Abschlussarbeit

Herstellung monodisperser Proteingel-Partikel mittels tropfenbasierter Mikrofluidik

Steckbrief

Eckdaten

Einrichtung:
Soft Matter Process Engineering
Typ:
Masterarbeit
Schwerpunkt:
Experimentell
Datum:
2019-11-11

Betreuer

Casein-Mizellen sind weiche, komplex aufgebaute Biokolloide, die aus Milch gewonnen werden. Sie weisen ein breites Anwendungsspektrum in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie auf und sind einerseits Rohmaterial einer Reihe gelierter Lebensmittel wie Joghurt oder Käse, können jedoch auch zu Trägern für biofunktionelle Inhaltsstoffe und Arzneimittel funktionalisiert werden. In der primären Phase der enzyminduzierten Koagulation von Casein-Mizellen, wird der stabilisierende κ-Casein Bürstensaum der Mizellen durch Labenzym geschnitten. Die so entstehenden Para-Casein-Mizellen verlieren ihre kolloidale Stabilität und aggregieren in der zweiten Phase des Prozesses. Führt man die Hydrolyse bei niedrigen Temperaturen durch, lassen sich Para-Casein Mizellen in nicht aggregiertem Zustand in Lösung halten. In dieser Arbeit sollen in einem mikrofluidischen Ansatz mit Para-Casein- Mizellen beladene, monodisperse Tropfen erzeugt werden. Durch gezielte Temperaturerhöhung innerhalb des Kanals, soll die Koagulation der Mizellen herbeigeführt werden und somit Casein-Mikropartikel erzeugt werden [1].

Im Rahmen der Arbeit sollen:

  • Mikrofluidik Chips für die Erzeugung der Tropfen hergestellt werden,
  • eine geeignete Methode zur gezielten Temperaturführung innerhalb der mikrofluidischen Kanäle erarbeitet werden,
  • die Koagulationskinetik der Para-Casein-Mizellen mittels photometrischer Messungen bestimmt werden,
  • der Einfluss verschiedener Milieu- (pH, Ionenstärke) und Prozess- (Temperatur, Strömungsführung,...) Bedingungen während der Partikelherstellung auf die Eigenschaften der Partikel untersucht werden.

Die Arbeit umfasst Literaturrecherche, experimentelle Laborarbeit sowie die Auswertung und Interpretation der gesammelten Daten.

[1]: Heidebach, T.; Först, P.; Kulozik, U. (2009): Microencapsulation of probiotic cells by means of rennet-gelation of milk proteins. In: Food Hydrocolloids 23 (7), S. 1670–1677.