Optimierte Präbiotikasynthese aus Nebenprodukten der Molkerei
ein Projekt der Arbeitsgruppe für chemische Verfahrenstechnik und Lebensmittelprozesstechnik der Hochschule Anhalt in Köthen
Präbiotika – „Futter“ für gesundheitsfördernde Darmbakterien
Präbiotika sind Lebensmittelbestandteile, welche von nützlichen Darmbakterien wie den Lactobazillen und Bifidobakterien als Nahrung genutzt werden und so deren Aktivität und Wachstum fördern. Präbiotika tragen damit aktiv zu einer gesunden Darmflora bei, indem sie die mikrobielle Zusammensetzung positiv beeinflussen.
Eine Gruppe der Präbiotika stellen die sogenannten Galactooligosaccharide (GOS) dar. Strukturell haben sie eine große Ähnlichkeit zu humanen Oligosacchariden, die reichlich in Muttermilch vorkommen und nachweislich gesundheitsfördernd sind, sowohl für Säuglinge als auch für Erwachsene. Industriell werden GOS durch eine enzymatische Fermentation aus Lactose gewonnen. Sie werden vor allem in Säuglingsersatznahrung eingesetzt, aber auch als Nahrungsmittelzusätze für funktionelle Lebensmittel oder direkt als Pulver verwendet. Die Herstellung von GOS kommt auch dem wachsenden Gesundheitsbewusstsein moderner Konsumenten entgegen und führt zu einer stetig steigenden Nachfrage an Präbiotika.
Untersuchung und Optimierung zweier Strategien zur GOS-Herstellung und Aufreinigung
Der Fokus des Forschungsprojektes liegt zum einen in einer nachhaltigeren Ressourcennutzung, indem Molkenpermeat, welches ein zum großen Teil ungenutztes Nebenprodukt der
milchverarbeitenden Industrie darstellt und reich an Lactose ist, direkt als Ausgangsstoff für die GOS-Synthese genutzt wird. Zum anderen können kostenintensive Enzyme durch eine Immobilisierung mehrfach wiederverwendet werden. Darüber hinaus zielt eine nachfolgende Aufreinigung des GOS-Gemischs im Sinne der verbesserten Wertschöpfung darauf ab, ein hochreines GOS-Produkt zu gewinnen, welches im Gegensatz zu den bisher auf dem Markt verfügbaren Produkten (weitestgehend) frei ist von Glucose, Galactose und Lactose.
Zwei Strategien hinsichtlich einer kontinuierlichen Fermentation und GOS-Aufreinigung werden untersucht und optimiert:
- freies Enzym im Rührkessel & Nanofiltration zur GOS-Aufreinigung
- immobilisiertes Enzym im Porendurchflussreaktor & Gegenstromchromatographie zur GOS-Aufreinigung
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