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Hitzestabile mikrobielle Enzyme in Rohstoffen zur Milchverarbeitung - Qualitätssicherung, Entwicklung eines Testsystems und technologische Optionen
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 16588 N
Laufzeit: 01.01.2011
- 31.12.2014
Fördersumme: 674.200 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Enzyme in den Basiskomponenten Rohmilch und konzentrierte Milchhalbfabrikate der Milchverarbeitung sind entweder endogener Herkunft, werden durch bakterielle Kontaminanten produziert oder kommen im Fall des Halbfabrikats Molkenkonzentrat aus der Käseproduktion (Ursprung: Starterkulturen, Labpräparat). Während milcheigene Enzyme zu einem großen Teil durch Pasteurisierungsverfahren inaktiviert werden, besitzen die von Mikroorganismen gebildeten Enzyme eine unterschiedliche Hitzestabilität. Einige überstehen sogar die UHT-Behandlung (Ultra- High-Temperature > 135 °C für wenige Sekunden).
Damit sind bakterielle Enzyme (v.a. Peptidasen und Lipasen) in Endprodukten, wie Konsummilch oder fermentierten Milchprodukten, zu finden, aber auch in Halbfabrikaten, wie Magermilch- oder Molkenkonzentrat, die von den Molkereien entweder selbst produziert, zugekauft und bei der Verarbeitung als Rezepturbestandteil eingesetzt werden. Auch wenn die bakteriellen Kontaminanten oder Starterkulturorganismen mit den üblicherweise eingesetzten Erhitzungsverfahren ausreichend inaktiviert wurden, können die von diesen gebildeten extraund intrazellulären Enzyme die Hitzebehandlungen überstehen. Diese Enzyme können im Laufe einer langen Lagerung auch bei geringer Aktivität die Milchproteine und das Milchfett so verändern, dass die texturelle bzw. sensorische Qualität der Endprodukte beeinträchtigt wird. Die Forderung des Handels nach immer längeren Haltbarkeiten für die verarbeiteten Milchprodukte und steigende Exportanteile stellen an die eingesetzten Milchkomponenten erweiterte Qualitätsanforderungen hinsichtlich der mikrobiellen Ausgangsbelastung. Nicht erfasst werden in den mikrobiologischen Analysen die durch die jeweilige bakterielle Flora gebildeten Enzyme. Werden zudem konzentrierte Halbfabrikate, die üblicherweise thermisch behandelt sind, in der Produktion eingesetzt, so werden zwar die mikrobiellen Vorgaben erfüllt, doch kann die begleitende mikrobiell generierte enzymatische Aktivität die physikalisch-chemische und sensorische Haltbarkeit einschränken. Bei Reklamationen können Milchunternehmen die deklarierte Haltbarkeit verkürzen, allerdings kann dies die Auslistung bei Handelsunternehmen oder den Verlust an Exporten nach sich ziehen. Es ist deshalb von wirtschaftlich großem Interesse, die Zusammenhänge zwischen Keimflora und Enzymaktivität in Rohmilch bzw. in Halbfabrikaten sowie der damit erzielbaren Produktqualität zu erforschen. Neben der Bestimmung der Enzymaktivität ist eine Unterscheidung hinsichtlich ihrer thermischen Stabilität von großer Bedeutung. Bisher fehlt dazu ein einfacher und valider Test. Mit einem solchen Enzymtest wäre einerseits die Klassifizierung und Auswahl (Ablehnung) von eingesetzten Milchkomponenten möglich (Qualitätssicherung), andererseits kann in Hinblick auf die texturelle und sensorische Haltbarkeit die geeignete Verarbeitungsschiene ausgewählt werden (Produktionssteuerung, technologische Optionen).
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine Lücke im Qualitätssicherungssystem der Milchindustrie zu schließen, die für die Beurteilung der mikrobiell generierten enzymatischen Aktivitäten in Rohmilch und konzentrierten Halbfabrikaten notwendig ist. Milchwirtschaftliche Unternehmen sollen in die Lage versetzt werden, anhand entwickelter Qualitätskriterien und eines Nachweissystems die Qualität von Rohmilch und Halbfabrikaten zu kontrollieren und nach ihrer Eignung für bestimmte Verarbeitungsprozesse auszuwählen bzw. adäquat technologisch (vor)zubehandeln.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
- Lebensmittelmikrobiologie
