KMU-innovativ -KMUi-BÖ03: PISUM - Starter-Co-Kultur für die Erbsenfermentation, um Alternativen zu Milchprodukten nachhaltig, sensorisch und nutritiv herzustellen

Abstract

Das Ziel des PISUM-Projekts war die Entwicklung von Starterkulturen, die in der Lage sind, ein Substrat auf Erbsenproteinbasis zu joghurtähnlichen Produkten zu fermentieren. Im Gegensatz zur traditionellen Milchjoghurtherstellung stellen pflanzliche Substrate eine Reihe besonderer Herausforderungen dar. Vor allem enthält Erbsenprotein einen hohen Anteil an Aldehyden, die in Milch weitgehend fehlen, was zu ausgeprägten bohnigen und grasigen Fehlaromen führt. Die Beseitigung dieser sensorischen Mängel ist entscheidend für die Herstellung pflanzlicher Joghurts mit akzeptableren, milchähnlichen Eigenschaften. Daher besteht ein klarer Bedarf an der Identifizierung neuartiger Kombinationen von Mikrobenstämmen, die sowohl die Bildung von Fehlaromen mindern als auch die Entwicklung wünschenswerter "milchähnlicher" sensorischer Eigenschaften unterstützen. Um dieses Ziel zu erreichen, haben wir gezielte Screening-Methoden entwickelt, um sowohl Milchsäurebakterien als auch Hefen auf Eigenschaften zu untersuchen, die für die Fermentation von Joghurt auf Erbsenbasis relevant sind. Dazu gehörten die Toleranz gegenüber Fermentationstemperaturen und die Fähigkeit, Aldehyde zu entfernen oder zu reduzieren. Darüber hinaus wurden Bakterienstämme auf ihre Säuerungsfähigkeit und Hefestämme auf ihre Neigung zur Alkoholproduktion untersucht, eine unerwünschte Eigenschaft in joghurtähnlichen Produkten. Insgesamt wurden 47 Milchsäurebakterienstämme (darunter 29 neu isolierte Stämme) und 89 Hefestämme (darunter 4 neu isolierte Stämme) untersucht. Auf Grundlage ihrer Leistungsfähigkeit wurden fünf Bakterienstämme und vier Hefestämme als vielversprechendste Kandidaten für die Joghurtherstellung ausgewählt. Anschließend wurden Prototyp-Joghurts sowohl unter Verwendung von Milchsäurebakterien allein als auch in Mischfermentationen mit Hefe hergestellt, und die resultierenden Produkte wurden sowohl hinsichtlich ihrer chemischen Zusammensetzung als auch ihrer sensorischen Eigenschaften bewertet. Unter den getesteten Bakterienstämmen wurde Streptococcus thermophilus B-22017 als wesentlich für eine gleichmäßige und ausreichende Säuerung des Erbsenproteinsubstrats identifiziert. Lactobacillus helveticus und Lactobacillus acidophilus erwiesen sich als die wirksamsten Partnerstämme in Kombination mit S. thermophilus. In Bezug auf die Hefeleistung wurden die günstigsten Ergebnisse mit einer mesophilen Hefe in einem zweistufigen Fermentationsprozess erzielt, der aus 6 Stunden bei 30 °C und anschließend 16 Stunden bei 40 °C bestand. Die anfänglich niedrigere Temperatur begünstigte die Geschmacksverbesserung durch Aldehydreduktion, während die anschließende höhere Temperatur die Alkoholbildung begrenzte und die Entwicklung unerwünschter Aromen im Zusammenhang mit einer verlängerten Hefeaktivität verhinderte. Unter den getesteten Hefen erwies sich Pichia stipitis Y-23117 als der vielversprechendste Stamm. Zusammenfassend hat das PISUM-Projekt gezeigt, wie wichtig es ist, eine Vielzahl verschiedener Mikrobenstämme auf funktionelle Eigenschaften zu untersuchen, die für die Herstellung von pflanzlichem Joghurt relevant sind. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial sorgfältig ausgewählter Bakterien-Hefe-Kombinationen zur Verbesserung des Geschmacks und der Fermentationsleistung in Substraten auf Erbsenproteinbasis und stellen einen bedeutenden Schritt in Richtung der Nachbildung des sensorischen Profils von traditionellem Milchjoghurt dar.