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Kontinuierliche Gewinnung von Glycomakropeptid durch Membranverfahren und Einsatz seiner technologischen Funktionalität in Milch- und Diätprodukten
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 13733 N
Laufzeit: 01.01.2003
- 31.12.2005
Fördersumme: 210.650 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Glykomakropeptid bzw. Caseinomakropeptid (CMP) entsteht durch enzymatische Hydrolyse von κ-Casein bei der Herstellung von Käse. Hierbei geht das CMP im Gemisch mit den Molkenproteinen in die entstehende Süßmolke über, während das para-κ-Casein an der Caseinmicelle und somit im Käsebruch verbleibt.
CMP besitzt aufgrund seiner Aminosäurenzusammensetzung und der im Molekül enthaltenen Kohlenhydratketten interessante biologische Eigenschaften sowie ein hohes ernährungsphysiologisches und diätetisches Potenzial. CMP kann als Inhaltsstoff diätetischer Lebensmittel z.B. für an Phenylketonurie leidende Patienten eingesetzt werden. Konkrete Ansatzpunkte sind u.a. auch die Ausnutzung des prebiotischen Potenzials zur Förderung des Wachstums von Bifidobakterien. Zudem bedingt der chemisch-molekulare Aufbau von CMP neben einer hohen physiologischen Wirksamkeit ein vielversprechendes technologisch-funktionelles Potenzial. Allerdings ist über das Potenzial zur Strukturbildung durch CMP nur sehr wenig bekannt. Im Markt befindliche CMPProdukte werden vorwiegend über patentgeschützte chromatographische Prozesse gewonnen, die in ihrem Durchsatz und ihrer Kapazität begrenzt sind.
Ziel des Forschungsvorhabens war es daher, einen neuartigen, kontinuierlichen, umweltfreundlicheren und für KMU zugänglichen Membrantrennprozess zu entwickeln. Mit dem gewonnenen CMP-Isolat sollte die technologische Basis für den Einsatz in neuen, nutritiv begründeten Produktkonzepten systematisch erarbeitet werden. Übergeordnetes Ziel ist es, das bioaktive Potenzial von CMP sowie seine technologischen Eigenschaften gleichzeitig auszunutzen und damit 'gesunde' und sensorisch optimierte Produkte herzustellen.
Forschungsergebnis:
Auf der Basis von Membrantrenntechnik wurde ein innovativer Prozess zur Gewinnung von nativem CMP entwickelt. Mit dem in diesem Vorhaben optimierten Verfahren zur Gewinnung von CMP mittels Membrantrenntechnik kann das CMP in nativem Zustand, in hoher Reinheit und hoher Ausbeute gewonnen werden. Das hochreine CMP-Produkt eignet sich besonders für den Einsatz in Spezialprodukten wie beispielsweise in der Diätetik. Für den Einsatz von CMP in der Lebensmittelindustrie hat sich gezeigt, dass die technologisch-funktionellen Eigenschaften von CMP direkt im Gemisch mit den Molkenproteinen ausgenutzt werden können. Somit ist eine aufwändige Reinigung durch mehrfache Diafiltration zum Auswaschen der Molkenproteine nicht erforderlich, wodurch sowohl der Aufwand als auch die Kosten des Gesamtprozesses begrenzt werden konnten.
Es wurde gezeigt, dass CMP eine hohe Hitzestabilität sowie eine hohe Löslichkeit in einem breiten pH-Bereich aufweist. CMP zeichnet sich zudem durch sehr gute Schaum- und Emulgiereigenschaften aus. Das Aufschlagvermögen von CMP überstieg sogar das von Hühnereiweiß. Auch die Gelbildungseigenschaften von CMP können in Spezialfällen zum Tragen kommen. So kann die Eigenschaft der kälteinduzierten Gelbildung bei der Gestaltung gefrorener Produkte (z.B. Eiscreme) Anwendung finden. Mischsysteme aus CMP und Molkenproteinen zeigen synergistische Effekte, die sich konstruktiv bei der Gestaltung von Lebensmittelschäumen und -emulsionen ausnutzen lassen. CMP kann also zielgerecht nicht nur als bioaktive, sondern auch als technologisch innovative Komponente eingesetzt werden.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
Ausführende Einrichtung
Zentralinstitut für Ernährungs- und Lebensmittelforschung (ZIEL)
