EIT Food - HPHC

Entwicklung und Anwendung von durch dynamischen Hochdruck funktionalisierten Hydrokolloiden

Pektin und Haferfasern sind natürliche Hydrokolloide mit nachgewiesenen gesundheitsfördernden Eigenschaften, die häufig als Gelier- und Verdickungsmittel in der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Ziel dieses Projekts ist es, die Funktionalität von Pektin und Haferfasern zu verbessern und ihr Anwendungspotential durch hohen dynamischen Druck zu erweitern. Zu diesem Zweck wird die Ultra-Hochdruck-Homogenisierungstechnik (UHPH) eingesetzt.

Viele natürliche Hydrokolloide werden als Geliermittel, Verdickungsmittel, Emulgatoren und Stabilisatoren in unterschiedlichen Produkten und Industrien verwendet. Hydrokolloide auf Polysaccharidbasis, wie Pektin und Haferfasern, werden bereits in der Lebensmittelindustrie als Gelier- und Verdickungsmittel eingesetzt und verleihen einer Vielzahl von Lebensmittelprodukten die gewünschte Textur und Lagerstabilität. Pektin und Haferfasern stammen aus natürlichen Pflanzenquellen, und Studien weisen ihnen eine gesundheitsfördernde Wirkung nach. Trotz ihrer positiven Eigenschaften werden Pektin und Haferfasern aufgrund ihrer eingeschränkten Funktionalität bei bestimmten Anwendungen immer noch nicht industriell genutzt. So werden häufig Hydrokolloide auf tierischer Basis wie Gelatine oder Stabilisatoren wie Carrageen eingesetzt. Die technofunktionellen Eigenschaften von Pektin- und Haferfasern hängen von ihrer Struktur und Konformation ab, sodass deren Änderung zu einer verbesserten Funktionalität führen kann. 

Das Hauptziel dieses Projekts ist die Verbesserung der Funktionalität von Pektin und Haferfasern durch eine physikalische Behandlung (Hochdruckhomogenisierung), um die Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern und eine effiziente und gesündere Alternative zu anderen Hydrokolloiden (Gelatine, Carrageen und Gummiarabikum) anzubieten. Im Hinblick auf die Pektin-Modifikation wird ein besonderes Augenmerk auf die Senkung der Geliertemperaturen gelegt, um die thermische Belastung zu reduzieren und eine bessere Erhaltung wärmeempfindlicher Verbindungen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wird die Ultra-Hochdruck-Homogenisierungstechnik (UHPH) eingesetzt, die dafür bekannt ist, die Struktur von Polymeren wie Polysacchariden zu verändern, jedoch in einer komplexen Multi-Parameter-Weise. Die Technik basiert auf einer kontinuierlichen Behandlung, bei der eine Flüssigkeit mit einem Druck von bis zu 350 MPa durch ein enges Ventil gepumpt wird. Die Art und Weise, wie die strukturellen Veränderungen verschiedene funktionelle Eigenschaften von Polysacchariden (wie Gelbildung, Viskosität, Emulgieren, etc.) beeinflussen, ist nicht vollständig erforscht. 

Das Projekt zielt darauf ab, neue Inhaltsstoffe (Pektin und Haferfasern) mit verbesserter Funktionalität für die Lebensmittelindustrie zu entwickeln, die wiederum den Verbrauchern Produkte mit vorteilhaften, gesundheitsfördernden Eigenschaften zur Verfügung stellt und damit den Herstellern einen kommerziellen Vorteil verschafft. Eine Markteinführung von Endprodukten, die auf diesen neuen Polysaccharid-Zutaten basieren, könnte zu einer besseren Verfügbarkeit natürlicher und gesunder Lebensmittel auf pflanzlicher Basis in Europa beitragen.