04.09.2009: Rückblick auf das GDL-Symposium in Bremerhaven

Fortschritte in der Lebensmitteltechnologie

Wie lassen sich Enzyme und Mikroorganismen polarer Regionen in der Lebensmitteltechnologie einsetzen? Und wie lassen sich die strukturellen Eigenschaften von Lebensmitteln optimierenr? Solche Themen stehen unter anderem im Mittelpunkt des Symposiums 'Fortschritte in der Lebensmitteltechnologie'. Am 23. und 24. Juni luden die Hochschule Bremerhaven zusammen mit dem Technologie-Transferzentrum Bremerhaven (ttz), der Gesellschaft Deutscher Lebensmitteltechnologen e.V. (GDL) und der Vereinigung Deutsche Backtechnik (VDB) zu dem zweitätigen Symposium. Rund 180 Teilnehmer waren der Einladung der Organisatoren gefolgt.

Anlässlich des 20-jährigen Bestehens des Bremerhaven Institut für Lebensmitteltechnologie und Bioverfahrenstechnik, kurz BILB, diskutieren Branchenexperten im Theater im Fischereihafen über handwerkliches Know-how und modernste Technologie. Zu Beginn der zweitägigen Veranstaltung stellte Prof. Dr. Josef Stockemer, Rektor der Hochschule Bremerhaven, in seinem Grußwort das BILB vor, das 1988 als Teil eines Technologie Transfer Zentrums an der Hochschule Bremerhaven, dem ttz Bremerhaven, gegründet wurde. Stockemer: „Durch seine angewandte, marktorientierte Forschung und Entwicklung konnte das BILB seit seiner Gründung viele Akzente setzen, die regionale und überregionale Beachtung gefunden haben. Dazu zählen die Initiative für den neuartigen Studiengang Lebensmittelwirtschaft, die Etablierung des European Institute of Baking Technology (EIBT) und eines Biotechnologiezentrums für den Lebensmittelbereich sowie die Einrichtung eines Sensorik-Labors in.

In der Region verwurzelt
Durch die enge Kooperation zwischen Hochschule und Wirtschaft stellt das BILB einen national wie international erfolgreichen Forschungsdienstleister dar.“ „Als Institut sind wir in der Region verwurzelt und mit unseren Kunden gewachsen. In zwei Jahrzehnten Forschung im Dienst von Prozess-und Produktoptimierung wurden aber auch erfolgreiche Kooperationen mit Partnern aus aller Welt umgesetzt“, resümierte auch Institutsleiter Prof. Dr. Klaus Lösche die Erfolgsgeschichte des BILB. Wie bedeutend das Institut für die Region und die weltweite Forschung ist, hob auch Oberbürgermeister Jörg Schulz in seinem Grußwort hervor. Ralf Nagel, Senator für Wirtschaft und Häfen des Landes Bremen, ließ in seiner Rede am Abend die Bedeutung des Standortes für den Industriezweig Revue passieren.
Während des GDL- Symposiums im Forum Fischbahnhof in Bremerhaven, an dem mehr als 180 Entscheider aus Industrie und Handel, sowie Experten aus der Forschung, Lehrende und Studierende teilnahmen, standen die Themenblöcke Biotechnologie, Ingredienzien und Produktentwicklung, Themenübergreifendes, Verfahrenstechnik und Bäckereitechnologie im Mittelpunkt. Referenten aus Industrie und Forschung schlugen den Bogen über Qualität und Sicherheit, Schonende Verarbeitung, Intelligentes Energiemanagement, Sensorik, Marketing und Rechtliche Grundlagen. Insgesamt präsentierte die Branche Verfahrensneuheiten, die ihre Feuertaufe bestanden haben, darunter die gezielte Senkung des glykämischen Indexes oder neue Kühlverfahren für einen längeren Frischeeffekt. Eine Brücke zur praktischen Anwendung schlug die Besichtigung der Anlagen und Versuchsaufbauten im nahe gelegenen Institut. „Das Symposium zeigt kurze Wege von der Problemstellung zur Lösung auf, indem die Bedeutung der lebensmitteltechnologischen Forschung in der und speziell auch für die norddeutsche Region und die dort beheimatete Lebensmittelindustrie in verschiedenen Vorträgen zum Ausdruck kommt. Nur wer weiß, welche sich dort auftun, kann sie auch nutzen“, argumentiert GDL-Präsident Prof. Dr. Herbert J. Buckenhüskes. TW
www.ttz-bremerhaven.de

Im folgenden werden ausgewählte Vorträge des Symposiums in Form von Abstracts dargestellt

Kälteanwendung in der Lebensmitteltechnologie
Unter der Moderation des GDL-Präsidenten wurden auch die Vorträge des ersten Themenblocks gehalten. Das Kühlen und Gefrieren von Lebensmitteln stellt nicht nur eine etablierte Verfahrenstechnik und Technologie dar, es generiert erhebliche Wachstumsraten. TK-Snacks und TK-Backwaren konnten in den vergangenen Jahren die größten relativen und absoluten Zuwächse verzeichnen. BILB-Institutsleiter Prof. Dr. Klaus Lösche gab in seinem Vortrag Einblicke in die Entwicklungen und Perspektiven der Kälteanwendung in der Lebensmitteltechnologie. In seinem Vortrag stellte der Wissenschaftler von der Hochschule Bremerhaven klar, dass auf Produktebene nicht allein der Gefriervorgang und die Steuerung der Temperatur maßgebend sind, sondern das Design des Gesamtprozesses: „Auch die Optimierung von Wärme-Stofftransport-Vorgängen vor und nach dem Kühl- und Gefrierprozess müssen wesentliche Zielgrößen sein.“ Sich ausschließlich auf die Erzeugung von kleinen Eiskristallen zu konzentrieren ist längst nicht mehr hinreichend, um Premiumqualität zu erzeugen. Lösche erläuterte die Microtec-Technologie (Kaltnebel), die für viele Lebensmittel neuartige und verbesserte qualitative und energetische Potentiale eröffnet. Andere innovative Verfahren wurden vorgestellt, die zum Teil etabliert, über-wiegend in der Entwicklung begriffen sind, wie Sprüh-Gefriertrocknung, Magnet-Kühlverfahren, Solar-Kühlung, Vakuum-Enthalpie-Kühlung und elektrisch beeinflusstes Cryogenes Coating.

Optimierung der strukturellen Eigenschaften von Lebensmitteln
Der anschließende Vortrag widmete sich der Optimierung der strukturellen und sensorischen Eigenschaften von Lebensmitteln mittels Oxidasen. Inhaltlich ausgestaltet wurde das Thema von Dipl.-Ing. Olaf Gerken und Dr. Lutz Popper, beide bei SternEnzym in Ahrensburg tätig. Gerken: „Bereits vor etwa zwei Jahrzehnten wurde das Enzym Sulfhydryl-Oxidase aus Aspergillus sojae für den Einsatz in Backwaren und Milchprodukten vorgeschlagen.“ (Anm. der Red.: Sulfhydryl-Oxidase ist auch bekannt unter der Abkürzung SOX, EC 1.8.3.2.)
„Es wurde jedoch nie großtechnisch hergestellt.“ Sulfhydryl-Oxidase kommt auch in Bäckerhefe vor. Dank der Methoden der modernen Biotechnologie ist es kürzlich gelungen, die Genkodierung für SOX von Sacharomyces cerevisiae auf Bacillus subtilis zu übertragen. Gerken: „Damit haben wir die Voraussetzung zur großtechnischen Herstellung geschaffen.“ Zurzeit werde der Herstellungsprozess optimiert, um auch die wirtschaftliche Seite zu verbessern. Einsatz finden Sulfhydryl-Oxidasen vor allem in Backwaren. Während des Garens und Backens findet unter dem Einfluss der Sulfhydryl-Oxidase eine sehr spezifische Oxidation statt, die zu einem Netz chemisch gebundener Proteine führt, welches für die rheologischen Eigenschaften des Teiges verantwortlich ist und verbessert. Sulhydryl-Oxidase hat sich als idealer Synergist mit anderen Mehlbehandlungsmitteln erwiesen, wie Enzymen, Reduktions- oder Oxidationsmitteln und Emulatoren.

Einsatz kälteangepaßter Mikroorganismen
Ein weiterer Vortrag zur Nutzung von Mikroorganismen und Enzymen in der Lebensmitteltechnologie wurde von Elisabeth Helmke, vom Alfred-Wegener-Institut in Bremerhaven, gehalten. Helmke nahm die Zuhörerschaft mit auf eine Reise in die polaren Regionen, für die konstant kalte Temperaturen charakteristisch sind. Trotz dieser extremen Bedingungen sind einige polare Standorte wie zum Beispiel das Meereis dicht von Mikroorganismen besiedelt. Helmke: „Viele dieser Mikroorganismen wachsen noch bei -5 °C, einzelne Stoffwechselaktivitäten wurden sogar bei -20 °C gemessen. Ständige Auftau/Gefrierzyklen schädigen die Organismen nicht.“ Der Erfolg dieser Mikroorganismen an den Extremstandorten beruhe auf ihren engen Habitatsanpassungen, die wiederum auf Enzyme mit hoher katalytischer Effizienz bei niedrigen Temperaturen und auf Schutzmechanismen zurückgehen. „Die kälteangepaßten Mikroorganismen sowie ihre Enzyme und Schutzmoleküle sind für vielfältige biotechnologische Anwendungen von Interesse“. Klassische Anwendungsbeispiele im Lebensmittelsektor sind die Entfernung der Laktose in gekühlter Milch mittels kälteaktiver ß-Galaktosidase oder die Viskositätsreduzierung und Trübstoffklärung in gekühlten Säften mittels kälteaktiver Pektinasen. Weiterhin können kälteangepaßte Enzyme bei der Reifung von Käse oder bei der Herstellung von alkoholischen Getränken sowie bei der Strukturbehandlung von Fleisch behilflich sein. Die schnellen Fortschritte auf dem Gebiet des Biomolekularen Engineering ließen in naher Zukunft kostengünstigere Lösungen erwarten.

Eigenschaften mittels PCD-Messung vorhersagen
Den ersten Vortrag des zweiten Themenblocks „Ingredienzien und Produktentwicklung“ hielt Julia Schick vom ttz, die ein neuartiges Verfahren zur Vorhersage der funktionellen Eigenschaften von Getreidemehlen und Premixes auf dem Symposium vorstellte: Die PCD-Messung (particle Charge detection). Dabei handelt es sich um eine schnelle, im Bereich der Lebensmitteluntersuchung jedoch überwiegend unbekannte, Methode zur Charakterisierung des Ladungszustandes von z.B. Getreidemahlerzeugnissen. Mit Hilfe der PCD-Messung kann der Ladungszustand einer Probe durch eine Polyelektrolyt-Titration und durch eine Säure-Base-Titration der isoelektrische Punkt bestimmt werden. „PCD-Messungen von verschiedenen Getreidemehl-Arten zeigen, dass eine Differenzierung der Mehle mit Hilfe dieser Messmethode möglich ist. Auch Mischungsgüten und Mischungsverhältnisse von Mehlmischungen können mit der PCD-Messung zuverlässig bestimmt werden. Diese neuartige Methode könnte künftig neue Wege zur Vorhersage von funktionellen Eigenschaften verschiedener Lebensmittel eröffnen“, so die Wissenschaftlerin vom ttz.

Anwendung von Trehalose
Hans-Jürgen Seitz von der Georg Breuer GmbH stellte im Anschluss die funktionellen Eigenschaften von Trehalose vor, einem natürlich vorkommenden Zucker mit ähnlicher Funktionalität wie Saccharose, jedoch mit höherer Stabilität und geringerer Süßkraft.Sowohl während der Verarbeitung als auch im Endprodukt besitzt es eine hervorragende Stabilität. Seit dazuz: „Dank der milden Süßkraft (45% von Saccharose), der niedrigen Kariogenität und Hygroskopizität, der wesentlichen Herabsetzung des Gefrierpunktes, dem hoher Glaspunkt und nicht zuletzt der Proteinschutzeigenschaften bieten sich der Produktentwicklung eine Fülle von Möglichkeiten bei Einsatz von Trehalose.“ In seinen Ausführungen stellte Seitz anhand ausgewählter Anwendungen die Einsatzmöglichkeiten von Trehalose, beispielsweise in Backwaren.
Zwei weitere Vorträge rundeten den Themenblock ab. Thorsten Gooß von der Walter Lang GmbH aus Bremen referierte über Honig als Zutat. Er ging dabei neben den funktionellen auch auf ökologische und soziale Aspekte ein. Ein Ausblick in die „höheren Regionen“ der sensorischen Wahrnehmung gewährte Bernd Hildenbrand, In-flight Management Solutions, Neu Isenburg, in seinem Vortrag. Und das im wahrsten Sinne des Wortes, denn zum Thema „Sensorik über den Wolken“ erläuterte Hildenbrand den Zuhörern, wie der Einfluss des Kabinendrucks in Flugzeugen Einfluss auf die Geruchs- und Geschmackswahrnehmung nimmt und welche Konsequenzen daraus für die Produktentwicklung erwachsen. TW