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Homogenisation mittels Ultra-Hochdruck, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Lebensmittelprodukten mit neuartigen Eigenschaften.
Projekt
Förderkennzeichen: MRI-LBV-08-01
Laufzeit: 01.01.2001
- 31.12.2017
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Im Gegensatz zur Hochdruck-Pasteurisierung wird in diesem neuartigen, nachhaltigen Verfahren Hochdruck (ca. 300 MPa) dynamisch (kontinuierlich) angewandt. Die Auswirkungen sind Teilchenzerkleinerung, Erwärmung und in Folge davon Keiminaktivierung und Veränderungen bei makromolekularen Strukturen. Da sich der Vorgang im Bereich von Sekundenbruchteilen abspielt, sind Qualitätsverluste äußerst gering. Allerdings gibt es trotzdem Veränderungen: z.B. der Textur, Bildung von Nanopartikeln, veränderte funktionelle Eigenschaften bei makromolekularen Stoffen, z.B. erhöhte Retention hydrophiler Moleküle). LBV untersucht u.a. den Einfluss auf die Stabilität Wert gebender Inhaltsstoffe, den Ausschluss bzw. Minimierung unerwünschter Nebenwirkungen und liefert Daten für die Risikobewertung.
Diese neue Technologie hat den Vorteil, dass Lebensmittel schonend entkeimt werden können bei gleichzeitiger Beibehaltung der Nährstoffe und Verbesserung der sensori-schen Eigenschaften. Diese Homogenisatoren arbeiten bei Drücken von bis zu 400 MPa und variabel einstellbaren Temperaturen. Neben der verfahrenstechnischen Entwicklung steht die Anwendung der UHPH-Behandlung auf Kuhmilch und pflanzliche Milch zum Trinken (pasteurisiert und sterilisiert) oder zur Herstellung von Käse, Joghurt und Desserts und außerdem von Proteinkonzentraten für zusätzliche Anwendungen. Die Wirkung von UHPH auf diese Nahrungsmittel wird beobachtet: Funktionalität, Nährwertcharakteristika, mikrobiologische Inaktivierung und die Möglichkeit der Bildung von unerwünschten Stoffen. Die Produkte wurden auf prozessbedingte erwünschte und mögliche unerwünschte Veränderungen hin untersucht. Generell wurde gefunden, dass es keine bemerkenswerten Veränderungen im Gehalt an den B-Vitaminen Thiamin und Riboflavin, an Vitamin C sowie ß-Carotin gab. Auch der Fettgehalt blieb konstant. Keine oder nur geringfügige Veränderungen wurden bei den folgenden protektiven Eigenschaften, der antimutagenen Wirkung und dem antioxida-tiven Potential gefunden. Mutagenität oder Toxizität im bakteriellen Test konnte auch nicht festgestellt werden. Im Bereich makromolekularer Bestandteile gab es hingegen starke Veränderungen: Die Aktivität des Enzyms Peroxidase nahm ab, elektrop-horetische Muster (SDS-PAGE, Isotachopho-rese, etc.) waren verändert, HPLC-Muster ebenso. Fluoreszenzspektroskopisch zeigte sich eine Zunahme der Oberflächenhydro-phobizität sowie eine Abnahme freier Sulfhydrylgruppen. Mit immunologischen Methoden (ELISA) wurde generell eine Abnahme der Antigenität gefunden. So wurden z.B. die Antigene in einer UHPH-behandelten Mandelmilch nicht mehr von den Antikörpern erkannt (polyklonale Antikörper immunisierter Kaninchen zur Detektion von Mandelproteinspuren). Ebenfalls interessant und möglicherweise ernährungsphysiologisch von Bedeutung ist der Befund, dass sich bei der UHPH-Behandlung die Teilchengrößenverteilung drastisch ändert.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Rahmenprogramm
Förderprogramm
Ausführende Einrichtung
MRI - Institut für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik (MRI-LBV)
