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Entwicklung eines Niedertemperatur-Vakuumtrocknungsverfahrens zur Herstellung von Starterkulturen
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 15616 N
Laufzeit: 01.01.2008
- 31.12.2010
Fördersumme: 346.550 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Starterkulturen werden zur gezielten Fermentation
von Lebensmittelrohstoffen eingesetzt. Hierbei
sind bakterielle Starterkulturen mit Milchsäurebakterien
von besonderer Bedeutung für die
Sicherstellung des Prozessablaufs und einer reproduzierbaren
Produktqualität. Die Verwendung
von definierten Starterkulturen ist in der Milchverarbeitung
Stand der Technik und löst auch in
der Herstellung fermentierter Fleisch- und Backwaren
zunehmend traditionelle Verfahren ab.
Entscheidend für deren effektive Produktion und
Distribution sind schonende Verfahren, die eine
hohe Vitalität und Aktivität der Bakterien gewährleisten.
Bei Probiotika steht dagegen aus
technologischer Sicht das Überleben im Produkt
oder als Nahrungsergänzungsmittel im Vordergrund.
Aus diesen unterschiedlichen Ansprüchen
können sich Unterschiede in der Präparation von
Probiotika und Starterkulturen ergeben.
Das Gefrieren bzw. die Gefriertrocknung gelten
bisher zwar als schonende Verfahren für die
Präparation von Starterkulturen, jedoch ist der
Energiebedarf bei Produktion bzw. Transport
hoch. Zudem kann bereits durch das Gefrieren
der Zellen eine Schädigung eintreten. In der
energetisch günstigeren Sprühtrocknung sind die
Überlebensraten wegen der thermischen Schädigung
der Zellen meist niedriger. Eine deutliche
Reduktion der Energiekosten kann durch Niedertemperatur-
Vakuumtrocknung knapp oberhalb
des Tripelpunktes erreicht werden. Gleichzeitig
ist es hiermit möglich, sowohl thermische als
auch gefrierbedingte Schäden auszuschließen
und eine höhere Vitalität und Aktivität zu erreichen.
Zum Einsatz der Vakuumtrocknung bei der Herstellung
von Starterkulturen gibt es bisher nur
sehr vereinzelte Untersuchungen, die keine Informationen
zum Einfluss der Prozessbedingungen,
den Auswirkungen auf die Physiologie
der Mikroorganismen oder über die Wirkung
von Schutzstoffen liefern. Eine industrielle Nutzung
dieser Methode in der Starterkulturpräparation
ist deswegen bisher nicht möglich.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es deshalb, die
Vakuumtrocknung für die Herstellung von Starterorganismen
und probiotischen Kulturen nutzbar
zu machen und durch eine geeignete Anzucht,
Vorkonditionierung, Prozessführung
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sowie Schutzstoffzugabe eine hohe Überlebensrate
sowie Lagerstabilität der Kulturen zu erreichen.
Durch schonende Prozessführung soll Energie
gespart, die Überlebensrate, Revitalisierung
und Performance bekannter Starterorganismen
durch Feststellen der dafür optimalen
Prozessbedingungen möglichst verbessert
und die Nutzung neuer Stämme ermöglicht werden.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Ausführende Einrichtung
Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL)