Projekt des Monats Oktober 2021

Vitamin-D-reiche Milch ohne Zusätze – UV-Licht macht's möglich!

Wird auch für die Untersuchungen zur UV-C-Behandlung von Milch eingesetzt: Ein Serpentinen-Reaktor am MRI in Karlsruhe.
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Vitamin D3 ist für die Calciumaufnahme im menschlichen Körper essentiell; Calciummangel wird mit Muskelschmerzen, Kraftminderung, Infektanfälligkeit und Stimmungsschwankungen in Verbindung gebracht. Schwerer Vitamin-D-Mangel kann sogar zu Osteoporose sowie Arteriosklerose führen – eine ausreichende Versorgung mit Vitamin D3 ist daher enorm wichtig. Doch nur wenige Lebensmittel, wie z.B. fettreiche Seefische, enthalten Vitamin D3 in großen Mengen, so dass dessen Zufuhr über die Nahrung begrenzt ist. Bei ausreichender Sonnenexposition kann das Vitamin zwar auch vom Menschen selbst gebildet werden, jedoch behindert das vermehrte Arbeiten und Leben in geschlossenen Räumen die Synthese des „Sonnenvitamins“ in der Haut.

Dies ist der Hintergrund eines aktuellen Projekts der Industriellen Gemeinschaftsforschung des FEI, an dem zwei Forschungsgruppen des Max-Rubner-Instituts in Kiel und Karlsruhe gemeinsam arbeiten: Ziel ist es, die optimalen Bedingungen für eine UV-C-Behandlung von Milch zu ermitteln, um dieses neuartige und seit einigen Jahren auch zugelassene Verfahren für die gezielte Bildung von Vitamin D3 in Milchprodukten einzusetzen. Durch eine Behandlung mit UV-Licht wird die Vorstufe des Vitamins D3, das 7-Dehydrocholesterol, das sich in den Fettkugelmembranen des Milchfetts befindet, zu dem gewünschten Vitamin D3 umgewandelt und steht dann unmittelbar verwertbar zur Verfügung.

Die UV-C-Behandlung von Lebensmitteln ist seit Jahren u.a. in der Trinkwasseraufbereitung zur Entkeimung etabliert und rückte bereits vermehrt in den Fokus der Forschung für Most und Wein, also vorrangig transparente Produkte. In der Milchindustrie wird diese Entkeimungstechnik für Prozesswasser, Salzbäder und Molke sowie zur Oberflächenbehandlung von Käse eingesetzt. Eine effiziente UV-Behandlung für lichtundurchlässige Produkte wie Milch oder Buttermilch war bislang nur eingeschränkt möglich, da es beim Eindringen des Lichts in die Milch aufgrund der hohen optischen Dichte zur Reflexion, Beugung und Mehrfachstreuung an den Partikeln sowie zur Absorption kommt.

Durch neue Entwicklungen im Bereich der Bestrahlungstechnik, geeignete Reaktorbauformen und Strömungsbedingungen bestehen nunmehr allerdings Chancen, auch Milch oder Buttermilch erfolgreich zu behandeln: Dafür werden am MRI in Karlsruhe zunächst geeignete Reaktorsysteme entwickelt, die es dem UV-Licht ermöglichen, möglichst effizient in das Medium einzudringen; Parameter wie Temperaturen, Strömungsformen und UV-Intensitäten werden dafür an verschiedenen Reaktortypen untersucht. Am MRI in Kiel wird die positive Auswirkung der UV-Behandlung auf die Vitamin-D-Konzentration untersucht. Es sollen Prozessparameter ermittelt werden, die es ermöglichen, die UV-Behandlung in die vorhandene Prozessierung von Milchprodukten einzubinden. In Kooperation mit 18 Unternehmen, die das Projekt steuern und begleiten – davon die Hälfte kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) – sollen Produktmuster von Trink- und Buttermilch hergestellt werden, die die empfohlene Tagesdosis an Vitamin D3 (DGE: 20 µg/d) enthalten.

Die Ergebnisse des Vorhabens eröffnen allen milchverarbeitenden Unternehmen die Möglichkeit, über das Einstellen des Vitamin-D-Gehalts maßgeschneiderte Milchprodukte mit gesundheitlicher Wirkung zu produzieren – ganz ohne Zusätze. Auch lassen sich einige Ergebnisse auf andere Produktgruppen wie trübe Fruchtsäfte, Kaffeegetränke oder Eiprodukte übertragen. Aufgrund geringer Investitions- und Installationskosten ist die UV-Technologie insbesondere für KMU interessant. Im Sinne der Osteoporose-Prophylaxe wird gleichzeitig ein Beitrag zur Verbesserung der Vitamin-D-Versorgung geleistet.


Informationen zum IGF-Projekt AiF 21130 N "UV-Behandlung von opaken Milchmedien zum Einstellen des Vitamin-D3-Gehalts" (https://www.fei-bonn.de/gefoerderte-projekte/projektdatenbank/aif-21130-n.projekt)

... ein Projekt der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF)

Förderhinweis
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