mi | Prozesstechnik/Hygiene Das Plasminsystem der Milch Teil 2: Modellierung der thermischen Inaktivierung Unsere Autoren: Sebastian Gotthardt, Juliane Ganssauge, Marina Stoeckel, Zeynep Atamer, Jörg Hinrichs, Universität Hohenheim, Institut für Lebensmittelwissenschaft und Biotechnologie, Fg. Milchwissenschaft und -technologie, Garbenstr. 21, 70599 Stuttgart Der Einfluss eines Erhitzungsverfahrens bzw. des Temperatur Zeit-Profils einer Anlage auf den antimikrobiellen Effekt, den Verlust an Vitaminen oder die Inaktivierung von Enzymen kann modelliert werden, wenn die Formalkinetik der ablaufenden Reaktionen bekannt ist (Hinrichs & Atamer 2011). Gl. 1 beschreibt die Abnahme eines Stoffes der Konzentration C in Abhängigkeit von der Temperatur ϑ und Zeit t, die über das Temperaturprofil eines Erhitzungsprozesses vorgegeben ist. Gl. 1 In den meisten Fällen ist es nicht möglich eine analytische Lösung des Integrals zu berechnen, da die Geschwindigkeitskonstante (k) und die momentane Konzentration C zum Zeitpunkt t vom Temperaturprofil abhängen. Jedoch kann Gl. 1 numerisch 22 5 2016 | moproweb.de integriert werden, indem das Modell in kleine Intervalle Δt geteilt wird (Gl. 2). Enzym Temperaturbereich in °C Referenztemp. ϑref in °C Ordnung n kref in 10-2 s-1 EA in kJ mol-1 Plasmin Plasminogen Plasminogen-Aktivator 70 – 92,5 80 1 1 1 1,23 1,43 1,10 244 230 241 Plasmin Plasminogen Plasminogen-Aktivator > 92,5 100 1 1 1 6,98 6,77 6,40 29 35 24 Tabelle 4: Formalkinetische Daten zur Hitzeinaktivierung des Plasminsystems in Magermilch (Saint Denis et al. 2001) Gl. 2 Mit dieser Gleichung können z. B. aus dem Temperatur-Zeit-Profil einer UHT-Erhitzung sowohl der bakteriologische Effekt der Sporeninaktivierung, als auch chemische oder biochemische Veränderungen abgeschätzt werden. Benötigt werden die formalkinetischen Daten für die Inaktivierung des Plasminsystems (Tab. 4) und Daten zu bakteriologischen und chemischen Effekten (Kessler 2001, Hinrichs & Atamer 2011) sowie das Temperatur-Zeit-Profil des thermischen Behandlungsprozesses. Die Ergebnisse der Modellierung einer direkten (143 °C/3,3 s) und indirekten UHT-Erhitzung (140,5 °C/6,9 s) von Milch sind in Bild 3 und 4 dargestellt. Die gewählten Bedingungen und Tem-
molkerei_industrie_05_2016
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