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Gezielte Nutzung in situ produzierter Exopolysaccharide zur Struktur- und Qualitätsverbesserung von fermentierten Milchprodukten
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 18318 BR
Laufzeit: 01.01.2015
- 31.12.2017
Fördersumme: 222.140 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Bei der fermentativen Herstellung von Milcherzeugnissen, besonders der sog. 'weißen' Produktpalette, werden seit längerer Zeit Milchsäurebakterien eingesetzt, die extrazelluläre Polysaccharide (EPS) bilden. Mit diesen in situ produzierten EPS können ähnliche Effekte erzielt werden wie durch den Zusatz von Hydrokolloiden. Vorrangige Ziele sind hierbei eine Erhöhung der Viskosität und die Verbesserung der Viskositätsstabilität bei Behandlungsschritten nach der Fermentation sowie die Verringerung der Synärese.
Die von den Starterkulturen induzierte struktur-verbessernde Wirkung hängt sowohl von der molekularen Struktur der EPS als auch von ihrer Konzentration im Produkt ab; beide Faktoren sind vom genetischen Potenzial des betreffenden Stammes abhängig. Die chemische Struktur der EPS wird durch den primären Aufbau (Homo- oder Heteropolysaccharide), die Molekülmasse, den Grad der Verzweigung und die Länge der Seitenketten bestimmt. Weitere Klassifizierungsmerkmale, die zu den makromolekularen Aspekten zählen, sind die Ladung (neutral, negativ), ihr fadenziehender Charakter (beschrieben als 'ropy' und 'non-ropy') und ihre Konformation (steif oder flexibel, dadurch gestreckt oder knäuelförmig) sowie ihre Lokalisation im Produkt. Wenn sich die EPS nach ihrer Synthese von der Zellwand der Bakterien ablösen, spricht man von freien EPS; bleiben sie hingegen nicht-kovalent an die Zellwand gebunden, von kapsulären EPS. Kapsuläre EPS haben in der Regel geringere Molekülmassen als freie EPS und auch andere Funktionalitäten; kapsuläre EPS zeigen zumeist keinen Fadenzug.
Daraus ergeben sich folgende für die Praxis re-levante Fragestellungen:
• Unterscheiden sich Produkte mit unterschiedlichen Mengen bzw. Arten von EPS in ihrer Scherstabilität, und wie kann diese verbessert werden?
• Welche innovativen Möglichkeiten gibt es, die Menge der während der Fermentation gebildeten EPS im Sinne einer Produktverbesserung zu erhöhen?
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die o.g. Fragen zu beantworten, um das Nutzungspotenzial von EPS-bildenden Milchsäurebakterien für die Herstellung von fermentierten Milchprodukten zu erhöhen. Hierzu sollen die stammbezogene Menge und Art der EPS systematisch erfasst werden sowie Stämme klassifiziert und an Hand von Produktmodellen ihr Einfluss auf die Produkteigenschaften ermittelt werden. Außerdem soll eine gezielte Erhöhung der EPS-Konzentration durch eine Anreicherung der Ausgangsmilch mit Milchfraktionen oder durch eine fermentative Produktion von EPS in
Molkenpermeat und eine anschließende Rückführung der aufkonzentrierten EPS zur Ausgangsmilch erfolgen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel