На кафедрі харчової біотехнології і хімії виконувалися держбюджетні теми «Дослідження та оптимізація біохімічних та фізико-хімічних процесів у молочно-білкових системах», № держреєстрації 0196U012986, «Дослідження процесів одержання білкових фракцій молока методами безмембранного осмосу та електроосмосу», № держреєстрації 0199U003999. На даний час наукова робота проводиться по держбюджетній темі № 0108U004125 «Дослідження шляхів утворення і виділення біологічно активних продуктів протеолізу казеїну». Науковий керівник – д.б.н. проф. Юкало В.Г. Є автором понад 270 наукових публікацій (в т.ч. 9 авторських свідоцтв на винаходи, 1 монографія та 37 навчально-методичних poбiт. Роботи Юкала В.Г. опубліковані в Україні, Італії, Німеччині, Польщі, Франції, Pocії, Білорусі. Брав участь у багатьох міжнародних конференціях, симпозіумах, з’їздах у Польщі, Словенії, Франції, Італії, Pocії, Білopyci. Під керівництвом Юкала В.Г. захищено 4 кандидатські дисертації (Шуляк Т.Л., Луговий Б.Л., Сторож Л.А., Дацишин К.Є.), а також є консультантом по докторській дисертації.
Виконувалися дві госпдоговірні теми: “Вивчити вплив бактофугування та різних режимів пастеризаційної обробки молока сирого на його фізико-хімічний склад на ПрАТ Тернопільському молокозаводі”; «Проведення мікробіологічного контролю якості поживних середовищ (ростостимулюючі властивості)» на ПрАТ «Тернопільський молокозавод». Договір № 476-19. Виконавець тем – д.в.н., проф. Кухтин М.Д.
Також на кафедрі під керівництвом д.б.н., проф. Покотило О.С. проводяться дослідження ліпідного обміну з метою створення біологічно активних добавок харчових, продуктів функціонального призначення з підвищеним вмістом поліненасичених жирних кислот родини омега-3, фізико – хімічні і енерго – інформаційні дослідження води. За час науково-педагогічної роботи проф. Покотило О.С. опублікував понад 200 наукових, 40 навчально-методичних публікацій у вигляді статей, тез, більшість з яких були висвітлені у вигляді доповідей на конференціях і симпозіумах. Співавтор 9 патентів України на винахід. Основні наукові праці опубліковані у фахових журналах із біохімії, фармації та біотехнології.
Проф. Покотило О.С. є членом експертної ради ДАК з питань проведення експертизи дисертацій МОН України з біологічних наук. Під керівництвом Покотила О.С. захищена три кандидатських дисертації (Коваль М.І., 2010; Недошитко Х.Ю.; 2014; Копчак Н.Г., 2019; Лялик А.Т., 2021; Далєвська Д., 2021).
На кафедрі існує наукова школа, яка затверджена вченою радою університету від 20.06.23 протокол №6 «Удосконалення мікробіологічних критеріїв оцінки безпечності сировини й харчової продукції та розробка засобів і способів деградації мікробних біоплівок з біогенних і абіогенних поверхонь», науковий керівник наукової школи професор Кухтин Микола Дмитрович. Професор Кухтин М.Д. приймає участь у науковій роботі кафедри з розробки нових видів харчових продуктів функціонального призначення та безпосередньо керує науково-дослідним напрямом з удосконалення гігієнічних нормативів безпечності та якості харчової сировини і продуктів у технологічному процесі їх виробництва та зберігання. До того ж під його керівництвом вивчаються механізми та досліджуються закономірності формування мікробних біоплівок на технологічному устаткуванні в харчовій промисловості та розробляються способи руйнування мікробних біоплівок новими дезінфікуючими та мийно-дезінфікуючими засобами. У результаті наукової діяльності проф. Кухтин М.Д. є автором більше як 40 наукових статтей, які включені у науково-метричну базу Scopus і Web of Science, є співавтором 44 патентів на винахід і корисну модель, 4-ох монографій, 2-навчальних посібників, низки навчальних та науково-практичних методичних рекомендацій, 7 технічних умов України та ДСТУ. Загалом опублікував 290 наукових праць. Підготував 3-ох докторів наук та 5 кандидатів наук. Є членом редакційної колегії двох фахових наукових вісників (список Б), членом спеціалізованої вченої ради, експертом декількох комісій у складі МОН.
Доценти, асистенти та аспіранти кафедри харчової біотехнології і хімії проводять наукові дослідження у різних напрямках галузі харчової промисловості з використанням різноманітних видів сировини для розширення асортименту та збагачення біологічної цінності та поживності харчових продуктів. Зокрема, доцент, к.т.н. Карпик Г.В. проводить наукові дослідження з розробки нових видів макаронів, хліба з цільнозернового борошна. Доцент, к.т.н. Крупа О.М. досліджує можливості застосування різноманітних інгредієнтів, як рослинного, так і тваринного походження, у складі молочних продуктів з метою покращення їх структурно-механічних властивостей й підвищення показників якості продукції у цілому. Доценти Дацишин К.Є. та Сторож Л.А. досліджують біоактивні пептиди і фосфопептиди білків казеїнового комплексу коров’ячого молока з метою розробки технології молочних продуктів спеціального і функціонального призначення. Доцент Вічко О.І. проводить дослідження з розробки і впровадження у виробництво кисломолочних продуктів на основі асоціації тибетський грибок. Дослідження доцента Лісовської Т.О. пов’язані з використанням екструдованого кукурудзяного борошна у технологіях виробництва хлібобулочних та різних борошняних виробів.
Асистенти к.т.н. Лялик А.Т. та Криськова Л.П. проводять науково-дослідну роботу з розробки сиркової пасти та майонезу збагачених нетрадиційними оліями, які багаті на поліненасичені жирні кислоти родини омега-3. Асистент. к.т.н Кравченюк Х.Ю. працює над проблемою покращення процесу миття поверхонь технологічного обладнання у молочній галузі. Асистенти к.б.н. Копчак Н.Г. та доктор філософії (харчові технології) Далєвська Д.Я. працюють над проблемою з розроблення та розширення асортименту молочних продуктів, які збагачені біологічно активним йодом. Доцент Назарко І.С. займається дослідженням фізико-хімічних аспектів сировини та харчових продуктів для збільшення термінів їх зберігання.
Викладачі кафедри беруть активну участь у міжнародних науково-практичних конференціях різних рівнів. Зокрема, завідувач кафедри професор Покотило Олег Степанович був стипендіатом конкурсу короткострокових стипендій для викладачів та науковців з великим досвідом роботи, що був організований Посольством Франції в Україні з метою розвитку та підсилення французько-українського наукового та університетського співробітництва. Він пройшов 3-тижневе стажування у Національному центрі наукових досліджень (SNRC) в Multidisciplinary Institute Hubert Curien (IPHC) в лабораторії ядерної хімії в м. Страсбург (Франція).
Аспірантка кафедри Шинкарук Оксана Юріївна проходила 5-ти місячне стажування у Словацькому технічному університеті в місті Братислава (Словацька Республіка). Тема стажування «Розробка біопрепарату для боротьби з мікробними біоплівками на технологічному устаткуванні молокопереробних підприємств».
Доцент Лісовська Т.О. проходить стажування в Гамбурському університеті прикладних наук на факультеті науки про життя.
Маючи вагоме кадрове забезпечення, науково-педагогічні працівники на кафедрі проводять конференції: Міжнародна науково-технічна конференція «Стан і перспективи харчової науки та промисловості», 2015 р., 2017 р., 2019, 2023 р., а в 2021 році започатковано і проведено I Міжнародну науково-технічну конференцію «Якість води: біомедичні, технологічні, агропромислові і екологічні аспекти».