Lebensmittel als Naturprodukte sind in der Regel mit Mikroorganismen belastet. In den natürlich vorkommenden Konzentrationen sind diese meist ungefährlich, so dass frische Produkte bedenkenlos verzehrt werden können. Soll das Produkt jedoch gelagert werden, so können sich die Mikroorganismen bei geeigneten Umgebungsbedingungen vermehren und das Produkt so ungenießbar machen. Insbesondere Schimmelpilze, Hefen und bestimmte Bakterien können zum Verderb des Produkts beitragen. Verderb kann durch die Vermehrung von Krankheitserregern (Pathogene), durch die Abgabe von Giftstoffen (zum Beispiel Aflatoxine) oder durch die Ungenießbarkeit der Lebensmittel erfolgen.
Um Lebensmittel länger haltbar zu machen, müssen diese Mikroorganismen abgetötet oder zumindest am Wachstum gehindert werden. Die wichtigste Methode hierzu ist die hitzethermische Entkeimung. Bei der meist angewendeten Pasteurisation werden nur die vermehrungsfähigen, vegetativen Keime durch die Einwirkung von Hitze abgetötet. Bei Getränken kann dies vor dem Abfüllen in einer kontinuierlich arbeitenden Kurzzeit- oder Ultrahocherhitzung erfolgen oder auch nach dem Abfüllen in Flaschen oder Dosen in einem Tunnelpasteur.
Das Erhitzen des Getränks führt aber nicht nur zum Absterben der unerwünschten Mikroorganismen, es werden auch chemische Reaktionen wie die Oxidation von Vitaminen beschleunigt. Diese zumeist unerwünschten Reaktionen führen zu Geschmacksveränderungen und besonders bei vielen neuen Produkten zur Reduktion wichtiger wertgebender Inhaltsstoffe. Somit werden die Qualität und die chemische Haltbarkeit des Getränks reduziert.
Daher ist es wichtig, die Hitzeeinwirkung gemessen in Pasteureinheiten (PE) auf das Getränk genau abzustimmen. Dies gilt sowohl für die Bestimmung eines Sollwertes (PEsoll), als auch für die Bestimmung der tatsächlich auf das Getränk einwirkenden PE (PEist). Beides wird in der aktuellen Praxis nur unzureichend bestimmt. Die PE(soll) werden in nur wenigen Getränkeklassen pauschal veranschlagt während der PE(ist)-Wert mit vereinfachten Methoden eher grob bestimmt wird. Das führt dazu, dass hohe Sicherheitszuschläge eingeplant werden, um ein mikrobiologisch sicheres Produkt zu garantieren mit großen Nachteilen für die Produktqualität.
Im Rahmen der Dissertation wurde zunächst eine Datenbank aufgebaut, in der Kennwerte zum Absterbeverhalten von Mikroorganismen in definierten Medien gesammelt werden. Eine zweite Datenbank enthält Listen mit den Mikroorganismen, die für bestimmte Getränke als schädlich einzustufen sind. Aus diesen beiden Werten und einer vom Anwender festzulegenden Sicherheitsstufe kann ein produktspezifischer PE(soll) festgelegt werden. Auf der anderen Seite soll auch der Hitzeeintrag in das Medium genauer bestimmt werden. Hierzu werden mathematische Modelle der Hitzeeinwirkung erstellt. Außerdem wird untersucht, ob die tatsächlich im Produkt angekommenen PE(ist) mittels Inlinemessung bestimmt werden können. Hierzu wird die Veränderung des Absorptionsspektrums von Nahinfrarotstrahlung im Getränk herangezogen. Mit der genauen Bestimmung von PE(soll) und PE(ist) soll dann ein präziserer Regelkreis zur Steuerung der Pasteurisation möglich werden.