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Eiklarproteinfraktionierung zur Verbesserung der Verschäumungseigenschaften und Pasteurisierbarkeit der entstandenen Fraktionen
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 17479 N
Laufzeit: 01.01.2012
- 31.12.2014
Fördersumme: 248.700 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Eiklar ist aufgrund seiner hervorragenden gel- und schaumbildenden Eigenschaften ein häufig verwendeter multifunktionaler Rohstoff in der Lebensmittelindustrie. Der Trockenmassegehalt von Eiklar liegt bei 12,1 %, von dem die Proteine mit 10,6 % den größten Anteil stellen. Weitere Bestandteile sind 0,9 % Kohlenhydrate, 0,6 % Mineralstoffe sowie 0,03 % Lipide. Eiklar stellt damit eine äußerst reine Proteinquelle dar.
Eiklar wurde bisher als System synergistisch funktionierender Proteine angesehen, das wegen deren unterschiedlicher Struktur hervorragende Schaumeigenschaften aufweist. Erste Hinweise aus der Literatur weisen jedoch darauf hin, dass diese Auffassung in Frage gestellt werden muss, denn es wurde herausgefunden, dass der Entzug des Proteins Lysozym und eventuell zusätzlich von Ovotransferrin, die Schaumbildung der übrigen Fraktionen deutlich verbessert. Es besteht deshalb die Hypothese, dass die gute Schaumbildung nicht durch die Synergie der Proteine, sondern durch den geringen Gehalt an schaumschädlichen Substanzen (insbesondere von Lipiden) erklärt werden kann. Abgesehen davon hat Lysozym als Einzelfraktion bereits wertsteigernde Einsatzzwecke auf Grund seiner konservierenden Eigenschaften gefunden. Für Ovotransferrin liegt das Einsatzgebiet im Bereich der Eisensupplementation ebenfalls auf der Hand.
Die Stabilisierung des Eiklars in industriellen Eiklarprodukten wird vorrangig durch Pasteurisation erreicht, so dass ein Entzug von Lysozym die mikrobiologische Stabilität nicht beeinträchtigt. Bedingt durch den extremen Isoelektrischen Punkt (IEP) des Lysozyms sind hitzeinduzierte Interaktionen wahrscheinlich, so dass die Pasteurisierbarkeit der Hauptfraktionen in Abwesenheit von Lysozym sogar besser gegeben sein könnte.
Ein Weg, den Wert von Eiprodukten zu steigern bzw. das Potenzial von Komponenten mit Wertsteigerung zu bestimmen, liegt in der präparativen Fraktionierung von Lysozym, Ovotransferrin und der ovalbuminreichen Restfraktion mittels Membran-Adsorptions-Chromatographie (MAC). Dieses Verfahren hat sich in verschiedenen Ansätzen bereits als überlegene Trenntechnik erwiesen und zeigt auch für Eiklarproteine ein hohes Potenzial. Bei der MAC-Technologie werden die Bindungsstellen der IEC an Stelle der Gelkügelchen auf Membranen bzw. in die Membranporen von Mikrofiltrationsmembranen gekoppelt. Dies bietet eine Reihe von Vorteilen gegenüber konventionellen Chromatographiesäulen, insbesondere wesentlich höhere Flussraten, geringere Gegendrücke, deutlich kürzere Produktionszyklen und längere Standzeiten. Eiklar weist mit seiner hohen Proteinkonzentration und Viskosität einige erschwerende Eigenschaften auf, die voraussichtlich durch eine entsprechende Vorprozessierung modifiziert werden müssen, um das System unterschiedlicher Proteine trennbar zu machen.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, Eiklarproteine im präparativen Maßstab zu fraktionieren. Aufgrund ihrer technologischen und biologischen Eigenschaften ist es erstrebenswert, Ovotransferrin und Lysozym in Reinform zu isolieren sowie die ovalbuminreiche Hauptfraktion zu gewinnen. Da sich Eiklar aufgrund seines hohen Proteingehalts und der hohen Viskosität als trenntechnisch schwieriges Produkt darstellt, ist es ein weiteres Ziel, die Trennbarkeit in Bezug auf Fließverhalten und Stoffaustausch zu untersuchen und zu charakterisieren.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
