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Mechanische Beanspruchung als Vorbehandlungsschritt zur Separation EPS-produzierender bakterieller Starterkulturen: Einfluss auf Effizienz und Skalierbarkeit des Zentrifugationsschritts.

Mechanische Beanspruchung als Vorbehandlungsschritt zur Separation EPS-produzierender bakterieller Starterkulturen: Einfluss auf Effizienz und Skalierbarkeit des Zentrifugationsschritts.
Contact:

M.Sc. Florian Häffele

Milchsäurebakterien sind essentiell zur Herstellung von Backwaren, Sauerkraut und fermentierten Milchprodukten wie beispielsweise Joghurt oder Käse. Im großtechnischen Bereich verwendet man dazu Exopolysaccharid (EPS)-produzierende Starterkulturen, da die EPS einen entscheidenden Einfluss auf Textur und Mundgefühl der entstehenden Produkte haben. Die Herstellung dieser Starterkulturen erfolgt unter definierten Bedingungen hinsichtlich der Fermentationsparameter wie Temperatur, pH-Wert und Nährstoffzusammensetzung. Die Ernte der Starterkulturen folgt direkt im Anschluss an die Fermentation mittels Zentrifugation. In der Industrie kommen dafür in der Regel Tellerseparatoren zum Einsatz.

Da es eine Vielzahl an hochspezialisierten Starterkulturen gibt, ist eine flexible und individuelle Anpassung der Prozessparameter notwendig. Hinsichtlich des Separationsschrittes existiert dabei großes Optimierungspotential, da die wesentlichen produktbezogenen Eigenschaften auf die Separation kaum erforscht sind. Als bedeutender Einflussfaktor konnten in Voruntersuchungen die von den Kulturen produzierten EPS identifiziert werden. Diese spielen eine wichtige Rolle bei der Lebensmittelherstellung, erschweren allerdings aufgrund ihrer viskositätssteigernden Wirkung den Separationsprozess. Bei der industriellen Produktion hat sich gezeigt, dass eine vorgeschaltete Homogenisierung (mechanische Scherung) die Separationseigenschaften einiger Kulturen deutlich verbessern kann.

Ziel dieses Projektes ist zum einen die Aufklärung des Einflusses von Art und Menge der produzierten EPS auf die Separationseigenschaften verschiedener bakterieller Starterkulturen. Zum anderen soll der Einfluss der vorgeschalteten Homogenisierung auf die Separationseigenschaften verschiedener Starterkulturen geklärt werden. Dabei ist bisher nicht bekannt, weshalb und unter welchen Umständen es durch die mechanische Vorbehandlung (Homogenisierung) zur Verbesserung der Sedimentationseigenschaften kommt. Weiterhin soll anhand der im Labor durchgeführten Versuche eine Art Leitfaden erstellt werden, welcher es Starterkulturen herstellenden Unternehmen ermöglicht, durch wenige Versuche im Labormaßstab die notwendigen Prozessparameter für die industrielle Produktion zu bestimmen.