Getränke! Technologie & Marketing 3/2022

ROH- UND INHALTSSTOFFE | Forschung und Entwicklung
antioxidativ wirken. Der Gehalt
dieser variiert stark zwischen den
Säften, sodass der inhibitorische
Effekt individuell für jeden eingesetzten
Saft evaluiert werden muss.
Der beschriebene Ansatz ist daher
Gegenstand des laufenden Forschungsprojektes
„Nutzbarmachung
osmotole ranter Starterkulturen aus
Bienenhonig zur Entwicklung von
Getränkezutaten auf Basis von
Fruchtsaftkonzentraten“ (IGF-Vorhaben
21311 N), welches durch eine
Kooperation aus Wissenschaftler/
Innen des Lehrstuhls für Brauund
Getränketechnologie (Prof. Dr.
Becker), sowie des Lehrstuhls für
Mikrobiologie (Prof. Dr. Liebl) an der
Technischen Universität München
untersucht wird.
Honigbienen-assoziierte
Bakterien
Die in dem Forschungsprojekt zum
Einsatz kommenden Bakterien gehören
zu der Familie der Essigsäurebakterien,
im spezielleren zu der
Gattung Bombella. Das besondere
an diesen Bakterien ist, dass diese
natürlicherweise in Bienenstöcken
vorkommen und somit hypothetisch
dazu in der Lage sind, bei erhöhten
Zuckerkonzentra tionen, wie
sie in Fruchtsäften vorkommen, zu
wachsen und zu fermentieren. Es ist
bereits bekannt, dass Bombella spp.
bei Zuckerkonzentration von bis zu
30 g/l (w/v) wachsen können [4] . Zudem
ist interessant, dass diese Gattung
mittels Oxidation von Glucose
Gluconsäure produziert. Hierbei
handelt es sich um eine milde,
nicht-flüchtige und geruchlose Genusssäure
mit einem leicht sauren,
erfrischenden Geschmack. Nicht
nur die Gluconsäure beeinflusst das
Aromaprofil der fermentierten Saftproben,
sondern auch weitere Aromastoffe,
welche durch die Fermentation
entstehen. Mit einem
rosigen bis honigartigen Aromaeindruck
ist hierbei 2-Phenylethanol
besonders erwähnenswert. Es
ist bekannt, dass 2-Phenylethanol
über drei verschiedene Synthesewege
produziert werden kann, immer
mit der Aminosäure Phenylalanin
als Basis, noch ist aber nicht genauer
beschrieben, welcher der drei
Synthesewege von Bombella spp.
genutzt wird.
Daneben spielt auch die Problematik
der Produktion von Fehlaromen
bei Bombella spp. eine Rolle.
Der Aroma stoff Diacetyl wird von
Bombella spp. produziert und ist ein
bekanntes Fehlaroma aus fermentierten
Getränken wie Wein und
Bier; es erzeugt einen buttrigen Geschmack.
Dadurch, dass Diacetyl ein
Intermediat ist und somit weiter verstoffwechselt
werden kann zu Aromastoffen
mit einer geringeren Geschmacksintensität
(Acetoin und
2,3-Butandiol), ist es prozesstechnisch
lösbar, den Gehalt an Diacetyl
zu reduzieren. Die Fermentationsstrategie
dahingehend anzupassen,
dass ein möglichst ansprechendes
und neuartiges Aromaprofil gegeben
ist, ohne Fehlgeschmack, und
gleichzeitig der Zuckergehalt reduziert
wird, ist einer der Kernpunkte
des Forschungsprojektes.
Ergebnisse der Fermentation
von weißem Traubensaft
Die in Abbildung 2 dargestellten
Werte zum Zuckergehalt (g/l) und
des bakteriellen Wachstums (λ 600
)
stammen aus Fermentationen mit
Bombella spp. in weißem Traubensaft.
Die Daten weisen darauf hin,
dass Bombella spp. gutes Wachstum
in weißem Traubensaft aufzeigt
und dabei eine hohe Stoffumsatzrate
besitzt, aber die Zunahme
der Zellzahl und die Abnahme
des Zuckergehaltes nicht proportional
sind, wie es zu erwarten gewesen
wäre. Dies hat Einfluss auf
die Prozesstechnologie und -entwicklung.
Zu Beginn der Fermentation
zeigt Bombella spp. ein langsameres
Wachstum, wobei hier die
höchste Stoffwechselrate von circa
15 g Zucker pro Stunde beobachtet
wurde. Während der anschließenden
exponentiellen Wachstumsphase
(ca. 4 - 12 h) wurden zwar
15 % Zucker umgesetzt, hier lag die
Umsatzrate nur noch bei 3 g Zucker
pro Stunde. In den letzten 12 Stunden
ist bis zum Ende der Fermentation
(t = 24) kaum noch Wachstum
Abb. 2 | Weniger Zucker, mehr Geschmack –
Die Ergebnisse der Fermentation von weißem Traubensaft
ZZuckergehalt (g/l)
Zeit (h)
Grafik: TUM
Mittelwerte und Standardabweichungen (n = 3) der Wachstumskurve (λ 600
) und des Zuckergehaltes (g/l)
während der Fermentation von Bombella spp. in weißem Traubensaft über einen Zeitraum von 24 h bei 30 °C
und 150 RPM.
messbar, während dieser stationären
Phase kommt der Stoffwechsel
langsam zum Erliegen.
Das Vorhandensein von Restkohlenstoffquellen
(gemessen anhand
des Zuckergehaltes) indiziert, dass
Inhaltsstoffe des Mediums weiteres
Wachstum bremsen. So könnte hier
die Produktion von Säuren durch die
Bakterien, wie beispielsweise Gluconsäure,
verstärkend inhibitorisch
auf die Mikroorganismen wirken
(Produkt inhibition). Derzeit laufen
diesbezüglich Experimente zur Untersuchung
des Wachstumsverhaltens
von Bombella spp. in verschiedenen
Fruchtsäften und unter Regelung
der Prozessparameter, um so
unter anderem den Einfluss der Säureproduktion
zu untersuchen und
deren Inhibierung prozesstechnisch
zu vermindern.
Weiter auf der nächsten Seite.
Getränke! 03 | 2022 | 29