Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Spektrale Charakterisierung von Hefekulturen zur Beurteilung der Vitalität

Hefen spielen eine essenzielle Rolle bei der Produktion zahlreicher fermentierter Lebensmittel und biotechnologischer Produkte. In diesen industriellen Prozessen sind Hefen variations- und stressreichen Milieubedingungen ausgesetzt, welche einen entscheidenden Einfluss auf die Vitalität und somit auf das Gärpotential einer Hefekultur haben. In der Brauindustrie ist der Einsatz von vitaler und gärkräftiger Hefe Voraussetzung für eine hohe und gleichmäßige Produktqualität. Jedoch existiert derzeit keine Methode, um die Vitalität von Hefekulturen schnell und ohne Probenaufbereitung zu erfassen. Somit steht die Vitalität nicht als Informationskriterium zur Verfügung, um das Hefemanagement hinsichtlich einer hohen Gärleistung kontinuierlich zu überwachen und bei Abweichungen frühzeitig eingreifen zu können. Spektrale Methoden hingegen sind zur qualitativen und quantitativen Überwachung von Prozessen geeignet und können als Inline-Systeme umgesetzt werden. Jedoch nutzen am Markt vorhandene Systeme sehr weite Spektralbereiche, was diese Systeme für eine Vielzahl an Prozessen einsetzbar macht, aber die Investitionskosten enorm erhöht. Um eine kostengünstige und gleichzeitig inlinefähige Lösung zu entwickeln, soll in dem beantragten Vorhaben untersucht werden, welche Spektralbereiche zur Charakterisierung von Hefekulturen im Prozessumfeld notwendig sind. Hierfür werden unterschiedlich gestresste Hefekulturen im nahen und mittleren Infrarotbereich untersucht und die informationstragenden Spektralbereiche, welche zur Ermittlung der Vitalität relevant sind, identifiziert und in einem Inline-Infrarot-System selektiv umgesetzt. Dieser neuartige Ansatz zur Bestimmung der Hefevitalität kann in der von KMUs dominierten Brauindustrie zur Optimierung des Hefemanagements eingesetzt werden. Für Messtechnikhersteller sowie Maschinen- und Anlagenbauer ergeben sich zahlreiche Möglichkeiten innovative Prozessmonitorsysteme in den Markt einzuführen bzw. in Produktionsanlagen zu integrieren.