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Forschungsanlage am Fraunhofer IGB Wie lassen sich Getränke schonend haltbar machen?

Redakteur: Manja Wühr

Um Getränke schonend und ohne Verlust von wertvollen Inhaltsstoffen haltbar zu machen, setzt das Fraunhofer IGB auf die Druckwechseltechnologie. Am 21. Juni 2016 wird die zur Anwendungsreife entwickelte Technologie in einem Kolloquium vorgestellt.

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Druckwechseltechnologie-Forschungsanlage am Fraunhofer IGB
Druckwechseltechnologie-Forschungsanlage am Fraunhofer IGB
(Bild: Fraunhofer IGB)

Stuttgart – Getränke werden derzeit üblicherweise mit thermischen Verfahren behandelt. Doch bei der Pasteurisierung und vor allem bei der Hitzesterilisierung werden nicht nur die Mikroorganismen abgetötet: Hitzeempfindliche, aber ernährungsphysiologisch wertvolle Inhaltsstoffe, etwa Vitamine oder Proteine, werden ebenso zerstört, Geschmack und Farbe beeinträchtigt. Ein physikalisches Verfahren zur produktschonenden Haltbarmachung flüssiger Lebens-mittel ist die Druckwechseltechnologie (engl. Pressure Change Technology, PCT).

Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB hat das Verfahren, auch kalte Pasteurisierung genannt, in den letzten Jahren untersucht und bis zur Anwendungsreife weiterentwickelt. In dem von der EU geförderten Projekt PreserveWine beispielsweise konnte mithilfe der PCT die Zugabe von Schwefeldioxid zum Wein wesentlich reduziert werden. „Wir haben gezeigt, dass die Farbe von PCT-behandeltem Wein auch über längere Zeit erhalten bleibt und der Geschmack nicht beeinträchtigt wird“, erläutert Dr. Ana Lucía Vásquez-Caicedo die Ergebnisse.

Haltbar ohne chemische Zusätze

Bei der Druckwechseltechnologie wird die zu konservierende Flüssigkeit mit einem chemisch inerten Gas, beispielsweise Stickstoff oder Argon, angereichert und vermischt. Wird der Druck dabei auf bis zu 500 bar erhöht, diffundiert das gelöste Gas über die Zellmembran in die Mikroorganismenzellen. Wenn der Druck dann abrupt abgesenkt wird, nimmt das Gas – auch innerhalb der Zellen – wieder seinen ursprünglichen gasförmigen Zustand an: Dabei dehnt es sich aus und bringt die Zellen zum Platzen.

„Das Verfahren kommt ohne jegliche chemische Zusätze aus. Und da die Lebensmittel nicht erhitzt werden müssen, bleibt die biologische Funktion der Inhaltstoffe voll erhalten“, erläutert Dr. Ana Lucia Vásquez-Caicedo. Ein weiterer Vorteil der neuen Technologie ist, dass sie auf zweierlei Weise zugleich konservierend wirkt: Zum einen werden die Mikroorganismen zerstört. Zum anderen wirkt das Arbeitsgas wie eine Schutzatmosphäre und verhindert, dass Luftsauerstoff empfindliche Inhaltsstoffe schädigt.

Inhaltsstoffe schonend erschließen

Da das Druchwechselverfahren zwar die Zellen zerstört, deren Inhaltsstoffe aber nicht verändert, eröffnet sich für die Technologie eine Anwendung: Pflanzliche oder mikrobielle Zellen können aufgeschlossen werden, um wertvolle intrazelluläre Metabolite zu gewinnen. Für Mikroalgenzellen haben die Fraunhofer-Forscher das Verfahren bereits erprobt und hochwertige Fettsäuren für die Nahrungsergänzung oder Pigmente für die Kosmetik extrahiert.

„Wenn wir das PCT-Verfahren zudem mit einer Hochdruckextraktion kombinieren, können wir Omega-3-Fettsäuren energetisch sehr viel effizienter als bisher gewinnen – bei mindestens gleicher Qualität“, ergänzt Vásquez-Caicedo. Die Hochdruckextraktion kommt ohne jegliche Lösungsmittel aus. Damit erübrigt sich die Aufbereitung der Extrakte. Und das schont auch die Umwelt.

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