DLG e.V. - Einsatz von Emulgatoren auf Basis von Protein-Polysaccharid-Konjugaten

Einsatz von Emulgatoren auf Basis von Protein-Polysaccharid-Konjugaten

Dank ihrer Eigenschaft, lipophile und hydrophile Flüssigkeiten stabil miteinander zu mischen, sind Emulgatoren in der Lebensmittelwirtschaft äußerst gefragt. Die weltweite Produktionsmenge liegt bei rund einer halben Million Tonnen jährlich – für potentielle Einsätze in Salatsaucen, Brotaufstrichen, Milchprodukten, Desserts und mehr. Allerdings werden viele der bisher üblichen zulassungspflichtigen Emulgatoren wie Polysorbat, Carboxymethylcellulose oder Lecithin von vielen Verbrauchern abgelehnt. Lebensmitteltechnologen suchen daher intensiv nach natürlicheren Alternativen. Als geeignet haben sich zum Beispiel Molkenproteine erwiesen. Sie zeichnen sich vor allem durch ihre Grenzflächenaktivität aus. Zudem sind sie gut verfügbar, zählen zu den bekannten Lebensmittelzutaten und profitieren vom clean label-Status. Unterstützend bietet sich der Einsatz von Pektin oder ähnlichen Polysacchariden, da diese durch ihr Wasserbindungsvermögen die Viskosität im System erhöhen und auf diese Weise eine Emulsion stabilisieren. Werden Molkenprotein und Pektin einzeln zugesetzt überstehen sie allerdings viele erfahrenstechnische Stressoren wie Hitze, Änderungen des pH-Werts oder hohe Salzkonzentrationen nicht.

Beim Einsatz in Form von Protein-Pektin-Konjugaten wäre die Gefahr des Wirkungsverlustes deutlich geringer. Bislang werden entsprechende Konjugate über mehrere Trocknungs- und Inkubationsschritte hergestellt, was mit einem hohen Zeit- und Energieaufwand verbunden ist. Zudem ist die Ausbeute gering, ein Scale-up schwierig. Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie zum Beispiel (KIT) beschäftigen sich daher mit einer effektiveren und effizienteren Herstellungsmethode und setzten dabei auf eine Doppelschneckenextrusion. Dafür spricht zum einen, dass eine Extrusion mit einer erforderlichen Zeit von wenigen Minuten deutlich schneller wäre und kontinuierlich erfolgen könnte. Zum anderen lässt sich im Extruder über die flexible Steuerung von Temperatur, Förderrate, Schnecken- und Düsengeometrie eine bessere Durchmischung und Wärmeübertragung s erreichen. Und schließlich wäre nicht zwangsläufig eine zusätzliche Trocknung erforderlich. Die ersten Ergebnisse sind durchaus vielversprechend. Nun gilt es, den Einfluss der Prozessparameter und der Formulierung auf die Endprodukteigenschaften genauer zu untersuchen. Beispielsweise in welchem Mischungsverhältnis die beiden Ausgangsstoffe eingesetzt werden sollten oder wie hoch der Veresterungsgrad  des eingesetzten Pektins sein sollte, um letztendlich Fetttröpfchen einer bestimmten Größe zu stabilisieren.

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Institut für Bio- und Lebensmitteltechnik
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