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Strukturbildung und -regenerierung in fermentierten Milchprodukten durch Laccasen aus Speisepilzen
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 17475 N
Laufzeit: 01.01.2012
- 31.12.2014
Fördersumme: 363.100 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Fermentierte Milchprodukte (Rührjoghurt, Frischkäse) sind durch spezifische Textureigenschaften ausgezeichnet. Zur industriellen Produktion wird im Fermentationstank statisch ein Gel ausgebildet. Um die Fermentation in den großen Volumina (20.000 – 50.000 L) zu stoppen (pH 4,5 – 4,7), wird das Gel leicht aufgerührt und mittels schonend fördernder Pumpen über Wärmetauscher gekühlt. Die Mikrogelsuspension wird in einem Puffertank zwischengestapelt, das Produkt schonend abgepumpt, ggf. mit Zutaten vermischt, dem Füller zugeführt und verpackt. Problematisch ist, dass die Mikrogelpartikel sehr scherempfindlich sind und es unvermeidlich zu einer mechanischen Belastung in den verschiedenen Prozessstufen kommt. Viskositätsverluste (ca. 10 – 20 %) und steigende Synäreseneigung während der Lagerung werden durch einen erhöhten Roh-stoffeinsatz (0,1 – 0,4 % Protein), indirekt über die Zutaten oder durch Verdickungsmittel kompensiert.
Transglutaminasen stellen eine enzymatische Alternative zur Strukturmodifikation dar. Jedoch ist deren katalytische Wirkung auf γ-Glutamyl- und Lysylseitenketten beschränkt. Die konkurrierende Hydrolysereaktion und pH-Optima im Neutralen mindern ihre Wirksamkeit in fermentierten Milchprodukten zusätzlich. Inter- oder intramolekulare Quervernetzungen von Proteinen können aber auch von Oxidoreduktasen katalysiert werden. Laccasen (EC 1.10.3.2) kommen in Obst, Gemüse und Speisepilzen vor. Sie oxidieren Cofaktor unabhängig Substrate, wie Tyrosin, unter Reduktion von Sauerstoff zu Wasser.
Laccasen, die im Sauren vernetzen, besitzen das Potenzial, um den in der industriellen Herstellung fermentierter Milchprodukte unvermeidbaren Viskositätsverlust zu kompensieren. Durch sie ließen sich der Rohstoffeinsatz opti-mieren und stabilisierende Zusätze verzichtbar werden. Der Forschungsansatz, Laccasen zur Strukturregenerierung ('Rebodying'), also zum Vernetzen und Stabilisieren der Mikrogelpartikel im Sauren zu nutzen, wurde bisher nicht verfolgt.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch die Zusammenführung von enzym- und milchtech-nologischen Expertisen Laccasen aus Speisepilzen als strukturbildende bzw. -regenerierende Enzyme für den Einsatz in fermentierten Milchprodukten verfügbar zu machen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Lebensmittelchemie
