Entwicklung und Einsatz von Exopolysaccharid-bildenden Starterkulturen in Fleischwaren

Forschungsziel:

In Deutschland werden rund 50% des Fleisches in Form von verarbeiteten Fleischwaren konsumiert. Der Pro-Kopf-Verzehr betrug im Jahr 2011 30,6 kg. Die in diesem Produktionsbereich tätigen 400 Betriebe erwirtschafteten 2011 einen Nettoumsatz in Höhe von rund 17,3 Mrd. €. Ein erheblicher Anteil des Umsatzes wird dabei im Export erzielt, nicht nur in den EU-Raum, sondern auch in Drittländer. Insbesondere vor diesem Hintergrund ist die Entwicklung neuer Produktionsverfahren nötig, um deutschen Unternehmen technologische Wettbewerbsvorteile zu eröffnen. Von besonderem Interesse sind dabei neue, Produktklassen-übergreifende Prinzipien, die die Qualität oder Haltbarkeit der Produkte verbessern, Produktionskosten minimieren, oder die Herstellung neuer Produkte ermöglichen. Solche transformativen Entwicklungen kommen in jüngster Zeit nicht nur aus dem Anlagenbau und der Verfahrenstechnik, sondern zunehmend auch aus dem Bereich der Lebensmittelmikrobiologie. So zeigen Ergebnisse laufender IGF-Vorhaben, z. B. des Vorhabens AiF 17687 N, dass die Entwicklung und der Einsatz neuer Starterkulturen nicht nur in Rohwürsten, sondern auch in Rohschinken Qualitäts- und Produktionsverbesserungen bewirken können.

Ein neuer Ansatz, der im Fokus des vorliegenden Forschungsprojektes steht, ist die Entwicklung und der Einsatz von Exopolysaccharid (EPS) bildenden Mikroorganismen in Fleischwaren. Während in der Milch- und Getreidetechnologie derartige Kulturen bereits verwendet werden, finden sich im Fleischwarenbereich bislang kaum Studien, die sich mit der Nutzung derartiger Kulturen beschäftigt haben. Aus Vorarbeiten der Forschungsstellen mit Hydrokolloiden ist bekannt, dass EPS in erhitzten Fleischwaren, wie Brühwürsten oder Kochschinken, das Serumbindungsvermögen und die Textur verbessern können. In emulgierten Produkten, wie Koch- oder Teewürsten, führt die Zugabe von Hydrokolloiden zu einer verbesserten Streichfähigkeit, auch bei reduzierten Fettgehalten. Unbekannt ist jedoch, inwiefern und in welchen Produkten eine In-situ-Erzeugung durch den Einsatz geeigneter EPS-bildender Starterkulturen während der Herstellungsprozesse möglich ist.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, diese Wissenslücken zu füllen, um einen breiten Einsatz von EPS-bildenden Starterkulturen in der Herstellung von Fleischwaren zu ermöglichen.

Im Fokus der Arbeiten stehen hierbei 

• die Klärung und Nutzbarmachung des Zusammenhangs von EPS-Bildung und Stressantwort in Fleischmatrices, 

• die Klärung des Zusammenhangs zwischen den Fermentations- bzw. Bildungs- bedingungen der EPS und deren makromolekularer Struktur sowie 

• die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen der makromolekularen Struktur der EPS und der Qualität von Fleischwaren. 

Weiteres Informationsmaterial:

Die Ergebnisse des Vorhabens sollen die Grundlagen schaffen für den industriellen Einsatz von EPS-bildenden Starterkulturen in Hinblick auf folgende Aspekte:

• zur Verbesserung des Serumbindungsvermögens, um Kochverluste zu redu- zieren,

• um die Saftigkeit von Schinken zu bewahren,

• um eine Kohäsion zwischen den Teilstücken im Formschinken zu garantieren und

• um die Streichfähigkeit bei emulgierten, fermentierten Rohwürsten, insbesondere bei reduzierten Fettgehalten, zu bewahren. 

Ein besonderer wirtschaftlicher Nutzen ergibt sich auch aus der Tatsache, dass für diese Funktionen keine deklarierbaren Zusatzstoffe (wie Carrageenan) eingesetzt werden müssen, und die Produkte somit den zunehmend von Verbrauchern geforderten Clean-Labeling-Anforderungen genügen. Dies ist insbesondere für Produkte im Premium-Bereich des Marktes (in denen die größten Profitmargen erzielt werden) von Bedeutung.

Die deutsche Fleischwarenindustrie ist mittelständisch strukturiert. Sie beschäftigt in rund 400 Unternehmen ca. 83.000 Mitarbeiter und ist damit eine der wichtigsten Teilbranchen der Lebensmittelindustrie. 

Weiteres Informationsmaterial:

Universität Hohenheim
Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie
FG Lebensmittelphysik und Fleischwissenschaft
Garbenstraße 25, 70599 Stuttgart
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Technische Universität München
Wissenschaftszentrum Weihenstephan WZW
Lehrstuhl für Technische Mikrobiologie
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