Hochamylosehaltige Stärken

Andreas Bertram

Stärke ist ein komplexes Kohlenhydrat. Sie kann in Lebensmitteln verschiedene Funktionen, beispielsweise die Textur und Expansion kontrollieren, Speisen opak erscheinen lassen sowie den Verlust oder die Aufnahme von Feuchtigkeit verhindern. Ferner verlängert sie die Haltbarkeit von Produkten, bildet weiche oder knusprige Überzüge, stabilisiert Emulsionen und erzeugt ölresistente Filme.

Die aus Kartoffeln, Mais, Reis, Tapioka oder Weizen gewonnene Stärke besteht immer aus zwei Glucosepolymeren: der Amylose und dem Amylopektin. Das Verhältnis beider Polymere – sie zeichnen sich durch unterschiedliche Wirkmechanismen aus – bestimmt neben anderen Faktoren die Funktionalität der Stärke. Die Kenntnis über das Verhältnis beider Polymere und ihrer Wirkungsweise ist eine wichtige Voraussetzung, um für die jeweilige Anwendung die geeignete Stärke zu finden.

Amylose hat eine lineare Molekularstruktur, bei der die Glucoseeinheiten wie Perlen auf einer Kette aufgefädelt sind. Da die Stärkemoleküle dicht aneinander liegen, können sie eine wirksame Feuchtigkeitssperre bilden. Daher sind amylosehaltige Stärken für solche Anwendungen geeignet, bei denen knusprig-knackige Texturen erzielt werden sollen. Amylose-Gele haben aber auch eine weitere Eigenschaft, die als Retrogradation bekannt ist. Hierbei wird das ursprüngliche Wasserbindevermögen reduziert und das freie Wasser tritt aus (Synärese).

Ganz anders sieht die Struktur von Amylopektin aus. Sie ist stark verzweigt. Aufgrund dieser Struktur behindert Amylopektin die Retrogradation und erzeugt im Endprodukt ein stabiles Wasserbindevermögen. Für Jogurts und Sahnedesserts, bei denen Synärese bzw. ein Absetzen von Wasser vermieden werden muss, sind daher Stärken mit hohem Amylopektin-Anteil sehr gut geeignet. Dies gilt auch für Backwaren, bei denen Amylopektin-Stärken für gute Verzehreigenschaften und lange Frische sorgen.

Die Wirkung der Stärken im Lebensmittel hängt aber nicht nur vom Verhältnis von Amylose zu Amylopektin ab. Es gibt auch andere Wege ihre Funktionalität zu modifizieren. Die Entwicklung neuer Hybridsorten und die Auswahl der geeigneten Stärke für eine bestimmte Applikation ermöglicht die zielgerichtete Beeinflussung bestimmter Lebensmitteleigenschaften und deren marketingtechnische Auslobung.

Bei gefrorenen und gekühlten Lebensmitteln spielt die Stabilität und Haltbarkeit von Panaden eine wesentliche Rolle. Besonders Retrogradationserscheinungen führen bei der Gefrierlagerung zu einer zähen Panaden-Textur. Obwohl es den Anschein hat, dass Wachsmaisstärken mit ihrem hohen Gehalt an Amylopektin und damit geringerer Neigung zur Retrogradation hier bevorzugt eingesetzt werden sollten, gibt es Beispiele, bei denen Stärken mit einem hohen Gehalt an Amylose die Haltbarkeit durchaus verlängern. Das liegt wohl daran, dass sich das dreidimensionale Netzwerk der Stärkepolymere bereits beim Vorfrittieren ausgeformt hat. Stärken mit einem hohen Gehalt an Amylose verhalten sich unterschiedlich in bezug auf Feuchtigkeits- und Fettaufnahme. Sie unterstützen die Knusprigkeit der frittierten Lebensmittel und nehmen auch weniger Fett auf.

Während des Frittierens sollte ein Ablösen der Panade vermieden und eine zusätzliche Fettaufnahme reduziert werden. Zudem ist unter betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten eine verlängerte Standzeit der Frittierfette wünschenswert. Diese verschiedenen Anforderungen an den Frittierprozess lassen sich mit Hilfe der hochamylosehaltigen Hybridstärken Hylon VII erfüllen. Diese Stärken enthalten etwa 70% Amylose. Dieser beträchtliche Amylose-Gehalt ist für die hohen Verkleisterungstemperaturen verantwortlich. Innerhalb weniger Sekunden bildet sich ein fester Film aus, der einen einheitlichen Gesamteindruck sowie die Knusprigkeit der Panade unterstützt. Diese guten filmbildenden Eigenschaften führen auch zu einer deutlichen Verringerung der Ölaufnahme beim Frittieren. Auf diese Weise ist es möglich, knusprige und dennoch fettarme Produkte herzustellen.

Knusprige Waffeln und Snacks sind bei den Verbrauchern sehr beliebt. Andrerseits neigen diese Produkte aufgrund ihrer hohen Sprödigkeit zum leichten Brechen beim Transport. Bei Waffeln mit Schokoladen-überzug besteht zudem die Gefahr der unkontrollierten Feuchtigkeitsaufnahme. Letztere führt zu einem Verlust der knusprigen Textur und zum Abplatzen des Überzugs. Auch hier ist der Einsatz von hochamylose-haltigen Stärken wie Hylon VII oder Crisp Film sinnvoll. Diese Stärken stabilisieren die Struktur des Endprodukts und erhöhen so ihre Feuchtigkeitstoleranz und Bruchresistenz. Waffeln und Snacks werden gegenüber Transport- und Lagereinflüssen deutlich widerstandsfähiger.

Um die funktionellen Eigenschaften hochamylosehaltiger Stärken zu modifizieren, hat National Starch ein Verfahren entwickelt, mit dem der Kristallisationsgrad der Stärken erhöht werden kann. Auf diese Weise lassen sich noch stabilere Feuchtigkeitssperren erzeugen. Resistente Novelose-Stärken zeichnen sich nicht nur durch deutlich veränderte Verkleisterungseigenschaften aus, sondern widerstehen sogar enzymatischen Angriffen. Novelose-Stärken können zudem als Ergänzung zu herkömmlichen Ballaststoffen in „ballaststoffangereicherten“ Qualitätsprodukten eingesetzt werden. Des Weiteren können sie noch funktionelle Trägerstoffe und Fließhilfsmittel für besondere Lebensmittelzusatzstoffe sein und bieten daher einen Zusatznutzen bei der Herstellung von Backwaren, Cerealien und Snacks.

In der Natur kommen resistente Stärken in grünen Bananen, Linsen und rohen Kartoffeln vor. Die genannten Rohstoffe sind ausgezeichnete Quellen für Ballaststoffe. In umfangreichen Forschungsarbeiten konnten die gesundheitlichen Vorteile einer hohen Ballaststoffaufnahme nachgewiesen werden:

• positive Beeinflussung der Stuhlgangdichte,

• kontrollierte Kalorienfreisetzung,

• Verbesserung der allgemeinen Darmgesundheit.

Derzeit bemühen sich die Gesundheitsexperten verschiedener EU-Staaten die durchschnittliche Aufnahme von Ballaststoffen von jetzt 20 auf 30 g pro Tag zu erhöhen. Dieses Ziel lässt sich beispielsweise durch die Zugabe von ballaststoffreicher Kleie oder anderen zellulosehaltigen Produkten zu Lebensmitteln erreichen. Diese Vorgehensweise hat allerdings Grenzen, denn Ballaststoffe können Verarbeitungsprobleme hervorrufen und die sensorischen Eigenschaften des Endprodukts negativ beeinflussen. Abhilfe schaffen hier die ballaststoffreichen und enzymresistenten Stärken Novelose 240 oder Novelose 330. Diese Stärken sind im Vergleich zu herkömmlichen Kohlenhydraten kalorienarm und bieten eine Reihe funktioneller Vorteile für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche (Tab. 1).

Lässt man Cornflakes in Milch längere Zeit stehen, verwandelt sich die Mahlzeit in eine undefinierbare, unappetitliche weiche Masse. Die Cornflakes nehmen Flüssigkeit auf und werden pappig. Ähnlich ist das Bild, wenn Frühstückscerealien durch die Verpackung Feuchtigkeit aufnehmen. Die Lösung für diese Probleme sind moderne Extrusionsverfahren, bei denen alle Bestandteile zusammengemischt und dann mit Hilfe eines Extruders in die gewünschte Form gebracht werden. Diese Extrusionsverfahren eröffnen auch neue Wege für den Einsatz von Stärken zur Verbesserung der Qualität von Frühstückscerealien. Untersuchungen von National Starch mit enzymresistenten Novelose-Stärken als Ergänzung zur Haferkleie zeigten, dass diese Stärken einen positiven Einfluss auf die Expansion und Textur haben. Die Untersuchungsergebnisse sind auszugsweise in Tabelle 2 dargestellt.

Novelose-Stärken bieten interessante Möglichkeiten für die Hersteller von direkt expandierten Frühstückscerealien. Unter Verwendung funktioneller Ballaststoffe, die sich übrigens problemlos in bestehende Rezepturen einarbeiten lassen, können kalorienreduzierte Produkte mit ausgezeichneten sensorischen Eigenschaften erzeugt werden.

Eine Kombination aus modernen Extrusionsverfahren und dem Einsatz von Lebensmittelspezialstärken wie Novelose 240 ermöglicht eine signifikante Ballaststoffanreicherung in Brot, ohne dass es zu einer negativen Beeinträchtigung der Produktqualität kommt. Im Unterschied zu Produkten, die auf konventionelle Weise mit Ballaststoffen angereichert wurden, ist das Brot nicht mehr zäh und faserig oder von schwerer Textur. Ein weiterer Vorteil von Novelose-Stärken ist ihr neutraler Geschmack. Der Eigengeschmack von Brot oder anderen Produkten wird nicht überdeckt. Ferner ist Novelose praktisch fettfrei und kann für ballaststoffreiche Lebensmittel mit längerer Haltbarkeit eingesetzt werden.

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