Deutsche Forschungsanstalt für Lebensmittelchemie | Leibniz Institut

Programmbereich IIBiopolymers

Programmbereich II. Struktur-/Wirkungsbeziehungen bei Biopolymeren

Leitung: Prof. Dr. Peter Köhler

Forschung:

Ziel der Arbeitsgruppe ist die chemische und biochemische Charakterisierung von Biopolymeren in Lebensmitteln sowie die Untersuchung der Wechselwirkungen mit niedermolekularen Verbindungen (Zusatzstoffe, polare Lipide) unter dem Aspekt der gezielten Beeinflussung der Textur von Lebensmitteln. Außerdem werden Zöliakie-auslösende Peptide und Proteine in Getreide mit dem Ziel einer präventiven Gesundheitsvorsorge analysiert und charakterisiert. Es werden klassische analytische Techniken, wie Gelelektrophorese, chromatographische Techniken und Aminosäurenanalyse neben modernen instrumentell-analytischen Techniken wie Nano-LC in Kombination mit ESI-Massenspektrometrie, Proteomics, Edman-Abbau und NMR-Techniken angewendet. Insbesondere im Bereich der Lipide und Peptide kommen auch chemisch-synthetische Methoden zum Einsatz. Zur Charakterisierung der technofunktionellen Eigenschaften von Biopolymeren oder Zusätzen werden rheologische Methoden (Anteigversuche, Zugversuche, Komprimierungsversuche, dynamische Stressrheometrie) und Backversuche im Mikromaßstab (10 g Mehl) durchgeführt. Dies hat den Vorteil, dass die technologischen Eigenschaften sehr geringer Substanzmengen, wie z.B. aus Synthesen oder Fraktionierungen vorliegen, ermittelt werden können.

In der Zukunft sollen Anstrengungen unternommen werden, um die technofunktionellen Eigenschaften von Zusätzen (z. B. Emulgatoren, Enzyme) und die Auswirkungen der Verarbeitung (z. B. Hochdruckbehandlung, Erhitzung, mechanische Behandlung) mit der Textur wie auch mit sensorischen Attributen, wie Mundgefühl zu korrelieren. Die Voraussetzungen sind über die in den letzten Jahren durchgeführten Arbeiten zu Textur-/Geschmacksbeziehungen von Kochsalz in Weizenbrot gegeben. Weitere Arbeiten zu Struktur und Textur werden auf die Etablierung zweidimensionaler Trenntechniken bei intakten Proteinen wie auch Proteinhydrolysaten abzielen. Dies soll eine differenziertere Charakterisierung von Proteinen und anderen Biopolymeren aus Getreide ermöglichen und wird die Anwendung geeigneter Auswertemethoden einschließen. Die bisher durchgeführten Arbeiten zur gesundheitlichen Relevanz von Getreideproteinen sollen auf eine breitere Grundlage gestellt werden, indem alle wichtigen Unverträglichkeiten (Zöliakie, Weizenallergie, Non-Celiac Gluten Sensitivity) in die Forschung einbezogen werden. Dazu werden Kontakte zu Kliniken geknüpft. Neben präparativen Arbeiten für klinische Untersuchungen sollen die Aktivitäten zur Aufklärung des Mechanismus der Zöliakieauslösung und zur Verbesserung der Diagnostik von Glutenunverträglichkeiten verstärkt werden. Die analytischen Arbeiten zur Quantifizierung von Gluten in (glutenfreien) Lebensmitteln werden fortgesetzt. Da hierzu auch geeignete Referenzproteine erforderlich sind, wird sich der Programmbereich II auch in Initiativen (Prolamin Working Group, MoniQa Association) zur Herstellung und Bereitstellung verbesserter Referenzproteine für die Glutenanalytik engagieren. Die molekulare Beschreibung zöliakieauslösender Epitope von Getreideproteinen ermöglicht gezielte technologische Behandlungen zur Senkung des zöliakieauslösenden Potenzials durch Inaktivierung. Dieses Gebiet wird auch Möglichkeiten zu verstärkter Zusammenarbeit mit dem Programmbereich III eröffnen.