Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Mechanik

Technische Gewinnung der Exopolysaccharide von Streptococcus thermophilus für ihre Anwendung in nicht fermentierten Lebensmitteln

Pflanzliche Hydrokolloide, die in der Lebensmittelindustrie zurzeit als Stabilisatoren im Einsatz sind, unterliegen häufigen Qualitäts- und Versorgungsschwankungen und sind auch aus hygienischen Gründen teilweise problematisch. Als Alternative dazu stehen Polysaccharide mikrobiellen Ursprungs zur Verfügung, deren Herstellung unabhängig von äußeren Bedingungen mit konventionellen biotechnologischen Verfahren erfolgt. Bei der nachfolgenden Isolierung sind je nach angestrebter Reinheit verschiedene Schritte zur Abtrennung von Zellen und Bestandteilen des Fermentationsmediums erforderlich. Die so gewonnenen Polysaccharide lassen sich als Füllstoff, Geliermittel und Verdickungsmittel beispielsweise in Backwaren, Speiseeis, Bonbons oder fermentierten Produkten einsetzen. Ein weitreichendes Einsatzfeld der meisten im Lebensmittelbereich eingesetzten Polysaccharide (z.B. Xanthan, Alginat) sind Mehrphasensysteme, wie Dressings, Speiseeis oder Getränke. Ihre Wirkung als Stabilisatoren ergibt sich aus der Erhöhung der Viskosität der kontinuierlichen Phase, um einer Aufrahmung oder Sedimentation entgegenzuwirken.

Die Gewinnung der EPS von S. thermophilus erfolgt zurzeit nur im Labormaßstab, vor allem mit dem Ziel, die Eigenschaften dieser Verbindungen und ihre Wirkungsweise näher zu erforschen. Die Herausforderungen bei der Gewinnung größerer EPS-Mengen liegen vor allem in den Produktionskosten, die sich im Wesentlichen aus Kosten für das Fermentationsmedium und dem Aufwand für die nach-folgende Isolierung zusammensetzen. Bei Vorversuchen mit unterschiedlich reinen EPS-Präparaten von S. thermophilus zeigte sich, dass bereits ab etwa 30 % Reinheit (= Anteil an Polysaccharid im Präparat) positive Effekte im Produkt erzeugt werden. Bei der Gewinnung der EPS-Präparate ist deshalb auch die Ermittlung der zur Erzielung der jeweiligen Effekte notwendigen Mindesteinheiten von Bedeutung.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, das komplexe Isolierungsverfahren für EPS zu vereinfachen und vom Labormaßstab auf den Pilotmaßstab zu übertragen, um ausreichende Mengen an wirksamen EPS-Präparaten von S. thermophilus für die Anwendung in nicht fermentierten Lebensmitteln zu erhalten. Die so gewonnenen EPS-Präparate sollen in Modellemulsionen auf ihre stabilisierende Wirksamkeit in Abhängigkeit von ihrer Reinheit (Anteil an Polysaccharid) überprüft werden.