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Mikropartikulierung von Molkenproteinen mittels Heißextrusion
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 17140 N
Laufzeit: 01.01.2013
- 31.12.2015
Fördersumme: 249.650 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Molkenproteine werden auf Grund ihrer hervor-ragenden technologischen und ernährungsphysi-ologischen Funktionalität zur Verbesserung der Produktqualität eingesetzt. Molkenproteine stel-len etwa 20 % des gesamten Milchproteins dar, sie verbleiben bei der Käseherstellung in der Molke und fallen dadurch in großen Mengen (ca. 120.000 t im Jahr 2009) an.
Durch eine zusätzliche Funktionalisierung der Molkenproteine sind weitere lebensmitteltechno-logische Anwendungen möglich. Eine geeignete Möglichkeit dafür ist die Mikropartikulierung, d.h. die Partikelbildung durch Aggregation der Proteine. Außer in Milchprodukten finden mikro-partikulierten Molkenproteine bereits einen brei-ten Einsatz auch in der Fleisch-, Fisch-, Süß-, Backwaren- und in der Pharmaindustrie. Ein wirtschaftlicher Nutzen ergibt sich beispielswei-se durch eine Reduzierung des Fettgehaltes, eine Verbesserung der sensorischen Qualität sowie eine Erhöhung der Produktausbeute.
Die physikalisch-chemischen Eigenschaften der mikropartikulierten Molkenproteine, wie Partikel-größe, Denaturierungsgrad und Struktur der Ag-gregate, werden hauptsächlich durch die thermi-sche Behandlung und die Schereinwirkung be-stimmt. Diese bestimmen das Verhalten der Pro-teinaggregate im Endprodukt. Die Forschungs-stelle untersucht seit Jahren die Funktionalisie-rung von Proteinen, insbesondere von Molken-proteinen. Hierbei werden verfahrenstechnische Prozesse, wie z.B. eine thermisch-mechanische Behandlung, eingesetzt. Diese erfolgt bisher meist im Schabewärmetauscher (SWT). Dieses Verfahren stellt eine geeignete Möglichkeit dar, Molkenproteine zu partikulieren. Allerdings ist es auf niedrige Trockenmasse- und Proteingehalte beschränkt, gleichzeitig muss dabei das Lacto-se/Protein-Verhältnis hoch sein, wenn eine hohe Ausbeute (d.h. ein hoher Denaturierungsgrad) erzielt werden soll. Außerdem sind die realisier-baren Prozessbedingungen, wie Scherbeanspru-chung und Prozesstemperatur, begrenzt.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch die Applikation der Heißextrusion einen neuen effi-zienteren Prozess zu entwickeln, bei dem weit-aus höhere Proteingehalte (bis 60 %) eingesetzt und Prozessfaktoren in einem wesentlich größe-ren Bereich variiert werden können. Wirtschaftli-che Vorteile des Verfahrens sind die wesentlich kürzere Verweilzeit, die verringerten Massen-ströme, die geringe Produktansatzbildung und eine verlängerte Standzeit der Anlagen bei gleichzeitig hoher Ausbeute.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
