NOI Techpark

> zum [Ausgang](https://my.matterport.com/show/?play=1&sr=.35,-.33&ss=217&m=qmR723Kdtbp)

LABOR PROBENVORBEREITUNG

NIR-Spektroskopie

Die Nahinfrarotspektroskopie ist eine spektroskopische Methode, bei der der Nahinfrarotbereich des elektromagnetischen Spektrums (78 bis 2500 nm) ausgenutzt wird. Sie kommt in verschiedenen wissenschaftlichen Disziplinen zum Einsatz. Hier wird sie zur zerstörungsfreien Analyse von Äpfeln verwendet, und zwar zur Bestimmung des Gesamtzucker- und Stärkegehalts, um die Reife des Apfels vorherzusagen.

Analytische Waage

Schwingmühle

Mit diesem Gerät können Proben von Äpfeln oder Holz aufgemahlen werden.

Destilliertes Wasser

Probenaufbereitung

ph. Laimburg Research Centre/ivo corrà

Rotationsverdampfer

Dieses Gerät dient zum Einengen (Konzentrieren) von Lösungen, indem das Lösungsmittel verdampft wird.

Trocknerschrank

Flüssigkeitschromatograph gekoppelt an Flugzeitmassenspectrometer (LC-QTOF)

Bei der Flüssigchromatographie werden die zu analysierenden Verbindungen mitthilfe chemischer Lösungsmittel an einer Trennsäule aufgetrennt und anschließend mit einem hochauflösenden Massenspektrometer analysiert.

Flüssigkeitschromatograph gekoppelt an DAD-FLD

Mit diesem Gerät werden die zu analysierenden Verbindungen mithilfe chemischer Lösungsmittel an einer Trennsäule aufgetrennt und anschließend mittels eines Diodenarray-Detektors (DAD) oder eines Fluoreszenzdetektors (FLD) analysiert werden.

Flüssigchromatograph gekoppelt an Dreifach-Quadrupol-Massenspektrometer

Mit diesem Gerät können einzelne Polyphenole, Vitamine und Aminosäuren in Lebensmitteln und Pflanzenextrakten quantifiziert werden.

Flüssigchromatograph gekoppelt an Dreifach-Quadrupol-Massenspektrometer

UV/VIS-Fotospektrometer

Die UV/VIS-Spektroskopie nutzt die elektromagnetischen Wellen des ultravioletten (UV) und des sichtbaren (VIS, engl. visible) Lichts. Diese Methode wird zur Analyse des Gesamtgehalts an Anthocyanen (Pflanzenfarbstoffe), Polyphenolen, Tanninen (Gerbstoffe), der antioxidativen Kapazität (Antioxidantien) und des Gesamtchlorophyllgehalts in Lebensmittel- und Gemüseproben angewandt.

Gaschromatograph gekoppelt an Triple-Qadrupol-Massenspektrometer (GC-TQMS)

Mit diesem Gerät werden die Aromen in Wein, Äpfeln, Apfelsaft, Erdbeeren oder Fettsäuren in Milch und Käse analysiert.

Gaschromatograph gekoppelt an Flammenionisationsdetekor (GC-FID)

Während der Gaschromatographie werden die zu analysierenden Moleküle durch Erhöhen der Temperatur (50-250 °C) an einer Kapillarsäule getrennt und anschließend mit dem Flammenionisationsdetektor (FID) analysiert.

Gaschromatograph gekoppelt an hochauflösenden Flugzeitmassenspektrometer (GC-TOF)

Während der Gaschromatographie werden die zu analysierenden Moleküle durch Erhöhen der Temperatur (50-250 °C) an einer Kapillarsäule getrennt und anschließend mit einem hochauflösenden Massenspektrometer analysiert. Mit dieser Methode können flüchtige Substanzen wie die Aromen in Äpfeln oder Weinen quantifiziert werden.

Ionenchromatograph (IC)

Mithilfe der Ionenchromatographie können Stoffe anhand ihrer Ladung getrennt werden. Mit dieser Methode werden Einzelzucker und organische Säuren in Äpfeln, Weintrauben und Wein analysiert.

Gaschromatograph gekoppelt an Quadrupol-Massenspektrometer (GC-QMS)

Während der Gaschromatographie werden die zu analysierenden Moleküle durch Erhöhen der Temperatur (50-250 °C) an einer Kapillarsäule getrennt und anschließend mit dem Quadrupol-Massenspektrometer (QMS) analysiert. Mit dieser Methode können flüchtige Substanzen wie die Aromen in Äpfeln und Wein sowie die veresterten Fettsäuren in Milchprodukten analysiert werden.

Gefriertrocknungsanlage (Liophylisator)

Gefriertrocknungsanlage (Liophylisator)

Lyophilisierung (Gefriertrocknung) ist ein Verfahren zur schonenden Trocknung von Produkten. Eiskristalle sublimieren ohne zwischenzeitliches Auftreten einer flüssigen Phase direkt in den gasförmigen Zustand. Gefriertrocknung wird beispielsweise bei der Herstellung von Instantpulver-Getränken, Früchten für Müsli-Mischungen, Kräutern und Gewürzen angwandt. In der Lebensmittelanalytik kommt sie zum Einsatz, um Obst und andere Lebensmittel, die einen hohen Wassergehalt haben vor der Analyse das Wasser zu entziehen.

Freezerraum

Kühl- und Gefrierschränke zur Lagerung von Proben

Polyphenole

natürliche, in Pflanzen vorkommende, chemische Verbindungen. Diese sekundären Pflanzenstoffe stellen bioaktive Substanzen wie Farbstoffe, Geschmacksstoffe oder Tannine dar und sollen die Pflanze vor Fraßfeinden schützen oder durch ihre Farbe Insekten zur Bestäubung anlocken. Viele Polyphenole gelten als gesundheitsfördernd, einige wirken unter anderem entzündungshemmend und krebsvorbeugend. Hier geht es um Polyphenole in Äpfeln. [Link Download Poster] 

Metabolomik

In der Metabolomik werden die Stoffwechsel-Eigenschaften einer Zelle bzw. eines Gewebes oder Organismus sowie die daran beteiligten Metaboliten (Stoffwechselprodukte) untersucht. Hier werden die Vorgänge bei der Infektion einer Weinrebe mit dem Falschen Mehltau untersucht, der durch den Pilz Plasmopara viticola verursacht wird.  Download Poster

Projekt PinotBlanc

Weine der Rebsorte Weißburgunder (Pinot blanc), einer Leitsorte Südtirols, zeichnen sich durch einen relativ hohen Säuregehalt und eine frisch-fruchtige Aromatik aus. Die typischen Aromen leiden jedoch unter der Klimaerwärmung in Südtirol. Im Projekt wurde untersucht, ob das Ausweichen in höhere und kühlere Weinbaulagen ein möglicher Weg wäre, um die Qualität des Pinot blanc zu sichern. Im Labor für Aromen und Metaboliten wurden die Aromaprofile von Weißburgunder-Weinen aus berg- und Tallagen chemisch charakterisiert.Download Poster

Lösungsmittelraum

Hier werden verschiedene Lösungsmittel sicher gelagert.

Probenabgabe

Das Labor führt Analysen auch für Private durch. Die Proben müssen zusammen mit dem entsprechenden Begleitschreiben abgegeben werden. [Weitere Informationen](http://www.laimburg.it/de/dienstleistungen/formulare.asp)

Zentrifuge

Multi-Rotator

Thermomixer

Dieses Gerät wird verwendet, um Reaktionen und Extraktionen bei hohen Temperaturen durchzuführen.

Ultraschalbad

Das Gerät wird verwendet, um chemische Reaktionen und Extraktionen bei hohen Tempetaruren durchzuführen.

Heizblock

Um die Proben zu erhitzen

Extraktor

pH-Meter

Messgerät zur Bestimmung und Anzeige des pH-Wertes einer Lösung

Mobile Laborabzugshaube

Laborabzüge werden zum Schutz der Laborumgebung und des Bedieners bei chemischen Anwendungen eingesetzt. Sie schützen die Personen  vor dem Einatmen giftiger Dämpfe und reduzieren das Brand- und Explosionsrisiko.

Zentrifuge

Zentrifugen kommen zum Einsatz, um die flüssige Phase von festen Substanzen und Teilchen zu trennen.

Vortex

Die Platte vibriert in verschiedene Richtungen. Dadurch können Lösungen und Reagenzien homogen vermischt werden.

Extraktor

Dewar-Behälter zur Lagerung von Flüssigstickstoff

DROMYTAL

Die Kirschessigfliege (Drosophila suzukii) ist ein Schädling, der aus Asien eingeschleppt wurde. Im Projekt DROMYTAL haben Forscher des Versuchszentrums Laimburg und der Freien Universität Bozen eine innovative Strategie zur Bekämpfung des Schädlings entwickelt. Die Methode basiert auf einem Hefelockstoff, der mit einem Insektizid vermischt wird ("Attract & Kill"). Im Labor für Aromen und Metaboliten wurden die Metaboliten der bioaktiven Hefekulturen untersucht, um jene zu identifizieren, die eine fraßfördernde Wirkung haben und dadurch am besten dazu geeignet sind die Kirschessigfliege anzulocken.  

VOCs

VOCs (engl. volatile organic compounds) sind flüchtige organische Verbindungen, die das Aroma eines Lebensmittels ausmachen. Jede Apfelsorte weist ein anderes Aromaprofil auf, d. h. eine jeweils für sie typische komplexe Mischung auf zahlreichen VOCs. In dieser Studie wurden die VOCs in verschiedenen Apfelsorten identifiziert.  

LABOR FÜR AROMEN UND METABOLITEN

Das Labor für Aromen und Metaboliten führt Untersuchungen in den Bereichen Lebensmittelqualität und Pflanzengesundheit durch. Mithilfe moderner chemischer Methoden werden natürlich vorkommende Inhaltsstoffe in landwirtschaftlichen Produkten (Äpfel, Apfelsäft, Trauben, Weine, Käse, Milch) und Pflanzenorganen (Blätter, Wurzeln, Holz) analysiert, um deren Qualität, Charakteristik und Reinheit zu prüfen.

Flüssigkeitschromatographie

Die Flüssigkeitschromatographie ist ein Verfahren zur Trennung chemischer Substanzen. Mithilfe von Standards kann man diese Substanzen identifizieren und quantifizieren (d. h. ihre genaue Konzentration in einer Probe bestimmen).

ANALYSELABORS

Gaschromatographie

Die Gaschromatographie ist eine Methode zur Analyse von Stoffgemischen. Komplexe Stoffgemische werden dabei in einzelne chemische Verbindungen aufgetrennt. Die Methode ist nur bei Komponenten anwendbar, die gasförmig oder unzersetzt verdampfbar sind (Siedebereich bis 400 °C).  

Isotopenanalyse

Um die Qualität von Lebensmitteln zu garantieren und Produzenten und Konsumenten zu schützen ist es wichtig, die Herkunft von Agrarprodukten nachweisen zu können. Im Projekt "Isotopenanalyse" entwickeln Versuchszentrum Laimburg, Eco-Research und Freie Universität Bozen eine Methode zum Herkunftsnachweis, die auf der Analyse der Isotopen des Elements Strontium basiert.

DIC-Pilotanlage

NMR Labor

Das Labor für NMR-Spektroskopie befasst sich mit der qualitativen und quantitativen Charakterisierung kleiner Moleküle und Proteine in Lebensmitteln und Pflanzen mit Hilfe einer Methodik, die die hochauflösende Kernspinresonanz (NMR) einsetzt. Die NMR-Spektroskopie ist eine nicht-invasive und zerstörungsfreie Laboranalysetechnik, die es uns ermöglicht, einen "Fingerabdruck" des interessierenden Moleküls zu erhalten und so dessen Struktur und molekulare Dynamik zu charakterisieren. Mit dieser Technik lassen sich die Echtheit, die Typizität und die Herkunft lokaler Agrar- und Lebensmittelerzeugnisse bestimmen sowie strukturelle, kinetische und funktionelle Studien biologischer Moleküle und die Identifizierung neuer, unbekannter Moleküle durchführen. 

NMR-Probenladegerät

Nach der Vorbereitung wird das NMR-Röhrchen mit der zu untersuchenden Probe auf den NMR-Probenlader gesetzt. Beide NMR-Geräte sind mit einer automatischen Probenladevorrichtung ausgestattet. Damit können Serienmessungen in einer vom Bediener programmierten Reihenfolge durchgeführt werden. Das hier gezeigte 400 MHz NMR-Gerät ermöglicht die Analyse von bis zu 64 Proben, während das rechts abgebildete Gerät (600 MHz NMR-Gerät) bis zu 30 Proben nacheinander laden kann. Die Möglichkeit, mehrere Proben nacheinander zu messen, ist besonders nützlich bei der Durchführung von Metabolomik-Studien über Agrar- und Lebensmittelprodukten, d. h.Untersuchung der verschiedenen Inhaltsstoffe. Die Analyse mehrerer Proben ermöglicht nämlich eine statistische Analyse, die zur Erkennung der Typizität des Produkts und seiner Herkunft nützlich ist.ph: NOI Techpark/ivocorrà

600 MHz NMR-Spektrometer

Wie das 400 MHz NMR-Spektrometer ist auch das 600 MHz Spektrometer mit einer "Breitband"-Sonde ausgestattet, die die Aufnahme ein- und zweidimensionaler Spektren und verschiedener Atomkerne zur Untersuchung der chemischen Struktur unbekannter Moleküle ermöglicht. Das 600 MHz Spektrometer ermöglicht jedoch Spektren mit höherer Auflösung aufzunehmen und eignet sich daher besser für die Analyse komplexerer Matrizes oder die Untersuchung von Makromolekülen mit hohem Molekulargewicht, wie Proteinen oder Nukleinsäuren. 

Control Room NMR

Trocknungsmodul

Der letzte Schritt des Prozesses besteht darin, die während der Texturierungsphase angesammelte Restfeuchtigkeit zu entfernen. Diese Verdampfung findet im Trocknungsmodul statt, wo die Äpfel unter Vakuum auf 50 Grad gebracht werden. Auf diese Weise kann die Feuchtigkeit in etwa zwei Stunden vollständig entzogen werden. Bei der Anlage auf dem Foto handelt es sich um einen Prototypen.  

Automatische Abfüllmaschine

Berechnet automatisch das genaue Füllgewicht jedes Beutels.

Manuelle Verpackungsmaschine

new Tag

ph: NOI Techpark/ivo corrà  

400 MHz NMR-Spektrometer

Das NMR-Spektrometer ist ein grundlegendes Instrument zur Bestimmung der Struktur von Molekülen und ihrer Bewegungen und Wechselwirkungen. Ein NMR-Spektrometer besteht aus einer supraleitenden Spule, die ein permanentes Magnetfeld erzeugt und in einem inneren Mantel in flüssigem Helium getaucht ist, das die Supraleitfähigkeit bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt (~ -273° C) gewährleistet. Ein zweiter Außenmantel mit flüssigem Stickstoff sorgt für die konstante Kühlung des Heliums. Die beiden kryogene Flüssigkeiten werden über einen Einlass in die jeweiligen Mäntel eingeleitet. Um die Verdampfung des flüssigen Heliums zu reduzieren, wird flüssiger Stickstoff verwendet, um den thermischen Gradienten des Mantels zu verringern. Das Zentrum des Spektrometers ist die Bohrung, ein zylindrischer Behälter, der das statische Magnetfeld und die Sonde aufnimmt.  Das vom NMR-Gerät erzeugte Magnetfeld ermöglicht es, die Atomkerne der untersuchten Moleküle auszurichten (als wären sie mikroskopische Magnetnadeln) und die Eigenschaften der einzelnen Atome durch die Aufnahme von Spektren zu untersuchen.  Das 400 MHz NMR-Spektrometer ist mit einer "Breitband"-Sonde ausgestattet, die die Erfassung von ein- und zweidimensionalen Spektren und verschiedener Atomkerne ermöglicht, mit denen die chemische Struktur unbekannter Moleküle aufgeklärt werden kann.ph: NOI Techpark/ivocorrà

Dewar mit flüssigem Stickstoff

Das wöchentliche Nachfüllen mit flüssigem Stickstoff zu beiden Spektrometern ist notwendig, um die Verdampfung des flüssigen Heliums zu verhindern und so die Supraleitfähigkeit der Magnete zu erhalten. Das Nachfüllen erfolgt unter Einhaltung aller erforderlichen Sicherheitsstandards. 

Kühlung von NMR-Proben

Der NMR-Probenkühler, der auf dem 600 MHz-Spektrometer installiert ist, ermöglicht es, die Proben im Probenladegerät vor und nach der Messung bei der gewünschten Temperatur zu halten. Dies ist besonders wichtig bei NMR-Proben, bei denen ein leicht flüchtiges Lösungsmittel verwendet wird (z. B. Chloroform) und verhindert den Zerfall von instabilen Proben und Moleküle. 

Die NMR-Probe 

Die zu untersuchende Probe (von kleinen Molekülen bis zu Proteinen, von der einfachen bis zur komplexen Matrix) wird in ein 5-mm-Röhrchen mit einer Schnittlänge von ca. 18 cm gegeben und dann, mit der auf dem Foto erkennbaren, roten Kappe hermetisch verschlossen. Die Forschungstätigkeit im NMR-Labor am Versuchszentrum Laimburg ermöglicht die Analyse sowohl flüssiger (wasserlösliche Verbindungen oder löslich in organischen Lösungsmittel wie Chloroform) als auch halbfester Proben.ph: NOI Techpark/ivocorrà

NMR-Konsole

Enthält die gesamte Elektronik, die für das ordnungsgemäße Funktionieren des NMR-Geräts erforderlich ist. So ist die NMR-Konsole beispielsweise für die Erzeugung der elektromagnetischen Strahlung verantwortlich, die dann mit den Probenmolekülen im Magneten in Wechselwirkung tritt.

Niedertemperaturtrockner

Die Apfelscheiben werden in einen Niedertemperaturtrockner gelegt, in dem sie relativ lange, aber dafür unter niedrigen Temperaturen, bis zu einem Restfeuchtegehalt von ca. 10 bis 15 % getrocknet werden. Auf diese Weise wird eine plastische Struktur erzeugt, die sich beim nachfolgenden Texturierungsprozess verformen lässt.   

Modul für den Trocknungsprozess

Dies ist das Modul für den Trocknungsprozess, das sich von allen anderen existierenden Trocknungssystemen grundlegend unterscheidet: Es besteht aus einem Dampferzeuger, einem Vakuumbehälter und einem Texturierungsreaktor. Einige Sekunden lang wird heißer Dampf ins Innere des Reaktors geleitet und dann sofort ein Vakuum erzeugt. Dieses Vakuum ermöglicht die sofortige Verdampfung der im Gewebe angesammelten Feuchtigkeit, wodurch Druck und Temperatur sinken und das Produkt unter die Glasübergangstemperatur gebracht wird. Dadurch wird die während der Behandlung erworbene Struktur stabilisiert. 

Wie funktioniert die Kontrollierte Sofortige Dekompression (DIC)

Bei den üblichen Verfahren zur Herstellung von Trockenprodukten kommt es zu einem Zusammenbruch der Struktur. Infolgedessen verliert das Produkt an Porosität, es bilden sich ungleichmäßige Schichten und das Produkt wirkt gummiartig. Demgegenüber besteht die Neuerung der DIC-Technologie darin, dass das Produkt durch einen plötzlichen Druckabfall von Überdruck auf Vakuum, texturiert wird. Durch diese Behandlung dehnt sich das Gewebe teilweise aus, wobei die ursprüngliche Struktur wiederhergestellt wird. Dadurch entsteht ein poröseres und durchlässigeres Material, das knuspriger und spröder ist. Die DIC-Anlage besteht aus drei Teilen: Im Vortrocknungsmodul wird das Produkt auf eine geeignete Feuchtigkeit und eine gummiartige-plastische Konsistenz gebracht. Im Texturierungsmodul wird mithilfe eines Heißdampfstroms ein Überdruck erzeugt, der die Struktur des Produkts aufweicht. Anschließend kommt es zu einem sofortigen Druckabfall,  wodurch sich das Gewebe ausdehnt. Im dritten und letzten Modul wird das texturierte Produkt schließlich fast vollständig dehydriert. Das sich daraus ergebende getrocknete Endprodukt weist einige Verbesserungen im Hinblick auf Konsistenz, Rehydrierbarkeit und Erscheinungsbild wie z. B. der Farbe auf.