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FLAVORLOOP

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Entwicklung regionaler Bio-Würzsaucen auf Lupinenbasis als salzreduzierte, glutenfreie Alternative zu Sojaprodukten

Projektkoordinator

Prof. Rudi F. Vogel
Technische Universität München, Lehrstuhl für Technische Mikrobiologie, Freising
rudi.vogel@tum.de

Verbundpartner

Purvegan GmbH

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Der Markt für Würzesaucen, die durch Fermentation pflanzlicher Substrate hergestellt werden, besitzt in Europa ein zunehmendes Wachstumspotential. Asiatische Sojasoßen werden in einem zweistufigen Verfahren mit dem Pilz Aspergillus sojae (Koji-Fermentation) und einer angeschlossenen Reifung bei hohen Salzgehalten durch Salz-tolerante Bakterien und Hefen (Moromi-Fermentation) hergestellt. Da in die Nachfrage nach regional und biologisch erzeugten Lebensmitteln steigt, wird in diesem Projekt die Eignung der Lupine für die Herstellung alternativer, salzreduzierter Würzsaucen überprüft.

Ob das traditionelle Herstellungsverfahren von Sojasauce auf Lupinen übertragbar ist und dieselben typischen Mikroorganismen am Prozess beteiligt sind, ist bisher nicht bekannt. Ziel des Projektes ist die Charakterisierung und Beherrschung der Mikrobiota und Bestimmung der Parameter der optimalen Fermentation zur Herstellung einer glutenfreien, sensorisch attraktiven Würzsauce auf Basis von regional biologisch erzeugten Lupinensamen.

Ergebnisse

Zunächst wurde die Zusammensetzung und Dynamik der Mikrobiota der Koji- und Moromi-Fermentation charakterisiert. Die Identifizierung der Mikroorganismen erfolgte durch den Vergleich von Spezies-spezifischen MALDI-TOF-MS Subproteom-Mustern mit Datenbanken. Dabei wurde gezeigt, dass die Mikrobiota typische Vertreter der Sojasaucen Mikrobiota des Typs "tamari-shoyu" enthält. Während zu Beginn der Fermentation die Diversität der Spezies noch sehr hoch ist, haben sich nach ein paar Wochen das Milchsäurebakterium Tetragenococcus halophilus (T. halophilus) und die Hefe Debaryomyces hansenii (D. hansenii) durchgesetzt und die Fermentation dominiert. Die in Sojasaucen mit Weizenanteil typische Hefe Zygosyccharomyces rouxii wurde nicht gefunden. Ein Beimpfen des Moromi-Ansatzes mit einem ausgereiften Moromi-Ansatz beschleunigte die Moromi Fermentation. Im Aromaprofil, das mittels Gaschromatographie (head space-Analyse) untersucht wurde, konnten einige Pyrazine und Alkohole detektiert werden, es fehlten jedoch die für "koikuchi-shouyo“ bzw. "usukuchi-shouyu" typischen Furanone, die Z. rouxii zugeordnet werden, sowie Ester und weitere Aromastoffe.

Der Einfluß des Salzgehaltes auf die Mikrobiota-Dynamik und das Aromaprofil wurden untersucht. Es zeigte sich, dass sich zwischen 10 und 15 % NaCl im Moromi Tetragenococcus halophilus und die Hefe Debaryomyces hansenii durchsetzten. Bei 20 % konnte jedoch ausschließlich die Hefe überdauern. Bei steigender Salzkonzentration benötigte D. hansenii jedoch länger, um eine messbare Zellzahl zu erreichen. Zur Verbesserung der Koji-Fermentation wurde ein Protease-Assay für die Messung der proteolytischen Aktivität im Moromi und Koji adaptiert. Damit ist es nun möglich das Temperaturprofil während der Koji-Fermentation zu optimieren, da eine hohe Aktivität der sekretierten Pilzenzyme ausschlaggebend ist für die Moromi-Fermentation. Die genetische Diversität von T. halophilus erwies sich in RAPD-PCR Analysen als hoch. Dagegen etablierte sich nur ein D. hansenii Stamm.

Verwertung

Es gibt derzeit keine konkurrierenden Lupinen-Produkte dieser Art auf dem Markt. Der Salzgehalt hat einen Einfluss auf die Sicherheit und das Aroma des Produkts, außerdem kann der Einsatz von ausgewählten Stämmen den Prozess optimieren. Durch die Entwicklungen in diesem Projekt kann damit eine Umsatzsteigerung erreicht werden. Geplant ist ein weltweiter Vertrieb der Würzsaucen auf Lupinenbasis. Die Ergebnisse wurden auf der Lupinen-Netzwerk-Jahrestagung (20. November 2019) in Güstrow vorgestellt. Weitere Vorträge auf internationalen Tagungen (z.B. "FEMS Symposium on Lactic Acid Bacteria") und Publikationen (z.B. "International Journal of Food Microbiology", "Yeast") sind während und nach der Projektlaufzeit geplant. Zudem werden die Forschungsergebnisse unmittelbar in Lehrveranstaltungen ("Entwicklung von Starterkulturen", "Lebensmittelmikrobiologie") übernommen.