Technofunctional interactions between exogenic heteropolysaccarides from lactic acid bacteria and proteins in milk gels

• Applicant: Dr.-Ing. Doris Jaros
• Subject Area: Biological Process Engineering
• Term: from 2012 to 2020
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 222170078

Viele milchwirtschaftlich genutzte Milchsäurebakterien bilden Exopolysaccharide (EPS), deren technofunktionellen Eigenschaften grundsätzlich bekannt sind. Neben Molmasse, Steifheit des Rückgrats und Ladung spielen auch Faktoren wie Fadenzug und Lokalisation der EPS eine große Rolle für die Ausprägung der physikalischen und rheologischen Eigenschaften der erhaltenen Milchgele. Auf Grund der hohen Komplexizität des Systems ist der dahinter liegende Mechanismus der Wirkweise der EPS aber noch nicht gänzlich geklärt. Im Laufe des Projektes ist es uns bereits gelungen durch die Entkopplung von Fermentation und EPS Bildung einen konzentrationsabhängigen Effekt von Exopolysacchariden eines definierten Streptococcus thermophilus Stammes auf die rheologischen Eigenschaften von Milchgelen zu beweisen. Im vorliegenden Fortsetzungsprojekt wollen wir die dabei auch arbeitstechnisch erlangten Erkenntnisse nutzen, um dies ebenso für EPS von Stämmen zu prüfen, die nachweislich zu Gelen mit unterschiedlichen phänomenologischen Eigenschaften führen. Dazu werden Batch-Fermentationen im Maßstab > 5 L durchgeführt und die EPS anschließend isoliert, aufgereinigt und der Milch vor der Säuerung in definierten Konzentrationen zugesetzt. Weiterhin stehen die molekularen Interaktionen zwischen EPS Isolaten, Proteinen und Bakterienzellen im Mittelpunkt des Arbeitsprogrammes. In diesem Zusammenhang soll auch die Bedeutung von kapsulären EPS sowohl in aufgereinigter Form als auch in ihrem ursprünglichen Zustand (an der Bakterienzelle anhaftend) systematisch überprüft werden. Die Zusammenführung von Ergebnissen aus den rheologischen Untersuchungen der Milchgele mit zugesetzten EPS, deren chemisches, physikalisches und rheologisches Verhalten in wässriger Lösung ermittelt wurde, und ihren Interaktionen mit Systemkomponenten wird einen signifikanten Wissensgewinn bezüglich der Wirkfunktion von mikrobiellen Exopolysacchariden bringen. Da in der Milchindustrie übliche Starterkulturen fast immer aus Kombinationen von unterschiedlichen Stämmen bestehen, werden im letzten Arbeitspaket eben solche Kombinationen von den zuvor charakterisierten EPS Bildnern selbst (in situ EPS Bildung) oder ihrer isolierten EPS (EPS Zusatz vor der Säuerung) eingesetzt um synergistische oder antagonistische Wirkungen aufzuzeigen.

• DFG Programme: Research Grants
• Co-Investigator: Professor Dr.-Ing. Harald Rohm