Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Gewinnung cholesterin-abgereicherter Eigelbfraktionen und innovative Ansätze zur Produktgestaltung

Hühnereigelb wird aufgrund seiner nutritiven und funktionellen Eigenschaften in einer Vielzahl von Lebensmitteln eingesetzt. Vorangegangene IGF-Projekte zeigten, dass die Funktionalität der Eigelbkomponenten als Emulgator und Strukturbildner durch den Einsatz einzelner Eigelbfraktionen zielgerichtet gestaltet werden kann. Es ist gelungen, Eigelb in industriellem Maßstab in seine Hauptfraktionen zu trennen (‚Granula‘ bzw. ‚Plasma‘), von denen Granula cholesterin- und LDL-arm ist und in Emulsionen sehr starke gelstrukturbildende Effekte bewirkt, während die lösliche Plasma-Fraktion als Emulgator unabhängig vom Milieu (pH, Ionenstärke) sehr kleine Fetttropfen stabilisiert. Mit beiden Fraktionen können stabile Emulsionen in einem breiten Anwendungsbereich mit Potential für innovative Lebensmittel hergestellt werden.

Ziel des Vorhabens ist es, aufbauend auf den Ergebnissen dieser IGF-Projekte, potentiell mögliche bzw. bisher unbekannte Einsatzmöglichkeiten der fraktionierten Eigelbfraktionen in Lebensmitteln zu ermitteln. Zudem soll über das Trennen der Hauptfraktionen hinaus versucht werden, die LDL-Fraktion aus Granula und Plasma zu entfernen, so dass Komponenten zur Verfügung stehen, die als cholesterin-freies und -abgereichertes Eigelb genutzt werden könnten. Des Weiteren sollen industriell nutzbare neue Gestaltungsmöglichkeiten im Bereich der Emulsionsherstellung und -stabilisierung aufgezeigt werden. Durch den Einsatz dieser Fraktionen, z. B. im Rahmen des sog. „Gastronomic Engineerings“, könnten für die Eiprodukteindustrie und ihre Abnehmer neue Anwendungsbereiche abseits der bisher etablierten Möglichkeiten erschlossen werden. Dies würde insbesondere innovativen KMU die Möglichkeit geben, sich mit neuen Produkten neue Märkte zu erschließen.

Ergebniszusammenfassung:

Mittels einer Labor-Ultrazentrifuge konnte der Einfluss von pH-Wert, Salzkonzentration, Zentrifugationsdauer und Temperatur auf die zentrifugale Abtrennung von Plasma und Granula in seine Subfraktionen überprüft werden. Mit optimalen Milieubedingungen (pH 6,5, 10 % NaCl, 30 °C, 3 h) war es möglich die reinen Subfraktionen LDL, HDL+Phosvitin und Livetin zu gewinnen. Dieser Fraktionierungsprozess wurde auf eine semi-kontinuierliche, hochdrehende Röhrenzentrifuge (85.600g) übertragen und es konnte in der Plasmafraktion der LDL-Anteil auf 39 % reduziert werden. Für die Granula-Fraktionierung zeigte sich dieses Verfahren als nicht geeignet. Aus den in der Ultrazentrifuge gewonnenen, reinen Subfraktionen wurden Emulsionen bei unterschiedlichen pH-Werten erstellt, um das milieuabhängige, technofunktionelle Potential jeder Fraktion zu ermitteln. Dabei zeigten sich bei den cholesterinreduzierten Fraktionen, insbesondere im pH-neutralen Bereich und im stark sauren Bereich, enorme Einbußen in der Emulgierfähigkeit. Diese konnte durch eine Vermischung der Livetin- und HDL+Phosvitin-Fraktion aufgehoben werden. Durch Veränderung der Anteile kann weiterhin der Emulsionscharakter maßgeblich beeinflusst werden. Anstelle des „gastronomic engineering“ bei den Projektpartnern wurden aufgrund der Covid-19-Pandemie am Lehrstuhl die Schäumungsfähigkeit und die Gelbildungsfähigkeit der Subfraktionen untersucht. Dabei konnte gezeigt werden, dass die Livetin- und LDL-Fraktion insbesondere im denaturierten, mikropartikuliertem Zustand Schäume vortrefflich stabilisieren, während diese im nativen Zustand schlechtere Schaumbildner sind. Für die HDL+Phosvitin-Fraktion trifft das genaue Gegenteil zu. Anhand einer anwendungssorientierten Problemstellung (Pancakes) konnte gezeigt werden, dass cholesterinarme HDL+Phosvitin- und Livetin-Pancakes fester werden und weniger Fett halten können, während Pancakes mit dem cholesterinreichenLDL luftig werden und mehr Fett halten können.