Bild 5: A) FEM (Finite-Elemente-Methode) Vernetzung der
dreidimensionalen Rohkäsematrix als Basis der numerischen
Simulation des Wachstumsverhaltens der Mikroorganismen.
B) Äquidistante Verteilung entlang der x-Achse von fünf Injektionsstellen
für die Starterkulturen mit einheitlicher Dosierung.
C): Simulation des Wachstums der Mikroorganismen
nach zwei Tagen
vom Reaktions-Diffusions-Typ. Zusätzlich werden in dem Modell
räumlich-zeitliche Schwankungen von Salzen, Pufferkomponenten
und pH-Wert berücksichtigt, um Aussagen über den Reifungsverlauf
treffen zu können. Auf Basis der vorangegangenen Experimente
(Bild 4) wurde eine dreidimensionale Matrix simuliert (Bild
5, A) und die Injektionsstellen wurden äquidistant verteilt (Bild 5,
B). Das Wachstum der Mikroorganismen innerhalb einer Reifedauer
von zwei Tagen wurde simuliert (Bild 5, C). In weiteren Ansätzen
wird das Modell mit experimentell bestimmten Stofftransport-
und Wachstumsparametern trainiert, um die optimale Injektionsstrategie
für eine homogene Ausreifung zu erhalten. Das Tool
erlaubt die Entwicklung neuer, individueller Schnittkäseprodukte,
indem es für eine gegebene Form/Größe geeignete Injektionsstrategien
vorschlägt, die ansonsten über umfangreiche Experimente
empirisch ermittelt werden müssten.
Dank
Das AiF-Projekt 18752-N „Technologie-Plattform mit Injektion von
Starterkuluturen zur Produktion von Schnittkäse“ wird gefördert
durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen
„Otto von Guericke“ e.V. (AiF) und den Forschungskreis der
Ernährungsindustrie e.V. (FEI).
Literatur
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Development, 45, 473-483.
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WALSTRA, P., WOUTERS, J. T. M. & GEURTS, T. J. 2006. Dairy Science
and Technology, Boca Raton, Taylor & Francis Group.
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