwirkungen nehmen mit der tatsächlichen Kontaktfläche zwischen den beiden Systemen Teig und feste Oberfläche zu. Da es sich bei Teig um ein viskoelastisches System handelt, nimmt die Kontaktfläche zu seiner Oberfläche mit der Dauer zu. Ziel dieser Arbeit ist es, eine Methode zur Bestimmung der tatsächlichen Kontaktfläche zwischen einem (Weizen-)teig und seiner Kontaktoberfläche zu entwickeln und den Einfluss dieser auf das Haftverhalten zu bestimmen.

Einsatz von Enzymen zur Steigerung der Fermentationsleistung der Hefe

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Thekla Alpers, 08161/71-2694, Beginn ab April)
Die Bereitstellung von verwertbaren Zuckern durch enzymatische Aktivität für die Hefefermentation soll als Möglichkeit zur Steigerung der Fermentationsleitung der Hefe in Weizenteigen genutzt werden. Die Auswirkung der Enzymzugabe auf die Hefefermentation von Teigen soll anhand von rheologischen, bildgebenden und chemischen Methoden erfasst werden. Weiterhin sollen die Auswirkungen auf den Backprozess und das fertige Endprodukt anhand von Backversuchen untersucht werden.

3D-Druck - Aufklärung von Zusammenhängen zwischen Rheologie und Druckqualität getreidebasierter Materialien

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Ahmed Fahmy, 08161/71-3404, Beginn nach Absprache)
Der 3D-Druck ist ein neuartiger Prozess zur Strukturierung von Materialien. Dieser erhält in den letzten Jahren immer mehr Einzug in den Lebensmittelbereich, insbesondere bei der Herstellung von getreidebasierten Produkten. Der besondere Vorteil des 3D-Druckes liegt dabei in der Steuerung wichtiger Produkteigenschaften, beispielsweise der Form, der internen Strukturen und der Porengröße/-verteilung der Brotkrume, welche wiederum maßgeblich die Sensorik von Backwaren beeinflussen. Ziel dieser Arbeit ist es, den Einfluss von Materialeigenschaften auf die Qualität von 3D-gedruckten Formen aufzuklären. Diese Erkenntnisse stellen die Grundlage für einen präzisen und qualitativ hochwertigen Druck von getreidebasierten Materialen dar.

Untersuchung des Einflusses der Porenstruktur und Porenfraktion auf die Textur von Backwaren durch Verwendung bildgebender Verfahren

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Ahmed Fahmy, 08161/71-3404, Beginn ab sofort)
Die Porenstruktur, -verteilung und der Porenanteil bestimmen maßgeblich die Textur von Backwaren, beispielsweise die Krumenhärte und den Krumenzusammenhalt. Genaue Zusammenhänge konnten jedoch bisher nicht ermittelt werden. Ziel dieser Arbeit ist es daher, mit Hilfe bildgebender Verfahren die Auswirkungen der Porenfraktion, sowie deren Struktur auf die Krumentextur zu untersuchen. Zusätzlich soll der Einfluss der Messvariablen, wie der Projektion Winkle und der Position der Lichtquelle, auf die Krumenhärte ermittelt werden. Daraus können schlussendlich Empfehlungen für die Herstellung von Backwaren abgeleitet werden. (Note: This project is in English)

Entwicklung eines Modell-Hefeteiges

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuerin Thekla Alpers, 08161/71-2694, Beginn ab sofort)
Neben der Gasbildungsfähigkeit der Hefe werden während der Teiggare zahlreiche Sekundärmetabolite gebildet, welche die Aromatik und rheologischen Eigenschaften von Teigen und Backwaren essentiell beeinflussen. Ziel der Arbeit ist, anhand eines Modellteiges, den Effekt verschiedener Stoffwechselprodukte der Hefe aufzuklären und mit Hilfe eines statistischen Versuchsplanes differenziert zu betrachten. Mittels bildgebender, rheologischen und analytischen Verfahren sollen dabei Einflüsse erfasst werden. Abschließend soll der Effekt der Metabolite im Rahmen von Backversuchen auf die Backwarenqualität untersucht werden.

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AG Rohstofforientierte Brau- und Getränketechnologie

NEU Entwicklung eines Hochdurchsatz-Verfahrens zur rekombinanten Expression und Charakterisierung hitzestabiler β-Amylase-Varianten aus Gerste in E. coli

(Masterarbeit, Betreuerin Marina Bretträger, 08161/71-3849, Betreuer Dr. Bertram Sacher, 08161/71-3265, Beginn ab Ende Mai)

Entwickelt werden soll ein Hochdurchsatzverfahren zum screening brautechnologisch interessanter Allele in Wild- und primitiven Kulturgersten mittels Expressionsklonierung in E. coli. Ziel der Arbeit ist die Erzeugung rekombinanter hitzestabiler β-Amylasen aus Gersten in Mengen, die die Messung ihrer Temperaturstabilität und der Aktivitätsparameter zulassen. Die anzuwendenden Methoden umfassen klassische Molekularbiologie (Klonierung, PCR, RT-PCR), Biotechnologie (rekombinante Expression, Fermentation), Proteinanalytik (SDS-PAGE, Western Blot, IMAC) und Enzymanalytik (Aktivitätstest, Michaelis-Menten-Kinetik).

NEU Palate Fullness of Alcohol Free Beers in Germany

(Masterarbeit, Betreuer Rolando Moreno, 08161/71-5327 Beginn ab sofort)

Alcohol free beer market has been growing. Physical, biological or a mixture of both methods produces these products. Depending on the chosen method, the flavor outcome could be completely different but a lack of palate fullness (body of the sample) is a constant. This projects aims to understand which non-volatile components from the alcohol free beer matrix could positively influence the palate fullness. Different bottom fermented alcohol free beers from the market produced by different methods will be used. Palate fullness will be measured via sensory analysis with a trained panel and several physicochemical measurements will be performed on all the samples. At last,chemometric techniques (e.g. principal component analysis) will be employed for data analysis.

Methodenvergleich zur Aromaextraktion verschiedener Spezialmalze

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Raphael Prado, 08161/71-2622 Beginn ab sofort)
Spezialmalze stellen ein hohes Innovationspotenzials für industrielle Mälzereien dar. Um das Aromazspektrum dieser Spezialprodukte zu verstehen, werden in diesem Projekt ausgewählte Techniken zur Aromaextraktion verschiedener Malzprodukten untersucht. Zu den analytischen Techniken gehören die Gaschromatographie (GC-MS und GC-O). Dazu sollen verschiedene kommerziell erhältliche Produkte hinsichtlich ihres Aromaprofils gescreent werden. Zudem sollen die Aromaspektren mit der sensorischen Analyse korreliert werden.

Bilanzierung von Metallionen (Zink, Calcium, Magnesium) während des Läutervorgangs

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Martin Hennemann, 08161/71-3404 Beginn ab sofort)
Eines der Hauptziele während der Würzeherstellung im Brauprozess ist die Extraktion der im Malz vorhandenen Substanzen. In erster Linie ist hierbei der Extrakt von Bedeutung, jedoch sind im Malz weitere Stoffe vorhanden, die sich auf die Verarbeitbarkeit und spätere Bierqualität auswirken können, wie z. B. Metallionen. Das Ziel der Arbeit ist es, eine Bilanzierung dieser Stoffe über den zeitlichen Verlauf des Läuterns aufzustellen. Dabei soll unterschieden werden, in welchen Mengen diese Stoffe entweder in der Würze gelöst werden oder in den Trebern zurückbleiben, um die Effektivität der Auswaschung beim Läutern besser zu verstehen. Außerdem soll die Metallionenkonzentration in den verschiedenen Schichten des Filterkuchens im Läuterbottich ermittelt werden. Die Würze- und Treberproben sollen dabei mittels eines Mikrowellenaufschlusses vorbereitet und anschließend die Metallionenkonzentration (Zink, Calcium, Magnesium) mit Hilfe des Atomabsoptionsspektrometers bestimmt werden. Ziel ist es, die Methode zunächst zu testen und anschließend auf die Treber- und Würzeproben anzuwenden.

Ermittlung der Porosität im Filterkuchen des Läuterbottichs

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Martin Hennemann, 08161/71-3404 Beginn ab sofort)
Der Filtrationsvorgang im Läuterbottich ist aus verfahrenstechnischer Sicht eine besondere Art der Fest-Flüssig-Trennung. Zum einen handelt es sich dabei um eine Kuchenfiltration mit kompressiblen Filterkuchen; zum anderen erschwert die inhomogene Zusammensetzung der horizontalen Filterkuchenschichten den Filtrationsprozess. Kennzahlen zur Beschreibung dieses Prozesses sind jedoch nur unzureichend vorhanden. Im Rahmen dieser Masterarbeit soll daher die Porosität des Filterkuchens ermittelt werden. Dazu soll zunächst eine neue Methode zur Fixierung des Filterkuchens entwickelt werden. Anschließend soll die Porosität des Filterkuchen mit Hilfe bildanalytischer Auswertung ermittelt werden. Nach Etablierung der Methode sollen unterschiedliche Parametervariationen, wie z. B. Partikelgröße oder Malzsorte, getestet und deren Auswirkungen auf die Porosität ermittelt werden. Ziel ist es, Korrelationen zwischen der Porosität des Filterkuchens und der Partikelgröße des Schrotes sowie der Filtrationsperformance zu ermitteln.

Entwicklung einer Synthese von Dextrinen aus Amylose

(Bachelor-/Masterarbeit, Betreuer Arndt Nobis, 08161/71-3662, Beginn ab sofort)
Dextrine/Oligosaccharide werden mit technofunktionellen Eigenschaften wie Vollmundigkeit oder sensorischen Merkmalen wie Süße des Bieres in Verbindung gebracht. Zur Analyse des Dextrin-Spektrums sind jedoch valide Standard notwendig. Diese sollen der ausgeschriebenen Arbeit durch enzymatischen Abbau aus Amylose synthetisiert und charakterisiert werden.

Einfluss der Wasserqualität auf das Gushingverhalten in Brauversuchen/im Brauprozess - Industriekooperation

(Bachelorarbeit, Betreuerin Fernanda Steil-Kostetzer, 08161/71-5372, Beginn ab sofort)
Im Rahmen dieser Arbeit sollen Brauversuche (10-l-Maßstab) mit Gushing auffälligem Malz und unterschiedlichen, industriellen Brauwässern durchgeführt werden. Anschließend werden die fertigen Biere auf das Gushing potential (Überschäummenge) hin analysiert. Die Ergebnisse werden mit den Ionengehalten der jeweiligen Brauwässer korreliert.

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Derzeit am Lehrstuhl in Bearbeitung

Parallele Quantifizierung des Einflusses von Stress auf das Zellalter, Hefevitalität und Populationsdynamik
Maximilian Huber

Mischfermention mit einer kältetoleranten Wildhefe und Weihenstephan 34/70 um den Alkohlgehalt und die Produktion flüchtiger Verbindungen durch Anstellen mit unterschiedlichen Ratios und Menge der Anstellhefe zu steuern
Antonia Nottebohm

Identifikation Fouling verursachender Bierinhaltsstoffe bei der Membranfiltration mittels konfokaler Laserscanning Mikroskopie
Mathias Rott

Herstellung eines schwach alkoholischen Genussgetränks aus Süßmolke
Veronika Franz

Ursache von Trübungssensorfehlern bei Schaumbildung während der Pichia pastoris Kultiverung
Jan Kaltenthaler

Verfolgung des Wachstums von Mikroorganismen mittels Dynamic Laser Speckle Imaging
Raolan Piotrowicz

Sensorische Charakterisierung von Vitalkleber und Einfluss der Vermahlung auf die Netzwerkfunktionalität
Debora Stöcklein

Konstruktion, Inbetriebnahme und Validierung einer pulsatorischen Reinigungs- und Sensoreinheit für den Maischfilter basierten CANopen und Modbus
Marvin Rabe

Versuche zur Optimierung der Brauqualität von Malz aus Rispenhirse (Panicum miliaceum)
Magdalena Bader

Methodenvergleich zur Aromaextraktion verschiedener Spezialmalze
Nicolas Sanktschanser

3D-Druck einheitlicher stärke-basierter Zellstrukturen: Einfluss der inneren Geometrie auf die strukturellen Eigenschaften
Caroline Kehr

Bedeutung der Bindungsarten der Proteinfraktionen für die Funktionalität von Vitalkleber
Clarissa Herwanta

Einfluss der zytolytischen Zusammensetzung des Malzes auf die Läuterbarkeit und deren Vorhersage mittels NIR- und MIR-Fingerprinting
Maik Ittensohn

Vergleich unterschiedlicher Wärmeübertragungsverfahren auf Backwaren. Vergleich zwischen einem Etagenofen und einem Kombidämpfer
Lisa Weißenbacher

Untersuchung der Schaumstabilisierung in stärkebasierten Teigsystemen
Anna Huber

Einfluss der 3-DG auf die sensorische Stabilität heller Vollbiere
Oliver Kunz

Veränderung der Hefevitalität während der Lagerung und ihr Einfluss auf die Gärleistung
Verena König

Aufbau eines optischen Messsystems zur Vorhersage der Gushing-Neigung von Bieren und Würzen
Korbinian Schmid

Validierung eines Filtrationsvorhersagesystems zur Charakterisierung von Stabilisierungsmittlen für die Crossflow-Membranfiltration von Bier
Lukas Montiegel

Einfluss unterschiedlicher Calcium-Magnesium- und Zink-Konzentrationen auf die frühzeitige Hefeflokulation basierend auf dem Lake and Speers Test
Felix Loschinski

Einfluss der Temperaturführung des Maischesverfahrens auf das Flockenbildungsverhalten der Hefe
Christian Dekant

Validierung verschiedener Maischverfahren und flokkulationsbeeinflussender Substanzen basierend auf dem PYF-Test nach Lake und Speers
Alexander Towstoles

Untersuchung des Einflusses der hydrothermalen Spaltung von Biertreber auf die Molmassenverteilung von Arabinoxylan mittels Gelpermeationscrhomatographie
Croinna Kirschberger

Vergleich von Methoden zur Vitalitätsbestimmung von Hefen, sowie den Einfluss unterschiedlicher Zinkgehalte darauf
Till Heinze

Quantitativer photometrischer Test zur Bestimmung der Verunreinigung obergäriger mit untergäriger Hefe
Benjamin Soller

Einfluss der Vermahlung auf die strukturellen und funktionellen Veränderungen von Stärkefraktionen
Jan Becker

Evaluierung stressinduzierter Promotoren der Hefe Saccharomyces pastorianus var. carslsbergensis
Tobias Immanuel Kretzer

Untersuchung des Einflusses der hydrothermalen Spaltung von Biertrebern auf die Ausbeute an wasserlöslichem Arabinoxylan (WEAX) anhand eines Hochdurchsatz-Quantifizierungsverfahrens
Brittany Berry

Einfluss der Wasserqualität auf das Gushingverhalten von Bier
Roman Forster

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