Längere Haltbarkeit von neuen Starterkulturen für stabilere Fermentationsprozesse

Jeder wirtschaftlich orientierte Betrieb rechnet seine Produktion durch, überprüft Prozesse, baut Spielräume und Sicherheiten ein. Fermentationsprozesse lassen sich von diesen Vorgaben jedoch nicht immer beeindrucken und gehen oft ihre eigenen Wege. Daher muss bei der Herstellung von Teigen das Zusammenspiel zwischen den einzelnen Apparaten, der Biotechnologie und dem Gesamtprozess genau verstanden und umgesetzt werden. Wird nur an einer der vielen Stellschrauben im Fermentationsprozess gedreht, kann dies das Endprodukt erheblich verändern.

DIOSNA ist nicht nur Experte für Pharmaanlagen und Teigverarbeitungsmaschinen, sondern auch Spezialist für Vorteige und Starterkulturen. Damit bietet das Unternehmen alle wichtigen Prozesse der Teigproduktion aus einer Hand und kennt den Einfluss der einzelnen Parameter auf das Endprodukt bis ins Detail. Diese Expertise zeigte sich, als es daran ging, eine neue „Darreichungsform“ für Starterkulturen zu entwickeln.

Starterkulturen sorgen für verlässliche und reproduzierbare Fermentationsprozesse in Vor- und Sauerteigen. Diese bestehen aus Mikroorganismen, wie Milchsäurebakterien und Hefen, die gezielt für die jeweilige Vorteigführung ausgesucht werden. Mit ihrer Hilfe kann unter den eingestellten Bedingungen ein verlässlicher Fermentationsprozess garantiert werden. Die DoughExperts von DIOSNA bieten für alle Typen der Vor- und Sauerteigführungen spezielle Kulturen an, die jeweils ein eigenes Aromaprofil besitzen und über die Konsistenz entscheiden. Neben den Backeigenschaften sorgen die Kulturen, die sich unter dem Namen DIOStart weltweit einen Namen gemacht haben, für eine gute Krustenbildung und gleichmäßige Porenbildung. Gleichzeitig erhöhen sie aber auch die Haltbarkeit, verbessern die Frischhaltung und vermeiden die Schimmelbildung.

Derzeit laufen bei DIOSNA vielfältige Untersuchungen, wie man die Haltbarkeit von Starterkulturen verlängern kann. Bislang betrug die Haltbarkeit von Starterkulturen in halbfester Form ca. 90 Tage und bei Starterkulturen in flüssiger Form sogar nur 65 Tage. Für europäische Werke in der Backwarenindustrie sind diese Zeitvorgaben ausreichend. Richtet sich der Blick nach Übersee, kann es jedoch zeitlich schon einmal eng werden.

Mit einer längeren Haltbarkeit ließen sich größere Chargen an Starterkulturen beispielsweise auch über andere Wege, außer der momentanen gewählten Luftfracht, transportieren.

Im Mittelpunkt der Versuche im hauseigenen Technikum stand die Überlegung, die Starterkulturen in eine Pulverform zu überführen. Dafür wurden die Mikroorganismen in einem Nährmedium gezüchtet, anschließend in einer schwachen Salzlösung verdünnt und dann mit Hilfe des Wirbelschichtverfahrens auf einen Trägerstoff aufgebracht. Damit kann eine Haltbarkeit von über 16 Wochen erreicht werden. Zudem lässt sich mit pulverförmigen Starterkulturen die Dosierung frei wählen und die Unternehmen aus der Backwarenindustrie werden flexibler und unabhängiger von den bisherigen Verpackungseinheiten.

Die Entwickler konzentrierten sich zunächst auf Kulturen aus einem Reissauerteig, die vor allem für glutenfreie Lebensmittel sehr gefragt sind, und auf Kulturen aus Weizensauerteig, die im Markt sehr geschätzt werden, aber empfindlich auf kleinste Prozessveränderungen reagieren. Gelänge es die Haltbarkeit dieser anspruchsvollen Starterkultur zu verlängern, hätte man auch mit den anderen Kulturen kein Problem.

Zugute kamen den Entwicklern die umfangreiche Ausstattung des DIOSNA-Technikums, in dem verschiedene Wirbelschichtverfahren (Tangential- und Topsprayverfahren) bereitstehen. Die Labor- und Technikums-Wirbelschichtanlagen MiniLab und MidiLab bieten ausgezeichnete Voraussetzungen, um den aw (active water level)-Wert, die Temperatur, den Druck, den richtigen Volumenstrom und die Zeit zu untersuchen und zu bestimmen.

Gleichzeitig wurde in den Untersuchungen auch die Wirkung des DIOboosters mit einbezogen. Diese ‚Vitaminspritze‘ aus dem Haus DIOSNA unterstützt die Stoffwechselprozesse von Hefen und Mikroorganismen und sorgt dafür, dass die anschließenden Fermentationsprozesse bei der Vor- & Teigherstellung sicherer, reproduzierbarer und vor allem schneller ablaufen.

Die große Herausforderung lag in der Vielfalt der Parameter. Dies fing bereits bei der Auswahl der Trägerstoffe an. So wurde zunächst Hydroxymethylcellulose ausgewählt, da es die besten Werte zeigte. Allerdings darf dieses Produkt zwar in der pharmazeutischen Industrie eingesetzt werden, nicht aber in Produkten mit Biozertifikat. Schlussendlich wurde eine Kombination aus Getreidemahlerzeugnissen und Siliciumdioxid gewählt, da es gut weitere Flüssigkeit aufnehmen kann und für eine angenehme Fließeigenschaft sorgt.

Danach ging es an den Prozess selbst: So stehen die Starterkulturen im ständigen Wettbewerb mit der natürlichen Mikroflora im Mehl. Sollte die mehleigene Mikroflora die Kontrolle über den Vorteig- oder Sauerteigprozess bekommen, wird dieser nicht mehr beherrschbar. In der Folge können die kalkulierten Reifezeiten, die gewünschten pH-Werte und Säuregrade nicht mehr eingehalten werden. Auch das gewünschte Aromaprofil ist nur schwer zu erreichen.

Insgesamt ist daher eine ausgeklügelte Verfahrenstechnik notwendig. Hier sollen nur einige Einflussparameter genannt werden, die detailliert untersucht wurden. So spielte die Menge der Trägerflüssigkeit in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, bzw. von dem Sprühdruck eine große Rolle. Temperaturen über 40 Grad Celsius verkraften die Mikroorganismen nicht, unter 30 Grad Celsius dauert das Verfahren zu lange und ist nicht mehr wirtschaftlich. Es gilt daher, die richtige Balance zu finden.

Fazit: Trotz der vielfältigen Einflussparameter waren die Versuche für die Entwicklung von pulverförmigen Starterkulturen sehr vielversprechend. Selbst anspruchsvolle Starterkulturen ließen sich mit dem neuen Verfahren gut beherrschen. Voraussetzung für diese Produktentwicklung war die enge Zusammenarbeit zwischen den DoughExperts und den Wirbelschicht-Experten im Technikum. Zusammen optimierte man den Entwicklungsprozess und untersuchte die vielfältigen Parameter bis ins Detail. Das vielversprechende Ergebnis: Mit der neuen „Darreichungsform“ für Starterkulturen ist ein optimierter Backprozess möglich.

Werfen Sie einen Blick in das DIOSNA ProcessLab.