Fermentierte Milchprodukte besser schmecken lassen

Forscher der Technischen Universität München (TUM), des Leibniz-Instituts für Lebensmittelsystembiologie und der Universität Hohenheim haben einen neuen methodischen Ansatz zur schnelleren Identifizierung aromatisierender Proteinfragmente in Lebensmitteln wie Käse oder Joghurt entwickelt und damit Produktionsprozesse optimiert.

Der Geschmack von fermentierten Lebensmitteln wie Käse, Joghurt, Bier, Hefeteig oder Sojasauce ist bei den Verbrauchern weltweit sehr beliebt. Neben flüchtigen Aromastoffen tragen auch nichtflüchtige Stoffe wesentlich zu ihrem charakteristischen Geschmacksprofil bei. Dazu gehören vor allem Fragmente von langen Proteinmolekülen, die beispielsweise bei der mikrobiellen oder enzymatischen Umwandlung (Fermentation) von Milch- oder Getreideprotein entstehen.

Derzeit ist jedoch noch unklar, welche der mehr als 1000 Proteinfragmente in fermentierten Milchprodukten für den Geschmack verantwortlich sind, unter anderem deshalb, weil die bisher verwendeten Analysemethoden sehr arbeitsintensiv und zeitaufwendig sind.

Neuer analytischer Ansatz bietet eine Lösung

Ein Team von Wissenschaftlern um Thomas Hofmann, Leiter des Lehrstuhls für Lebensmittelchemie und Molekularsensorik an der TUM, hat einen neuen analytischen Ansatz entwickelt, um dieses Problem anzugehen. Der innovative Ansatz besteht darin, dass die Forscher bestehende Methoden der Proteomforschung mit Methoden der Sensorik kombiniert haben, um effizient und schnell die entscheidenden geschmackgebenden Proteinfragmente aus der Gesamtheit aller Fragmente zu identifizieren. „Wir haben für diese Art von Verfahren den Begriff Sensoproteomik geprägt“, sagt Andreas Dunkel vom Leibniz-Institut für Lebensmittelsystembiologie, dem leitenden Forscher der Studie.

Die Wissenschaftler testeten die Wirksamkeit des neu entwickelten Verfahrens erstmals an zwei verschiedenen Frischkäsearten mit unterschiedlichem Bittergrad. Ziel war es, die spezifischen Proteinfragmente zu identifizieren, die für einen bitteren Off-Geschmack im Käse verantwortlich sind, der unter bestimmten Produktionsbedingungen auftritt.

Ein Ansatz zur Reduzierung von 1.600 Möglichkeiten auf 17

Die Forscher begannen ihre Arbeit mit einer umfangreichen Literaturrecherche. Sie kamen zu dem Schluss, dass insgesamt etwa 1.600 in Milchprodukten enthaltene Proteinfragmente theoretisch für die Bitterkeit verantwortlich sein könnten. Nachfolgende flüssigkeitschromatographisch gekoppelte Massenspektrometeruntersuchungen mit Hilfe von In-Silico-Verfahren reduzierten die Anzahl der potenziellen Proteinfragmente auf 340. Schließlich reduzierten vergleichende spektrometrische, sensorische und quantitative Analysen die Anzahl der für den Bitterkäsegeschmack verantwortlichen Fragmente auf 17.

Prof. Hofmann, der auch Direktor des Leibniz-Instituts für Lebensmittelsystembiologie an der TUM ist, sagt: „Der von uns entwickelte sensoproteomische Ansatz wird in Zukunft dazu beitragen, geschmackgebende Proteinfragmente in einer Vielzahl von Lebensmitteln mit Hochdurchsatzmethoden schnell und effizient zu identifizieren – eine wichtige Hilfe bei der Geschmackoptimierung von Produkten“.

Mehr Informationen:
Karin Sebald et al, Sensoproteomics: Ein neuer Ansatz zur Identifizierung von geschmacksaktiven Peptiden in fermentierten Lebensmitteln, Journal of Agricultural and Food Chemistry (2018). DOI: 10.1021/acs.jafc.8b04479

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