Keine Qualitätsverluste

Ana Balasa, Manuela Guderjan, Anna Janositz, Marcus Volkert und Dietrich Knorr

In den letzten Jahren hat das Interesse der Verbraucher an Lebensmitteln mit einem zusätzlichen funktionellen Nutzen zugenommen. Als funktionelles Lebensmittel werden Nahrungsmittel bezeichnet, die dem Verbraucher neben Nährwert und Genuss auch einen gesundheitlichen Vorteil verschaffen. Bekannte funktionelle Lebensmittel sind unter anderem mit Phytosterolen angereicherte Brotaufstriche oder probiotische Milchprodukte. Funktionelle Lebensmittel sind keine Arzneimittel, jedoch kann ihr Konsum unter Umständen Krankheiten vorbeugen und das Wohlbefinden verbessern [1]. Um die Wirksamkeit bioaktiver Komponenten in Functional-Food-Produkten zu erhalten bzw. ihren ernährungsphysiologischen Wert zu steigern, gibt es verschiedene technologische Verfahren.

Durch die thermische Pasteurisation von Frucht- und Gemüsesäften kommt es zum Verlust sowohl funktioneller als auch sensorischer Inhaltsstoffe. Eine Alternative ist die Anwendung von hydrostatischem Hochdruck (600 MPa) bei Raumtemperatur. Es kommt zu einer Inaktivierung der Mikroorganismen, da Proteine und Membransysteme in ihrer Funktion geschädigt werden. Kovalente Bindungen werden nicht beeinflusst, weshalb z. B. Vitamine und Polyphenole nicht in ihrer Struktur verändert werden [2]. Weiterhin bleibt der Frischecharakter der Säfte erhalten, da es zu keiner Beeinträchtigung der sensorischen Qualität kommt.

Auch mit Hilfe von elektrisch gepulsten Feldern ist es möglich, Mikroorganismen in Säften produktschonend zu inaktivieren. Grundlage der Behandlung mit elektrischen Hochspannungsimpulsen (HSI) ist die Elektropermeabilisierung biologischer Membranen. Bei elektrischen Feldstärken über 1 kV/cm werden dabei Poren gebildet und der osmotische Druck der Zelle kann nicht mehr aufrechterhalten werden, die Stabilität des Zellgewebes nimmt ab. Der irreversible Verlust der Semipermeabilität der Membran und der damit erreichte Verlust der Vitalität der Zellen führt zu einer produktschonenden Inaktivierung der Mikroorganismen.

Das Beispiel der Traubensaftherstellung verdeutlicht den Vorteil einer Behandlung mit gepulsten elektrischen Feldern gegenüber thermischen Zellaufschlussverfahren. Durch den dabei erzielten Zellaufschluss kommt es zum freien Übergang löslicher Substanzen in das umgebende Medium und Extraktionen sowie Abpressen des Saftes werden erleichtert. Durch eine milde Behandlung mit Energieeinträgen von ca. 5 kJ/kg können gesundheitsfördernde, jedoch hitzelabile Polyphenole, wie Flavonoide und Anthocyanide, erhalten bleiben.

Zur Herstellung von Probiotika werden Nahrungsmitteln, beispielsweise Joghurts, Fruchtsäften etc., konservierte probiotische Kulturen zugesetzt. Eine schonende Herstellung dieser Kulturen ist wichtig, da der gesundheitsfördernde Effekt des Endproduktes unmittelbar von der Vitalität und Stabilität der zugesetzten Mikroorganismen abhängt. Die probiotische Kultur stellt somit ein eigenes Produkt dar, das hohe Qualitätsansprüche erfüllen muss.

Ein Standardverfahren zur Herstellung probiotischer Kulturen ist die Gefriertrocknung. Der Wasserentzug erfolgt durch Sublimation, was Zellschädigung durch Schrumpfen sowie hitzebedingte Vitalitätsverluste weitgehend ausschließt. Ein besonders unter ökonomischen Gesichtspunkten attraktives Alternativverfahren ist die Sprühtrocknung, bei der die thermische Belastung der Zellen während der Trocknung durch gezielte schonende Prozessführung gering gehalten werden kann. Zusätzlich stabilisiert ein Schutzmedium wie Milchpulver die Zellmembranen während der Trocknung, Lagerung und bei der Rehydratisierung der getrockneten Zellen [3].

Ansätze zur Qualitätsverbesserung der Starterkulturen bieten sich hier bereits während der Fermentation, da die Zellen selbst zur Bildung von Schutzproteinen angeregt werden können. Hierbei kommen Technologien wie die Hochruckbehandlung zum Tragen [4].

In der Vergangenheit wurden pflanzliche Öle und Fette vor allem anhand ihrer sensorischen Eigenschaften wie Geschmack, Geruch und Farbe charakterisiert. Das hat sich in den letzten Jahren geändert. Speiseöle müssen heute verstärkt ihre natürlichen Inhaltsstoffe besitzen [5]. Durch Kaltpressung ist es möglich, natürliche Inhaltsstoffe der Öle zu erhalten. Wenn Ölsaaten vor der Pressung besonders aufgearbeitet wurden, z. B. durch Schälung, entfallen die sonst üblichen Raffinationsprozesse. Es entsteht ein natives Öl mit einem hohen Gehalt an Polyphenolen und Tocopherolen. Untersuchungen mit elektrischen Hochspannungsimpulsen haben gezeigt, dass es durch den Einsatz gepulster elektrischer Felder möglich ist, ölhaltige Zellen aufzuschließen, um den Gehalt an Antioxidantien, wie z. B. Tocopherolen, Polyphenolen und Phytosterolen in Ölen zu erhöhen [6, 7].

Eine weitere Anreicherung der Öle ist auch durch eine anschließende Behandlung der Pressrückstände möglich. Letzte sind reich an bioaktiven Substanzen wie Polyphenole und können mit Hilfe der HSI-Technologie aufgeschlossen werden [8].

Frequenzen über 18 kHz erzeugen in Flüssigkeiten Ultraschallwellen, die zur Blasenbildung führen. Platzen die Blasen nach größerer Energiezufuhr, bezeichnet man das als Kavitation. Dieser Effekt erleichtert die Extraktion von Zellinhaltsstoffen aufgrund des verbesserten Eindringens des Lösemittels in das pflanzliche Gewebe. Der Vorteil von Extraktionsprozessen mit Ultraschall liegt in der Zerstörung der pflanzlichen Zellwände. Auf diese Weise unterstützt diese Technologie die schonende Gewinnung von Zellkomponenten. Dazu zählen beispielsweise Proteine aus Sojabohnen oder Zucker aus Biermaische [9, 10].

dei 600

Internationale Süßwarenmesse

Anuga FoodTec

ProSweets

Hi Europe 2006