Antimicrobial effects of whey protein films as active food packaging materials

Abstract

In den vergangenen Jahren gerieten bedingt durch die mangelnden oder nachteiligen Eigenschaften herkömmlicher Verpackungsmaterialien für Umwelt und Lebensmittel so genannte aktive Verpackungsmaterialien verstärkt ins Interesse von Wissenschaft und Öffentlichkeit.<br />Während der letzten 15 Jahre gewann in diesem Zusammenhang die Erforschung von aus Molkenproteinen hergestellten Verpackungsfolien und -filmen zunehmend an Bedeutung. Während Molke in früherer Zeit als "Abfallprodukt" bei der Herstellung von Käse angesehen wurde, ist man sich heute der wertvollen Inhaltsstoffe bewusst.<br />Für die Verpackung von Lebensmitteln mittels solcher Molkenproteinfilme liegt ein besonderes Interesse auf deren antimikrobieller Wirkung, die entscheidend für die Haltbarkeit und Stabilisierung des verpackten Lebensmittels ist. Als auf Mikroorganismen hemmend oder sogar abtötend wirkende Substanzen wurden in der Molke vor allem Lactoperoxidasesystem, Lactoferrin und Lysozym identifiziert.<br />In der vorliegenden Diplomarbeit wurden zunächst Filme aus Molkenproteinkonzentrat hergestellt und diese mit Keimen von Escherichia coli sowie Sporen von Bacillus subtilis verkeimt. Mittels verschiedener Methoden wurde die Kolonienzahl nach mehreren Tagen im Vergleich zur Ausgangskeimzahl bestimmt. Es zeigte sich, dass die Molkeninhaltsstoffe zwar keinen nennenswerten Einfluss auf die Sporen von Bacillus subtilis hatten, jedoch bei den vegetativen Keimen von Escherichia coli eine eindeutige Wachstumshemmung bewirkten.<br />

In the last years so-called active packaging materials became more and more interesting for science and public due to the lacking and disadvantagious properties of conventional packaging materials for environment and food-stuff.<br />During the last 15 years the research in packaging films and coatings made of whey proteins became increasingly important in this context.<br />While whey in past times was seen as waste material from the production of cheese, its valuable constituents are well known today.<br />For the packaging of foods with such whey protein films their antimicrobial effects are of special interest because they are decisive for the storage quality and stability of the packaged food. As inhibitive or even sterilizing substances of whey on microorganisms lactoperoxidasesystem, lactoferrin and lysozym have been identified predominantly.<br />In this diploma thesis films of whey protein concentrate have been produced which have been infected with a suspension of Escherichia coli and spores of Bacillus subtilis afterwards. With different methods the number of colonies has been detected after a couple of days in relation to starting numbers. It was shown, that whey constituents did not have worth mentioning effects on spores of Bacillus subtilis, but had clear growth inhibiting effects on Escherichia coli.