Lebensmittelchemie [9. Aufl.] 9783662596685, 9783662596692

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Reinhard Matissek

Lebensmittelchemie Unter Mitarbeit von Andreas Hahn 9. Auflage

Lebensmittelchemie

Reinhard Matissek

Lebensmittelchemie 9., neu bearbeitete und aktualisierte Auflage Unter Mitwirkung von Andreas Hahn

Prof. Dr. Reinhard Matissek Lebensmittelchemie Technische Universität Berlin Berlin, Deutschland

ISBN 978-3-662-59668-5 ISBN 978-3-662-59669-2  (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Spektrum © Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 1983, 1989, 1992, 1995, 2000, 2007, 2011, 2016, 2019 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von allgemein beschreibenden Bezeichnungen, Marken, Unternehmensnamen etc. in diesem Werk bedeutet nicht, dass diese frei durch jedermann benutzt werden dürfen. Die Berechtigung zur Benutzung unterliegt, auch ohne gesonderten Hinweis hierzu, den Regeln des Markenrechts. Die Rechte des jeweiligen Zeicheninhabers sind zu beachten. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag, noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. Planung: Stefanie Preuß Redaktion: Katrin Janßen Springer Spektrum ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer-Verlag GmbH, DE und ist ein Teil von Springer Nature. Die Anschrift der Gesellschaft ist: Heidelberger Platz 3, 14197 Berlin, Germany

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Proömium – Kompetenz in Lebensmittelchemie » »

Leben ist Chemie – Chemie ist Leben! Lebensmittelchemie ist die Lehre von Aufbau, Zusammensetzung, Eigenschaften und Umwandlungen der Inhaltsstoffe von Lebensmitteln. (Reinhard Matissek)

Wie erlangt man eigentlich Kompetenz in Lebensmittelchemie? Wieso kann gerade in der heutigen Zeit der frei verfügbaren Informationen ein umfassendes Werk bei der Vermittlung und Bildung von fachkompetentem Wissen so wichtig sein? Die Antwort liegt auf der Hand: Information ist eben nicht gleich Wissen; erst das Wissen knüpft Informationen sinngebend aneinander und schafft damit Kompetenz. Nichts ist also besser, als ein systematisch und klar gegliedertes Gesamtkonzept, gepaart mit einer Sammlung relevanter Fakten und Informationen, Formeln, Abbildungen und Tabellen, welches es ermöglicht: 5 nachhaltiges, kompetentes Wissen über Aufbau, Zusammensetzung und Eigenschaften unserer Lebensmittel zu erwerben 5 Reaktionen und chemische Umwandlungen von Lebensmittelinhaltstoffen zu verstehen 5 unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln zu identifizieren und entsprechende Minimierungsstrategien zu entwickeln 5 Lebensmittel hinsichtlich ihrer Qualität und ihren Sicherheitsbelangen beurteilen zu lernen. Zur Bewerkstelligung dieser Zielsetzung wurde das nunmehr in seiner neunten Auflage vorliegende Lehrbuch vollständig und grundlegend aktualisiert. Es wurde um ein gänzlich neues Kapitel Lebensmittel – Mittel zum Leben mit Unterkapiteln zur Lebensmittelkette, Lebensmittelsicherung, Lebensmittelauthentizität, Lebensmittelreformulation, Lebensmitteltoxikologie sowie um Myriaden neuer Themen ergänzt. Die Weiterentwicklung der Buchinhalte basiert zum einen selbstverständlich auf neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen, trägt zum anderen zunehmend aber auch den gesellschaftlichen Veränderungen in Bezug auf die Wahrnehmung von Lebensmitteln und Ernährung Rechnung. Die richtige Balance zu halten und das Werk dennoch zielgerichtet fortzuschreiben, ist und bleibt eine immense Herausforderung. Frau Lebensmittelchemikerin Katrin Janßen vom Institut für Qualitätsförderung in der Süßwarenwirtschaft (IQ.Köln) e. V. in Köln sei für die

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Proömium – Kompetenz in Lebensmittelchemie

wertvolle Mitarbeit, die Erstellung zahlreicher Abbildungen und die sorgfältige redaktionelle Gesamtüberarbeitung des neuen Manuskriptes herzlichst gedankt. Besonderer Dank gebührt ferner Frau Dr. Julia Gelbert vom Lebensmittelverband Deutschland (ehemals BLL) in Berlin für die erneute Überarbeitung des Kapitels über Lebensmittelrecht, Herrn Prof. Dr. Andreas Hahn vom Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover für die schon traditionelle Bearbeitung der Kapitel über Lebensmittel und Ernährung, Wasser, Vitamine, Mineralstoffe, respektive Enzyme. Danken möchten wir namentlich ferner Frau M. Sc. Britta Meiners, LCI, für das Erstellen der Formeln und Reaktionsschemata sowie Frau B. Sc. Milena Burhop, Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung, Universität Hannover, für die Unterstützung bei Recherchen. Der Dank gilt weiterhin zahlreichen Fachkolleginnen und Fachkollegen sowie vielen Studierenden für ihre interessanten Hinweise und Verbesserungsvorschläge. Last but not least sei dem Springer-Verlag für die gute Zusammenarbeit gedankt. Reinhard Matissek

im Frühjahr 2020

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Inhaltsverzeichnis 1

Lebensmittel – Mittel zum Leben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Reinhard Matissek

1.1 Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1.1 Was sind Lebensmittel?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1.1.2 Wie sind Lebensmittel aufgebaut? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1.2 Lebensmittelkette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3 Lebensmittelsicherung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1.3.1 Lebensmittelqualität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.3.2 Lebensmittelsicherheit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3.3 Lebensmittelbetrug/Lebensmittelverfälschung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.3.4 Lebensmittelschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.4 Lebensmittelauthentizität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.5 Lebensmittelreformulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5.1 Was bedeutet Reformulation?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5.2 Warum Reformulation?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.5.3 Herausforderung und Chance zugleich. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 1.5.4 Reformulation bei Fetten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5.5 Reformulation bei Zucker (Saccharose). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.5.6 Reformulation bei Salz (Kochsalz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.5.7 Kompensation durch multisensorische Interaktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5.8 Innovation (Reformulation) durch „Blue Printing“. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.6 Lebensmitteltoxikologie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.6.1 NOAEL (No Observed Adverse Effect Level). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.6.2 LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.6.3 ADI (Acceptable Daily Intake). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.6.4 TDI (Tolerable Daily Intake) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.6.5 ARfD (Acute Reference Dose) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.6.6 Benchmark-Verfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6.7 MOE (Margin of Exposure). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6.8 TTC-Konzept (Threshold of Toxicology Concern). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6.9 Bewertungs- oder Unsicherheitsfaktoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.7 Proposition 65. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.7.1 Wie Kalifornien vor Krebs warnt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.7.2 Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.7.3 Einteilung der Substanzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.7.4 Konsequenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 2

Lebensmittel und Ernährung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 Andreas Hahn

2.1 2.2

Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Physiologische Bedeutung der Nährstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

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Inhaltsverzeichnis

2.2.1 Energie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.2.2 Kohlenhydrate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.2.3 Fette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.2.4 Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.2.5 Ballaststoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 2.2.6 Sekundäre Pflanzenstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.3 Lebensmittelverarbeitung und Nährwert. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.4 Empfehlungen für eine gesunderhaltende Ernährung. . . . . . . . . . . . . . . . . 46 2.5 Alternative Ernährungsformen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 2.6 Ernährungsassoziierte Erkrankungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 2.7 Spezielle Gruppen von Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.7.1 Funktionelle Lebensmittel (Functional Foods) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 2.7.2 Nahrungsergänzungsmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2.7.3 Lebensmittel für spezielle Gruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 2.7.4 Neuartige Lebensmittel (Novel Foods). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 2.7.5 Gentechnisch veränderte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 2.7.6 Aktuelle Lebensmitteltrends. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 3

Wasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 Andreas Hahn

3.1 Eigenschaften. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.2 Biologische Bedeutung von Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 3.3 Wasser in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 4

Vitamine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Andreas Hahn

4.1 Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.2 Definition und Klassifizierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 4.3 Vorkommen und Eigenschaften. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 4.4 Hydrophile Vitamine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 4.5 Lipophile Vitamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 4.6 Versorgungssituation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.7 Überdosierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 4.8 Präventive Wirkungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.9 Vitaminoide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 5

Mineralstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Andreas Hahn

5.1 5.2 5.3 5.4 5.5

Definition und Klassifizierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Vorkommen und Verfügbarkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Mengenelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Spurenelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 Versorgungssituation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

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5.6 Überdosierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 5.7 Präventive Wirkungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 6

Enzyme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 Andreas Hahn

6.1 Kinetik chemischer Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 6.2 Struktur und Wirkweise von Enzymen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 6.3 Nomenklatur und Einteilung von Enzymen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 6.4 Bestimmung der enzymatischen Aktivität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125 6.5 Einflussfaktoren auf die Enzymaktivität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128 6.6 Enzyme in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 6.6.1 Oxidoreduktasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 6.6.2 Transferasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 6.6.3 Hydrolasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 6.6.4 Lyasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140 6.6.5 Isomerasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 6.6.6 Ligasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 7

Lipide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Reinhard Matissek

7.1 Fette, Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 7.2 Fettsäuren mit ungewöhnlichen Strukturen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 7.3 Fettähnliche Stoffe (Lipoide). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162 7.4 Weitere Fettbestandteile. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 7.5 Chemische Umwandlung von Fetten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 7.5.1 Umesterung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 7.5.2 Fetthärtung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 7.6 Wege des Fettverderbs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.6.2 Oxidation von Fetten und Ölen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 7.6.3 Verhinderung autoxidativen Fettverderbs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 7.6.4 Hydrolytische Fettspaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 7.6.5 Thermisch bedingte Veränderungen bei Fetten und Ölen . . . . . . . . . . . . . . . 183 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 8

Kohlenhydrate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 Reinhard Matissek

8.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 8.2 Monosaccharide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 8.3 Reaktivität von Monosacchariden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.3.1 In saurer Lösung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 8.3.2 In alkalischer Lösung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 8.3.3 Reduktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205 8.3.4 Oxidation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207

X

Inhaltsverzeichnis

8.4 Glycoside. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208 8.5 Maillard-Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 8.6 Di-, Tri-, Oligosaccharide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 8.7 Polysaccharide (Glykane) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 8.7.1 Stärke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 8.7.2 Modifizierte Stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 8.7.3 Resistente Stärke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 8.7.4 Enzymatische Stärkespaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 8.7.5 Glykogen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 8.7.6 Cellulose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 8.7.7 Chitin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 8.7.8 Murein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 8.7.9 Fructane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 8.7.10 Hemicellulosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 8.7.11 Pektine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 8.7.12 Alginat/Alginsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 8.7.13 Xanthan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 8.7.14 Pflanzengummis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 8.7.15 Ballaststoffe, Nahrungsfaser, Rohfaser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 8.7.16 Exopolysaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 9

Aminosäuren, Peptide, Proteine und Nucleinsäuren. . . . . . . . . . . 243 Reinhard Matissek

9.1 Aminosäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244 9.2 Essenzielle Aminosäuren, Proteinwertigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 9.3 Peptide, Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 9.3.1 Peptide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 9.3.2 Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255 9.4 Sphäroproteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259 9.5 Skleroproteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 9.6 Zusammengesetzte Proteine (Proteide). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 9.7 Löslichkeit von Proteinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 9.8 Chemische Eigenschaften von Proteinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 9.9 Abbau von Proteinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 9.10 Prionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 9.11 Profiline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 9.12 Nucleinsäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 9.13 Biogene Amine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272 10

Lebensmittelkonservierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Reinhard Matissek

10.1 10.2 10.3

Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Hitzebehandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Kühllagerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280

XI Inhaltsverzeichnis



10.4 Tiefgefrierlagerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 10.5 Trocknen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 10.6 Salzen, Zuckern, Säuern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 10.7 Pökeln, Räuchern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 10.8 Bestrahlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 10.9 Biokonservierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 11

Zusatzstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 Reinhard Matissek

11.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 11.2 Konservierungsstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 11.3 Weitere konservierend wirkende Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 11.4 Antioxidantien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 11.5 Emulgatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 11.6 Verdickungs- und Geliermittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 11.7 Stabilisatoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 11.8 Feuchthaltemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 11.9 Geschmacksstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 11.9.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 11.9.2 Kochsalz und Kochsalzersatz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 11.9.3 Saure Verbindungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 11.9.4 Zuckeraustauschstoffe, Zuckeralkohole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 11.9.5 Süßstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335 11.9.6 Fettersatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 11.9.7 Bitterstoffe, Bitterblocker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 11.9.8 Geschmacksverstärker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 11.10 Lebensmittelfarbstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 11.11 Sonstige technologische Zusatzstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 11.12 Technische Hilfsstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 12

Unerwünschte Stoffe, Kontaminanten und Prozesskontaminanten in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 Reinhard Matissek

12.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 12.2 Toxikologisch relevante Pflanzeninhaltsstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 12.2.1 Blausäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 12.2.2 Nitrat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 12.2.3 Oxalsäure, Glyoxylsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 12.2.4 Goitrogene Verbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 12.2.5 Favismus, Lathyrismus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 12.2.6 Toxische Bohnenproteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 12.2.7 Alkaloide in Lebensmittel- und Futterpflanzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371 12.2.8 Toxische Stoffe in essbaren Pilzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 12.2.9 Cycasin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385

XII

Inhaltsverzeichnis

12.2.10 Toxische Karotteninhaltsstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 12.2.11 Furanocumarine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387 12.2.12 Toxische Honiginhaltsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388 12.2.13 Ätherische Öle – Active Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 12.3 Toxine in Fischen und Muscheln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394 12.4 Toxikologisch relevante Stoffe in verdorbenen Lebensmitteln. . . . . . . . . 395 12.4.1 Bakterientoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395 12.4.2 Biogene Amine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 12.4.3 Mutterkorn – Ergotalkaloide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 399 12.4.4 Mykotoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 12.5 Bildung toxikologisch relevanter Stoffe bei der Herstellung und Zubereitung von Lebensmitteln (Prozesskontaminanten). . . . . . . . . . . . . . 410 12.5.1 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 12.5.2 Nitrosamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414 12.5.3 Acrylamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416 12.5.4 Furan und seine Methyl-Analoga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.5.5 Chlorpropanole, MCPD-Ester, Glycidyl-Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 12.5.6 Imidazole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 12.5.7 Hydroxymethylfurfural (HMF), Chlormethylfurfural (CMF). . . . . . . . . . . . . . . . 435 12.5.8 Benzol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 12.5.9 Methanol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 12.5.10 Furfurylalkohol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442 12.5.11 Mutagene aus Protein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 12.5.12 Ethylcarbamat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 12.6 Umweltrelevante Kontaminanten in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 12.6.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 12.6.2 Anorganische Kontaminanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 12.6.3 Polyhalogenierte aromatische Verbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 12.6.4 Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 12.6.5 Perchlorethylen (PER) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 12.7 Radionuklide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 12.7.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456 12.7.2 Wirkung von Radionukliden auf biologisches Material. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 12.7.3 Beschreibung der wichtigsten Radionuklide im menschlichen Umfeld. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 12.7.4 Abschätzung der Strahlenexposition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463 12.7.5 Rechtliche Regelungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 12.8 Toxikologisch relevante Stoffe zur Streckung und Verfälschung von Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 12.8.1 Sudanrot-Farbstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 12.8.2 Melamin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465 12.8.3 Diethylenglycol (DEG). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466 12.9 Kontaminanten aus Lebensmittelbedarfsgegenständen. . . . . . . . . . . . . . . 467 12.9.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467 12.9.2 Kontaminanten aus recycelten Cellulosefasern (Papier, Karton, Pappe) – DIPN, MOSH/MOAH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467

XIII Inhaltsverzeichnis



12.9.3 Kontaminanten (Migranten) aus Kunststoffmaterialien. . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 12.10 Kontaminanten und Rückstände aus multiplen Quellen . . . . . . . . . . . . . . . 482 12.10.1 Perchlorat, Chlorat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 13

Rückstände in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489 Reinhard Matissek

13.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 13.2 Rückstände aus der landwirtschaftlichen Produktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 13.2.1 Pestizide/Pflanzenschutzmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 13.2.2 Antibiotika/Tierarzneimittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 509 13.2.3 Thyreostatika und Beruhigungsmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510 13.2.4 Weitere Tierarzneimittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 13.2.5 Anabolika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 14

Unverträglichkeitsreaktionen/Allergien gegen Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 Reinhard Matissek

14.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 14.2 Nicht-toxische Reaktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 14.2.1 Allergische Reaktionen (Allergien). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 519 14.2.2 Lebensmittelallergien, Lebensmittelallergene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 14.2.3 Pseudoallergische Reaktionen, Pseudoallergene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531 14.2.4 Intoleranzreaktionen durch Enzymdefekte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532 14.3 Toxische Reaktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 15

Aromabildung in Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 535 Reinhard Matissek

15.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 15.1.1 Aroma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 15.1.2 Flavour. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 15.1.3 Geruch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 15.1.4 Geschmack . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 15.2 Aromastoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 15.3 Prinzipien der Aromabildung in Gemüse und Obst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541 15.4 Hitzebedingte Aromabildung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545 15.5 Fehlaromen in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554 15.6 Aromen, Essenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556 15.7 Food Pairing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558 16

Speisefette/Speiseöle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559 Reinhard Matissek

16.1

Gewinnung von pflanzlichen Fetten/Ölen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560

XIV

Inhaltsverzeichnis

16.2 Gewinnung tierischer Fette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 16.3 Butter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 570 16.4 Margarine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572 16.5 Spezialmargarine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 16.6 Spezialfette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 16.7 Trennöle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 16.8 Mayonnaise, Salatsoßen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 576 17

Proteinreiche Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577 Reinhard Matissek

17.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578 17.2 Fleisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578 17.2.1 Begriffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578 17.2.2 Schlachtung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 17.2.3 Rigor mortis und Fleischreifung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 17.2.4 Bindegewebe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587 17.2.5 Fleischfarbe und Umrötung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588 17.2.6 Schlachtabgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589 17.2.7 Blut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591 17.2.8 Zusammensetzung von Fleisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 17.3 Fleischerzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593 17.3.1 Zubereitung von Fleisch (Zerkleinern, Pökeln, Räuchern, Salzen). . . . . . . . . 593 17.3.2 Wurst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 17.3.3 Fleischextrakt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601 17.3.4 Brühwürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602 17.4 Gelatine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602 17.5 Fisch, Krusten-, Schalen- und Weichtiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603 17.5.1 Fischfang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 17.5.2 Seefische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 17.5.3 Süßwasserfische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 17.5.4 Fischkrankheiten und Parasiten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 17.5.5 Krebstiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 17.5.6 Krabben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613 17.5.7 Weichtiere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 613 17.5.8 Stachelhäuter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 614 17.6 Fischerzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 17.6.1 Frischfische. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 17.6.2 Trockenfische. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 17.6.3 Salzfische. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 17.6.4 Marinaden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 17.6.5 Räucherfisch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 17.6.6 Surimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 17.6.7 Kaviar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 17.7 Eier. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616 17.7.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 616

XV Inhaltsverzeichnis



17.8 Konservierung von Eiern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620 17.9 Eiprodukte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 620 17.10 Milch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 17.10.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 17.10.2 Chemische Zusammensetzung von Kuhmilch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 17.11 Andere Milcharten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631 17.12 Milcherzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631 17.13 Käse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636 17.13.1 Definition. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636 17.13.2 Herstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638 17.13.3 Schmelzkäse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642 17.13.4 Halloumi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642 17.13.5 Milbenkäse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 17.13.6 Pflanzliche Proteinlieferanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 17.14 Produkte mit höheren Proteingehalten aus Pflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 17.14.1 Sojadrink („Sojamilch“) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 17.14.2 Tofu (Sojaquark) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 17.14.3 Lupinenquark, Lupinenproteinisolate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 17.14.4 Tempeh . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 17.14.5 Natto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 645 17.14.6 Miso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646 17.14.7 Seitan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646 17.15 Andere Wege zur Proteingewinnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646 17.15.1 Fischproteinkonzentrat (Fish Protein Concentrate, FPC). . . . . . . . . . . . . . . . . 646 17.15.2 Fleischähnliche Produkte aus Pflanzenprotein (TVP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 646 17.15.3 Einzellerprotein (Single Cell Protein, SCP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 18

Kohlenhydratreiche Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649 Reinhard Matissek

18.1 Zucker (Saccharose) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 650 18.2 Spezielle Zuckerprodukte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655 18.3 Zuckeralkohole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658 18.4 Zuckerwaren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658 18.5 Honig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662 18.6 Getreide (Cerealien) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 18.6.1 Wichtigste Getreidesorten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 666 18.6.2 Aufbau und chemische Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670 18.6.3 Müllerei . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 675 18.6.4 Mehlbehandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 18.6.5 Malz und Malzextrakt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 18.7 Pseudogetreide (Pseudocerealien). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 679 18.8 Brot und Backwaren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 18.8.1 Backmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 18.8.2 Backpulver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

XVI

Inhaltsverzeichnis

18.9 Teigwaren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 18.10 Stärke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690 18.10.1 Verwendung von nativen und modifizierten Stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 18.11 Knabberartikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 18.11.1 Chips und Sticks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 18.11.2 Extrudierte und expandierte Erzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697 18.11.3 Nüsse und Nussmischungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 18.11.4 Salz-, Laugen- und Käsegebäck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 18.12 Hanf. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 699 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701 19

Alkoholhaltige Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 703 Reinhard Matissek

19.1 Alkoholische Gärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704 19.2 Nebenprodukte der alkoholischen Gärung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 19.3 Wein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 19.3.1 Einführung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 19.3.2 Weinbereitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 711 19.3.3 Schädlinge im Weinbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719 19.3.4 Weinfehler. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719 19.3.5 Methoden zum Verfälschungsnachweis von Weinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721 19.3.6 Dessertwein (Süßwein). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 721 19.3.7 Wermutwein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 722 19.3.8 Retsina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723 19.4 Schaumwein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 723 19.5 Bier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 724 19.6 Spirituosen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 19.6.1 Brände, Geiste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 19.6.2 Liköre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738 19.7 Alkohol in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740 20

Alkaloidhaltige Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 743 Reinhard Matissek

20.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 20.2 Kaffee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 746 20.3 Tee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752 20.4 Kakao und Schokolade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756 20.4.1 Kakaovarietäten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756 20.4.2 Kakao und Kakaoerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 20.4.3 Schokolade und Schokoladenerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761 20.4.4 Fette in Schokoladen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 20.4.5 Polyphenole in Kakao und Schokolade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769 20.4.6 Caruben (Kakaoersatz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 772 20.5 Mohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774

XVII Inhaltsverzeichnis

21



Gemüse und Gemüseerzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775 Reinhard Matissek

21.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776 21.2 Chemische Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 776 21.3 Pflanzenphenole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780 21.4 Kartoffeln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 785 21.5 Tomaten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786 21.6 Kohlgemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 21.7 Hülsenfrüchte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 21.8 Speisepilze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 789 21.9 Spargel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792 21.10 Salat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793 21.11 Lagerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794 21.12 Gemüsedauerwaren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 21.12.1 Tiefkühlware. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 21.12.2 Dosengemüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 21.12.3 Trockengemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796 21.12.4 Gärungsgemüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 796 21.12.5 Essiggemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797 21.12.6 Oliven (Tafeloliven). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799 22

Obst und Obsterzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 801 Reinhard Matissek

22.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 22.2 Chemische Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 22.3 Exotische Früchte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807 22.3.1 Kiwi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807 22.3.2 Nispero. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807 22.3.3 Akees. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808 22.3.4 Litschis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808 22.3.5 Yuzu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808 22.4 Terpene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 808 22.5 Lagerung von Obst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813 22.6 Trockenobst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 813 22.7 Kandierte Früchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 22.8 Konfitüren, Gelees und Marmeladen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 22.9 Fruchtsäfte, Fruchtnektare. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 22.10 Früchtetees. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 22.11 Blüten (Blütenblätter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818 23

Gewürze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819 Reinhard Matissek

23.1 23.2

Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820 Fruchtgewürze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820

XVIII

Inhaltsverzeichnis

23.3 Samengewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 828 23.4 Blütengewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829 23.5 Wurzel- und Rhizomgewürze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 23.6 Rindengewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 831 23.7 Blatt- und Krautgewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833 23.8 Gewürzmischungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 23.9 Kräutertee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 23.10 Sojasoße. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 23.11 Ponzu Soße. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 23.12 Essenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 23.13 Gewürze im weiteren Sinne. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 23.13.1 Speisesalz (Kochsalz). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 23.13.2 Essig. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836 23.14 Fruchtsäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837 24

Trinkwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 Reinhard Matissek

24.1 24.2 24.3 24.4 24.5 24.6 24.7 24.8 24.9 24.10 25

Herkunft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840 Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840 Wasserhärte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842 Aufbereitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 847 Entfernung von Trübungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 847 Entsäuerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 850 Entfernung geruchlich und geschmacklich störender Stoffe. . . . . . . . . . . 850 Nitratentfernung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851 Entkeimung/Desinfektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 851 Trinkwasser aus Meerwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852

Erfrischungsgetränke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 853 Reinhard Matissek

25.1 Mineralwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854 25.2 Süße, alkoholfreieErfrischungsgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 855 25.3 Limonaden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 856 25.4 Isotonische Getränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 26

Das europäische Lebensmittelrecht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859 Julia Gelbert

26.1 26.2 26.3 26.4 26.5 26.6 26.7

Entwicklung des deutschen Lebensmittelrechts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 861 Das europäische Lebensmittelrecht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 Die europäische Basis-Verordnung zum Lebensmittelrecht. . . . . . . . . . . . 863 Einfluss des europäischen Rechts auf die nationale Gesetzgebung. . . . . 864 Das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865 Lebensmittelkennzeichnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 866 Lebensmittelzusatzstoffe, Aromen, Enzyme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868

XIX Inhaltsverzeichnis



26.7.1 Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 868 26.7.2 Aromen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869 26.7.3 Enzyme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 869 26.8 Rückstände und Kontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 26.9 Gentechnisch veränderte Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 26.10 Novel Foods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871 26.11 Lebensmittelhygiene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 26.12 Nahrungsergänzungsmittel, Functional Foods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873 26.13 Lebensmittel aus ökologischem Landbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 874 26.14 Vertikale Produktregelungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875 26.15 Weitere Regelungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875 Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876

Serviceteil

Stichwortverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 879

Autorenverzeichnis Reinhard Matissek

Reinhard Matissek ist staatlich geprüfter Lebensmittelchemiker und Diplom-Lebensmitteltechnologe, seit 1991 außerplanmäßiger Professor für Lebensmittelchemie am Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmitteltechnologie der Technischen Universität Berlin. Reinhard Matissek, geboren 1952 in Bassum/Niedersachsen, war nach dem Studium der Lebensmittelchemie und Lebensmitteltechnologie in Berlin dort zunächst als Wissenschaftlicher Angestellter beim damaligen Bundesgesundheitsamt (Promotion in Lebensmittelanalytik, 1980) und anschließend als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Technischen Universität Berlin tätig. Nach einer Zeit als Hochschulassistent/Assistenzprofessor (Habilitation im Fachgebiet Lebensmittelchemie, 1986) wechselte er 1988 als Institutsleiter und Direktor zum Lebensmittelchemischen Institut (LCI) des Bundesverbandes der Deutschen Süßwarenindustrie e. V. in Köln. Im Sommer 2019 ging er in den Ruhestand. Die Hauptarbeitsgebiete von Reinhard Matissek umfassten die Analytik von Lebensmitteln insbesondere Kakao & Schokolade, Feine Backwaren und Knabberartikel sowie von Bedarfsgegenständen und kosmetischen Mitteln. Schwerpunkte der wissenschaftlichen Forschung betreffen Tenside, Biozide, Kontaminanten, Prozesskontaminanten und Phytochemicals (z. B. Polyphenole). Reinhard Matissek nahm vielfältige Aufgaben in Gremien der Wissenschaft und der Lebensmittelindustrie wahr, so als Mitglied der DFGSenatskommission zur gesundheitlichen Bewertung von Lebensmitteln (SKLM), als Mitglied des Kuratoriums des Fraunhofer Instituts für Verpackung und Verfahrenstechnik (IVV-FhG) in Freising, als Wissenschaftlicher Leiter und stellvertretender Vorstandsvorsitzender des Instituts für Qualitätsförderung in der Süßwarenwirtschaft (IQ.Köln) in Köln, als Mitglied des Wissenschaftlichen Ausschusses des Forschungskreises der Ernährungsindustrie (FEI/AIF) in Bonn oder als Vorstandsmitglied der Stiftung der Deutschen Kakao- und Schokoladenwirtschaft in Hamburg. Reinhard Matissek ist durch zahlreiche Veröffentlichungen und Vorträge sowie Bücher und Buchbeiträge hervorgetreten und Inhaber mehrerer wissenschaftlicher Auszeichnungen. Er ist Senior-Autor des bekannten Lehrbuchs Lebensmittelanalytik und Senior-Autor beim vorliegenden Lehrbuch Lebensmittelchemie, beide im Springer-Verlag erschienen. Sein besonderes Interesse gilt Büchern, Reisen und dem Genuss.

XXI Autorenverzeichnis



Andreas Hahn

Andreas Hahn, geboren 1962 in Grünberg/Hessen, ist geschäftsführender Leiter des Instituts für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover. Nach dem Studium der Ernährungswissenschaft an der Justus Liebig Universität Gießen und anschließender Promotion im Bereich Biochemie der Ernährung war er zunächst als wissenschaftlicher Mitarbeiter am dortigen Institut für Ernährungswissenschaft tätig. Während dieser Zeit nahm er Lehraufträge an den Universitäten Gießen, Marburg und Hannover wahr. 1993 wurde er zum Hochschuldozenten für Ernährungsphysiologie und Humanernährung an der Universität Hannover ernannt und baute diese neu eingerichtete Abteilung auf. 2001 erfolgte zusätzlich die Habilitation im Fach Lebensmittelwissenschaft und die Ernennung zum Privatdozenten, 2003 die Ernennung zum außerplanmäßigen Professor. Schwerpunkte der Forschungsarbeiten von Andreas Hahn sind die Prävention und nutritive Therapie ernährungsassoziierter Erkrankungen durch Mikronährstoffe und andere Lebensmittelbestandteile, Untersuchungen zur Bioverfügbarkeit von Lebensmittelinhaltsstoffen, die physiologische und lebensmittelrechtliche Beurteilung von Nahrungsergänzungsmitteln sowie die ernährungsphysiologische Bewertung alternativer Ernährungsformen. Darüber hinaus beschäftigt er sich mit wissenschaftstheoretischen und evolutionsbiologischen Aspekten der Ernährung. Andreas Hahn ist Mitglied in verschiedenen wissenschaftlichen Gremien und Mitherausgeber verschiedener Zeitschriften. Seine Aktivitäten haben ihren Niederschlag in rund 400 wissenschaftlichen Veröffentlichungen gefunden, darunter mehrere Fach- und Lehrbücher sowie eine Reihe lebensmittelrechtlicher Arbeiten. Er ist Träger mehrerer wissenschaftlicher Preise. Julia Gelbert

Julia Gelbert ist Diplom- und Staatlich geprüfte Lebensmittelchemikerin. Nach zweijähriger Tätigkeit in der Lebensmittelüberwachung promovierte sie zum Dr. jur. an der Universität Bayreuth. Seit 2002 ist sie beim Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde e. V. (BLL) tätig, der seit 2019 den Namen Lebensmittelverband Deutschland e. V. trägt. Dort betreut sie in der wissenschaftlichen Leitung u. a. die Schwerpunktthemen Zusatzstoffe, Aromen, Enzyme und Produktregelungen. Seit 2008 ist Julia Gelbert Lehrbeauftragte für Lebensmittelrecht an der Technischen Universität Berlin.

1

Lebensmittel – Mittel zum Leben Reinhard Matissek 1.1 Lebensmittel – 2 1.2 Lebensmittelkette – 5 1.3 Lebensmittelsicherung – 5 1.4 Lebensmittelauthentizität – 9 1.5 Lebensmittelreformulation – 10 1.6 Lebensmitteltoxikologie – 16 1.7 Proposition 65 – 20 Literatur – 23

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_1

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Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

1.1  Lebensmittel 1.1.1  Was sind Lebensmittel?

Im Sinne der europäischen Lebensmittelbasisverordnung sind Lebensmittel alle Stoffe oder Erzeugnisse, die dazu bestimmt sind oder von denen nach vernünftigem Ermessen erwartet werden kann, dass sie in verarbeitetem, teilweise verarbeitetem oder unverarbeitetem Zustand von Menschen aufgenommen werden (ausführliche Bezeichnung der Lebensmittelbasisverordnung: Verordnung (EG) Nr. 178/2002 des Europäischen Parlamentes und des Rates zur Festlegung der allgemeinen Grundsätze und Anforderungen des Lebensmittelrechts, zur Errichtung der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit und zur Festlegung von Verfahren zur Lebensmittelsicherheit). Zu Lebensmitteln zählen auch Getränke, Kaugummi sowie alle Stoffe (einschließlich Wasser), die dem Lebensmittel bei seiner Herstellung oder Verarbeitung oder Bearbeitung absichtlich zugesetzt werden. Nicht zu Lebensmitteln gehören: 5 Futtermittel 5 lebende Tiere, soweit sie nicht für das Inverkehrbringen zum menschlichen Verzehr hergerichtet worden sind 5 Pflanzen vor dem Ernten 5 Arzneimittel 5 kosmetische Mittel 5 Tabak und Tabakerzeugnisse 5 Betäubungsmittel und psychotrope Stoffe 5 Rückstände und Kontaminanten Definiert wird damit allerdings nicht, welche Tier- oder Pflanzenarten oder welche Teile davon oder welche sonstigen Lebewesen als Lebensmittel gelten; die Verordnung lässt dies bewusst offen. Was als Lebensmittel angesehen wird, ist stark beeinflusst von Gewohnheit, Geschichte, Lebensumständen, kulturellen und religiösen Aspekten und regionalen Eigenheiten – und kann sich je nach den Umständen und Entwicklungen durchaus auch ändern. Dass, was für den einen Teil der Menschheit als „normales Lebensmittel“ angesehen wird, gilt anderen als „skurrile Spezialität“ (engl. strange food) (Hopkins J 1999) oder als Nahrungstabu. Im Bereich der tierischen Lebensmittel ist dabei die Spannweite der Skurrilität sicherlich größer als bei den pflanzlichen (siehe Kasten „Lebensmittel ↔ Skurrile Spezialitäten?“). Lebensmittel ↔ Skurrile Spezialitäten? „Für den einen Fleisch … für den anderen Gift.“

Säugetiere 5 Hunde und Katzen, Pferd, Ratte und Maus, Fledermäuse, Primaten und anderes Buschfleisch, Bison, Wasserbüffel, Yak, Wal 5 Innereien, Ohren, Augen, Nasen, Zunge, Lungen, Lippen, Zahnfleisch, Drüsen, Füße, Genitalien

1.1 · Lebensmittel

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Reptilien und Wasserlebewesen 5 Schlange, Echsen, Alligator, Krokodil, Frosch, Kröte, Hai, Kugelfisch, Quallen, Schnecken, Würmer, Fischeier Insekten, Spinnen und Skorpione 5 Heuschrecken, Ameisen, Termiten, Spinnen, Skorpione, Käfer, Grillen, Zikaden, Schmetterlinge, Falter, Fliegen, Libellen Vögel 5 Strauß, Emu, Singvögel, Tauben, Vogelnester, Balut (weichgekochte, 16–18 Tage alte Enten- oder Hühnerembryos) Pflanzen 5 Giftpflanzen, Blüten, Kakteen, Durian Reste 5 Blut, lebendige bzw. fast lebendige Lebensmittel, vergorene Lebensmittel, Gold, Silber, Perlen (nach Hopkins J 1999)

1.1.2  Wie sind Lebensmittel aufgebaut? Lebensmittel sind Stoffe oder Erzeugnisse, die – gegebenenfalls nach entsprechender Zubereitung – bei gesunden Menschen über den Mund aufgenommen werden und zum Zweck der Ernährung und dem Genuss dienen. Außer Trinkwasser und Mineralien (wie Salz) sind Lebensmittel üblicherweise lebende oder getötete Organismen (Lebewesen) pflanzlicher, tierischer, pilzlicher bzw. mikrobieller Herkunft (auch Algen) oder werden aus diesen gewonnen. Es gibt energieliefernde und nicht-energieliefernde Lebensmittelbestandteile. Doch was sind die grundlegenden Bausteine der Lebewesen und damit unserer Lebensmittel? Die sechs häufigsten Elemente in Biomolekülen sind Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O), Stickstoff (N), Phosphor (P) und Schwefel (S). Auf die ersten vier genannten Elemente entfallen allein 99 % der Biomasse der Erde. Zudem übernehmen Alkali- und Erdalkalimetalle und Eisen wichtige Funktionen bei biochemischen Prozessen. Unsere Lebensmittel enthalten aus diesem Grund die vorgenannten konstituierenden Elemente der Biomoleküle auch als Bausteine. Eine ganz zentrale Bedeutung bei allen Biomolekülen kommt jedoch dem Kohlenstoff zu, der vier Bindungsstellen aufweist und damit äußerst vielfältige Verbindungen aufbauen kann, von kleinen Molekülen wie beispielsweise Methan bis hin zu großen Polymeren wie komplexen Zuckern, Proteinen oder Nucleinsäuren. Da die Bindungsenergien zwischen C-C- und C-O-Bindungen ähnlich hoch sind, hat die Evolution Myriaden von Biomolekülen hervorgebracht, die auf C-C-Verknüpfungen basieren.

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1

Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

In Proteinen kommen Aminosäuren vor, die vornehmlich die Elemente C, H, O und N enthalten und zu Ketten verknüpft sind. Die Aminosäuren Cystein und Methionin enthalten außerdem Schwefel, ebenso wie die B-Vitamine Biotin und Thiamin. Nucleinsäuren sind Makromoleküle und bilden sog. Doppelhelices, die aus C, H, O, N und P bestehen. Ihr Gerüst besteht aus spezifischen Zuckern und Phosphat; die Querverstrebungen bilden Nucleinbasen mit Hilfe von Wasserstoffbrücken, deren charakteristische Reihenfolge das Alphabet des Lebens darstellt. Fette und Kohlenhydrate setzen sich lediglich aus C, H und O zusammen; Phospholipide enthalten zusätzlich P. Mengenmäßig bedeutsam sind ferner die Elemente Natrium (Na), Kalium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Chlor (Cl), wobei die ersten vier in der Zelle als Kationen vorliegen, Chlor liegt als Anion vor. Beim Aufbau harter Strukturen spielt Calcium eine tragende Rolle: So bestehen Muschelschalen, Schneckenhäuser und die Skelette von Steinkorallen aus Calciumcarbonat (CaCO3). Die Knochen der Wirbeltiere enthalten das Skleroprotein Kollagen (s. 7 Abschn. 9.5), an das sich Kristalle aus Hydroxylapatit (Ca5(PO4)3OH) anlagern. Elemente wie Eisen (Fe), Fluor (F), Iod (I), Kobalt (Co), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Zink (Zn), Selen (Se) u. a. kommen in geringeren Konzentrationen in Organismen vor und haben dennoch wichtige Funktionen bei biochemischen Prozessen. So spielt Eisen eine äußerst wichtige Rolle im Hämoglobin, dem roten Blutfarbstoff der Wirbeltiere. Entscheidend für die Funktion des Blutfarbstoffs ist, dass das zentrale Fe(II)-Atom ein Sauerstoffmolekül reversibel binden und in Organen oder im Muskelgewebe wieder freisetzen kann (Grundlage des Atmens). Gliedertiere wie Krebse und Spinnen und Weichtiere wie Schnecken oder Muscheln nutzen den Blutfarbstoff Hämocyanin zur Sauerstoffatmung. Diesbezüglich bindet ein Sauerstoffmolekül an zwei Cu-Atome, die zwischen den Oxidationsstufen +I und +II wechseln. In der Pflanzenwelt kommt Magnesium eine überragende Funktion zu: Es bildet das Zentralatom des grünen Blattfarbstoffs Chlorophyll, der dem Hämoglobin strukturell ähnlich ist. Chlorophyll kommt in den Chloroplasten der Zellen vor und verleiht den Blättern höherer Pflanzen ihre grüne Farbe. Chlorophyll dient als (Sonnen-)Lichtfänger bei der Photosynthese (s. 7 Abschn. 8.2). Bei diesem biochemischen Vorgang wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, die in der Folge zum Aufbau von energiereichen organischen Verbindungen (primär Kohlenhydrate) aus energiearmen anorganischen Stoffen (CO2 und H2O) eingesetzt wird (sog. Assimilation) (GDCh 2019). Chemische Elemente

Ein chemisches Element ist ein Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht mehr weiter in andere Stoffe zerlegt werden kann. Die Elemente sind die Grundstoffe der chemischen Reaktionen. Die kleinste mögliche Menge eines Elements ist das Atom. Die chemischen Elemente sind somit die grundlegenden arteigenen Bausteine der anorganischen und organischen Materie, eben auch der Lebewesen und damit den daraus gewonnenen Lebensmitteln.

Erzeugung

Lagerung

1

5

1.3 · Lebensmittelsicherung

Verarbeitung

Transport

Verkauf

Verbrauch

. Abb. 1.1  Lebensmittelkette (schematisch, allgemein)

1.2  Lebensmittelkette

Um eine angemessene Versorgung mit Lebensmitteln (Lebensmittelsicherung) zu gewährleisten, ist auf allen Ebenen und über die gesamte Lebensmittelkette (engl. Food Chain) umfangreiches 5 stoffliches Wissen über die Lebensmittel selbst, über deren Rohstoffe und deren Verpackung, also den Kontakt zu Lebensmittelbedarfsgegenständen (Lebensmittelchemie, Lebensmittelanalytik, Lebensmittelphysik, Lebensmitteltoxikologie, Ernährungswissenschaften) 5 Wissen über deren Verarbeitung/Bearbeitung/Behandlung (Lebensmitteltechnologie, Lebensmittelverfahrenstechnik) 5 Wissen über den Transport, die (weltweiten) Vertriebswege und den (globalen) Markt (Logistik, Ökonomie) zwingend erforderlich. In diesem Spannungsfeld ist die Lebensmittelchemie als die Wissenschaft von Aufbau, Zusammensetzung, Eigenschaften und Umwandlungen der Inhaltsstoffe von Lebensmitteln heute mehr denn je ein zentraler Angelpunkt. Lebensmittelkette

Als Lebensmittelkette (Lebensmittelversorgungskette) wird das gesamte Ineinandergreifen von aktiv handelnden Einheiten bei der Herstellung von Lebensmitteln verstanden. Der Begriff umfasst die Landwirtschaft, die Agrar- und Lebensmittelindustrie, das Lebensmittelhandwerk sowie den Handel. Kernthema der Betrachtung ist, wie und wo welche Lebensmittel produziert und wie diese entsorgt werden (. Abb. 1.1).

1.3  Lebensmittelsicherung

Die Lebensmittelwissenschaften leisten einen gewichtigen Beitrag zur Sicherung der Versorgung der Bevölkerung mit sicheren, unverfälschten, nahrhaften und gewissen Vorgaben entsprechenden Lebensmitteln in ausreichender Menge (sog. Lebensmittelsicherung; auch als Ernährungssicherung bezeichnet). Der Begriff Lebensmittelsicherung (engl. Food Security) beschreibt die Versorgungssicherung und folglich den ausreichenden Zugang der Weltbevölkerung zu

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Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

1 Lebensmittelqualität

Lebensmittelbetrug/ Lebensmittelverfälschung

Lebensmittelsicherung

Lebensmittelsicherheit

Lebensmittelschutz

. Abb. 1.2  Konstitution der Lebensmittelsicherung

Lebensmitteln, damit ein aktives, gesundes Leben möglich ist. Systematisch betrachtet, wird die Lebensmittelsicherung beeinflusst durch die Faktoren (Kategorien): 5 Lebensmittelqualität 5 Lebensmittelsicherheit 5 Lebensmittelbetrug/Lebensmittelverfälschung 5 Lebensmittelschutz . Abb. 1.2 zeigt schematisch die Konstitution der Lebensmittelsicherung. Die aufgezeigten Kategorien sind nicht immer scharf voneinander zu trennen, sondern können sich überschneiden, wie in . Abb. 1.3 schematisch gargestellt.

1.3.1  Lebensmittelqualität Lebensmittelqualität (engl. Food Quality) ist die Gesamtheit aller Merkmale (Eigenschaften) eines Lebensmittels in Bezug auf ihre Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. Kurzum: Qualität ist die Erfüllung der vorher festgelegten Merkmale/Eigenschaften (. Abb. 1.4). Zu den Ansprüchen an die einzelnen Merkmale/Eigenschaften eines Lebensmittels zählen: 5 sensorische Parameter (Aussehen, Geruch, Geschmack, Konsistenz etc.) 5 physikalische Parameter (Gewicht, Größe, Geometrie etc.) 5 chemische Parameter (Gehalte an Makro- und Mikronährstoffen oder unerwünschten Stoffen) 5 mikrobiologische Parameter (erwünschte Mikroorganismen z. B. in Joghurt oder unerwünschte Mikroorganismen wie Schimmel, Salmonellen etc.) 5 ernährungsphysiologische Parameter (Kaloriengehalt/Brennwert, An- oder Abwesenheit bestimmter Inhaltsstoffe wie Allergene, Vitamine, Mineralstoffe etc.)

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1.3 · Lebensmittelsicherung

1

Absichtliche Verfälschung Unabsichtliche Verfälschung

- Ökonomisch getrieben - Motivation ist „Gewinn“ Lebensmittelbetrug/ Lebensmittelverfälschung

Lebensmittelqualität Lebensmittelschutz

- Zufällig - Lebensmittelvergiftung

Lebensmittelsicherheit

- Ideologisch getrieben - Motivation ist „Schaden“

. Abb. 1.3  Lebensmittelsicherung – Kategorien und ihre Überschneidungen (nach GFSI 2017)

Kontrollierbar und nachweisbar

Wenn der Kunde wieder kommt

Lebensmittelqualität

Hervorragende Prozessleistung

Kontinuierliche Verbesserung

. Abb. 1.4  Attribute der Lebensmittelqualität

Die genannten Parameter können definiert sein in Rechtsvorschriften (EU oder national), in Leitsätzen des Deutschen Lebensmittelbuches, durch die Rechtsprechung, in Normen (ISO/EN/DIN), in Richtlinien entsprechender Industriebranchen sowie in Beschreibungen des Herstellers auf der Verpackung (Kennzeichnung, engl. Labelling), in Begleitdokumenten oder in Werbeaussagen.

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1

Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

Die Erfüllung der vorgenannten objektiven – in technischen Spezifikationen niedergelegten – Ansprüche ist die Aufgabe des Lebensmittelherstellers und bestimmt die Qualität des Produktes. Die Nichterfüllung eines oder mehrerer dieser Parameter führt zu einem oder mehreren Fehlern – und damit zur Nicht-Qualität. 1.3.2  Lebensmittelsicherheit Lebensmittelsicherheit (engl. Food Safety) umfasst alle Maßnahmen und Konzepte, die sicherstellen, dass ein Lebensmittel für Verbraucher zum Verzehr geeignet ist und dass von diesem keine gesundheitlichen Gefahren ausgehen. Das Ziel eines jeden in der Lebensmittelkette Beteiligten ist es, „sichere Lebensmittel“ herzustellen. Nach Art. 14 der Lebensmittelbasisverordnung (7 Abschn. 1.1.1) gilt: 5 Lebensmittel, die nicht sicher sind, dürfen nicht in Verkehr gebracht werden 5 Lebensmittel gelten als nicht sicher, wenn davon auszugehen ist, dass sie 5 gesundheitsschädlich sind 5 für den Verzehr durch den Menschen ungeeignet sind. 1.3.3  Lebensmittelbetrug/Lebensmittelverfälschung

Der Begriff Lebensmittelbetrug (engl. Food Fraud, Food Fakery) ist ein Sammelbegriff, der die vorsätzliche und unerlaubte Substitution, Addition, Beimischung, Verdünnung, Fälschung, Imitation, Manipulation oder Falschdarstellung (engl. mis-representation; auch gefälschte oder nicht erlaubte Siegel oder Verschweigen wichtiger Informationen) von Lebensmitteln umfasst, mit der Absicht, dadurch einen ökonomischen Vorteil zu erzielen. In Deutschland verwenden die Aufsichtsbehörden dafür zunehmend den Begriff Lebensmittelkriminalität. Die Vortäuschung einer anderen, in der Regel besseren Beschaffenheit eines Lebensmittels als der tatsächlich gegebenen wird als Lebensmittelverfälschung (engl. Food Fakery) bezeichnet. Es ergibt sich daraus meist eine Wertminderung im Nährwert, im Genusswert oder in der Brauchbarkeit des Lebensmittels. Ein wertgemindertes Lebensmittel ist verkehrsfähig, wenn die Abweichung deutlich kenntlich gemacht ist und diese dem Verbraucher ermöglicht, die abweichende Beschaffenheit deutlich zu erkennen. . Abb. 1.5 zeigt die Möglichkeit der Kategorisierung im Bereich Lebensmittelbetrug/Lebensmittelverfälschung und benennt einige bekanntgewordene Beispiele. 1.3.4  Lebensmittelschutz

Unter Lebensmittelschutz (engl. Food Defense) wird der Produkt- und Produktionsschutz von Lebensmitteln vor mutwilliger Kontamination oder Verfälschung durch (mikro)biologische, chemische, physikalische oder auch radioaktive Stoffe verstanden. Dazu gehören auch operative und personelle Schutzmaßnahmen (Kontrolle des Zutritts in Produktionsbetriebe, Schutz von Transporten etc.).

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1.4 · Lebensmittelauthentizität

– Diethylenglykol im Wein – Mineralöle in Speiseölen – Melamin in Milchpulver

Gesundheitsgefährdend

Produktbezogen

– Olivenölstreckung mit anderen Pflanzenölen – Zuchtfisch statt Wildfang – Gestreckte Gewürze in Gewürzmischungen

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– Methanol in Spirituosen durch fehlerhafte Fraktionierung – MHD-Umetikettierung Prozessbezogen

Nicht gesundheitsgefährdend

– Unrichtiger Zuschnitt bei Fleisch – Glasierwasser bei TiefkühlErzeugnissen (z. B. Garnelen) – Fehlerhafte Einwaagen – Umetikettierung

. Abb. 1.5  Lebensmittelbetrug/Lebensmittelverfälschung – Kategorisierung und Beispiele. MHD Mindesthaltbarkeitsdatum

1.4  Lebensmittelauthentizität

Authentizität

Authentizität von Lebensmitteln bedeutet Originalität, Echtheit bzw. Unverfälschtheit.

Der Handel mit gefälschten und verdorbenen Lebensmitteln war schon zu allen Zeiten von Relevanz. Die ersten schriftlichen Aufzeichnungen lassen sich bis in das 17. Jahrhundert vor Christus zurückverfolgen und entstammen einer babylonischen Sammlung von Rechtstexten, dem Codex Hammurabi. Trotz der inzwischen besser definierten Rechtslage ist die Authentizität, d. h. die Echtheit oder Originalität oder Unverfälschtheit von Lebensmitteln, immer noch ein entscheidendes Kriterium in allen Bereichen der komplexen und globalen Beschaffungskette. Gegenüber früher sind die Herausforderungen heute weitaus diffiziler, sie bestehen aufgrund der globalen Stoffkreisläufe u. a. in der Bestimmung der Art des Rohstoffes (z. B. der Sorte), im Nachweis der exakten regionalen Herkunft (z. B. zur Verifizierung regional geschützter Lebensmittel), der Abgrenzung gentechnikfreier von gentechnisch veränderter Ware sowie der Unterscheidung spezieller Produktionsweisen (biodynamisch und nachhaltig vs. konventionellem Anbau). Unterschiedliche Ausprägungen von Lebensmittelfälschungen sind in den letzten Jahren bekannt geworden. Viele Rohstoffe werden aus Anbauländern außerhalb Europas eingekauft oder aufgrund ökonomischer Überlegungen nicht aus dem europäischen Wirtschaftsraum bezogen. Zu den weltweit am häufigsten „gefälschten“ Rohstoffen zählen beispielsweise Olivenöl, Honig, Milch, Orangensaft, Apfelsaft, Kaffee, Wein, Fisch und Gewürze (besonders Safran).

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1

Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

1.5  Lebensmittelreformulation 1.5.1  Was bedeutet Reformulation?

Reformulation/Reformulierung – Definition

Allgemeine Definition (in der Germanistik): 5 „Wieder-/Nachbearbeitung von bereits Formuliertem“ 5 „in andere Worte fassen“ 5 Die Reformulierung oder „Die Kunst, anderen das Wort im Mund herumzudrehen.“ Wörterbuch (dict.cc 2019): 5 reformulation (engl.) = neue Darlegung (dt.)

Für eine Reformulation gibt es zahlreiche Anlässe und Herausforderungen (nach Dürrschmid K 2018): 5 Ressourcenänderung 5 komplexe Modifikation an der Rezeptur 5 Anpassung an Kundenwünsche 5 Innovationsdruck 5 neue Trends 5 Streben nach gesunder Ernährung 5 Ernährungsphysiologische Aufwertung. 1.5.2  Warum Reformulation?

Die aktuelle – öffentlich viel beachtete – Befassung in der Lebensmittelwirtschaft und in den Lebensmittelwissenschaften mit dem Konzept der Reformulierung/Reformulation ist der Diskussion um eine „ernährungsphysiologische Aufwertung“ von Lebensmitteln (Fertigprodukten) geschuldet. So begünstigen Zucker, Salz und Fette (insb. gesättigte bzw. trans-Fettsäuren) – in hohen Mengen verzehrt – das Risiko: 5 für Übergewicht und Adipositas (Fettleibigkeit) 5 für Bluthochdruck 5 erhöhte Blutfettwerte. Daraus können Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Typ-II-Diabetes entstehen. Angesichts ihres weltweiten Anstiegs stellen diese Erkrankungen die Gesundheitssysteme vor enorme Herausforderungen. . Tab. 1.1 zeigt gegenübergestellt die offiziellen Empfehlungen zur Zufuhr von Salz, Zucker und gesättigten Fettsäuren versus die tägliche Zufuhr dieser Nährstoffe in Deutschland. Da bei vielen Menschen die Ernährungsgewohnheiten im Laufe des Lebens sehr fest verankert sind und es ihnen daher schwerfällt, diesbezüglich erwünschte

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1.5 · Lebensmittelreformulation

1

. Tab. 1.1 Ernährungsempfehlungen vs. tatsächliche Zufuhr (Schaller R 2019) Nährstoff

Empfehlung WHO/DGE

Verzehr in Deutschland

Salz

5–6 g/d

>10 g/d bei >50 % der Männer und 35 % der Frauen (DEGS 2011)

Zucker

Max. 10 % freier Zuckeranteil an Gesamtenergiezufuhr

Ca. 13 % ( NVS II 2008)

Fette

Max. 7–10 % gesättigte Fettsäuren

Ca. 15 % (NVS II 2008)

Änderungen dauerhaft umzusetzen, besteht eine Möglichkeit darin, sich bei gleichbleibendem Ernährungsverhalten besser zu ernähren, wenn die Lebensmittel eine entsprechende Änderung der Rezeptur oder Zubereitungstechnik erfahren. Dieser Konzeptansatz wird als Reformulation bzw. Reformulierung bezeichnet. 1.5.3  Herausforderung und Chance zugleich

Lebensmittelbestandteile wie Fette, Zucker und Salz können bei den meisten Produkten nicht „einfach weggelassen“ werden, weil diese Nährstoffe neben der Funktion als Nährstoff fast immer eine technologische/sensorische Funktion im Lebensmittel haben. So ist Salz im Brot nicht nur für den Geschmack wichtig, sondern auch für die Ausbildung der Textur. Fette sind wichtige Geschmacksträger aber auch Texturgeber. Zucker hemmt das Wachstum von Bakterien und Schimmelpilzen und gibt z. B. Konfitüren eine streichfähige Struktur. Ferner beeinflusst Zucker in Milchprodukten die zur Joghurtherstellung nötigen Bakterienkulturen (Dürrschmid K 2018). Auf der anderen Seite können sich – nicht konsequent und umfassend genug vorgenommene – Änderungen an der Produktzusammensetzung negativ auswirken: 5 Technische Verarbeitungseigenschaften 5 Produktqualität 5 Lebensmittelsicherheit 5 Haltbarkeit 5 Sensorische Eigenschaften 5 Verbraucherakzeptanz. Aus diesem Grund ist Reformulation kein simpler, sondern ein sehr innovativer und komplexer Vorgang. Die ernährungsphysiologische Aufwertung eines Lebensmittels kann gelingen durch: 5 Produktveränderung oder 5 Schaffung (Erfindung) neuer (innovativer) Produkte. Im Lebensmittelbereich meint Reformulation die folgenden drei prinzipiellen Vorgehensweisen: 5 die Reduktion (Verminderung) bestimmter Nährstoffe 5 die Substitution (Ersatz) bestimmter Nährstoffe 5 die Innovation (Neuentwicklung) von Nährstoffen, Produkten und Verfahren.

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Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

1.5.4  Reformulation bei Fetten

Es besteht erstens die Möglichkeit, den Anteil an Fetten/Ölen (9,3 kcal/g) bzw. der inkriminierten Fettstoffe zu verringern, möglicherweise durch eine stufenweise Absenkung (Reduktion) im Produkt. In der Regel gelingt das aber nur in engeren Konzentrationsbereichen, da viel Produkte nicht einfach „verdünnt“ werden können. Intelligenter ist es deshalb zum Beispiel bei Füllungen für Pralinen oder Backwaren eine sonst häufig übliche Wasser-in-Öl-Emulsion durch eine sog. multiple Emulsion (Wasser-in-Öl-in-Wasser) zu ersetzen, weil dadurch der Fettgehalt in der Füllung reduziert werden kann. Durch Anwendung einer Hochdruckhomogensiation können kleinere Fetttröpfchen in Öl-in-Wasser-Emulsionen erzeugt werden, wodurch der Fettgehalt reduziert werden kann. Die Anwendung gepulster elektrischer Felder (engl. Pulsed Electric Fields, PEF) ist eine neue Technologie zur Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit von Lebensmitteln (Prinzip der Elektroporation). Beispielsweise kann bei Kartoffeln durch eine PEF-Behandlung später beim Schneidprozess ein glatterer Schnitt entstehen, so dass die Oberfläche solch eines Kartoffelstücks (z. B. bei Pommes Frites) beim anschließenden Frittieren weniger Fett aufnimmt (Dürrschmid K 2018). Eine zweite Möglichkeit besteht darin, Fette durch Fettersatzstoffe oder andere Stoffe auszutauschen (Substitution). Hierfür steht eine Fülle von Varianten zur Verfügung: 5 Oleogele 5 z. B. Rapsöl + Wachse + Zusatzstoffe = Verfestigung (Gelbildung) 5 Fettersatzstoffe 5 Saccharosepolyester (Olestra®) (0 kcal/g) 5 Mikrokristalline Cellulose (Avicell®) (0 kcal/g) 5 Globuläre Proteine (Proteinmicellen) (∼4 kcal/g) 5 Hühnereiweiß 5 Casein, Molkereierzeugnisse 5 Enzyme, Prolamine, Gluteline 5 Ballaststoffe (Nahrungsfasern) 5 Kleie (z. B. aus Erbse, Citrus, Apfel, Hafer, Weizen, Gerste, Soja) 5 Hydrolysierte Stärken (aus z. B. Mais, Kartoffel, Tapioka) 5 Polymere Kohlenhydrate (∼2 kcal/g) – Inulin, Oligofructose – Hemicellulose – Resistente Stärke 5 Chemisch modifizierte Kohlenhydrate – Carboxymethylcellulose 5 Synthetische Kohlenhydrate – Polydextrose (1 kcal/g) Gesättigte Fettsäuren können ersetzt werden durch Verwendung von Fetten/Ölen mit relevantem Anteil an ungesättigten Fettsäuren (z. B. Rapsöl etc.). Der Eintrag von nicht-ruminanten trans-Fettsäuren kann vermieden werden, wenn keine teilgehärteten Fette in der Rezeptur eingesetzt werden.

1.5 · Lebensmittelreformulation

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1

Die dritte Möglichkeit, Fettgehalte in Fertigerzeugnissen zu reduzieren, besteht in der Anwendung des Konzepts der Kompensation durch multisensorische Interaktion. Siehe hierzu die Ausführungen in 7 Abschn. 1.5.7. 1.5.5  Reformulation bei Zucker (Saccharose)

Es besteht auch hier die Möglichkeit, den Anteil an Zucker (4,1 kcal/g) im Produkt zu verringern, möglicherweise durch eine stufenweise Absenkung (Reduktion) einhergehend mit einer teilweisen oder vollständigen Substitution durch andere Süßungsmittel. Eine simple Reduktion gelingt in der Regel nicht oder aber in nur sehr engen Konzentrationsbereichen, da viel Produkte nicht einfach „verdünnt“ werden können und sich dann oftmals gleichzeitig der Fettgehalt des reformulierten Produktes erhöht (möglicherweise höherer Brennwert als vorher). Weitere interessante Möglichkeiten, den Zuckergehalt zu verringern, bestehen darin, zum einen den Verteilungsgrad der Zuckerkristalle zu verändern (inhomogene Verteilung, gezielte Platzierung des Zuckers im Produkt) oder zum anderen durch eine Verkapselung (engl. Coating) der Zuckerkristalle mit einem Film oder einer Schicht (z. B. geschmolzenes Fett oder wassergelöste Stoffe) die Oberfläche des Zuckers solange zu „kaschieren“, bis die Süße des Zuckers beim Verzehr des Lebensmittels gezielt auf der Zunge freisetzt wird (Dürrschmid K 2018). Zucker kann durch eine Reihe von verschiedenen Stoffen ganz oder teilweise (auch multiple) ersetzt werden (Substitution). Folgende Varianten stehen zur Verfügung: 5 Zuckeralkohole (Polyole) (2,4 kcal/g), sog. Bulk Sweetener 5 Sorbit, Isomalt, Maltit, Xylit etc. 5 Süßstoffe (0 kcal/g), sog. Intense Sweetener 5 Steviolglykoside (Stevia) 5 Aspartam, Acesulfam, Cyclamat etc. 5 Maltodextrine 5 „Neue Zucker“ (Novel Foods) 5 Allulose (Psicose) 5 Cellobiose 5 Tagatose Die dritte Möglichkeit, den Zuckergehalt in Fertigerzeugnissen zu reduzieren, besteht in der Anwendung des Konzepts der Kompensation durch multisensorische Interaktion. Siehe hierzu die Ausführungen in 7 Abschn. 1.5.7. 1.5.6  Reformulation bei Salz (Kochsalz)

Die erste Möglichkeit, den Anteil an Salz (NaCl) im Produkt zu verringern, besteht wiederum in einer – möglicherweise stufenweisen – Absenkung (Reduktion). Eine simple Reduktion ist oftmals nicht ohne weiteres möglich, da Salz oftmals wichtige technologische Funktionen im Produkt hat.

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Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

Interessant ist auch hier die Möglichkeit zur Verkapselung (engl. Coating) der Salzkristalle mit einem Film oder einer Schicht, um die Freisetzung des Salzgeschmacks zu steuern. Ein sehr erfolgsversprechendes Konzept bei Salz ist, den Verteilungsgrad der Kristalle im Produkt zu beeinflussen. Bei Backwaren (Brot etc.) bewirkt einerseits eine Veränderung der Krumentextur eine schnellere Natriumfreisetzung und damit eine stärkere Salzwahrnehmung im Mund. Andererseits führt eine inhomogene Kochsalzverteilung zu einer schnelleren Natriumfreisetzung und einer Intensivierung des Salzgeschmacks („Salzinseln“) beim Verzehr (Pflaum T et al. 2013, Dürrschmid K 2018). Wirklich gute Salzersatzstoffe (Substitution) sind nicht verfügbar; d. h. es treten meistens unerwünschte Geschmacksausprägungen auf: 5 Lithiumchlorid (LiCl): sauer 5 Kaliumchlorid (KCl): bitter/metallisch 5 Ammoniumchlorid (NH4Cl): bitter Die dritte Möglichkeit, den Salzgehalt in Fertigerzeugnissen zu reduzieren, besteht in der Anwendung des Konzepts der Kompensation durch multisensorische Interaktion. Siehe hierzu die Ausführungen in 7 Abschn. 1.5.7. 1.5.7  Kompensation durch multisensorische Interaktion

Die Sensorik befasst sich meistens eindimensional mit den Eigenschaften von Produkten wie Aussehen, Geruch/Aroma, Geschmack, Textur, Haptik sowie z. T. auch Akustik. Beim Verzehr von Lebensmitteln werden jedoch verschiedene (ev. sogar alle) Sinnesmodalitäten in Kombination wahrgenommen. Diese multimodalen Wahrnehmungen und crossmodalen Interaktionen sind wichtig für den Beliebheitsgrad eines Lebensmittels. Die Sinnesmodalitäten sind neben den fünf klassischen Sinnesleistungen, die auf der Unterscheidung von Auge (Farben), Nase (Geruch/Aroma), Zunge (Geschmack süß, sauer, salzig, bitter, umami; Textur, Haptik), Haut (Textur, Haptik) und Ohr (Akustik) beruhen, in der modernen Physiologie auch die Empfindung von Wärme/Kälte und Schmerz (Trigeminus). Auch im Kontext der Reformulationssbestrebungen zur Reduktion von Fett, gesättigten bzw. trans-Fettsäuren, Zucker und Salz in Lebensmitteln, kommt der Betrachtung und Analyse crossmodaler Interaktionen von Zutaten und Inhaltsstoffen in den Produktrezepturen eine nicht zu unterschätzende Bedeutung zu (Dürrschmid K 2018). Beispiele für die Kompensation von Geschmacksempfindungen durch multisensorische Interaktion über Farben, Geruch, Geschmack und Textur zeigt . Abb. 1.6 (nach Dürrschmid K 2018). Multimodal ↔ Crossmodal ↔ Multisensorisch

5 Multimodale Wahrnehmung: auf vielfältige Art und Weise zustande kommende Wahrnehmungen 5 Crossmodale Interaktionen: Wahrnehmungs-übergreifende Wechselwirkungen 5 Multisensorische Interaktionen: Zusammenspiel aller Sinne

Geschmack

– Rot: verstärkt die Wahrnehmung von Süße – Gelb/orange: verbessert saure Aromen; Hebelwirkung bei säuerlich – gesund – erfrischend – Weiß: verstärkt Wahrnehmung von Salzigkeit – Schwarz/grau: verbessert Bitterkeit

Geruch von Karamell-, Vanille-, Erdbeer-, Litschi-, und MinzeAromen verstärkt Wahrnehmung von Süße im Produkt

Geruch

Farbe

Temperatur

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. Abb. 1.6  Kompensation von Geschmacksempfindungen durch multisensorische Interaktion über Farben, Geruch, Geschmack und Textur. Crossmodale Wechselwirkungen der sieben Sinnesmodalitäten (nach Dürrschmid K 2018). Trigeminus Nervus trigeminus, auch fürnfter Hirnnerv genannt

Sojasoßen und Sardellen-Aroma (umamiQuellen) verstärken den Salzgeschmack im Produkt

Trigeminus

Geräusche

Textur

Ballaststoffe und modifizierte Stärken reduzieren die Wahrnehmung von Fett bei positiv empfundener Textur

1.5 · Lebensmittelreformulation

1

Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

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Zutatenfunktionalität

Textur

• • • •

• Instrumentelle Messungen, Bruchmechanik • Viskosität, Rheologie • Komplexe Textur und Flavour (sensorisch)

Schaumbildung, Emulgierung Verdickungs-, Geliereigenschaften Interaktion der Zutaten Wasserbindung

Sensorik

Stoffliche Aspekte

Struktur

• Nährwert • Haltbarkeit • Flavour

• Komplexität der Struktur • Positionierung der Zutaten • Zustand der Zutaten

. Abb. 1.7  Produktinnovation durch Blue Printing (nach Völkl A 2018). Erläuterungen siehe Text

1.5.8  Innovation (Reformulation) durch „Blue Printing“

Wenn mehrere Komponenten in einem Produkt einer Reformulation unterworfen werden sollen, bedarf es einer gesamtheitlichen, wissenschaftlich-planerischen Vorgehensweise, um die einzelnen Zutaten und Verarbeitungsparameter besser zu verstehen und das bestmögliche Ziel zu erreichen. Als Blue Printing wird ein solches Konzept bezeichnet, da es um die tatsächliche Erarbeitung eines Bauplanes (engl. Blueprint) des Produkts und jeder darin enthaltenen Komponente geht. Ein Blue Printing stellt eine Methode zur Visualisierung von Prozessen dar (. Abb. 1.7). Fragen der Lokalisation und des genauen Zustandes einer Komponente, der Produktstruktur, -textur und -sensorik werden dabei kombiniert. Wichtige Hilfsmittel sind verschiedene Methoden der Mikroskopie wie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie, aber auch rheologische Messungen sowie instrumentelle Texturanalysen. Humansensorische Analytik ist dabei unverzichtbar, um die Ergebnisse der physikalischen Messungen und Beobachtungen mit der eigentlichen Konsumentenerfahrung und Produktakzeptanz zu korrelieren (Völkl A 2018). 1.6  Lebensmitteltoxikologie

Die Toxikologie zu Deutsch ‚Giftkunde‘ ist die Lehre von den Giftstoffen. Bei der Frage nach der Giftigkeit (Toxizität) eines Stoffes ist die aufgenommene Menge (Dosis) bzw. die Konzentration des betreffenden Stoffes in einem Lebensmittel von elementarer Relevanz. Manche Substanzen wirken in geringen Mengen günstig auf den Körper, sind jedoch in höheren Konzentrationen bedenklich. Alle Substanzen sind jedoch ab

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1.6 · Lebensmitteltoxikologie

1

Toxikologische Kenngrößen/Grenzwerte Benchmark (BMD)

NOAEL (experimentell bestimmt) ADI für Pestizide und Lebensmittelzusatzstoffe (lebenslange Exposition) TDI für Lebensmittelkontaminanten (lebenslange Exposition) ARfD für Kurzzeitexposition (24 h) &

=

/

=

100

(statistisch mathematisch ermittelt)

Keine (wenige) toxikologische Daten vorhanden

MOE als Verhältnis einer toxischen Dosis zu der geschätzten Exposition des Menschen

TTC-Konzept theoretische Abschätzung eines Risikos anhand chemisch ähnlicher Substanzen

=

10 ä

. Abb. 1.8  Überblick der beschriebenen toxikologischen Kenngrößen und deren Berechnungen. Erläuterungen siehe Text

einer bestimmten, von der Verabreichungsart abhängigen, Dosis tödlich. Ein historischer Leitspruch der Toxikologie lautet in diesem Zusammenhang: Paracelsus 1538

„Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift sei.“

Um die toxikologische Wirkung eines Stoffes zu bewerten bzw. zu bestimmen, werden bestimmte Kenngrößen verwendet. Dabei wird unterschieden, ob eine akute (kurzfristige) oder chronische (langfristige) Wirkung vorliegt. Diese (pharmakologischen) Wirkungen können dabei sowohl negativ, als auch positiv für den Menschen sein. Die Ableitung einer toxikologisch relevanten Dosis-Wirkung-Beziehung – meist aus Zellkulturen, Tierversuchen oder sonstigen Modellen – steht bei der Toxikologie an oberster Stelle. Zu diesem Zweck ist eine Fülle an teilweise sehr unterschiedlichen toxikologischen Kenngrößen definiert. Eine Auswahl dieser Kenngrößen soll im Folgenden näher betrachtet werden (. Abb. 1.8). 1.6.1  NOAEL (No Observed Adverse Effect Level)

Eine der wichtigsten toxikologischen Kenngrößen ist der sog. NOAEL. Beim NOAEL handelt es sich um die Dosis oder Konzentration, bei welcher keinerlei schädliche Effekte bei Modellorganismen beobachtet werden. Als Modellorganismen können z. B.

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Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

Mäuse, Ratten oder Zellkulturen genutzt werden. Diese werden mit verschiedenen Konzentrationen des zu untersuchenden Stoffes exponiert. Im Anschluss wird dann ein definierter Endpunkt (z. B. Entstehung von Krebszellen) bestimmt. Der NOAEL ist eine stoffabhängige Größe und bezieht sich immer auf ein Messverfahren (z. B. Vitalitätsmessung) bei einer bestimmten Applikationsform (oral, inhalativ) und Tierart bzw. Zellkultursystem. Der NOAEL wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff “/kg Körpergewicht (KG) und Tag (d). 1.6.2  LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level)

Der LOAEL ist die niedrigste Dosis oder Konzentration, bei welcher gerade noch schädliche Effekte bei Modellorganismen beobachtet werden. Der LOAEL wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff “/kg KG · d. 1.6.3  ADI (Acceptable Daily Intake)

Eine weitere wichtige Kenngröße in der Toxikologie ist der sog. ADI, also die erlaubte Tagesdosis eines Lebensmittelzusatzstoffs, Pestizids etc., die bei lebenslanger täglicher Einnahme als unbedenklich betrachtet wird. Der ADI berechnet sich aus dem experimentell bestimmten NOAEL. Bei der Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen wird ein (Un)Sicherheitsfaktor von 100 herangezogen, um die Unterschiede zwischen den Testorganismen und dem Menschen zu gewährleisten. Der ADI wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff “/kg KG · d. 1.6.4  TDI (Tolerable Daily Intake)

Als wichtiges Pendant zum ADI gilt der TDI für ungewollte Verunreinigungen bzw. Kontaminanten und gibt – genau wie der ADI – die Menge eines Stoffes an, welcher über die gesamte Lebenszeit pro Tag aufgenommen werden kann, ohne spürbare Auswirkungen auf die Gesundheit des Verbrauchers zu haben. Der TDI gibt somit den Grenzwert einer unerwünschten Lebensmittelkontamination an und wird genau wie der ADI aus dem NOAEL berechnet. Der TDI wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff “/kg KG · d. Neben dem TDI können zusätzlich noch Grenzwerte für eine wöchentliche (TWI = Tolerable Weekly Intake) oder monatliche (TMI = Tolerable Monthly Intake) tolerierbare Aufnahme definiert werden. 1.6.5  ARfD (Acute Reference Dose)

Die bei der toxikologischen Bewertung von Stoffen noch recht neue akute Referenzdosis (ARfD) stellt einen Grenzwert für die Kurzzeit-Exposition von Ver-

brauchern dar und wird hauptsächlich für die Bewertung von Pestiziden sowie

1.6 · Lebensmitteltoxikologie

19

1

Lebensmittelzusatzstoffen angewendet. Für Rückstände in Lebensmitteln ist die ARfD diejenige Menge, welche der Verbraucher bei einer oder mehreren Mahlzeiten über 24 h verteilt aufnehmen kann, ohne dass ein messbares Gesundheitsrisiko besteht. Die ARfD wird unter Anwendung eines (Un)Sicherheitsfaktors (meist Faktor 100) aus dem NOAEL abgeleitet. Der ARfD wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff “/kg KG · d. 1.6.6  Benchmark-Verfahren

Gegenüber dem experimentell ermittelten NOAEL können rein mathematisch berechnete statistische Daten aus einer Dosis-Wirkungsbeziehung abgeleitet werden mit dem Ziel einer quantitativen Risikoabschätzung. Die in diesem Kontext wohl bekannteste Methode ist das sog. Benchmark-Verfahren (sinngemäß „Maßstäbe vergleichen“). Dabei wird durch eine statistikgestützte Analyse vorliegender Dosis-Wirkungs-Beziehungen aus Untersuchungen mit Versuchstieren die Menge abgeschätzt, bei welcher eine definierte zusätzliche Wirkung auftritt. Die somit bestimmte Dosis wird als Benchmark-Dosis (engl. Benchmark Dose, BMD) bezeichnet. Bei krebserregenden oder reproduktionsschädlichen Stoffen wird zudem noch die Dosis ermittelt, welche gegenüber der Kontrolle zu einer 10 % höheren Tumorbildung führt. Der untere Grenzwert des Vertrauensbereiches der Benchmark-Dosis wird als Benchmark Dose Lower Bound, BMDL; die Benchmark Dose Lower Bound 10 % als BMDL10 bezeichnet. 1.6.7  MOE (Margin of Exposure)

Der Margin of Exposure (MOE) ist ein zur Risikoabschätzung verwendetes Instrument zur Abwägung möglicher Sicherheitsbedenken in Bezug auf in Lebens- und Futtermitteln vorkommende Substanzen, die sowohl genotoxisch (d. h. sie können die DNA schädigen) als auch cancerogen (Krebs erzeugend) sind. Beim MOE handelt es sich um das Verhältnis zweier Faktoren: der Dosis, bei der in einer Tierstudie erstmals eine kleine, jedoch messbare schädliche Wirkung beobachtet wird und dem Expositionsniveau gegenüber der betrachteten Substanz für eine gegebene Population. Je kleiner die zu erwartende Exposition ist, desto größer wird also der MOE. Die Grundlage für die Berechnung liefert z. B. die schon beschriebene BMDL10. Ein MOE von 10.000 oder mehr (BMDL10, tumorauslösend bei 10 % der Tiere) liefert aus derzeitiger wissenschaftlicher Sicht unter dem Gesichtspunkt der öffentlichen Gesundheit wenig Anlass zur Besorgnis und berücksichtigt mehrere (Un)Sicherheitsfaktoren. 1.6.8  TTC-Konzept (Threshold of Toxicology Concern)

Aufgrund verbesserter Analyseverfahren lassen sich mittlerweile immer mehr Substanzen nachweisen, die in niedrigen und sehr niedrigen Konzentrationen in

20

1

Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

Lebens- und Futtermitteln vorkommen. Für viele dieser Substanzen stehen jedoch wenige oder gar keine toxikologischen Daten zur Verfügung. Das TTC-Konzept wurde entwickelt, um das Risiko dieser Substanzen auf ihre schädliche Wirkung hin zu bewerten. Dabei werden Substanzen mit bekannter chemischer Struktur anhand chemisch ähnlicher Stoffe, für welche bereits eine toxikologische Beurteilung vorliegt, bewertet und ein Grenzwert festgelegt. Dieser ist nach dem Vorsorgeprinzip sehr niedrig gehalten. Durch spätere toxikologische Untersuchungen kann dieser fiktive Grenzwert bestätigt oder neu definiert werden. 1.6.9  Bewertungs- oder Unsicherheitsfaktoren Bewertungsfaktoren (engl. assessment factors, a.f.) bzw. Unsicherheitsfaktoren (engl. uncertainty factors) bzw. Sicherheitsfaktoren (engl. safety factors) werden verwendet, um eine ermittelte toxikologische Kenngröße bestmöglich an die realen Voraussetzungen anzupassen.

a.f. = a.f.1 · a.f.2 · a.f.3 · a.f.4 · a.f.5 5 a.f.1 Interspeziesfaktor (engl. interspecies factor): Menschen können 10x mehr sensitiv sein 5 a.f.2 Intraspeziesfaktor (engl. intraspecies factor): Berücksichtigung von Toxikokinetik, Toxikodynamik 5 a.f.3 Qualität der Datenbasis: Lücken, Studienqualität, Vereinbarkeit (engl. consistency) 5 a.f.4 Studiendauer 5 a.f.5 Wesen (engl. nature) und Schweregrad (engl. severity) des Effekts 1.7  Proposition 65 1.7.1  Wie Kalifornien vor Krebs warnt

Die Proposition 65 (offizieller Name: Safe Drinking Water and Toxic Enforcement Act of 1986) – kurz Prop 65 – ist ein 1986 im US-Bundesstaat Kalifornien in Kraft getretenes Gesetz, das die Sauberkeit des Trinkwassers fördern sollte. Wörtlich übersetzt heißt es dort: „Niemand darf im Rahmen seiner Geschäftstätigkeit, egal ob wissentlich oder unwissentlich, andere Menschen einer Chemikalie aussetzen, die nach dem aktuellen Wissensstand Krebs auslösen oder zu Missbildungen bei Neugeborenen führen kann, ohne die Verbraucher klar, deutlich und in angemessenem Rahmen über dieses Risiko aufzuklären.“ Nach Inkrafttreten des Gesetzes hat die California Office of Environmental Health Hazard Assessment (OEHHA) ‒ eine Abteilung der kalifornischen Umweltbehörde (CalEPA) ‒ eine Liste mit gesundheitsgefährlichen Substanzen/Chemikalien veröffentlicht. Ziel ist es bis heute, krebserzeugende und reproduktionsschädliche Substanzen zu identifizieren, welche als Verunreinigung in Trinkwasser vorkommen könnten. Die erste Version der Liste erschien 1987 und wurde seitdem um weitere Stoffe ergänzt,

1.7 · Proposition 65

21

1

so dass es heute weit über 800 Einzelsubstanzen sind. Erklärtes Anliegen ist es, die kalifornische Bevölkerung über mögliche Gefahrenquellen aufzuklären. Dafür ist vorgeschrieben, Warnhinweise zu platzieren, welche über ein mögliches Risiko aufklären sollen. Besonders im Fokus steht dabei der Arbeitsschutz beim Umgang mit den gelisteten Substanzen, sowie der generelle Kontakt zu Konsumgütern, welche die toxischen Chemikalien enthalten können. In diesem Kontext sind insbesondere Lebensmittel mit viel Sorgfalt zu bewerten, da es beim Verzehr zu einer direkten Aufnahme von krebserregenden und reproduktionsschädlichen Substanzen kommen kann. 1.7.2  Konzept

Die von der OEHHA herausgegebene und im Internet abrufbare Liste der Proposition 65 beinhaltet ein gigantisches Tabellenwerk mit mehreren Spalten mit einer alphabetisch geordneten Aufzählung von toxischen Stoffen (7 https://oehha. ca.gov/proposition-65). In der ersten Spalte der IUPAC- oder Trivialname aufgeführt. In der zweiten Spalte der Liste wird die Art der Toxizität ‒ krebserregend oder reproduktionsschädigend für Männer oder Frauen ‒ beschrieben. Hierfür gibt es grundsätzlich verschiedene Szenarien. In den verbleibenden drei Spalten wird die Registriernummer beim Chemical Abstract Service (CAS), das Datum der Aufnahme in die Liste und ein möglicher sog. „Safe Harbour Level“ angegeben. Der Safe Harbour Level ist hierbei ein Pendent zum NOAEL (7 Abschn. 1.6.1) und stellt den Endpunkt einer Toxizitätsbestimmung, bei dem noch keine signifikant erhöhten schädigenden Wirkungen eines Stoffes zu verzeichnen sind, dar. Das Verfahren der Aufnahme für eine Chemikalie beschreibt vier Stufen. Zunächst erfolgt eine öffentliche Bekanntgabe über die Neuaufnahme bzw. eine Änderung in der Sicherheitsbewertung eines Stoffes. Dies kann u. a. auf der OEHHA-Website nachvollzogen werden. Es schließt sich ein Zeitraum an, in welchem öffentliche Konsultationen zu der Neulistung erfolgen. Dabei können alternative Studien oder begründete Argumente gegen eine Aufnahme eines Stoffes eingereicht werden. Anschließend werden die Kommentare bewertet und die OEHHA fällt eine endgültige Entscheidung über den Sachverhalt. Ein Stoff kann nur im Ausnahmefall von der OEHHA aus der Liste entfernt werden. 1.7.3  Einteilung der Substanzen

Die Substanzen der Prop 65 unterliegen in ihrer Aufzählung keiner stofflichen Ordnung. Für Unternehmen ist es somit zunächst schwer, auf einen Blick mögliche relevante Gefahrstoffe zu identifizieren. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, eine Unterteilung vorzunehmen. Im Rahmen eines Projektes führten Raters et al. (2018) eine umfassende Sichtung aller ca. 800 Stoffe der Liste durch und entwickelten eine sinnvolle Einteilung in Stoffklassen. Als Vorschlag wurde eine Untergliederung in acht Klassen vorgenommen. Die Stoffklassen sind in der folgenden Graphik (. Abb. 1.9) dargestellt. Für die Untergruppe der „lebensmittelrelevanten Verbindungen“ lassen sich insbesondere Maillardprodukte wie z. B. Acrylamid, Furfurylalkohol sowie

22

Kapitel 1 · Lebensmittel – Mittel zum Leben

1 N=258 Pharmaka und Kosmetika N=217 industriell verwendete Verbindungen N=130 Pestizide und Pflanzenschutzmittel N=71 Pyrolyseprodukte von organischem Material N=55 anorganische Verbindungen N=54 lebensmittelrelevante Verbindungen N=37 Verbindungen für die Forschung

N=24 sonstige Verbindungen

. Abb. 1.9  Mögliche Unterteilung der in der Prop 65 gelisteten Substanzen in acht Stoffklassen. In dem Diagramm ist die jeweilige Anzahl an Einzelsubstanzen jeder Stoffgruppe angegeben (Stand Januar 2018) (nach Raters M et al. 2018)

­ ethylimidazole nennen. Aber auch Substanzen wie u. a. 3-Monochlorpropandiol M (3-MCPD), Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und die Mineralölkomponenten MOSH und MOAH sind in der Prop 65 genannt. 1.7.4  Konsequenzen

Die Prop 65 betrifft alle Unternehmen, die Produkte in Kalifornien vermarkten. Sie sind dazu verpflichtet, eine „eindeutige und angemessene“ Warnung auszusprechen, bevor Menschen wissentlich und vorsätzlich einer der in der Liste enthaltenen Chemikalien ausgesetzt werden. Diese Warnung kann auf vielerlei Weise erfolgen, wie unter anderem durch eine entsprechende Kennzeichnung des Produkts. Ab dem Zeitpunkt, zu dem ein chemischer Stoff der Liste hinzugefügt wird, haben die Unternehmen 12 Monate Zeit, um der Warnpflicht nachzukommen. Die Nichteinhaltung dieser Anforderungen kann Unternehmen hohe Kosten verursachen. Unternehmen sind von der Verpflichtung zu einer angemessenen Warnung nur dann befreit, wenn die Exposition gegenüber den in der Liste geführten Chemikalien so gering ist, dass kein wesentliches Risiko von Krebserkrankungen, Missbildungen oder sonstigen Schäden in Verbindung mit der Fortpflanzungsfähigkeit besteht. Die genaue Definition der Formulierung „kein wesentliches Risiko“ kann zusammen mit den spezifischen Grenzwerten – den Safe Harbour Levels – auf der OEHHA-Website eingesehen werden. Die Prop 65 ist eine weltweit einmalige Verbraucherschutzinstitution. Größtenteils private Kläger können vor Gericht Verstöße gegen das komplizierte Gesetzeswerk einreichen und kassieren bei sogenannten „settlements“ hohe Provisionen von den beklagten Firmen (Raters M et al. 2018).

23 Literatur

1

Literatur dict.cc (2019) 7 https://www.dict.cc/?s=reformulation. Zugegriffen: 20. März 2019 Dürrschmid K (2018). DLG-Expertenwissen 4/2018. Reduktionstrategien für Fett, Zucker und Salz. Teil 3 – Multimodale Wahrnehmungen und crossmodale Interaktionen. Frankfurt a. M. 7 https://www. dqs-cts.com Gesellschaft Deutscher Chemiker (GDCh) (Hrsg) (2019) Elemente – 150 Jahre Periodensystem. Spektrum der Wissenschaftlichen Verlagsgesellschaft, Heidelberg GFSI (2017) Global Food Safety Initiative Guidance, Documents Version 7.1. Hopkins J (1999) Strange Food – Skurrile Spezialitäten. Komet, Frechen NVS II (2008) Nationale Verzehrsstudie II Max Rubner-Institut (MRI) Bundesforschungsinstitut für Ernährung und Lebensmittel (Hrsg.), Karlsruhe Pflaum T, Konitzer K, Hofmann T, Koehler P (2013) Influence of texture on the perception of saltiness in wheat bread. J Agric Food Chem 61:10649–10658 Raters M, Schneider E, Matissek R (2018) Wie Kalifornien vor Krebs warnt: Die Proposition 65 – Verbraucherschutz oder Wahnsinn? Lebensmittelchemie 72:169 Robert Koch-Institut (RKI) (Hrsg.) (2011) Studie zur Gesundheit Erwachsener in Deutschland 2008– 2011. DEGS, Berlin Schaller R (2019) Weniger Zucker, Fette und Salz in Fertigprodukten – Die Nationale Reduktions- und Innovationsstrategie. Vortrag: Food Safety Kongress 19./20.2.2019, Berlin Völkl A (2018) Reduktionstrategien für Fett, Zucker und Salz. Teil 5 – Blue Printing als Instrument im Rezepturmanagement. DLG-Expertenwissen 14/2018, Frankfurt a. M.

25

Lebensmittel und Ernährung Andreas Hahn 2.1 Einführung – 26 2.2 Physiologische Bedeutung der Nährstoffe – 28 2.3 Lebensmittelverarbeitung und Nährwert – 46 2.4 Empfehlungen für eine gesunderhaltende Ernährung – 46 2.5 Alternative Ernährungsformen – 48 2.6 Ernährungsassoziierte Erkrankungen – 51 2.7 Spezielle Gruppen von Lebensmitteln – 53 Literatur – 61

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_2

2

26

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

2.1  Einführung

2

Die Ernährung gehört zu den physiologischen Grundbedürfnissen jedes Menschen. Aus thermodynamischer Sicht stellt der Mensch ein offenes System dar und steht zeitlebens im Stoff- und Energieaustausch mit seiner Umwelt. Der Mensch ist deshalb darauf angewiesen, Substanzen aufzunehmen, um alle Körperfunktionen aufrecht zu erhalten und die Stoffwechselprodukte wieder abzugeben. Die Zufuhr von Stoffen, die der Ernährung dienen, erfolgt durch Lebensmittel. Dabei hat sich das Bild von der Bedeutung von Ernährung und Lebensmitteln innerhalb der letzten drei Jahrzehnte grundlegend gewandelt und erweitert. Die überwiegende Zeit der Menschheitsgeschichte war – und ist in einigen Teilen der Welt noch heute – durch Nahrungsknappheit geprägt. Entsprechend zielten alle Bestrebungen darauf ab, eine ausreichende Versorgung mit Nahrung sicherzustellen. Daher wurde auch die physiologische Rolle der Ernährung lediglich darin gesehen, energieliefernde Substrate sowie die für Bau und Funktion des Körpers unentbehrlichen Substanzen zuzuführen. Dies soll alle Lebensvorgänge ermöglichen und ernährungsbedingte Mangelerscheinungen vermeiden. Zu den hierfür erforderlichen Stoffen zählen die „klassischen“ Nährstoffe Proteine, Kohlenhydrate, Fette sowie Vitamine und Mineralstoffe. Sie sind zu einem Großteil zufuhressenziell, können also vom Menschen nicht oder nicht in ausreichenden Mengen selbst gebildet und müssen folglich mit Lebensmitteln zugeführt werden. Nährstoffe dienten nach traditionellem Verständnis der Energiegewinnung, dem Aufbau und Ersatz von Körpersubstanz sowie – vereinfacht – als Stoffwechselkatalysatoren und -regulatoren. Der Fokus der lebensmittel- und ernährungswissenschaftlichen Forschung war entsprechend darauf gerichtet, die Grundbedürfnisse der Ernährung in dieser Hinsicht qualitativ und quantitativ zu definieren und geeignete Lebensmittel bereitzustellen, die zudem auch hygienisch einwandfrei und toxikologisch unbedenklich waren. Mit der Entdeckung der Wirkung von Ballaststoffen in den 1970er Jahren zeigte sich erstmals, dass auch weitere Inhaltsstoffe von Lebensmitteln für die Gesundheit des Menschen von Bedeutung sind. Ihr Fehlen verursacht, anders als bei essenziellen Nährstoffen, zwar keine unmittelbaren Mangelerscheinungen bis hin zum Tod, ist aber langfristig gesundheitlich von Nachteil. Inzwischen ist in großen epidemiologischen Untersuchungen gezeigt und oft auch auf molekularer Ebene verstanden, dass neben den Ballaststoffen zahlreiche weitere Lebensmittelinhaltsstoffe günstige Effekte auf die Gesundheit ausüben und eine präventivmedizinische Bedeutung besitzen. So scheint insbesondere die regelmäßige Aufnahme von sekundären Pflanzenstoffen, darunter beispielsweise Carotinoide, Polyphenole, Terpene und Sulfide, zur langfristigen Optimierung der Körperfunktionen sowie zur Prävention chronisch-degenerativer Erkrankungen beizutragen. Selbst früher als „antinutritiv“ bezeichnete Sub­ stanzen wie Protease-Inhibitoren oder Phytinsäure erfuhren zwischenzeitlich eine Neubewertung und gelten in den im Rahmen einer normalen Ernährung aufgenommenen Mengen als wünschenswerte Lebensmittelbestandteile. In lebensmittelrechtlicher Hinsicht sind solche Substanzen den „Stoffen mit

2.1 · Einführung

27

2

ernährungsspezifischer oder physiologischer Wirkung“ zuzuordnen. Physiologisch hingegen ist diese Abgrenzung zu Nährstoffen allenfalls historisch gerechtfertigt. Lebensmitteln kommt damit aus heutiger Sicht eine duale Funktion zu: Sie decken nicht nur die ernährungsphysiologischen Grundbedürfnisse, sondern liefern gleichzeitig Inhaltsstoffe mit einem darüber hinausgehenden gesundheitlichen Nutzen. Auch auf bereits bestehende Erkrankungen nimmt die Nahrung Einfluss. Entsprechend erfolgt die Bewertung der Lebensmittelqualität nach umfassenderen Kriterien als dies früher der Fall war. Lebensmittelchemie und Ernährungswissenschaft sind bereits aufgrund der historischen Entwicklung als sich gegenseitig ergänzende naturwissenschaftliche Fächer anzusehen, die sich primär unter analytisch-technologischen bzw. physiologisch-biochemischen Aspekten mit der Nahrung beschäftigen. Nicht übersehen werden darf, dass Lebensmittel neben der Erfüllung physiologischer Funktionen auch soziale sowie kulturelle Bedürfnisse befriedigen und gleichermaßen unter ökonomischen und psychologischen Gesichtspunkten zu betrachten sind. So spielt insbesondere der Genusswert eine zentrale Rolle bei der Lebensmittelauswahl. Er ergibt sich vor allem aus einem spezifischen Geschmack oder einer anregenden Wirkung (z. B. coffeinhaltige und alkoholische Getränke). Auf allen Ebenen der Lebensmittelerzeugung und des Lebensmittelkonsums gewinnen zudem Fragen der Nachhaltigkeit und damit verbunden ökologische und welternährungspolitische Aspekte an Bedeutung. Lebensmittel und Ernährung

Ernährung bezeichnet die Zufuhr von Stoffen aus Lebensmitteln. Sie erfüllt eine duale Funktion: Zum einen dient sie dazu einen Mangel an Energie und Nährstoffen zu vermeiden. Zum anderen zielt sie darauf ab die Körperfunktionen langfristig zu erhalten und ernährungsassoziierten Erkrankungen vorzubeugen.

Zwischen Lebensmittelinhaltsstoffen und dem menschlichen Organismus bestehen wechselseitige Beziehungen. Analog zur Pharmakologie lassen sich dabei zwei Teilbereiche differenzieren. Die Nutridynamik untersucht die Effekte von Nahrungsbestandteilen auf den menschlichen Organismus. Im Vordergrund steht dabei die Frage, welchen Einfluss eine Substanz in einer bestimmten Menge auf einen definierten Prozess ausübt. Das Spektrum solch nutridynamischer Effekte ist sehr breit und umfasst weitaus mehr Wirkebenen als früher bekannt (. Tab. 2.1). Gegenstand der Nutrikinetik ist der Metabolismus von Nahrungsinhaltsstoffen durch den Organismus. Dies umfasst Absorption und Verfügbarkeit, Verteilung, Biotransformation und Ausscheidung. Die Vorgänge unterliegen großen intra- und interindividuellen Variationen. Neben Alter, Ernährungs- und Gesundheitszustand sowie Umweltfaktoren nehmen auch genetisch bedingte individuelle Unterschiede in der enzymatischen Ausstattung (Polymorphismen) Einfluss auf den Stoffwechsel, ebenso epigenetische Faktoren. Die dadurch bedingten nutrikinetischen Effekte beeinflussen letztlich auch die Nutridynamik.

28

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

. Tab. 2.1  Physiologische Bedeutung von Nährstoffen und anderen Lebensmittelinhaltsstoffen

2

Funktion

Beispiele

Energiebereitstellung

Fette und Kohlenhydrate

Bausubstanzen für Zellen und Gewebe

Proteine, verschiedene Mineralstoffe

Bestandteile von Hormonen und anderen Regulationsfaktoren

z. B. Iod, Zink

Cofaktoren von enzymkatalysierten Reaktionen

B-Vitamine, Vitamin K, Magnesium, Zink

Endokrine Wirkungen

Vitamin D, Phytoöstrogene

Beteiligung an Biotransformation und Detoxifikation

Polyphenole, Vitamin C

Modulation der Zellkommunikation

Carotinoide

Inhibierung von Tumorwachstum und -infiltration

Polyphenole

Regulation gastrointestinaler Funktionen

Ballaststoffe

Bestandteile antioxidativer Systeme

Vitamine E, C, Carotinoide, Polyphenole, Selen

Beeinflussung von Signaltransduktion und Genexpression

Vitamin A, D, B6

Effekte auf das epigenetische System

DNA-Methylierung via Folsäure, Cholin

(Hahn A et al. 2016)

2.2  Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

Die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln besitzen in Abhängigkeit von ihrer Struktur und ihren Eigenschaften vielfältige physiologische Bedeutungen (. Tab. 2.1). Diese sollen nachstehend nur kurz beschrieben werden; für eine vertiefende Darstellung sei auf die Lehrbücher der Humanernährung verwiesen. Proteine, Kohlenhydrate und Fette werden als Haupt- oder Makronährstoffe bezeichnet. Sie bilden, in stark variierenden Anteilen, den Hauptbestandteil der Trockenmasse aller Lebensmittel (. Tab. 2.2) und werden vom Menschen zur Energiegewinnung und zum Aufbau von Körpersubstanz herangezogen. Alle Makronährstoffe müssen im Gastrointestinaltrakt des Menschen zunächst in ihre Oligomere oder Monomere zerlegt werden. Die bei der enzymatischen Hydrolyse im Darm entstehenden Fragmente treten anschließend von Ausnahmen abgesehen durch einfache Diffusion oder spezifische Transportsysteme aus dem Darmlumen über die Darmschleimhaut in Lymphe und Blut über. Mit Hilfe des Blutes gelangen die Nährstoffe schließlich in alle Körperzellen, wo sie vielfältigen biochemischen Auf-, Ab- und Umbauprozessen unterliegen, die unter dem Begriff Intermediärstoffwechsel zusammengefasst werden. . Abb. 2.1 zeigt eine vereinfachte Übersicht über die Bedeutung der Hauptnährstoffe und ihren Stoffwechsel.

2

29

2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

. Tab. 2.2  Zusammensetzung ausgewählter Lebensmittel Wasser

Kohlen­ hydrate

Protein

Fett

Unverdau­ liche Substanza

Lebensmittel

%

%

%

%

%

Kuhmilch, mind. 3,5 % Fett

87,2

4,7

3,3

3,8

Emmentaler Käse, 45 % Fett i. Tr.

35,7

–

28,7

Speisequark, 20 % Fett i. Tr.

78,0

3,6

Hühnerei, gesamt

74,7

Butter

15,3

Margarine

19,2

Rindfleisch, ­Oberschale

kJ/100 g

kcal/ 100 g

0,7

279

67

29,7

4,0

1.678

400

12,2

5,1

0,8

457

109

0,3

12,5

11,4

0,9

645

155

0,6

0,7

83,2

0,1

3.090

751

0,2

80,0

0,3

2.970

722

73,4

–

20,9

4,5

1,1

522

124

Schweinefleisch, Kamm

67,0

–

18,3

13,8

1,0

822

197

Huhn, Brathuhn

69,4

–

19,9

9,6

1,2

694

166

Hering (Ostsee)

71,2

–

18,1

9,2

1,3

646

155

Kabeljau

80,5

–

17,7

0,7

1,2

326

77

Weizengrieß

13,1

69,0

10,3

0,8

7,6

1.364

321

Weizenmehl, Type 405

13,0

71,8

10,6

1,0

4,4

1.424

335

Roggenvollkornbrot

43,8

38,7

7,3

1,2

9,6

818

193

6,0

66,1

10,1

1,4

16,9

1.335

315

Erbse, Samen trocken

11,0

41,2

22,9

1,4

19,3

1.152

271

Kartoffel, gekocht, mit Schale

77,8

14,8

2,0

0,1

2,7

298

70

Knäckebrot

Brokkoli

88,5

2,7

3,8

0,2

4,1

121

29

Möhre

88,2

4,8

1,0

0,2

4,5

109

26

4,4

10,6

17,0

62,5

2,0

2.738

663

84,9

11,4

0,3

0,6

2,3

228

54

Walnuss Apfel Banane

73,9

20,0

1,2

0,2

2,7

374

88

Erdbeerkonfitüre

35,0

62,6

0,3

0,2

0,2

1.088

256

Vollbier, hell

90,6

2,9

0,5

–

0,2

163

39

aBallaststoffe

– keine Angabe (Souci SW et al. 2016)

30

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

Kohlenhydrate

Proteine

2

Fette

Verdauung Aminosäuren, Di- und Tripeptide

Monosaccharide

Glycerol, Fettsäuren Glykogen

Aminosäuren

Glucose

Glycerol, Fettsäuren

nicht-essenzielle Aminosäuren

α-Ketosäuren

Pyruvat

Acetyl-CoA

körpereigene Proteine

Harnstoff (Ausscheidung)

Energiegewinnung

Körperfett

CO2 + H2O

. Abb. 2.1  Stoffwechsel und Bedeutung der Hauptnährstoffe

Der Abtransport der Stoffwechselendprodukte erfolgt über das Blut. Gut wasserlösliche Stoffe werden vorwiegend über die Nieren eliminiert, Substanzen mit eher lipophilem Grundcharakter unterliegen hingegen in der Leber Funktionalisierungsund Konjugationsreaktionen (Phase-I- und Phase-II-Reaktionen), um sie in besser wasserlösliche Derivate zu überführen. Sie gelangen schließlich aus der Leber mit der Gallenflüssigkeit in den Darm und werden mit den Fäzes (Kot) ausgeschieden. Die Abgabe von Kohlendioxid erfolgt über die Lunge; auf diesem Weg wird umgekehrt auch der für Verbrennungsprozesse notwendige Sauerstoff aufgenommen. Als Mikronährstoffe gelten nach klassischem Verständnis Vitamine und Mineralstoffe. Allen Substanzen ist gemeinsam, dass sie nicht der Energieversorgung dienen, wenngleich einige Substanzen auch energetisch verwertet werden können. Der Energiebeitrag ist allerdings aufgrund der geringen Zufuhrmengen unerheblich. Im Vordergrund der Wirkung von Mikronährstoffen stehen katalytische und steuernde Eigenschaften (Vitamine und einige Mineralstoffe), der Aufbau der Hartgewebe (bestimmte Mineralstoffe), Beteiligung an antioxidativen Schutzsystemen (einige Vitamine und Spurenelemente) sowie weitere Stoffwechselwirkungen, die teils mit präventiven Effekten verbunden sind. Vitaminen und Mineralstoffen sind jeweils eigene Kapitel gewidmet sind (7 Kap. 4 und 5).

2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

31

2

2.2.1  Energie Autotrophe Organismen wie grüne Pflanzen sind in der Lage, mit Hilfe des Sonnenlichts Stoffe aufzubauen (Assimilation) und daraus die benötigte Energie zu gewinnen. Demgegenüber ist der Mensch als heterotrophes Lebewesen darauf angewiesen, mit Lebensmitteln organische Substanzen aufzunehmen und sie zur Energiegewinnung abzubauen (Dissimilation). Die Umwandlung von Nahrungsenergie in eine vom Körper verwertbare Energieform wird als Energietransformation bzw. Energiewechsel, manchmal auch nicht ganz korrekt als Energiestoffwechsel, bezeichnet. Der Energiegehalt von Lebensmitteln kann mittels einer Kalorimeterbombe ermittelt werden. Dabei wird der Nährstoff in einem geschlossenen Reaktionsgefäß unter Sauerstoffzufuhr vollständig verbrannt. Die freiwerdende Wärme erwärmt den das Messgefäß umgebenden Wassermantel und kann so quantifiziert werden. Traditionelle Maßeinheit ist dabei die Kalorie (cal) bzw. Kilokalorie (kcal); sie geht zurück auf den lateinischen Begriff „Calor“ (Wärme). Auch wenn diese Einheit inzwischen durch die aus dem internationalen System abgeleitete Größe Joule (J) abgelöst wurde, kommt der Kalorienangabe in den Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften nach wie vor die größere praktische Bedeutung zu. Bei der Umrechnung gelten folgende Faktoren:

1 cal = 4,186 J 1 J = 0,239 cal Die bei vollständiger Verbrennung gebildete und im Bombenkalorimeter gemessene Wärme wird als physikalischer Brennwert bezeichnet. Im Mittel liegt dieser für: 5 Kohlenhydrate bei 17,2 kJ/g (4,1 kcal/g) 5 Fette bei 38,9 kJ/g (9,3 kcal/g) 5 Proteine bei 23,0 kJ/g (5,5 kcal/g) 5 Ethanol bei 29,7 kJ/g (7,1 kcal/g) Im Unterschied dazu kennzeichnet der physiologische Brennwert (synonym: umsetzbare Energie) die Energie, die bei der Oxidation der Nährstoffe im Organismus frei wird. Er entspricht bei Kohlenhydraten, Fetten und Ethanol annähernd dem physikalischen Brennwert, da lediglich geringe Verluste bei der Absorption im Darm auftreten und die Substanzen ansonsten im Organismus vollständig zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden. Demgegenüber liegt der physiologische Brennwert von Proteinen mit 17,2 kJ/g (4,1 kcal/g) deutlich unter dem physikalischen Brennwert, da Aminosäuren keinem vollständigen Abbau unterliegen, sondern Stickstoff überwiegend in Form von Harnstoff zur Ausscheidung gelangt. Dieser stellt noch nicht die Stufe des Endabbaus dar und weist, im Gegensatz zu Kohlendioxid und Wasser, noch einen Energiegehalt auf.

32

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

Atwater-Faktoren

2

In der Praxis werden, beispielsweise bei Nährwertberechnungen, meist die gerundeten physiologischen Brennwerte (sog. Atwater-Faktoren) von 4 kcal/g für Kohlenhydrate bzw. Proteine, 7 kcal/g für Ethanol und 9 kcal/g für Fette verwendet Aufgrund der physiologischen Schwankungsbreite sowie der Unterschiede im Energiegehalt einzelner Substanzen sind die Werte als ausreichend genau anzusehen. Die Bezeichnung geht auf Wilbur Olin Atwater (1844–1907) zurück. Diese Faktoren werden auch in der Verordnung (EU) 1169/2011 (Lebensmittelinformationsverordnung) zugrunde gelegt.

Bei der Energiegewinnung im Organismus erfolgt eine schrittweise Oxidation der verschiedenen Nährstoffe. Der dabei freiwerdende Wasserstoff gelangt mit Hilfe wasserstoffübertragender Coenzyme in die mitochondriale Atmungskette. Dort findet unter Nutzung des eingeatmeten Sauerstoffs eine „Quasi-Knallgasreaktion“ statt. Dabei erfolgt die Elektronenübertragung im Gegensatz zur Knallgasreaktion nicht in einem Schritt, sondern über verschiedene Redoxkaskaden. Ein großer Teil der bei den Abbauschritten abgegebenen Energie (etwa 60 %) wird in Wärme umgewandelt, die zur Aufrechterhaltung der Körpertemperatur beiträgt oder abgegeben wird. Die restliche Energie dient dazu, einen Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran aufzubauen, der die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) antreibt. ATP zeichnet sich durch energiereich gebundene Phosphatreste aus, deren hydrolytische Abspaltung Energie freisetzt, die für alle Lebensvorgänge genutzt werden kann. Hierzu zählen neben Aufbau, Erhalt und Erneuerung körpereigener Substanzen auch die mechanische Arbeit sowie die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und der chemischen und osmotischen Gradienten (. Abb. 2.2). Der Gesamtenergiebedarf des Menschen setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen: 5 Der Grundumsatz (GU, engl. Basal Energy Requirement, BMR) dient dem Energieverbrauch im Ruhezustand (12 h nach der letzten Nahrungsaufnahme bei völliger Ruhe und 20° C Umgebungstemperatur). Er resultiert aus den Grundfunktionen des Organismus (z. B. Arbeit von Herz, Lunge, Nieren, Leber und Aufrechterhaltung osmotischer Gradienten) und liegt bei etwa 1 kcal pro Stunde und kg Körpergewicht. Der Grundumsatz ist von verschiedenen Faktoren wie Alter, Geschlecht, Körperoberfläche und physiologischem Status abhängig. Bei Frauen liegt er aufgrund des geringeren Anteils an Muskelmasse etwa 10 % niedriger als bei Männern. 5 Der Leistungsumsatz bezeichnet den über den Grundumsatz hinausgehenden Energieumsatz. Er ergibt sich aus verschiedenen Einzelkomponenten. Am bedeutsamsten ist der durch normale Bewegungsabläufe in Alltag, Beruf und Freizeit hervorgerufene Mehrbedarf an Energie. Je nach Arbeitsschwere und Freizeitverhalten können dabei verschiedene Physical Activity Level (PAL) miteinbezogen werden. Hinzu kommt der zusätzliche Energiebedarf für die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur sowie für spezielle Leistungen (Wachstum, Schwangerschaft, Stillzeit). Auch psychische Belastungen und Stress führen zu einer leichten Erhöhung des Energieumsatzes.

Fette

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2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

Proteine Alkohol

Kohlenhydrate oxidativer Abbau über Citratcyclus und Atmungskette

Adenosintriphosphat (ATP)

Mechanische Arbeit

Biosynthesen

Thermoregulation

Aufrechterhaltung

Muskelkontraktionen, Kreislauf, Atmung, Bewegung

Wachstum, Regeneration der Körpersubstanz, Reproduktion, Laktation

Aufrechterhaltung der Köpertemperatur

chemischer und osmotischer Gradienten

. Abb. 2.2  Bildung und Verbrauch von Adenosintriphosphat (nach Leitzmann C et al. 2009)

5 Auch die Verwertung der Nährstoffe selbst ist mit Energieaufwand (z. B. für Transport, Metabolisierung und Speicherung) verbunden. Die mit diesen Vorgängen verbundene Wärmebildung wird als nahrungsinduzierte Thermogenese (auch: spezifisch-dynamische Wirkung der Nährstoffe) bezeichnet. Das Ausmaß der Thermogenese ist abhängig von der Makronährstoffrelation der aufgenommenen Nahrung. Bei Fetten beträgt der Anteil der Thermogenese 3–4 %, bei Kohlenhydraten bereits 5–9 %. Bei Proteinen werden durch die besonders vielfältigen und umfangreichen Prozesse sogar 15–20 % der enthaltenen Energie für die nahrungsinduzierte Thermogenese benötigt. Die Energieausbeute einer sehr proteinreichen Ernährung ist daher geringer als die einer fettreichen Ernährung, was im Hinblick auf die häufig deutlich überhöhte Energieaufnahme günstig zu bewerten ist. Eine übliche Mischkost ist mit einer Thermogenese von etwa 7–13 % der aufgenommenen Energie verbunden. 5 Der Begriff fakultative Thermogenese kennzeichnet in Abgrenzung zur nahrungsinduzierten Thermogenese die Wärmeproduktion, die nicht zwangsläufig im Stoffwechsel anfällt. Sie hängt vor allem von der Umgebungstemperatur ab und wird z. B. durch Kälte, Coffein und Nicotin gesteigert. 2.2.2  Kohlenhydrate Kohlenhydrate (7 Kap. 8) dienen im Pflanzenreich als Bau- und Reservestoffe und sind deshalb primär in pflanzlichen Lebensmitteln zu finden. Aus ernährungsphysiologischer Sicht werden den Kohlenhydraten im engeren Sinne, abweichend von der

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Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

chemischen Einteilung, nur solche Stoffe zugerechnet, die von den menschlichen Verdauungsenzymen abgebaut werden können. Unverdauliche Polysaccharide wie Cellulose oder Pektine besitzen hingegen Ballaststoffcharakter (7 Abschn. 2.2.5). In vom Tier stammenden Lebensmitteln kommen Kohlenhydrate nur in vernachlässigbaren Mengen vor. Ausnahmen bilden Milch und einige Milchprodukte, die einen nennenswerten Gehalt des Disaccharids Lactose aufweisen, sowie Muskelfleisch und Leber, die noch Restmengen des tierischen Reservekohlenhydrates Glycogen enthalten können. Quantitativ bedeutsamstes Nahrungskohlenhydrat ist Stärke, welche vorwiegend über Getreide und Gemüse zugeführt wird. Früchte enthalten vor allem Monosaccharide wie Glucose und Fructose, dasselbe gilt für Honig. Unter den Disacchariden kommt der Saccharose eine besondere Bedeutung zu, da sie in großem Umfang industrielle Verwendung findet und als Haushaltszucker verzehrt wird. Sie findet sich aber auch in Obst. Als Süßungsmittel dienen darüber hinaus u. a. Glucosesirup, der durch enzymatische Hydrolyse von Stärke gewonnen wird, sowie – besonders in Nordamerika – aus Mais gewonnener und teilisomerisierter fructosereicher Sirup (HFCS , High Fructose Corn Sirup, 7 Abschn. 18.2). Die bei der Kohlenhydratverdauung entstehenden Monosaccharide (vor allem Glucose sowie kleinere Mengen an Fructose und Galactose) gelangen über spezifische Carriersysteme (teils aktiv, teils passiv) zur Absorption. Von praktischer Bedeutung ist die Tatsache, dass der für Fructose und auch für Zuckeraustauschstoffe wie Sorbit und Xylit zuständige Transporter eine vergleichsweise geringe Transportrate aufweist. Aus diesem Grund führt die Aufnahme größerer Mengen dieser Substanzen zu deren Akkumulation im Darm und zu einem osmotisch bedingten Wassereinstrom; Diarrhoen sind die mögliche Folge. Kohlenhydrate erfüllen verschiedene physiologische Funktionen: 5 Energiegewinnung 5 Energiespeicherung (Muskel- und Leberglycogen) 5 Synthese von Triglyceriden 5 Biosynthese nicht-essenzieller Aminosäuren 5 Synthese von DNA und RNA 5 Synthese von Glycoproteinen (z. B. Membranproteine) und Glucosaminoglucanen (z. B. Bindegewebsgrundsubstanz) Im Zentrum des Kohlenhydratstoffwechsels steht Glucose. Sie stellt das quantitativ bedeutsamste Energiesubstrat dar und wird in allen Organen zur Energiegewinnung genutzt. Zentralnervensystem (ZNS), Erythrocyten und Nierenmark zählen zu den obligat glucoseabhängigen Organen und können ihre Energie normalerweise ausschließlich durch den Abbau dieses Monosaccharids decken. Um die kontinuierliche Versorgung des Organismus mit Glucose zu gewährleisten, wird der Glucosespiegel des Blutes innerhalb enger Grenzen durch Insulin, Glucagon und andere Hormone reguliert. Nicht zur Energiegewinnung herangezogene Glucose kann in Form von Glycogen in Leber und Muskulatur gespeichert oder in Triglyceride umgewandelt werden. Außerdem stellt Glucose das Ausgangssubstrat für zahlreiche Synthesen dar, z. B. Bindegewebsgrundsubstanz, Galactose, nicht-essenzielle Aminosäuren. Kohlenhydrate sind keine essenziellen Nährstoffe im engeren Sinne, da sie vom Organismus im Rahmen der Gluconeogenese selbst gebildet werden können. Allerdings sollte der Anteil in der Nahrung nicht unter 25 Energie-% sinken, um eine

2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

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Ketoacidose zu vermeiden. Nach der derzeitigen Auffassung der meisten Fach-

gesellschaften sollten Kohlenhydrate einen Anteil von mindestens 50 % der täglichen Energiezufuhr ausmachen, die Fettzufuhr hingegen maximal 30 Energie-%. Diese rigiden Vorgaben zur Nährstoffrelation sind zunehmend in der Diskussion (7 Abschn. 2.2.3). Glycämischer Index ↔ Glycämische Last

Der Glycämische Index (GI) erlaubt es, die Wirkung verschiedener Kohlenhydratquellen auf den Blutglucosespiegel zu vergleichen. Dabei wird der Blutzuckerverlauf über eine bestimmte Zeit (bestimmt als Fläche unter der Blutzuckerkurve; Area Under Curve, AUC) nach Gabe des Testlebensmittels (entsprechend einer Menge von 50 g Glucose) mit der eines Referenzlebensmittels (Glucose oder Weißbrot) verglichen. Je höher der Wert, umso ausgeprägter ist die glycämische Wirkung eines Lebensmittels. Gekochte Kartoffeln weisen beispielsweise einen GI von 85 auf, Vollkornspaghetti von lediglich 37. Die Glycämische Last (GL) berücksichtigt zusätzlich die mit einem Lebensmittel verzehrte Kohlenhydratmenge. Sie ergibt sich als Produkt aus dem GI eines Lebensmittels und der Kohlenhydratmenge in 100 g.

In jüngerer Zeit wird aus präventivmedizinischer Sicht und im Zusammenhang mit Gewichtsreduktionsprogrammen häufig der Glycämische Index (GI) bzw. die Glycämische Last (GL) eines Lebensmittels mit in die Betrachtung einbezogen. Der GI ist ein Maß für den durch ein Lebensmittel hervorgerufenen Anstieg des Blutglucosespiegels. Einflussfaktoren sind hierbei der Gehalt an Ballaststoffen, Fetten und Proteinen, die rheologischen Eigenschaften des Lebensmittels (z. B. Viskosität) und der Gehalt an Enzyminhibitoren. Die glycämische Last berücksichtigt zusätzlich den Kohlenhydratgehalt eines Lebensmittels. Es wird diskutiert, dass ein hoher GI bzw. GL das Risiko für Adipositas, Diabetes mellitus Typ 2 und Fettstoffwechselstörungen begünstigt; eine abschließende Bewertung ist derzeit noch nicht möglich. 2.2.3  Fette

Zu den Fetten (Lipiden, 7 Kap. 7) zählen chemisch unterschiedliche Substanzen wie Triacylglycerine (Triglyceride), freie Fettsäuren, Phosphoglyceride, Sphingolipide, Terpene (z. B. die fettlöslichen Vitamine A, E und K) sowie Steroide (z. B. Cholesterol) und deren Ester. Ihre Gemeinsamkeit besteht darin, dass sie in Wasser nicht löslich, aber mit unpolaren Lösungsmitteln gut extrahierbar sind. Diese Eigenschaft ist für die Strukturbeeinflussung der Lebensmittel ebenso von Bedeutung wie für den Stoffwechsel und für zahlreiche Eigenschaften der Fette im Organismus. Fette sind ein typischer Reservestoff des tierischen Organismus, vor allem weil sie bezogen auf die Masse einen mehr als doppelt so hohen Brennwert wie Kohlenhydrate aufweisen

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Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

(7 Abschn. 2.2.1). Umgekehrt finden sich in pflanzlichen Lebensmitteln, von einigen Ausnahmen abgesehen (z. B. Ölfrüchten und -saaten wie Oliven, Avocados, Nüssen, Sonnenblumenkernen), meist niedrige Fettgehalte. Nahrungsfette bestehen bis zu 98 % aus Triglyceriden. Ihre physiko-chemischen (z. B. Schmelzpunkt, Stabilität) und physiologischen (z. B. Verdaulichkeit, Einflüsse auf Blutfluss und Blutfettwerte) Eigenschaften ergeben sich aus der jeweiligen Fettsäurezusammensetzung. Voraussetzung für die Verdauung der Fette ist ihre Emulgierung durch Gallensalze und Phospholipide zu Mizellen, die den idealen Kontakt zur Dünndarmschleimhaut herstellen. Keiner Emulgierung bedürfen kurz- und mittelkettige Fettsäuren sowie synthetisch gewonnene Triglyceride mit ausschließlich mittelkettigen Fettsäuren (MCT-Fette, 7 Abschn. 7.1), die leichter verdaut und absorbiert werden können und daher bei verschiedenen Darmerkrankungen Verwendung finden. MCT weisen auch einen um ca. 10 % geringeren Energiegehalt auf als Triglyceride langkettiger Fettsäuren. Da sie gleichzeitig zu einer höheren nahrungsinduzierten Thermogenese führen, wurden sie verschiedentlich als Möglichkeit zur Gewichtsreduktion diskutiert. MCT-Fette führen in größeren Mengen allerdings zu gastrointestinalen Beschwerden und lassen sich auch praktisch nicht in einen normalen Speiseplan integrieren. Zudem sind die Effekte nur von kurzer Dauer und lassen bereits nach ca. zwei Wochen nach. Grund hierfür ist vermutlich eine physiologische Anpassung. Der Transport von Fetten im Blut erfolgt in Form von Lipoproteinen. Hierbei handelt es sich um komplexe Aggregate aus verschiedenen Lipiden und Proteinen, die als Lösungsvermittler dienen. Lipoproteine können aufgrund ihrer Dichte in unterschiedliche Fraktionen eingeteilt werden und erfüllen verschiedene Aufgaben im Organismus. Den jeweiligen Proteinanteilen (Apoproteinen) kommen dabei spezifische Funktionen zu; so dienen sie beispielsweise als Rezeptoren bei der Aufnahme von Lipoproteinen in Körperzellen. In ernährungsphysiologischer Hinsicht übernehmen Fette verschiedene Aufgaben: 5 Energiegewinnung 5 Energiespeicherung (Fettgewebe) 5 Schutz von Organen vor Verletzungen 5 Zellkompartimentierung (Membranaufbau) und neuronale Erregungsleitung 5 Endokrine Funktionen (Steroidhormone sind Cholesterolderivate) 5 Lokale Mediatoren (Derivate von C20-Polyenfettsäuren) In Form der Triglyceride sind sie für den Menschen wesentliche Energielieferanten. Fettsäuren können von den meisten Organen effektiv zur ATP-Gewinnung genutzt und zudem in den Fettzellen (Adipocyten) gespeichert werden. Ein Kilogramm Fettgewebe entspricht dabei ca. 28.000 kJ (7.000 kcal), so dass bereits bei Normalgewicht erhebliche Energiespeicher zur Verfügung stehen. Der Mensch ist grundsätzlich befähigt, Fettsäuren selbst zu synthetisieren und auch zu desaturieren. Dies gilt allerdings nicht für bestimmte Polyenfettsäuren der ω-6sowie der ω-3-Reihe, die essenzielle Nahrungsbestandteile darstellen. Diese Fettsäuren sind dadurch charakterisiert, dass sie ausgehend vom Methylende am sechsten bzw. dritten C-Atom die erste Doppelbindung aufweisen. Nach klassischem Verständnis gelten nur die 18-C-Fettsäuren Linolsäure (C18:2 ω-6) sowie α-Linolensäure (C18:3 ω-3) als essenziell. Die Synthese der längerkettigen Derivate dieser ­Polyenfettsäuren

2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

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ist aufgrund der enzymatischen Ausstattung des Stoffwechsels möglich. Da die endogene Synthese von Polyenfettsäuren mit 20 und mehr C-Atomen aus den entsprechenden C18-Vorläufermolekülen insgesamt mit geringer Effizienz erfolgt, wird zunehmend diskutiert, ob die langkettigen Derivate zumindest als semi-essenzielle Verbindungen anzusehen sind. Hierzu zählen die typischerweise in einigen Fettfischen vorkommenden ω-3-Fettsäuren Eicosapentaensäure (EPA) und Docosahexansäure (DHA). Essenzielle Fettsäuren dienen unter anderem dem Organismus als Membranbestandteile sowie zur Synthese von Oxylipinen. Diese oxidierten Fettsäurederivate besitzen vielfältige Funktionen. Bisher am besten untersucht ist dabei die Untergruppe der Eicosanoide. Zu diesen lokalen Mediatoren mit hormonartigen Wirkungen zählen Prostaglandine, Prostacycline, Thromboxane und Leukotriene. Omega „ω“

Abweichend von der üblichen chemischen Nomenklatur wird die Lage der ersten Doppelbindung bei den ernährungsphysiologisch bedeutsamen Polyenfettsäuren vom Methylende zählend angegeben und mit dem Präfix ω bezeichnet (omega, letzter Buchstabe des griechischen Alphabets, als Zeichen für Ende). Eine Kettenverlängerung und weitere Desaturierungen sind immer nur zwischen dieser Doppelbindung und dem Carboxylende möglich, so dass sich in lebensmittelchemischer und physiologischer Hinsicht drei wesentliche Fettsäurefamilien ergeben: ω-9 (nicht-essenziell) sowie ω-6 und ω-3 (essenziell). Kettenlänge und Zahl der Doppelbindungen innerhalb der jeweiligen Familie variieren, die Position der letzten Doppelbindung bleibt aber unverändert.

Cholesterol (Cholesterin) ist ein integraler Bestandteil der Zellmembranen sowie Ausgangssubstanz für die Bildung von Steroidhormonen, Gallensäuren und Vitamin D (s. 7 Abschn. 4.8; 7 Abschn. 7.3). Die Aufnahme erfolgt praktisch ausschließlich über Lebensmittel tierischen Ursprungs, wobei Eigelb sowie fette Fleisch- und Wurstwaren besonders cholesterolreich sind. Der Mensch ist nicht auf die Cholesterolzufuhr mit Lebensmitteln angewiesen, sondern zur Eigensynthese des Stoffes befähigt. Eine erhöhte Fettzufuhr gilt gemeinhin als Risikofaktor für die Entstehung verschiedener ernährungsassoziierter Erkrankungen (7 Abschn. 2.6). Daher wird von verschiedenen Fachgesellschaften, so auch in Deutschland von der DGE empfohlen, die Fettzufuhr auf 30 Energie-% zu beschränken. Bei einer durchschnittlichen täglichen Energiezufuhr von 10 MJ (2.400 kcal) entspricht dies einer Menge von ca. 80 g. Die tatsächliche Fettzufuhr liegt in Deutschland bei ca. 36 Energie-% (Männer) bzw. 35 Energie-% (Frauen). Inzwischen deuten Studien darauf hin, dass der Höhe der Fettzufuhr keine Bedeutung im Hinblick auf das Risiko für verschiedene Erkrankungen wie Diabetes mellitus, Schlaganfall, koronarer Herzkrankheit (KHK) oder Krebs zukommt. Lediglich bei Adipositas ist ein entsprechender Bezug wahrscheinlich. Sofern die Energiezufuhr dem individuellen Bedarf entspricht, beeinflusst der relative Fettanteil aber auch in diesem Fall nicht das Erkrankungsrisiko.

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Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

Wichtiger als eine generelle Reduktion des Fettanteils in der Nahrung ist damit eine Verbesserung der Fettqualität, insbesondere eine Verminderung der Aufnahme an gesättigten Fettsäuren und trans-Fettsäuren. Allerdings sind auch die einzelnen gesättigten Fettsäuren in physiologischer Hinsicht differenziert zu betrachten. Die Aufnahme an trans-Fettsäuren ist in Deutschland insgesamt gering, weil technologische Verbesserungen dazu beigetragen haben, ihren Gehalt in bedeutsamen Lebensmittelzutaten wie Margarine bzw. Ölen und damit hergestellten Produkten zu reduzieren. Eine erhöhte Zufuhr findet sich allerdings bei Jugendlichen und Erwachsenen mit hohem Fast-Food-Konsum. 2.2.4  Proteine Proteine (7 Kap. 9) stellen eine strukturell wie funktionell vielfältige Stoffgruppe dar. Charakteristisch ist ihr Aufbau aus einzelnen Aminosäuren, die über Peptidbindungen zu Polymeren verknüpft sind. Ausgangsbasis für die Synthese von Proteinen sind die 21 durch Codons genetisch determinierten Aminosäuren. Galten früher nur 20 Aminosäuren als proteinogen, so wird inzwischen auch Selenocystein hierzu gerechnet. Die sich zwischen den Seitenketten der verschiedenen Aminosäuren ausbildenden Wechselwirkungen (7 Abschn. 9.1) ergeben in Abhängigkeit von der jeweiligen Primärstruktur (Aminosäuresequenz) für jedes Protein eine spezifische Sekundär- und Tertiärstruktur, die sowohl für die Funktionalität in Lebensmitteln als auch für ihre jeweilige Bedeutung im Stoffwechsel des Menschen entscheidend ist. So dienen Proteine u. a. als Strukturund Funktionsbestandteile von Zellen und Geweben, Enzyme, Hormone, Antikörper, Rezeptoren, Transportproteine und Blutgerinnungsfaktoren. Proteinreich sind viele vom Tier stammende, aber auch einige pflanzliche Lebensmittel, wie z. B. Leguminosen (Soja, Erbsen, Bohnen) (. Tab. 2.2). Nahrungsproteine werden nicht als solche vom Menschen verwertet. Sie stellen vielmehr Lieferanten von Aminosäuren dar. Der Beitrag eines Lebensmittels zur Proteinversorgung hängt somit nicht allein von dessen Proteingehalt ab, sondern gleichermaßen vom Aminosäureprofil, das heißt dem Anteil der einzelnen Aminosäuren am Gesamtprotein. Eine Denaturierung von Proteinen durch Verarbeitungsprozesse erhöht die Proteinverdaulichkeit zunächst. Insbesondere eine starke thermische Behandlung führt hingegen zu einer verminderten Verfügbarkeit einzelner Aminosäuren aufgrund der Maillard-Reaktion. Im Gastrointestinaltrakt werden Nahrungsproteine enzymatisch in Di- und Tripeptide sowie zu freien Aminosäuren hydrolysiert und in dieser Form in die Darmschleimhautzellen aufgenommen. Aufgenommene Peptide unterliegen dort einer vollständigen Hydrolyse, so dass ausschließlich freie Aminosäuren über das Blut zu den Körperzellen gelangen. Dort dienen sie verschiedenen Funktionen: 5 Synthese körpereigener Proteine (Strukturproteine, Enzyme, Hormone, Rezeptoren, Immunglobuline, Gerinnungsfaktoren, Carrier, kontraktile Proteine u. a.) 5 Bildung von Transmittern und biogenen Aminen (z. B. Serotonin, Adrenalin, Histamin) 5 Bereitstellung der Aminogruppe für die Bildung von Purinen, Pyrimidinen, Porphyrinen, Creatin, Carnitin u. a.

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2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

2

5 Ausgangssubstrat für die körpereigene Glucosebildung (nur glucogene Aminosäuren) 5 Energiegewinnung Beim Fasten kommt es beispielsweise zu einem verstärkten Abbau von Muskelproteinen, weil der Organismus einen Teil der freiwerdenden Aminosäuren nutzt, um daraus in der Gluconeogenese Glucose für die obligat glucoseabhängigen Organe (7 Abschn. 2.2.2) zu bilden. Als glucogene Aminosäuren fungieren dabei nur solche, bei deren Abbau Pyruvat oder Zwischenprodukte des Citratcyclus entstehen, die in die Gluconeogenese eingeschleust werden können. Unter physiologischen Aspekten bedeutsam ist die Tatsache, dass der menschliche Organismus die Mehrzahl der 21 proteinogenen Aminosäuren selbst bilden kann, sofern ihm insgesamt genügend Aminosäuren zur Verfügung stehen. Hierzu gewinnt er die notwendigen Kohlenstoffgerüste in Form von 2-Oxosäuren (α-Ketosäuren) aus anderen Stoffwechselwegen (z. B. Glycolyse, Citratcyclus) und überführt diese durch Transaminierung in die korrespondierenden Aminosäuren. Diesen nicht-essenziellen Aminosäuren stehen die essenziellen Aminosäuren (vgl. hierzu auch 7 Abschn. 9.2) gegenüber, deren Eigensynthese nicht möglich ist und die daher mit der Nahrung zugeführt werden müssen. Viele früher als nicht-essenziell angesehene Aminosäuren sind aus heutiger Sicht als semi-essenziell (bedingt-essenziell) einzustufen, da ihre Synthese beim Fehlen anderer Aminosäuren oder dem Vorliegen bestimmter Erkrankungen unzureichend ist (. Tab. 2.3). Der ernährungsphysiologische Wert eines Nahrungsproteins hängt davon ab, wie gut es geeignet ist, den Bedarf des Organismus an essenziellen Aminosäuren zu decken. Als Maß für die Qualität dient dabei die Biologische Wertigkeit (BW). Der Wert eines einzelnen Nahrungsproteins für die menschliche Ernährung wird durch

. Tab. 2.3  Einteilung der Aminosäuren nach ihrer Essenzialität für den Menschen Essenzielle Aminosäuren

Bedingt-essenzielle Aminosäuren

Nicht-essenzielle Aminosäuren

Histidin

Arginin

Alanin

Valin

Cystein

(Asparagin)a

Leucin

Glutamin

Asparaginsäure

Isoleucin

Glycin

Glutaminsäure

Lysin

Prolin

Serin

Methionin

Tyrosin

Phenylalanin

(Asparagin)a

Threonin Tryptophan aAngaben

in der Fachliteratur widersprüchlich (Hahn A et al. 2016)

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Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

diejenige essenzielle Aminosäure begrenzt, welche im jeweiligen Protein die Verwertbarkeit begrenzt (limitierende Aminosäure). In Weizen, Roggen und Reis ist dies Lysin, in Mais Tryptophan und in Leguminosen Methionin. Vom Tier stammende Proteine weisen im Allgemeinen eine günstigere, weil dem menschlichen Organismus nahe kommende Aminosäurerelation und damit eine höhere BW auf. In der Ernährungspraxis ist die BW heute weitgehend ohne Bedeutung, da die Mischung verschiedener Proteine mit unterschiedlichen limitierenden Aminosäuren die BW verbessert und zu einem Aufwertungseffekt (Ergänzungswert) führt. Zudem wird im Allgemeinen eine insgesamt den Bedarf überschreitende Proteinmenge aufgenommen. Sie liegt im Durchschnitt bei ca. 14 % der Energiezufuhr, das entspricht etwa 85 g/d für Männer und 64 g/d für Frauen. Die auf das Körpergewicht bezogene empfohlene Proteinaufnahme von Erwachsenen ohne besondere Anforderungen sollte mindestens 0,8 g/kg Körpergewicht pro Tag betragen. Ab einem Alter von 65 Jahren wird die notwendige Zufuhr auf täglich 1,0 g/kg Körpergewicht geschätzt. 2.2.5  Ballaststoffe

Unter dem Begriff Ballaststoffe (7 Abschn. 8.7.15) werden organische Nahrungsbestandteile zusammengefasst, die von den menschlichen Verdauungsenzymen nicht oder nur teilweise abgebaut werden können. Allen Substanzen ist gemeinsam, dass sie nicht der Energieversorgung dienen, wenngleich einige Komponenten geringe Energiemengen liefern. Ballaststoffe lassen sich nach verschiedenen Kriterien einteilen. In chemischer Hinsicht handelt es sich um eine heterogene Stoffgruppe, wobei sich neben Sacchariden auch einige wenige Nichtsaccharide finden. Quantitativ dominieren komplexe Kohlenhydrate, vor allem Nicht-Stärke-Polysaccharide wie Cellulose und Hemicellulosen, sowie resistente Stärken, die aufgrund ihrer physikalischen Struktur enzymatisch schwer zugänglich sind. Sie finden sich natürlicherweise in einigen Lebensmitteln (grob geschrotetes Getreide, unreife Bananen, rohe Kartoffeln) und entstehen zudem durch Retrogradation beim Abkühlen von zuvor thermisch behandelter Stärke. Ballaststoffcharakter besitzen auch das aus der Gerüstsubstanz von Pflanzenzellen stammende Pektin, Samenschleime (z.  B. Leinsamenschleim, Psyllium), Pflanzenexsudate (z. B. Gummi arabicum, Traganth) und Extrakte von Meeresalgen (z. B. Agar-Agar, Carrageen). Ebenfalls nicht oder nur partiell verdaulich sind einige Di- und Oligosaccharide, beispielsweise Raffinose und Stachyose aus Leguminosen oder das in geringen Konzentrationen in ultrahocherhitzter sowie sterilisierter Milch vorkommende Disaccharid Lactulose, das durch Isomerisierung von Lactose entsteht. Zu den Nichtsaccharid-Ballaststoffen zählen der Lignin (Holzstoff) ein aus Phenylpropanderivaten aufgebaut Makromolekül und Cutin, ein verestertes Polymer, aus der Wachsschicht vieler Pflanzen. Ballaststoffe finden sich in allen unverarbeiteten Pflanzen, wobei ihre Gesamtmenge ebenso variiert wie der Anteil der einzelnen Ballaststofffraktionen. Auch Sorte, Alter und Wachstumsphase nehmen Einfluss auf den Ballaststoffgehalt. Die wesentlichen Ballaststoffquellen in der menschlichen Ernährung sind Vollkornprodukte,

2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

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Hülsenfrüchte und Gemüse. Obst enthält im Allgemeinen geringere Ballaststoffmengen. Bei der Verarbeitung von Lebensmitteln werden außerdem verschiedene Ballaststoffe wie Pektin oder Carrageen verwendet, um die rheologischen Eigenschaften der Produkte zu modifizieren. Insgesamt kommen dabei aber vergleichsweise geringe Mengen zum Einsatz, die nicht nennenswert zur Ballaststoffversorgung des Menschen beitragen. Die physiologischen Eigenschaften der Ballaststoffe beruhen auf ihren physikalischen Merkmalen, nicht auf definierten biochemischen Funktionen im Stoffwechsel. Viele der Eigenschaften ergeben sich dabei durch Wechselwirkungen mit Wasser. Aus diesem Grund ist es üblich, Ballaststoffe in lösliche, stark Wasser einlagernde Substanzen, sowie nicht lösliche Stoffe zu unterteilen. Erstere werden auch als Quell-, letztere als Füllstoffe bezeichnet. Wasserlösliche Ballaststoffe, wie Pektine und Pflanzengummis, zeichnen sich durch eine ausgeprägte Wasserbindungskapazität aus (1 g Pektin bindet bis zu 60 g Wasser) und bilden Gele. Demgegenüber lagern wasserunlösliche Ballaststoffe nur eine geringe Menge an Wasser ein (1 g Cellulose bindet 3 g Wasser). Ist der Anteil an Cellulose hoch, entstehen Dispersionen. Die unterschiedlichen Eigenschaften der Ballaststoffe wie Faserstruktur, Wasserbindungsvermögen und Quellfähigkeit sowie Adsorptions- und Ionenaustauschvermögen führen zu zahlreichen physiologischen Effekten im Gastrointestinaltrakt, aber auch auf systemischer Ebene. So bewirkt eine ballaststoffreiche Nahrung einen erhöhten Kauaufwand; entsprechend wird bis zur Sättigung weniger Energie aufgenommen. Die größere Magenfüllung verlängert in Verbindung mit der erhöhten Viskosität des Chymus (Speisebrei) zudem die Magenverweildauer, so dass die Sättigung länger anhält. Im Dünndarm wird insbesondere die Digestion und Absorption von Kohlenhydraten verzögert, so dass es zu einem verlangsamten und gleichmäßigeren Anstieg des Blutglucosespiegels kommt. Demgegenüber bewirkt die verstärkte Füllung des Dickdarmes, dass die Darmperistaltik zunimmt und sich die Stuhlentleerungsrate erhöht. Auch die Beschaffenheit und Menge des Stuhls wird verändert (u. a. Zunahme des Wasseranteils). Vor allem lösliche Ballaststoffe können von Darmbakterien als Nahrungssubstrate genutzt werden, so dass das Wachstum erwünschter Bakterien (z. B. Lactobacillen, Bifidobakterien) ansteigt, während gleichzeitig das Wachstum unerwünschter Keime unterdrückt wird. Hierzu trägt auch bei, dass bei der Fermentation der Ballaststoffe kurzkettige Fettsäuren (Acetat, Propionat, Butyrat) entstehen, die zu einer Absenkung des pHWertes im Dickdarm beitragen und als Energiesubstrat für Darmschleimhautzellen fungieren. Dieser Beitrag zur Energieversorgung ist mit etwa 2 kcal/g und angesichts der Verzehrmenge unerheblich. Inzwischen besteht eine gute Evidenz dafür, dass Ballaststoffe insgesamt oder bestimmte Ballaststoffe das Risiko für Adipositas, Diabetes mellitus Typ 2, Fettstoffwechselstörungen, Bluthochdruck und Darmkrebs reduzieren. Nach den aktuellen Empfehlungen der Fachgesellschaften sollte die Ballaststoffzufuhr mindestens 30  g/d erreichen. Dieser Wert wird jedoch im Mittel der Durchschnittsbevölkerung mit ca. 25 g/d bei Männern und 23 g/d bei Frauen nicht erreicht; Vegetarier (s. 7 Abschn. 2.5) nehmen allerdings deutlich größere Ballaststoffmengen auf.

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Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

2.2.6  Sekundäre Pflanzenstoffe

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Der gesundheitliche Wert von Lebensmitteln ergibt sich nicht nur durch ihre Gehalte an klassischen Nährstoffen und Ballaststoffen, sondern auch durch zahlreiche weitere Inhaltsstoffe. Dabei handelt es sich praktisch ausnahmslos um Bestandteile pflanzlicher Lebensmittel, die heute im deutschen Sprachraum unter dem Begriff sekundäre Pflanzenstoffe (SPS) zusammengefasst werden. International sind die Bezeichnungen Phytochemicals oder Phytonutrients gebräuchlich. Einige gesundheitliche Vorteile eines hohen Verzehrs an Gemüse, Obst und Vollkornprodukten ergeben sich durch die damit einhergehende Aufnahme an SPS. Grundsätzlich handelt es sich um Pflanzenbestandteile, die in den einzelnen Pflanzen lediglich in geringen Mengen vorkommen. Entsprechend wird die Gesamtaufnahme aller sekundären Pflanzenstoffe bei einer gemischten Kost auf etwa 1,5 g/d geschätzt, die auf rund 10.000 unterschiedliche Stoffe entfallen. Den Pflanzen dienen die jeweiligen Substanzen beispielsweise als Abwehr-, Fraßschutz- und Farbstoffe sowie Wachstumsregulatoren. Teils sind sie für bestimmte Pflanzen bzw. Pflanzenarten charakteristisch, teils weit im Pflanzenreich verbreitet. Die Zahl der sekundären Pflanzenstoffe insgesamt wird auf über 100.000 geschätzt, wobei bisher nur vergleichsweise wenige Pflanzen in dieser Hinsicht analysiert wurden. Der Begriff „sekundär“ verdeutlicht, dass sie im Gegensatz zu den primären Pflanzenstoffen (Kohlenhydraten, Proteinen und Fetten) im sekundären Stoffwechsel der Pflanze in geringen Mengen synthetisiert werden. In chemischer Hinsicht sind SPS ausgesprochen heterogen, was bei ihrer Einteilung nicht stringent Berücksichtigung findet. Bei der Klassifizierung der sekundären Pflanzenstoffe hat sich inzwischen weitgehend die in . Tab. 2.4 genannte Einteilung durchgesetzt. Sie berücksichtigt zwar strukturelle Kriterien, basiert aber nicht nur auf chemischen Gesichtspunkten, sondern auch auf den physiologischen Eigenschaften der Substanzen. Je nach Dosis können SPS gesundheitsfördernde wie auch gesundheitsschädliche Wirkungen hervorrufen. Unerwünschte Effekte betreffen vor allem die Nährstoffverfügbarkeit und umfassen beispielsweise die Hemmung von Verdauungsenzymen sowie die Bindung von Mineralstoffen. Aus diesem Grund galten in der Vergangenheit viele der Stoffe als unerwünschte oder gar bedenkliche Lebensmittelbestandteile („antinutritive Pflanzeninhaltsstoffe“). Inzwischen hat sich gezeigt, dass die vor allem in Tierversuchen beobachteten Negativwirkungen unter praktischen Bedingungen weitgehend ohne Relevanz sind. Bei den meisten Stoffen kommen im Rahmen üblicher Verzehrsmengen gesundheitsförderliche Eigenschaften zum Tragen. Eine Ausnahme bilden beispielsweise Solanin und cyanogene Glycoside, die allerdings auch nach heutiger Kenntnis ausschließlich unerwünschte Wirkungen besitzen. Das Wirkspektrum sekundärer Pflanzenstoffe ist vielfältig (. Tab. 2.4) und umfasst u.  a. antioxidative, anticancerogene, antimikrobielle und immunmodulierende Effekte. Belege für diese Wirkungen ergeben sich in erster Linie aus In vitro-Versuchen und Tierexperimenten sowie Beobachtungsstudien. Dagegen liegen bisher wenige Daten aus Interventionsstudien vor, die einen kausalen Nachweis erbringen konnten. Deshalb ist bei vielen Stoffen auch fraglich, in welchem Umfang im Rahmen einer normalen Ernährung beobachtete Effekte der jeweiligen Pflanzenstoffe auch durch die Gabe der Stoffe in isolierter Form erreicht werden können.

Phytoöstrogene –Isoflavone –Lignane –Coumestane

Polyphenole –Flavonoide –Phenolsäuren

Zellwachstum/-differenzierung

Signaltransduktion

Endokrine Effekte

Biotransformation

Antiinflammatorische Aktivität

Antioxidative Abwehr

Signaltransduktion

Immunmodulation

Zellwachstum/-differenzierung

Biotransformation

Antiinflammatorische Aktivität

Antioxidative Abwehr

Immunmodulation

Therapie menopausaler Beschwerden

Prävention der Osteoporose

Prävention von Herz-KreislaufErkrankungen

Prävention von Tumorerkrankungen

Prävention von Herz-KreislaufErkrankungen

Prävention von Tumorerkrankungen

Prävention von Herz-KreislaufErkrankungen

Schutz vor Lichtdermatosen

Zellkommunikation

Zellwachstum/-differenzierung

Prävention von Tumorerkrankungen

Provitamin A-Aktivität antioxidative Abwehr

Carotinoide –Carotine –Xanthophylle

Diskutierte gesundheitliche Wirkung

Funktionsbereiche

SPS

. Tab. 2.4  Übersicht der Hauptgruppen der sekundären Pflanzenstoffe (SPS)

Sojabohnen, Leinsamen, Vollkorngetreide

Gemüse, Obst, Vollkorngetreide, Tee, Kakao

Rote, gelbe, grüne Gemüse- und Obstarten

Vorkommen

>15 %

übrige Flavonoide 3 %

Unerhitzte Lebensmittel 15 %

Bioverfügbarkeit

>5

(Fortsetzung)

Phenolsäuren 200–300

Flavonoide 50–100

5–6

Durchschnittliche Zufuhr (mg/d)

2.2 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe 43

2

Antioxidative Abwehr

Glucosinolate

Monoterpene

Saponine

Lipidstoffwechsel

Phytosterole

Signaltransduktion

Zellwachstum/-differenzierung

Antimikrobielle Aktivität

Zellwachstum/-differenzierung

Immunmodulation

Lipidstoffwechsel

Zellwachstum/-differenzierung

Biotransformation

Antimikrobielle Aktivität

Funktionsbereiche

Prävention von Tumorerkrankungen

Prävention von Tumorerkrankungen

Prävention von Tumorerkrankungen

Prävention von Herz-KreislaufErkrankungen

Prävention gastrointestinaler Tumorerkrankungen

Diskutierte gesundheitliche Wirkung

Zitrusfrüchte und Gewürzpflanzen

Hülsenfrüchte

Kohlgemüse

Samen und Nüsse sowie daraus hergestellte Öle

Vorkommen

>15 %

>3 %

>15 %

3–15 %

Bioverfügbarkeit

24

>24

Spargel, Bohnen, Broccoli

15

24

>24

Karotten, Erbsen, Spinat

18

>24

>24

Blumenkohl

15

24

>24

Kartoffeln, frittiert

24

>24

>24

Rindfleisch, Steak, frisch

12

18

24

Hackfleisch, ungesalzen verpackt

10

>12

>12

Schweinefleisch, frisch

6

12

15

Bacon, nicht geräuchert

2–4

6

12

Geflügel, ausgenommen, gut verpackt

12

24

24

Vollei, flüssig

12

24

>24

Fettfische

4

8

12

Magerfische

8

18

24

Hummer und Krabben

6

12

12

Krebse

6

12

12

Austern

4

10

12

Butter (aus pasteurisierter Sahne)

8

12

15

Sahne, Eiscreme

6

12

18

12

24

>24

Verschiedene Kekse (Schormüller J 1974) a> bedeutet „länger als“

286

10

Kapitel 10 · Lebensmittel­konservierung

Die Lagerung geschieht bei Temperaturen unter −18 °C. Diese Temperatur entspricht nach DIN 8950 einem ∗∗∗-Kühlschrank, der diese Temperatur mindestens erreichen muss. ∗∗-Apparate müssen auf mindestens −12 °C, ∗-Kühlschränke auf −6 °C und tiefer abkühlbar sein. Über die erreichbaren Lagerzeiten verschiedener Lebensmittel in Abhängigkeit von der Temperatur unterrichtet . Tab. 10.3. Das Tiefgefrieren hat es ermöglicht, viele Lebensmittel auch in bereits zubereiteter Form zu lagern und ständig verfügbar zu halten („Convenience Food“). Pflanzliche Lebensmittel werden dabei fast vollständig von vegetativen Keimen befreit (allerdings nicht von Sporen), da sie vor dem Gefrieren blanchiert werden, was durch kurzes Behandeln mit heißem Wasser oder mit Heißdampf erreicht wird. Dadurch werden die Chlorophyllasen zerstört, die sonst eine Gelbfärbung grüner Gemüse bewirken würden. Da beim Blanchieren das Chlorophyll in den äußeren Schichten angereichert wird, sehen tiefgefrorene Erbsen und Bohnen besonders grün aus. Die mikrobiologische Situation beim derartigen Zubereiten von Erbsen zeigt . Abb. 10.4. Durch Tiefgefrieren ist es aber auch möglich, Fisch selbst nach wochenlangen Fangfahrten frisch anzulanden. Die meist zu Blöcken gefrorenen Fische werden an Land aufgetaut, entgrätet und wieder zu Platten gefroren, die dann mittels Band- oder Kreissägen zu Fischstäbchen oder ähnlichen Produkten geformt, evtl. paniert und dann verpackt werden. Bei Gefrierfleisch und Gefrierfisch kann durch Austrocknen der sog. Gefrierbrand auftreten. Er äußert sich in meist braun gefärbten, strohigen Partien. Darüber hinaus sind die in Fleisch und Fisch enthaltenen Fette auch bei den angewandten Lagertemperaturen vom Ranzigwerden bedroht. Daher muss in jedem Falle darauf geachtet werden, dass Tiefgefrierware gut verpackt ist. Dennoch leidet vor allem bei lang gelagertem Rindfleisch das Aroma. Auch Tiefgefriergeflügel erreicht meist den Geschmackswert frischen Geflügels nicht.

. Abb. 10.4  Mikrobenbefall von Erbsen im Verlauf des Einfrierens (nach Desrosier NW 1970)

10.4 · Tiefgefrierlagerung

287

10

Gefrierbrand

Weißlich oder graubraune Flecken und Eiskristalle auf tiefgefrorenen Lebensmitteln sind ein Zeichen für Gefrierbrand. Er kann sich bilden, wenn zu viel Luft in die Verpackung gelangt oder die Verpackung beschädigt ist, so dass die Oberfläche des Gefriergutes austrocknet. Auch durch Unterbrechung der Tiefkühlkette kann Gefrierbrand entstehen.

Tiefgefrierei wird wegen der leichten Verkeimung möglichst unmittelbar nach dem Aufschlagen und Filtrieren der Eier (um Schalenreste, Hagelschnüre etc. abzuscheiden) durch Gefrieren der flüssigen und homogenisierten Masse in geeigneten Behältnisse hergestellt. Dabei ist der Zustand der zu verarbeitenden Eier sorgfältig zu prüfen, da schon ein faules Ei eine ganze Charge mikrobiell verderben kann. Zur Sicherheit wird deshalb häufig vor dem Gefrieren pasteurisiert, wobei die dadurch bewirkte Zerstörung der Eier-eigenen α-Amylase ein Maß für die Salmonellenabtötung sein kann. Gefrierei wird zur Herstellung von Back- und Teigwaren sowie von Mayonnaise verwendet. Gefriersahne wird zur Bevorratung für die Butter- und Speiseeis-Produktion verwendet. Auf diese Weise kann z. B. Sahne aus Sommermilch auch im Winter verbuttert werden (Sommerbutter ist aus Fütterungsgründen häufig besser streichbar als Winterbutter). Um physikalischen Veränderungen der „Fett-in-Wasser-Emulsion“ beim Gefrieren vorzubeugen, wird zunächst auf Fettgehalte um 40–50 % konzentriert. Nach dem natürlich auch hier notwendigen Pasteurisieren (meist bei 85 °C) wird dann in geeigneten Behältnissen eingefroren. Das Tiefgefrieren von Butter und Margarine ist problemlos möglich, dagegen wird Käse beim Einfrieren strukturell so stark verändert, dass seine Abkühlung unter −2 °C nicht empfohlen werden kann. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Erhalt der Vitamine in tiefgefrorenen Lebensmitteln, besonders dem der Ascorbinsäure in Gemüse gewidmet. Derartige Minorbestandteile können auch in der Kälte chemisch abgebaut werden, wobei der Abbau umso langsamer abläuft, je tiefer die Temperatur ist. Dies wird aus den in . Tab. 10.4 angegebenen Daten deutlich. Je tiefer die Lagertemperatur und je kürzer die Lagerzeit ist, desto höher sind die Restgehalte an Ascorbinsäure. Da diese aber besonders leicht thermisch zersetzt wird, ist zu ihrem Erhalt in besonderem Maße auch das Blanchieren zu beachten. Andererseits werden bei diesem Vorgang gerade die Oxidoreductasen (Peroxidase, Katalase) inaktiviert, die Ascorbinsäure in der Kälte oxidieren. β-Carotin wird deshalb auch besonders in nicht blanchiertem Gemüse bei der Lagerung angegriffen, während der Abbau nur etwa 20 % beträgt, wenn die Enzyme vorher deaktiviert wurden. Die Gruppe der B-Vitamine ist bei diesen Prozessen recht stabil. Das Auftauen von tiefgefrorenen Produkten sollte bei möglichst niedrigen Temperaturen geschehen, um so die Vermehrung und Toxinabscheidung eventuell vorhandener Keime möglichst zu inhibieren. Zum schnellen Auftauen bietet sich am besten die Mikrowellenerhitzung an, die zusätzlich die unmittelbare Zubereitung des Lebensmittels ermöglicht.

288

Kapitel 10 · Lebensmittel­konservierung

. Tab. 10.4  Die Erhaltung des Vitamin C in Gefriergemüse während der Lagerung Vitamin C vor der Lagerung

Lagerdauer

Gemüse

mg/100 g

Monate

Spargel

40

Grüne Bohnen

Blumenkohl

Erbsen

10

Spinat

14

78

17

31

Erhaltung von Vitamin C bei −12,2 °C

−17,8 °C

−29 °C

%

4

50

100

100

8

10

90

100

12

10

90

100

4

45

85

100

8

30

85

100

12

5

70

100

4

70

95

100

8

30

55

80

12

20

50

80

4

75

100

100

8

58

95

100

12

21

89

98

4

45

85

100

8

15

50

85

12

10

45

90

(Schormüller J 1966)

10.5  Trocknen

Einige Lebensmittel, wie Mehl, Grieß und Zucker, liegen traditionell in trockener Form vor und besitzen dadurch optimale Haltbarkeit. Andere werden heute nachträglich getrocknet (z. B. Milch, Ei, Nudeln), um sie damit lagerfähig zu erhalten. Der Trocknung von Lebensmitteln liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Mikroorganismen Gleichgewichtsfeuchtigkeiten (Wasseraktivitäten, 7 Abschn. 3.3) von mindestens 70 bis 80 % benötigen, um existieren zu können. Wie . Abb. 10.5 erkennen lässt, benötigen Enzyme Wasseraktivitäten von etwa 0,50; die Maillard-Reaktion (nicht-enzymatische Bräunung) von 0,20 bis 0,30. Lediglich die Fettoxidation scheint weitgehend ohne Wasser abzulaufen. Neben Milch und Eiern werden auch Obst, Gemüse, Pilze, Kartoffeln sowie Fleisch und Fisch getrocknet. Daneben gibt es eine große Palette von getrockneten Halbfertigund Fertigprodukten, wie Kaffeepulver und Trockensuppen. Da Lebensmittel auf starke Erwärmung häufig sehr empfindlich reagieren, wurden zahlreiche technische Verfahren zum schonenden Wasserentzug entwickelt. Die wichtigsten sind:

10.5 · Trocknen

289

10

. Abb. 10.5  Abhängigkeit des Verlaufs der Verderbnismöglichkeiten in Lebensmitteln von der Gleichgewichtsfeuchtigkeit (bei konstanter Temperatur und Zeit)

5 Walzentrocknung: Hier wird die einzudampfende Lösung kontinuierlich zwischen zwei sich gegeneinander drehende Walzen gegeben, die auf etwa 130–160 °C erhitzt sind. Dabei bildet sich auf den Walzen ein dünner Film der Lösung, aus dem das Wasser innerhalb weniger Sekunden (26 s) verdampft, während das verbleibende Trockengut abgeschabt wird. Dabei wird es im Laufe der Verdampfung bis auf 90 °C erhitzt, bei längerem Verweilen auf der Walze steigen die Temperaturen auf über 100 °C an. 5 Sprühtrocknung: Das zu trocknende Lebensmittel (z. B. Milch, Sahne) wird durch einen Zerstäuber in einen Trockenturm gesprüht, wo die feinen Tröpfchen mit Heißluft von 150–200 °C in Berührung kommen. Aus ihnen verdampft das Wasser innerhalb von 10–30 s, wobei sich das Produkt auf 40–50 °C, gegen Ende des Durchlaufes auch bis 80 °C erwärmen kann. Das Trockenprodukt wird entweder unmittelbar aus dem Turm oder aus einem Pulverabscheider (Zyklon) ausgetragen und gekühlt. 5 Gefriertrocknung: Dieses Verfahren nutzt die Eigenschaft des Wassers aus, im Vakuum zu sublimieren. Die einzudampfende, wässrige Lösung wird deshalb zu Eis gefroren und anschließend bei 0,22 mbar behandelt, wobei die Sublimationswärme durch Heizmittel in den Platten dem Gut zugeführt wird. Die Produkttemperaturen dürften während der Sublimationsphase zwischen −30 °C und −10 °C liegen und gegen Ende der Trocknung auf 30–50 °C ansteigen. Je nach Bauart des Gefriertrockners dauert die Trocknung einer Charge zwischen 1–12 h.

290

Kapitel 10 · Lebensmittel­konservierung

. Abb. 10.6  Schematische Darstellung der Walzen-, Zerstäubungs- und Gefriertrocknung

10

Die oben genannten Verfahren sind schematisch in . Abb. 10.6 dargestellt. Weitere technologische Verfahren sind die Wirbelschicht- und Hordentrocknung. Lebensmittel werden traditionell im Haushalt, auf dem Bauernhof aber auch in der agrikulturellen Praxis oftmals mit recht einfachen Verfahren getrocknet, wie Sonnen-, Wind- und Warmlufttrocknung. Die bei der Trocknung auftretenden Veränderungen des Gutes stehen meist in unmittelbarem Zusammenhang mit seiner Hitzebelastung. Sie führt in erster Linie zu Proteindenaturierungen und Abbau von Aminosäuren, vor allem von Lysin (7 Abschn. 9.8). Auch geschmackliche Abweichungen können die Folge sein: karamellartiger Geschmack von Milchpulver (durch Lactoseabbau) und suppenwürzeähnliches Aroma (. Abb. 9.4) von Kaffeeextrakt z. B. nach Walzentrocknung. Auch Vitamine, besonders die Vitamine B1, B12 und C leiden bei Erhitzung. Daneben werden Löslichkeit, Benetzbarkeit und das Proteinquellungsvermögen der Produkte umso mehr in Mitleidenschaft gezogen, je höher erhitzt wurde. Unter diesem Gesichtspunkt werden daher die bisherigen Trocknungsverfahren immer mehr von Sprüh- und Gefriertrocknung verdrängt, wobei vor allem die Letztgenannte das Lebensmittel und sein Aroma optimal schützt. Dass allerdings auch hier eine Beeinflussung der Inhaltsstoffe stattfindet, kann am Beispiel von Milchpulver gezeigt werden, dessen Benetzbarkeit umso schneller ist, je mehr Milchfett bei der Trocknung freigesetzt wurde. So beträgt bei einer Sahne von 26–28 % Fettgehalt die Menge an freigesetztem Fett bei: 5 Walzentrockenpulver: 91–96 % 5 Zerstäubungstrockenpulver: 3–14 % 5 Gefriertrockenpulver: 43–75 % Während die oberen beiden Werte durch Hitzeeinwirkung hervorgerufen werden, zeigt der relativ hohe freie Fettanteil des Gefriertrockenpulvers, dass offensichtlich auch beim Gefrieren die proteinhaltigen Fettmembranen der Milch angegriffen

10.7 · Pökeln, Räuchern

291

10

werden. Entscheidend für die Produktqualität gefriergetrockneter Lebensmittel ist auch die Geschwindigkeit des Vorfrierens. Während beim Tiefgefrieren im Allgemeinen Wert auf schnelle Umwandlung des Wassers in Eis gelegt wird, um die Textur zu erhalten, hat sich beim Gefriertrocknen im Interesse von Aromaretention und Wasserwiederaufnahmegeschwindigkeit gerade ein relativ langsames Vorfrieren bewährt. Das dürfte damit zusammenhängen, dass dabei unter Bildung von reinen Eiskristallen höher konzentrierte Lösungen entstehen, die die Aromastoffe besser binden und die beim Trocknungsprozess kleinere Poren bilden. Da gefriergetrocknete Güter große Oberflächen besitzen und somit sehr empfindlich gegen Luftsauerstoff reagieren können, ist einwandfreie Verpackung und häufig sogar das Begasen mit Inertgasen (vor allem Stickstoff) unbedingte Voraussetzung für die Haltbarmachung. Getrocknete Lebensmittel können teilweise bis zu drei Jahre gelagert werden. 10.6  Salzen, Zuckern, Säuern Kochsalz steigert durch Quellung die Durchlässigkeit von Zellmembranen. So kön-

nen Fäulniskeime bereits ab 8 % Salz im Aufguss in ihrem Wachstum gehemmt werden. Bei dieser früher oft angewandten Methode zur Konservierung von Fleisch und Gemüse wurden allerdings höhere Salzkonzentrationen (bis 20 %) angewandt. Es gibt indes Kahmhefen, die auch auf derartigen Laken noch wachsen können. Auch Zucker kann eine Lebensmittelkonservierung bewirken, da er Wasser außerordentlich stark bindet. Daher können Lebensmittel mit Zuckergehalten über 40 % als „konserviert“ gelten. Über die benötigte Zuckermenge entscheidet der Wassergehalt des Produktes. So benötigt Pflaumenmus zur Konservierung etwa 40 % Saccharose, während die Anforderungen bei Konfitüren 50–55 %, bei Sirupen bis 60 % Saccharose betragen. Im Übrigen werden die konservierenden Eigenschaften von Zucker durch die gleichzeitig anwesenden Fruchtsäuren unterstützt. Da die meisten Mikroorganismen in saurem Milieu nicht gedeihen, können auch Säuren zum Konservieren von Lebensmitteln herangezogen werden. Hiervon wird Gebrauch gemacht durch Einlegen von Fleisch und Fisch bzw. von verschiedenen Gemüsen in Essiglösungen mit pH-Werten um 4 (saure Gurken, Mixed Pickles etc.). Auch Fruchtsäuren wie Wein-, Citronen- und Milchsäuren spielen eine Rolle. Letztere ist das saure Prinzip der Gärungsgemüse (Sauerkraut, Gärgurken). 10.7  Pökeln, Räuchern

Fleisch kann nicht nur durch Behandeln mit Kochsalz, sondern auch durch Pökeln (Behandeln mit Natrium- oder Kaliumnitrat bzw. mit Natriumnitrit) haltbar gemacht werden (vgl. 7 Abschn. 17.3.1). Vor allem wird dadurch das Wachstum von Clostridium botulinum stark behindert. Der konservierende Effekt von Räucherrauch dürfte hauptsächlich auf seinem Gehalt an Formaldehyd und Phenolen beruhen (7 Abschn. 11.2).

292

Kapitel 10 · Lebensmittel­konservierung

10.8  Bestrahlung Energiereiche Strahlung kann dazu verwendet werden, den mikrobiologischen Status

10

von Lebensmitteln zu verbessern. Die mikrobiozide Wirkung energiereicher Strahlung ist schon seit 1898 bekannt. Abgesehen von UV-Strahlung, die in das Lebensmittel nicht tief eindringt und daher nur für die Oberflächenbehandlung in Frage kommt, sind für eine Lebensmittelbestrahlung geeignet: Betastrahlen (Elektronenstrahlen), Röntgenstrahlen, Gammastrahlen aus geeigneten Radioisotopen (60Co und 137Cs). Diese Strahlen können organische Moleküle an den Trefferpunkten homolytisch zu Radikalen und heterolytisch zu Ionen spalten, weshalb sie auch als ionisierende Strahlung bezeichnet werden. Kernreaktionen und damit eine Radioaktivität lösen sie dagegen nicht aus, solange eine gewisse Energieschwelle nicht überschritten wird. Die von der Weltgesundheitsorganisation einberufene Expertenkommission JECFI (Joint Expert Committee Food Irradiation) hat daher die Empfehlung ausgesprochen, bei der Anwendung von Gamma- und Röntgenstrahlen eine Maximalenergie von 5 MeV nicht zu überschreiten. Ein MeV ist die von einem Elektron aufgenommene Energie beim Passieren einer Potentialdifferenz von 1 Million Volt. Betastrahlen werden u. a. erzeugt, indem Elektronen in elektrischen Feldern beschleunigt (z. B. Linearbeschleuniger) und somit auf die benötigte Energie gebracht werden. Die Eindringtiefe solcher Strahlung beträgt nur wenige Zentimeter, weshalb sie für eine Behandlung von in Kisten oder Paletten verpackten Lebensmitteln nicht infrage kommt. Röntgenstrahlung entsteht beim Aufprall von Elektronen auf geeignete Materie, wobei Bremsstrahlung frei wird. Physikalisch gleichen sie den Gammastrahlen. Für eine Anwendung bei Lebensmitteln gibt es noch keine geeigneten Apparate. Gammastrahlung definierter Energie entsteht beim radioaktiven Zerfall geeigneter Radioisotope. So sendet das Cobalt-60-Isotop zwei Strahlungen von 1,17 MeV und 1,33 MeV und Cäsium-137 von 0,66 MeV aus. Damit sind diese beiden Isotope für eine Lebensmittelbestrahlung am geeignetsten. Sie besitzen ebenso wie Röntgenstrahlen keine definierten Reichweiten, stattdessen gilt als Maß die Halbwerts-Schichtdicke, bei der die Hälfte der eingestrahlten Energie absorbiert ist. Da die Strahlungsquellen hermetisch abgeschlossen sind, kann Radioaktivität nicht auf das Lebensmittel übertragen werden. Die erzielte Wirkung ist nicht nur von der eingestrahlten Energie abhängig, sondern vor allem von der absorbierten Dosis. Sie wird in Joule gemessen, die Einheit ist 1 Gy = J/kg

mit Gy: Abkürzung für Gray; nach L. H. Gray (1903–1965) Bei der UV-Strahlung wird die Dosis wegen der geringen Eindringtiefe als Energie pro Fläche in der Einheit mJ/cm2 angegeben. Die empfohlene Höchstdosis für Lebensmittel beträgt 10 kGy. Um diesen Wert einordnen zu können, sind die für einige Zwecke benötigten Strahlendosen in . Tab. 10.5 angegeben. Bei der Inaktivierung von Mikroorganismen besteht ein logarithmischer Zusammenhang zur Strahlendosis. Wenn zum Beispiel bei Salmonella typhimurium in Hackfleisch pro kGy eine Keimzahlreduktion auf 1/10 erreicht wird, so müsste bei 1.000 Salmonellen pro Gramm Hackfleisch eine Dosis von 3  kGy angewendet

10.8 · Bestrahlung

293

10

. Tab. 10.5  Für die Abtötung von Mikroorganismen und Insekten benötigte Strahlendosen Dosisbereich (kGy) Abtötung von Insekten, ihren Larven und Eiern

0,2–1,0

Keimzahlverminderung von Bakterien, Schimmel und Hefen

2

Strahlenpasteurisation (Vernichtung nicht sporenbildender Mikroorganismen)

5–10

Strahlensterilisation (wie oben, jedoch inkl. Sporenabtötung)

20–50

Inaktivieren von Viren

300

(Ehlermann DAE und Grünewald T 1984)

. Tab. 10.6  Anwendungsmöglichkeiten der Lebensmittelbestrahlung Ziel

Dosisbereich (kGy)

Keimungshemmung bei Kartoffeln, Zwiebeln und Knoblauch

0,02–0,15

Reifungshemmung bei Früchten

0,1–1

Insektenbekämpfung in Getreide und Getreideprodukten, Trockenfrüchten

0,3–1

Bekämpfung von Parasiten, pathogenen Organismen und Mikroorganismen (mit Ausnahme von Viren), Bandwurm, Trichinen

0,1–1

Salmonellen u. a.

2–8

Verbesserung der Haltbarkeit durch Reduzierung der Belastung mit Mikroorganismen bei Fleisch, Fisch, Gemüse, Früchten

0,4–10

Verbesserung der Haltbarkeit durch praktisch vollständige Eliminierung von Mikroorganismen

10–50

(Ehlermann DAE und Grünewald T 1984)

­ erden, um eine völlige Abtötung zu erreichen. Für Säugetiere sind Strahlendosen von w 5–10  kGy absolut tödlich. Die Anwendungsmöglichkeiten der Lebensmittelbestrahlung sind vielfältig (. Tab. 10.6). Bisher ist eine Lebensmittelbestrahlung in etwa 50 Ländern zugelassen, wovon jedoch nur in ca. 30 Ländern auch Gebrauch gemacht wird und wobei in erster Linie Keimreduktionen (z. B. Fisch, Geflügel) und Haltbarkeitsverlängerungen (z. B. Erdbeeren) angestrebt werden. In Deutschland ist die Bestrahlung mit UV-Strahlung von Trinkwasser, der Oberfläche von Käse sowie von Obst- und Gemüseprodukten erlaubt, sowie die Bestrahlung von getrockneten aromatischen Kräutern und Gewürzen unter bestimmten Vorgaben zugelassen. Seit 2006 dürfen aufgrund einer Allgemeinverfügung gemäß § 54 LFGB tiefgefrorene mit ionisierenden Strahlen behandelte Froschschenkel eingeführt werden, wenn sie in einem anderen EU-Mitgliedstaat rechtmäßig in den Verkehr gebracht werden.

294

10

Kapitel 10 · Lebensmittel­konservierung

Chemische Veränderungen der Lebensmittelinhaltsstoffe sind nach Bestrahlung nachweisbar. So erwärmt sich ein Lebensmittel nach Absorption von 10 kGy um etwa 2,5 °C. Wie schon erwähnt, bilden sich dabei unter anderem auch OH-Radikale, die sich schnell zu H2O2 vereinigen. Dieses reagiert ebenso wie die aus organischen Molekülen entstehenden Radikale in stark wasserhaltigen Lebensmitteln schnell weiter, so dass bei solchen Lebensmitteln der Nachweis einer vorgenommenen Behandlung mit ionisierenden Strahlen schon nach wenigen Stunden bis Tagen nicht mehr möglich ist. Dagegen sind derartige Radikale in trockenen Lebensmitteln (getrocknete Gewürze, Milchpulver) noch längere Zeit existent und können mit verschiedenen Lumineszenzmethoden und Elektronenspinresonanzspektroskopie nachgewiesen werden. Bei letzterer dient der Paramagnetismus durch den Spin ungepaarter Elektronen als Messgröße. Weitere Nachweismöglichkeiten ergeben sich aus der Möglichkeit, dass freie Radikale auch mit anorganischem Material (Knochen, Schalen von Schalentieren, Mineralien in Gewürzen und pflanzlichen Lebensmitteln) reagieren und Fehlstellen im Kristallgitter besetzen können. Durch Einwirkung bestimmter Anregungsenergien (Temperatur, Strahlung/Licht) können diese Elektronen freigesetzt werden und geben ihre Energie als Licht ab (Thermolumineszenz, photostimulierte Lumineszenz). Relativ leicht sind Bestrahlungsnachweise an Fetten durchzuführen, die in kleinsten Mengen zu Produkten reagieren, die dann gaschromatographisch nachgewiesen werden können. Es entstehen dabei in der Hauptsache Alkene und Alkane, die auch bei starkem Erhitzen des Fettes nachgewiesen werden können. Strahlenspezifisch ist dagegen die Bildung von 2-Alkylcyclobutanonen (Spaltungsstelle bei b in . Abb. 10.7). Daneben entstehen Produkte einer strahleninduzierten Autoxidation, die aber identisch mit den durch Lipidautoxidation gebildeten Verbindungen sind. Die Mengen der durch Bestrahlung gebildeten Verbindungen sind äußerst gering. Für die sensorische Wahrnehmung von Aromaabweichungen reichen ihre Mengen allerdings häufig aus: So nimmt Milch schon nach Aufnahme geringer Strahlendosen

R1

O

R1

b O O

O

R1 R1

O O O O

R1

R2 R1

R3 R1

. Abb. 10.7  Charakteristische Fragmentierungen an Fetten während einer Strahlenbehandlung

295

10.8 · Bestrahlung

10

einen charakteristischen Strahlengeschmack an. Es empfiehlt sich daher, die Lebensmittel während der Bestrahlung zu kühlen. Enzyme werden offenbar nicht geschädigt. Allerdings wurde von einem 50 %igen Thiaminabbau in wässriger Thiaminlösung nach Aufnahme von nur 0,5 kGy berichtet, der allerdings substratabhängig zu sein scheint, denn in Trockenei führte diese Dosis nur zu einem 5 %igen Abbau dieses Vitamins. In der Europäischen Union regeln die Richtlinien RL 1999/2/EG (Rahmenrichtlinie) und RL 1999/3/EG (Durchführungsrichtlinie) den Umgang mit bestrahlten Lebensmitteln. Bis Einvernehmen über die Ergänzung dieser EU-Liste besteht, können vorerst auch nationale Zulassungen für die Bestrahlung von Lebensmittelkategorien unter definierten Bedingungen erteilt werden. In Deutschland wurden die oben genannten Richtlinien und die RL 2000/13/EG (zu Etikettierung, Aufmachung, Werbung) durch die Lebensmittelbestrahlungsverordnung in deutsches Recht umgesetzt. Demnach ist die Bestrahlung von getrockneten aromatischen Kräutern und Gewürzen zugelassen, wenn die maximale durchschnittliche Gesamtdosis nicht mehr als 10 kGy beträgt, die Behandlung nicht in Verbindung mit einer chemischen Behandlung mit gleichem Ziel angewendet wird und die Vorgaben zur Dosimetrie eingehalten werden. Das bei der Bestrahlung verwendete Verpackungsmaterial muss dafür geeignet sein. Lebensmittel, die bestrahlte Zutaten enthalten, müssen als „bestrahlt“ oder „mit ionisierenden Strahlen behandelt“ gekennzeichnet werden. Generell zugelassen ist die UV-Bestrahlung von Trinkwasser und von Oberflächen bestimmter Lebensmittel zur Entkeimung. Wie Versuche in den USA gezeigt haben, werden Fehlaromen teilweise schon weit unterhalb der in . Tab. 10.7 genannten Strahlendosen derart stark gebildet, dass die Lebensmittel nicht mehr verzehrfähig sind. In praxi werden diese Dosen nicht erreicht.

. Tab. 10.7  Zugelassene Bestrahlungen von Lebensmitteln in den Niederlanden Produkt

Max. Strahlendosis (kGy)

Jahr der Zulassung

Erdbeeren

2,5

1969

Champignons

2,5

1969

Kartoffeln

0,15

1970

Sterilkost für Patienten

25

1972

Zwiebeln

0,05

1975

Garnelen

1

1976

Hähnchen

3

1976

Fischfilets

1

1976

Suppengrün

1

1977

Froschschenkel, gefroren

5

1978

Reis

1

1979

Gewürze

7

1980

Roggenbrot

5

1980

296

Kapitel 10 · Lebensmittel­konservierung

10.9  Biokonservierung

10

Im ursprünglichen Sinne wird unter Biokonservierung ein sehr altes Konzept zur Verlängerung der Haltbarkeit und zur Erhöhung der Sicherheit von Lebensmitteln durch den Einsatz einer natürlichen Mikrobiota und/oder ihrer antibakteriellen Metaboliten verstanden. Derartige lebende Kulturen von Mikroorganismen werden auch als Schutzkulturen (engl. protective cultures) bezeichnet. In den meisten Fällen werden zur Biokonservierung Milchsäurebakterien eingesetzt. Die Wirksamkeit beruht einerseits auf dem Prinzip der Verdrängung von konkurrierenden Mikroorganismen (engl. competitive exclusion) bzw. andererseits auf der Bildung von antimikrobiell wirksame Substanzen durch die Schutzkultur, wie Milch-, Essig-, Propion-, Ameisen- oder Benzoesäure und evtl. zusätzlich Ethanol, Wasserstoffperoxid, Kohlendioxid und Renterin (3-Hydroxypropionaldehyd). Weiterhin können Stoffe wie Bakterientoxine (z. B. Nisin) oder sogar Antibiotika (z. B. Rentericyclin) gebildet werden. Ferner ist die Bildung von antimykotisch wirksamen Substanzen durch Milchsäurebakterien möglich, z. B. 3-Hydroxyfettsäuren, Phenylmilchsäure und cyclischen Peptide. Die Technologie der Biokonservierung ist bei Lebensmitteln, die leicht verderblich sind und die wenig behandelt werden sollen (engl. minimal processed) bzw. sogenannte Clean Label-Anforderungen erfüllen sollen, von Bedeutung. Sie basiert auf der Anwendung von natürlichen Mikrobioten bzw. natürlichen antimikrobiell wirksamen Substanzen unterschiedlichen Ursprungs. Clean Label

Clean Label bedeutet im Wortsinn „saubere Etikettierung“ bzw. „saubere Kennzeichnung“ und meint, dass bestimmte Zusatzstoffe entweder erst gar nicht zugesetzt werden oder aber in der Zutatenliste nicht erscheinen müssen. Generell geht dies nur durch Verzicht des Einsatzes der inkriminierten Stoffe. Um jedoch nicht auf die Wirkstoffe verzichten zu müssen, können diese z. B. durch Schutzkulturen in deren Metabolismus gebildet werden und gelten dann als nicht zugesetzt.

Der Begriff der Biokonservierung hat sich in den letzten Jahren aber weiter ausgedehnt. So stehen antimikrobiell wirksame Substanzen tierischen (z. B. Chitosan, Pleurociden, Lactoferin) und pflanzlichen Ursprungs im Interesse von Forschungsaktivitäten. Bei den antimikrobiellen Substanzen aus Pflanzen sind vornehmlich Sekundärmetabolite aus essbaren Pflanzen und Kräutern von Interesse. Diese können als ätherische Öle oder Fraktionen davon vorliegen. Chemisch gesehen handelt es sich um Phenole, Terpene, aliphatische Alkohole, Aldehyde, Ketone, Säuren und Isoflavanoide. . Tab. 10.8 enthält eine Zusammenstellung natürlich vorkommender antimikrobiell wirksamer Substanzen und deren Vorkommen.

297 Literatur

10

. Tab. 10.8  Natürliche antimikrobielle Substanzen und deren Vorkommen Pflanze

Pflanzenteil

Wirksame Komponenten

Basilikum

Blätter

Eugenol, Linalool, Estragol

Bohnenkraut

Blätter

Thymol, Carvacrol, Cymol, Terpinen

Knoblauch

Zwiebel

Diallylsulfid, Diallyldisulfid, Allicin

Lorbeer

Blätter

Konz. >10 %: 1,8-Cineol, Linalool, Termineolacetat, Methyleugenol; Konz. 100 Strukturen)

Monocrotalin-Typ ( >30 Strukturen)

Triangularin-Typ ( >50 Strukturen)

O

HO O OH

O

H

OH

OH O

O

H O

OH

N

N

Lycopsamin-Typ ( >100 Strukturen)

Phalaenopsin-Typ ( >20 Strukturen)

. Abb. 12.10  Grundstrukturen der verschiedenen PA-Grundtypen (Kempf M et al. 2010)

HO

H

CH2OH

HO

H

CH2OH

HO

O

CH2OH

HO

H

N

N

N

N

Retronecin

Heliotridin

Otonecin

Platynecin

CH2OH

. Abb. 12.11 Necinbasen

5 durch Milch von Kühen (Gehalte bis 689 µg/L) und Ziegen (Gehalte bis 800 µg/L) bzw. Eiern von Hühnern (Gehalt bis 10 µg/Ei), die solche Pflanzen gefressen haben 5 durch Silagefütterung 5 durch Tees oder Kräutertees (Gehalte in Kamillentee bis 3.400 µg/kg, Kräutertee bis 1.470 µg/kg, Schwarzer Tee bis 1.100 µg/kg) 5 durch Fremdsamen PA-haltiger Wildkräuter im Saatgut 5 über „Buschtees“: Mischungen aus Pflanzenteilen von Senecio-, Crotalaria- und Heliotrop-Gewächsen. Diese Tees werden vor allem in Jamaika, aber auch in den USA wegen verschiedener pharmakologischer Wirkungen getrunken und sind deshalb formell keine Lebensmittel.

378

Kapitel 12 · Unerwünschte Stoffe, Kontaminanten und Prozesskontaminanten in Lebensmitteln

. Abb. 12.12  Grundstruktur der PA

Auch der heimische Borretsch (Boraginaceae) enthält solche Alkaloide, z. B. Lycopsamin. Toxische Wirkungen treten nur bei regelmäßiger Zufuhr dieser Stoffe auf,

12

so dass die Ursache häufig nicht erkannt wird. Sie äußern sich in Form von Ascites, Lebernekrosen und fibrotischen Venenverschlüssen in der Leber mit nachfolgender Leberzirrhose. In Tierexperimenten wurde außerdem in der Leber die Bildung von Megalocyten beobachtet. Weitere Wirkungen wurden in der Lunge registriert. Es genügten Spuren des Samens von Crotalaria spectabilis (ein Ackerwildkraut) im Futter von Hühnern, um bei diesen pulmonalen Hochdruck zu erzeugen. Bei Ratten verdreifachte sich der Pulmonaldruck, die Folge war Stauungsherzinsuffizienz infolge Dilatation des rechten Ventrikels (Herzkammer). Eine andere Crotalaria-Art (Crotalaria aridicola) erzeugt bei Pferden Speiseröhrentumore; eine ähnliche Erkrankung bei Bantus in der Transkei (Südafrika) könnte möglicherweise ebenso mit dieser Pflanze in Zusammenhang stehen, die Ursache ist aber nicht gesichert. Pflanzen der Familien Senecio (Compositae), Crotalaria (Leguminosae), Heliotropum und Boraginaceae werden für eine Reihe von Erkrankungen von Weidevieh in Asien, den USA, Afrika, Australien und Neuseeland verantwortlich gemacht. Pyrrolizidinalkaloide – Toxizität

PA sind Esteralkaloide. Sie können mutagene, teratogene, cancerogene oder retrotoxische Wirksamkeit aufweisen. Die Wirkung ist irreversibel. Für die toxikologischen Effekte relevant sind die 1,2-Dihydropyrrolizidinalkaloide. Die strukturellen Voraussetzungen für die Toxizität sind in . Abb. 12.13 anschaulich zusammengestellt. Obwohl die Toxizität selber als auch der Schweregrad der Toxizität abhängig ist von der jeweiligen Struktur, lassen sich folgende Verallgemeinerungen ableiten: 5 Monoester: moderat toxisch 5 Offenkettige Diester: toxisch 5 Makrocyclische Diester: sehr toxisch 5 Je verzweigter die Struktur des Säureanteils, desto toxischer 5 Kleinkinder und Föten zeigen die höchste Anfälligkeit 5 Männer reagieren anfälliger als Frauen (liegt wahrscheinlich an der unterschiedlichen Cytochrom P450-Ausstattung und -Aktivität) In . Abb. 12.14 ist die metabolische Toxifizierung der PA schematisch dargestellt.

12.2 · Toxikologisch relevante Pflanzeninhaltsstoffe

Necinsäure

OH O

O H

12

O

O

O

379

HO

- Doppelbindung in 1,2-Position des Pyrrolizidinrings (Retronecin-, Heliotridin-, Otonecintyp) - Veresterung der OH-Gruppe an C9 oder ggf. an C7 Potenz: Monoester 30 % der Pilztrockenmasse sind alle essentiellen AminoP säuren enthalten. Die biologische Wertigkeit des Pilzproteins wird durch die Konzentration der schwefelhaltigen Aminosäuren Methionin und Cystein sowie durch Isoleucin limitiert. Die Kohlenhydratfraktion umfasst Mono- und Disaccharide, darunter Glucose, Mannose, Fructose, Galactose, Saccharose und Trehalose sowie verschiedene Polysaccharide. Der Ballaststoffgehalt – bezogen auf die Trockenmasse – beträgt beim Kulturchampignon ca. 19 %, beim Austernseitling 30 % und bei Shiitake ca. 39 %. Hauptbestandteile der Ballaststofffraktion sind der Zellwandbaustein Chitin, Cellulose und β-Glucane. Bei den Lipiden ist als Hauptfettsäure typischerweise die Linolsäure vertreten; daneben finden sich Ölsäure, Palmitinsäure und in geringen Mengen Stearinsäure. Das Hauptsterol (Mycosterol) von Pilzen ist Ergosterol, welches durch Ringöffnung unter Lichteinfluss in Vitamin D2 umgewandelt werden kann (Rühl M et al. 2016). Das Aroma der wichtigsten Speisepilze, Champignon, Shiitake und Austernseitling wird hauptsächlich durch charakteristisch nach „Pilz“ riechende Alkohole und Ketone aus acht Kohlenstoffatomen (sog. C8-Aromen) geprägt. Diese werden durch enzymatische Oxidation aus ungesättigten Fettsäuren, hauptsächlich aus Linolsäure, gebildet. In besonders hohen Konzentrationen kommt meist Oct-1-en-3-ol, eine chirale Verbindung vor, die in den Fruchtkörpern in hoher Enantiomerenreinheit (ee-Werte von >90 %) lokalisiert ist. Neben den C8-Aromen spielen vornehmlich beim Shiitake auch schwefelhaltige Verbindungen eine große Rolle für dessen intensives, knoblauchartiges Aroma: u. a. Lenthionin (ein cyclisches Molekül aus 5 Schwefel- und zwei Sauerstoffatomen, C2H4S5), Dimethyldisulfid, Dimethyltrisulfid und 1,2,4-Trithiolan (C2H4S3). Der Umamigeschmack von Shiitake wird überwiegend von nichtflüchtigen Verbindungen wie 5’-Ribonucleotiden (insbesondere 5’-GMP) und den Aminosäuren Glutamat und Aspartat geprägt (Rühl M et al. 2016). Im Trüffel, dem kulinarisch wertvollsten und teuersten Speisepilz, sind einige der o. g. Verbindungen, vornehmlich Dimethyldisulfid und Dimethyltrisulfid auch

21

791

21.8 · Speisepilze

HO OH O

O H N

O N+

O H N HO

HN NH

O

Muscarin

S N H H N

N HO

H N

O

O

O

N

O

N

HO

Phalloidin

Gyromitrin

. Abb. 21.9  Strukturformeln von Phalloidin, Gyromitrin und Muscarin

Bestandteil des Aromas. Darüber hinaus tragen ca. 90 weitere Aromastoffe, darunter zahlreiche Ester und Aromaten zum einzigartigen Gesamtaroma von Trüffeln bei. Anders als die o. g. Speisepilze zählen Trüffel nicht zur Abteilung der Basidiomyceten, sondern zu den Schlauchpilzen (Ascomyceten). Besonders wertvoll ist der ­ erigord-Trüffel (auch schwarzer Trüffel, Tuber melanosporum). Nach neuen UnterP suchungen sind für die Bildung der Aromastoffe auch verschiedene Bakterien mitverantwortlich, welche mit dem Trüffel vergesellschaftet vorkommen. Die Trüffel und u. a. der Matsutakepilz (Tricholoma matsutake) zählen zu den sog. Würzpilzen, die sich auf Grund ihres hervorstechenden Pilzaromas zum Würzen von feinen Speisen (z. B. Trüffelleberwurst) eignen. Die Lagerfähigkeit frischer Speisepilze ist sehr begrenzt. Deshalb werden die Fruchtkörper von Speisepilzen vielfach in getrockneter Form angeboten. Allerdings kann sich dabei das Aroma signifikant verändern (in der Literatur beschriebenes Beispiel: Maipilz, Calocybe gambosa) (Rühl M et al. 2016). Dass einige Pilze stark giftige Substanzen enthalten, z. B. der grüne Knollenblätterpilz das Phalloidin (. Abb. 21.9) und der Fliegenpilz das Muscarin (. Abb. 21.9), darf als bekannt gelten. Unachtsamkeit führt hier immer wieder zu schweren Vergiftungen! Die Speisemorchel enthält das giftige Gyromitrin (s. . Abb. 21.9), das sich jedoch nach kurzem Kochen zersetzt (7 Abschn. 12.2.8). Pilze haben die unangenehme Eigenschaft, metallische Kontaminanten (z. B. Quecksilber, Cadmium) in ihrem Gewebe anzureichern, so dass zu häufiger Pilzgenuss vermieden werden sollte. Daneben haben sie die Fähigkeit, mineralisch im Boden abgebundenes Cäsium anzureichern, so dass Pilze auch jetzt noch häufig erhöhte Gehalte an Cäsium-137 beinhalten (7 Abschn. 12.7).

Kapitel 21 · Gemüse und Gemüseerzeugnisse

792

21

O

OH

O

∆T

+ S

S S

OH

S

S

S S

Asparagussäure

1,2-Dithiacyclopenten

1,2,3-Trithian-Scarbonsäure

. Abb. 21.10  Abbau der Asparagussäure beim Erhitzen

21.9  Spargel Weißer Spargel (Asparagus officinalis) ist ein Gemüse, dass zu den Sprossengemüsen

gehört (Gemüsespargel). Spargelzeit bzw. Spargelsaison ist in Deutschland von Mitte April bis zum 24. Juni eines jeden Jahres. Spargel wird nicht geerntet, sondern gestochen. Die Stangen (Länge: 17 bis 22 cm) werden vorsichtig geschält und dann bissfest gekocht. Gegessen werden die jungen Triebe. Beim Garen des Spargels wird die Asparagussäure (auch Asparagusinsäure) thermisch zu 1,2-Dithiacyclopenten und 1,2,3-Trithian-5-carbonsäure abgebaut (. Abb. 21.10). Spargel enthält Purinbasen (s. Kasten „Methylxanthine und Gicht?“, 7 Abschn. 20.1). Spargel besteht zu 93 % aus Wasser und hat mit 18 kcal (76 kJ)/100 g kaum Kalorien. Er enthält unter anderem die Aminosäure Asparagin (s. . Abb 9.2), die für den Spargel namensgebend war. Spargel wirkt entwässernd. Der typische Spargelgeschmack kommt von den in ihm enthaltenen schwefelhaltigen Stoffen.

OH

O

S

. Abb. 21.11 Asparagussäure

S

793 21.10 · Salat

O

21

O

S

S-Methylthioacrylat

S

S

S-Methyl-3-(methylthio)thiopropionat

. Abb. 21.12  Geruchsintensive Verbindungen des „Spargel-Pipi“

„Spargel-Pipi“

Im Zuge des enzymatischen Abbaus der Spargelaromastoffe bei der Verdauung, wie z. B. der Asparagussäure (Asparagusinsäure, . Abb. 21.11) und ihrem Methylester, entstehen über die Öffnung ihrer Dithiolanringe u. a. die geruchsintensiven Metabolite S-Methylthioacrylat (Thioacrylsäure-S-methylester) und S-Methyl-3-(methylthio)thiopropionat ­(3-(Methylthio)thiopropionsäure-Smethylester) (. Abb. 21.12). Ist das entsprechende Enzym nicht vorhanden, kann diese Umsetzung nicht stattfinden. Sowohl die Bildung dieser Abbauprodukte als auch die Fähigkeit, sie im Urin zu riechen, sind in der Bevölkerung genetisch unterschiedlich ausgeprägt und betrifft etwa jeden zweiten Menschen. Gesundheitliche Auswirkungen sind nicht bekannt.

21.10  Salat

Unter Salat wird eine küchenmäßige Zubereitung aus extrem variierenden Anteilen verschiedenster Zutaten verstanden, die gewürzt und oftmals mit Öl und Essig oder Dressings/Salatsaucen beträufelt werden und die (fast immer) kalt gegessen werden. Wichtige Zutaten zu Salaten sind rohe Salatpflanzen/Salatblätter (z. B. Kopf-, ­Eisberg-, Feldsalat, Löwenzahn, neuerdings auch Queller; siehe Kasten „Queller – Ein Trendfood“) und Küchenkräuter (z. B. Petersilie, Oregano, Schnittlauch) sowie rohe oder küchenmäßig vorbehandelte Gemüse, Obst, Kartoffeln, Tomaten, Pilze, Oliven, Salz, Gewürze und Würzkräuter auch unter Zugabe von tierischen Lebensmitteln, wie Käse, Ei, gegartes Fleisch und gegartem Fisch, Fleisch und Fischerzeugnissen, Meeresfrüchten aber auch veganen Zutaten (wie Tofu etc.). Die Zutaten können je nach Bedarf und Möglichkeit roh, getrocknet, eingelegt/mariniert/gepökelt, geräuchert, gegart (z. B. warmes gebratenes Fleisch in Streifen oder Speckwürfel) oder anders vorbehandelt sein. Salatpflanzen sind Kulturpflanzen, die geerntet und verarbeitet meist als rohe, ungekochte, ggf. marinierte aber fast immer kalte Beilage gegessen werden. Es gibt allerdings auch Salate, bei denen die Salatpflanzen keine Rolle spielen (wie Tomaten-, Kartoffel-, Wurst-, Eier-, Nudel-, Reis-, Couscous-, Obstsalat).

794

21

Kapitel 21 · Gemüse und Gemüseerzeugnisse

Queller – Ein Trendfood

Queller oder Salicorne (Salicornia) – auch als Seespargel, Glasschmelz, Glasschmalz, Salicorn, Salzwiesengras, Friesenkraut, Kurzähren-Queller, Meerfenchel oder Meeresbohne bezeichnet – gehört zur Familie der Fuchsschwanzgewächse (Amaranthaceae). Queller ist ein Meeresgemüse, das an Ost- und Nordseeküsten auf Salzwiesen, die bei Hochwasser vom Meerwasser überflutet werden, wächst – und gehört damit zu den Salzwiesenpflanzen („Halophyt“). Kennzeichnendes biologisches Merkmal sind die fleischigen, scheinbar gegliederten und blattlosen, einjährigen Sprossachsen, weswegen er im Volksmund auch als „Meeresspargel“ bezeichnet wird. In UK wird Queller unter dem Namen Samphire, in den Niederlanden unter dem Namen Zeekral gehandelt. Insbesondere der Europäische Queller (Salicornia europaea) ist essbar und wohlschmeckend, wenn auch recht salzig. Er kann roh, blanchiert oder kurz angebraten verzehrt werden. Als trendiger Salat bzw. Salatzutat ist Queller sehr geschätzt und als Trendfood die neuste Entdeckung in Feinschmeckerküchen. Queller soll bis zu 75 % aus Mineralstoffen wie Natrium, Kalium, Magnesium, Schwefel, Kalzium, Phosphor, Eisen, Zink, Mangan, Kupfer, Brom und Kieselsäuren bestehen und eine ausgezeichnete Quelle für Iod sein. Aufgrund des hohen Salzgehaltes kann Queller ohne Weiteres das Salz in Speisen ersetzen. Als besondere Inhaltsstoffe wurden die Alkaloide Salicornin ([C9H22N5O4]+Cl-) und Saliherbin ([C5H12N2O]+Cl-) beschrieben, über die aber sehr wenig bekannt ist (Borkowski B, Drost K 1965b).

21.11  Lagerung

Wegen des hohen Wassergehaltes ist Gemüse nur schlecht lagerfähig. Kartoffeln, Rüben und Kohl können in speziellen Mieten gelagert werden, doch sind die Verluste teilweise sehr hoch (bei Kohl bis 50 %). In der Hauptsache wird dabei die Stärke enzymatisch abgebaut und zu CO2 veratmet. Die Atmungsintensität der Kartoffeln gehorcht gewissen zeitlichen Gesetzmäßigkeiten. So sind die Verluste an Stärke bei 3–6 °C in den Monaten November bis Dezember gering, in den Monaten Januar bis März steigt die Atmungsintensität dagegen stark an. Werden Kartoffeln sofort nach der Ernte gekühlt, so wird der natürliche Atmungscyclus durchbrochen und der Zeitpunkt verstärkten Stärkeabbaus vorgezogen. Durch das direkte Kühlen wird der Anteil reduzierender Zucker gering gehalten, wodurch das Acrylamidbildungspotenzial ebenfalls niedrig gehalten wird. Auch Rot- und Weißkohl sowie Möhren, Sellerie und Zwiebeln können, teilweise in Mieten, monatelang gelagert werden. Für alle anderen Gemüse wirkt sich der Verlust des Wassers aus dem Gewebe negativ aus, so dass spezielle Lagerungsbedingungen eingehalten werden müssen (Temperatur, Feuchte). In der Regel wird Gemüse möglichst bald nach der Ernte verarbeitet, um Qualitätsminderungen zu vermeiden. . Tab. 21.5 zeigt die Kaltlagerungsbedingungen verschiedener Gemüse.

795 21.12 · Gemüsedauerwaren

21

. Tab. 21.5  Kaltlagerung verschiedener Gemüse Gemüseart

Temperatur (°C)

Relative Luftfeuchtigkeit (%)

Lagerungsdauer

Zwiebeln

−2,0 bis 2,5

75–80

8–9 Monate

Tomaten, reif

+1,0 bis +2,0

90

2–4 Wochen

Blumenkohl

0,0 bis −1,0

90

4–6 Wochen

Sellerie

+1,0 bis −0,5

90

bis 9 Monate

Blattspinate

0,0 bis −1,0

90–95

2–4 Wochen

Kartoffeln

+6 bis +10

85–90

6–8 Monate

Erbsen

0,0 bis +1,0

90

4–6 Wochen

Bohnen

+3,0 bis 4,0

85

1–2 Wochen

Möhren

+0,5 bis +2,0

90–95

Bis 8 Monate

Gurken

+1,0 bis +2,0

85–90

2–3 Wochen

Kopfsalat

+0,5 bis +1,0

90

2–4 Wochen

21.12  Gemüsedauerwaren 21.12.1  Tiefkühlware

Um Gemüse durch Gefrieren haltbar zu machen, muss absolut erntefrische Ware eingesetzt werden. Nach Sortieren und Waschen wird normalerweise blanchiert, d. h. mit Wasser von 85–93 °C bzw. mit Heißdampf etwa 2–5  min behandelt, um die Enzyme abzubauen. Zur Kontrolle auf ausreichende Hitzebehandlung wird auf Inaktivierung der Peroxidasen geprüft, indem Gemüsepresssaft auf ein Reagenzpapier gegeben wird, das mit o-Tolidin (Dimethylbenzidin) und Harnstoffperoxid versetzt worden war. Nicht abgebaute Peroxidasen machen sich durch Entwicklung eines blauen Farbstoffes bemerkbar (7 Abschn. 6.6.1). Die behandelte Ware wird anschließend auf Kühlplatten (z. B. Spinat) oder mittels Kaltluft (geeignet für schüttfähiges Gemüse) auf −30 bis −40 °C gebracht, wobei auf möglichst schnelles Einfrieren geachtet wird. Nach dem Auftauen ist das Gemüse sofort zu verbrauchen, da Enzymaktivität und Mikrobenwachstum schnell steigen können. 21.12.2  Dosengemüse

Auch hier werden ausgesuchte und sortierte Gemüse verarbeitet, die ebenfalls blanchiert werden. Nach Füllen der Dosen wird in Autoklaven mit Heißdampf von 2,5–3,5  bar auf 108–120 °C erhitzt, wobei die erreichte Temperatur im Inneren des Stapels gemessen wird. In einigen Ländern wird noch gegrünt, d. h. zu 100 L Blanchierwasser werden 50 g Kupfersulfat und Kaliumhydrogensulfat zugesetzt. Durch diese Zusätze erhalten grüne Gemüse eine tiefgrüne Farbe, was letztlich durch

796

21

Kapitel 21 · Gemüse und Gemüseerzeugnisse

Austausch des Magnesiums im Chlorophyll gegen Kupfer bewirkt wird. Da Kupfer Ascorbinsäure sofort zerstört, ist dieses Verfahren in Deutschland verboten. Die Vitaminverluste beim Herstellen von Dosenkonserven betragen für: 5 β-Carotin 5–30 % 5 B2 5–25 % 5 B1 10–25 % 5 C 10–45 % Zur Herstellung von Tomatenmark werden die Früchte von Schalen und Samen befreit und im Vakuum eingedickt. Tomatenmark gehört ebenso wie Spinat und grüne Bohnen zu den sog. Zinnlösern, die die Zinnschicht von unlackierten Weißblechdosen bevorzugt unter Komplexbildung ablösen können. Als Grenze einer toxikologischen Unbedenklichkeit gelten 250 mg Zinn pro kg Füllgut. 21.12.3  Trockengemüse

Zu seiner Herstellung wird das Gemüse sortiert, gereinigt, blanchiert und anschließend geschnitten bzw. gerebelt. Sodann wird in Horden-, Band- bzw. Wirbelschicht-Trocknern bei 50–70 °C getrocknet. Manchmal werden die Produkte zur Vermeidung von Vitamin- und Farbverlusten mit Citronensäure-, ­Natriumbicarbonatoder Natriumbisulfit-Lösungen besprüht. Da der Trocknungsprozess nichts anderes als eine Konzentrierung darstellt, sind chemische Reaktionen oft nicht zu vermeiden. Hierzu gehören Fettoxidationen ebenso wie Protein-Kohlenhydrat-Reaktionen (Maillard-Reaktion) und Oxidationen phenolischer Inhaltsstoffe, die ebenfalls zu Dunkelfärbungen führen. Besonders betroffen von Veränderungen sind Aroma und Geschmacksstoffe. Zur Herstellung von Trockenprodukten aus Kartoffeln werden diese geschält, zerkleinert, gedämpft und bis auf Feuchtigkeitsgehalte von 14 % getrocknet. Zur Herstellung von Püreepulver werden die gedämpften Kartoffelstückchen zwischen Walzen zerdrückt. Hülsenfrüchte werden meist in luftgetrockneter Form angeboten. Neuerdings werden sie unter Druck mit Heißdampf vorgegart, wodurch ihre Zubereitungszeit wesentlich verkürzt werden kann. 21.12.4  Gärungsgemüse

Klassische Beispiele sind Sauerkraut und saure Gurken. Hier wird die Säuerung durch eine spontane Milchsäuregärung erreicht. Zu ihrer Herstellung wird in Streifen geschnittener Weißkohl mit 1,5–2,5 % Salz versetzt bzw. unreife Gurken in eine 6–8%ige Kochsalzlösung gelegt. Der durch den osmotischen Druck der Salzlösung austretende Zucker wird dann durch Milchsäurebakterien zu Milchsäure abgebaut. Zuweilen wird zuckerarmen Produkten etwas Zucker zugegeben, um eine störungsfreie Gärung zu gewährleisten. Die entstehende Milchsäure (bei Sauerkraut mindestens 1,5 %, bei sauren Gurken bis 1 %) kann allerdings durch anwesende Kahmhefen wieder verbraucht werden, so dass dann der konservierende Effekt der Säure nicht mehr gegeben ist.

797 21.12 · Gemüsedauerwaren

21

Zu koreanischen Mahlzeiten wird häufig Kimchi als Beigericht angeboten. Hierbei handelt es sich um ein Produkt, das hauptsächlich durch Lactobacillen aus Kohl, Rettich und anderen Gemüsen hergestellt wird und eine spezielle Würzung durch zugefügten Knoblauch, Ingwer, Paprika usw. erfahren kann. Obwohl eine Fermentation durch verschiedene Mikroorganismen vorliegt, wird Kimchi in der Hauptsache durch eine Milchsäuregärung erzeugt. Neben Winter-Kimchi gibt es verschiedene, jahreszeitlich bestimmte Abarten des Kimchi, die sich hauptsächlich durch die verwendeten Gemüse unterscheiden. 21.12.5  Essiggemüse Essiggemüse wird durch Einlegen verschiedener Gemüsesorten (Gurken, rote Rüben, Perlzwiebeln usw.) in Essiglösung hergestellt. In „Piccadilly“ wird stattdessen eine Essig/Senf-Tunke verwendet. 21.12.6  Oliven (Tafeloliven) Tafeloliven gehören je nach Herstellungsart eigentlich entweder in die Gruppe der Gärungsgemüse (7 Abschn. 21.12.4) oder Essiggemüse (7 Abschn. 21.12.5), da sie aber in der Ernährung gerade im mediterranen Bereich (Spanien, Italien, Griechenland, Marokko, Tunesien) große Bedeutung haben und sich großer Beliebtheit erfreuen, sollen sie hier als eigenständige Gruppe abgehandelt werden. Unterschieden werden folgende Arten von Tafeloliven: 5 Grüne, milchsaure Oliven 5 Rote, unvergorene Oliven 5 Schwarze, milchsaure Oliven 5 Schwarze, unvergorene Oliven 5 Trockene Oliven

Je länger Oliven am Baum (Ölbaum, Olivenbaum, Olea europaea) wachsen, desto dunkler werden sie. Es gibt eine riesige Vielfalt von Olivensorten. Einige sind besser zur Gewinnung des Öls geeignet, andere wiederum eher als Tafeloliven. Auch die Farbe bei der Reifung ist sortenabhängig. Grüne, milchsaure („milchgesäuerte“) Oliven werden aus unreifen Früchten im gelbgrünen bis gelben Reifezustand geerntet. Da sie viele Bitterstoffe (Hauptanteil hat Oleuropein, . Abb. 21.13) enthalten, sind frisch gepflückte Oliven nicht genießbar. Erst durch Entbitterung, d. h. durch Einlegen in 1–3 %ige Natronlauge für 6–10 h (traditionell mehrere Monate in Salzlake) werden die Bitterstoffe hydrolysiert bzw. abgebaut. Anschließend werden die Oliven gewaschen und in einer 10–12 %iger Kochsalzlake einer spontanen Milchsäuregärung unterworfen. Grüne Oliven werden mit Kern oder nach dem Entkernen z. B. mit Knoblauch, Paprika, Mandelkernen, Sardellen u. dgl. gefüllt und in Salzlösung eingelegt (pasteurisiert) verkauft.

798

Kapitel 21 · Gemüse und Gemüseerzeugnisse

21

OH

OH

O O

H O

O

HO O HO

O

OH OH

O

. Abb. 21.13 Oleuropein

Grüne Oliven

Das Fruchtfleisch grüner Oliven ist fester (praller) als das dunkler ausgereifter Oliven. Grüne Oliven enthalten mehr Wasser und weniger Fett als reife Früchte. Der Fettgehalt liegt bei ca. 14 %.

Schwarze, milchsaure Oliven werden aus reifen, dunkelviolett bis schwarzen Früchten die nach dem Waschen in einer 8–10 %igen Kochsalzlake einer spontanen Milchsäuregärung unterworfen wurden, hergestellt. Schwarze Oliven werden meistens mit Kern in Salzlösung eingelegt (pasteurisiert) verkauft. Zur Überraschung wurden von der EFSA in ihrer Stellungnahme von 2015 in schwarzen Oliven, die in Salzlake eingelegt waren, Acrylamidgehalte von 313 µg/kg (Median) angegeben (EFSA 2015). Schwarze, unvergorene Oliven werden aus unreifen Früchten dadurch gewonnen, dass sie mehrmals in 1–2 %iger Natronlauge eingelegt, zwischendurch gewaschen und belüftet werden. Dabei wird durch die Phenoloxidasen das Fruchtfleisch schwarz gefärbt. Um die schwarze Färbung zu stabilisieren, werden Eisen-II-Gluconat (E579) und/oder Eisen-II-Lactat (E585) zugegeben. Nach der europäischen Zusatzstoffverordnung beträgt die zugelassene Höchstmenge 150 mg/kg. Die beiden Eisensalze gelten als gesundheitlich unbedenklich und werden in der Zutatenliste bei Fertigverpackungen als (Farb-)Stabilisatoren angegeben. Bei loser Ware ist in diesen Fällen der Hinweis „geschwärzt“ verpflichtend. Die Oliven werden anschließend in 3 %ige Kochsalzlake gegeben und pasteurisiert. Trockene, schwarze Oliven sehen schrumpelig aus, da sie wenig Wasser enthalten. Sie werden am Baum oder auf Netzen getrocknet, gewässert und in Salz gereift. Anschließend wird das Salz entfernt, die Oliven pasteurisiert, gesalzen und trocken oder in Olivenöl eingelegt verkauft. Eine Übersicht über die Zusammensetzung der verschiedenen Oliventypen gibt . Tab. 21.6.

799 Literatur

21

. Tab. 21.6  Zusammensetzung des Fruchtfleisches verschiedener Oliventypen (%) Bestandteil

Frisch

Grün, milchsauer

Wasser

50–75

61–81

Fett

6–30

9–28

Protein

1–3

1–1,5

Kohlenhydrat

2–6

–

Ballaststoff

1–4

1,4–2,1

Asche

0,6–1

4,2–5,5

Sonstiges

6–10

–

– keine Angabe (Belitz HD et al. 2008)

Literatur Belitz HD, Grosch W, Schieberle P (2008) Lehrbuch der Lebensmittelchemie, 6. Aufl. Springer, Berlin Block E (1992) Die Organoschwefelchemie der Gattung Allium und ihre Bedeutung für die organische Chemie des Schwefels. Angew Chem 104:1158–1203 Borkowski B, Drost K (1965b) 7 https://www.vorsichtgesund.de/glossary/queller-salicornia-europaea/. Zugegriffen: 29. Dez. 2018. (15:450:19) BVL (2015) Berichte zur Lebensmittelsicherheit 2005. Lebensmittelmonitoring. Gemeinsamer Bericht des Bundes und der Länder. S 43 Distl M (2007) Entwicklung von Nachweisverfahren für toxische Glykoalkaloide und ihre Anwendung in Kartoffeln und daraus zubereiteten Produkten. Dissertation Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg, Germany EFSA (2015) Scientific opinion on acrylamide in food. EFSA J 13(6):4104 Rühl M, Zorn H (2016) Speisepilze – wertvolle Lebensmittel seit der Steinzeit. Wiss. Pressedienst Moderne Ernährung Heute (Matissek R Hrsg.) 3/2016: 1–10 Souci SW, Fachmann W, Kraut H (2016) Die Zusammensetzung der Lebensmittel – Nährwert-Tabellen, 8. Aufl. medpharm GmbH Scientific Publishers, Stuttgart Weiterführende Literatur Borkowski B, Drost K (1965a) Alkaloide aus Salicornia herbacea L. Pharmazie 20:390–393 Ebermann R, Elmadfa I (2008) Lehrbuch der Lebensmittelchemie und Ernährung. Springer, Wien

801

Obst und Obsterzeugnisse Reinhard Matissek 22.1 Einführung – 802 22.2 Chemische Zusammensetzung – 802 22.3 Exotische Früchte – 807 22.4 Terpene – 808 22.5 Lagerung von Obst – 813 22.6 Trockenobst – 813 22.7 Kandierte Früchte – 814 22.8 Konfitüren, Gelees und Marmeladen – 814 22.9 Fruchtsäfte, Fruchtnektare – 815 22.10 Früchtetees – 815 22.11 Blüten (Blütenblätter) – 815 Literatur – 818

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_22

22

802

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

22.1  Einführung

22

Obst sind Früchte bzw. Scheinfrüchte mehrjähriger Pflanzen, die fast immer roh gegessen werden können. Folgende Gliederung ist möglich: 5 Kernobst z. B. Äpfel, Birnen 5 Steinobst z. B. Pflaumen, Kirschen 5 Beerenobst z. B. Johannisbeeren, Weintrauben, Kapstachelbeere (Physalis) 5 Schalenobst z. B. Nüsse, Mandeln, Kastanien 5 Südfrüchte z. B. Citrusfrüchte, Bananen

Typische Scheinfrüchte sind Erdbeeren und Feigen, andere Früchte wie Gurken, Tomaten und Bohnen werden den Gemüsen zugerechnet. Manchmal werden auch Wildfrüchte (Heidelbeeren, Preiselbeeren) als eigene Klasse Obst angesehen. Unterscheidung von Obst und Gemüse

Die Unterscheidung von Obst und Gemüse ist recht unscharf. Aus Sicht der Lebensmittelwissenschaften stammt Obst i. d. R. von mehrjährigen und Gemüse von einjährigen Pflanzen. Aus botanischer Sicht entsteht Obst aus der befruchteten Blüte und weist meistens höhere Zuckergehalte auf.

22.2  Chemische Zusammensetzung

Obst enthält meist viel Wasser, so dass sein Nährwert i. d. R. eher gering ist. Allerdings weichen Nüsse davon ab, ihr Nährwert beträgt über 2.800 kJ/100 g. Die in . Tab. 22.1 angegebenen Mittelwerte täuschen über die tatsächlichen Schwankungen, die beim Wassergehalt ±15 % bzw. bei den Konzentrationen an Zucker das Drei- bis Siebenfache des niedrigsten Wertes erreichen können. So wurden bei schwarzen Johannisbeeren je nach Jahrgang, Standort und Reifezustand zwischen 2 % und 14 % Gesamtzucker gemessen. In unreifen Früchten kommen als Kohlenhydrate hauptsächlich Stärke vor, die mit zunehmendem Reifegrad in Glucose, Fructose und Saccharose verwandelt wird. Einige Früchte enthalten nur die beiden Monosaccharide, in Ananas kommt Saccharose zusätzlich vor. Analytisch wichtig ist das Vorkommen von Sorbit, das in Kern- und Steinobst, dagegen nicht in Beerenobst enthalten ist, so dass ein positiver Sorbitnachweis in Wein das Vorhandensein von Fruchtwein anzeigt. Cellulose und Pektine sind die Bestandteile der Zellwandsubstanz. Sie kommen vor allem in Kern- und Beerenobst sowie in Citrusfrüchten reichlich vor. Das u. a. für die Marmeladen- bzw. Konfitürenherstellung benötigte Pektin wird aus Apfel-Trestern und Citrusschalen gewonnen. Lipide kommen in Obst nur in geringer Menge vor. Eine Ausnahme machen Nüsse und Avocados. Protein ist (mit Ausnahme der teilweise recht gut untersuchten Proteine von Nüssen) in Obst nur in Spuren enthalten. Dennoch lässt sich der Nachweis eines natürlichen Ursprungs von Fruchtsäften manchmal

22

803

22.2 · Chemische Zusammensetzung

. Tab. 22.1  Chemische Zusammensetzung von Obst In 100 g essbarem Anteil sind enthalten (g) Wasser Äpfel

85,3

Eiweiß 0,3

Fett

Kohlenhydrate

Rohfaser

0,4

11,9

2,3

Pflaumen

83,7

0,6

0,2

11,9

1,7

Johannisbeeren, rot

84,7

1,1

0,2

7,9

3,5

4,4

14,4

62,5

12,1

4,6

Walnüsse Orangen

85,7 Mineralstoffe

1,0 Gesamtsäure

0,2 Glucose

9,5 Fructose

2,2 Saccharose

Äpfel

0,3

0,7

1,7

5,9

2,6

Pflaumen

0,5

1,4

2,7

2,1

2,8

Johannisbeeren, rot

0,6

2,4

2,3

2,7

0,7

Walnüsse

2,0

k.A.

k.A.

k.A.

k.A.

Orangen

0,5

k.A.

2,3

2,5

3,5

k.A. keine Angaben (Souci SW et al. 2016)

über die in ihnen enthaltenen Aminosäuren, z. B. in Citrussäften anhand von Prolin und γ-Aminobuttersäure, führen. Unter den Mineralstoffen nimmt Kalium mengenmäßig bei weitem die erste Stelle ein. Daher wird die Ermittlung des Fruchtanteils von Lebensmitteln über eine Bestimmung des Kaliumanteils in der Asche geführt. Wie aus Ernährungsstudien deutlich wurde, kann das Herzinfarktrisiko durch eine Nuss-Diät gesenkt werden (Fraser GE 1999). Offenbar ist es die Fettzusammensetzung, die den LDL-Cholesterinspiegel im Blut senkt. Früchte enthalten eine Reihe verschiedener Säuren; die als Fruchtsäuren berechnet werden (. Abb. 22.1). Ihr Gesamtgehalt liegt im Durchschnitt bei 1–3 %; in Zitronen wurden schon über 7 % Gesamtsäure gemessen. In der Hauptsache sind die Säuren des Citronensäurecyclus, also u. a. Äpfel-, Citronen-, Isocitronen- und Bernsteinsäure, daneben Wein- und Oxalsäure sowie einige cyclische Säuren wie Chlorogen-, China- und Äpfelsäure sowie Shikimisäure enthalten. Letztere spielt eine zentrale Rolle sowohl bei der Biosynthese aromatischer Aminosäuren als auch des Lignins. Sie kommt vor allem in Äpfeln und unreifen Stachelbeeren vor. Interessanterweise enthalten Beerenfrüchte Salicylsäure und Benzoesäure, die beide glycosidisch bzw. esterartig an Glucose gebunden sind. So wurden in Johannisbeeren, Himbeeren, Rosinen und Sultaninen Salicylsäuregehalte bis über 70 mg/kg nachgewiesen. Auch p-Hydroxybenzoesäure kommt in der Natur vor, u. a. in Erdbeeren (10 mg/kg) und Pfirsichen (etwa 2 mg/kg). In Preiselbeeren wurden 140 mg/kg nachgewiesen, was möglicherweise ihre gute Haltbarkeit erklärt. Gallussäure und Protocatechusäure, die zu den Gerbstoffen gehören, kommen ebenfalls in fast allen Früchten vor. Die Aromastoffe der Früchte werden erst während des Reifevorgangs gebildet, indem sich hier der anabole

O

O

Oxalsäure

O

OH

L(+)-Weinsäure

OH

OH

. Abb. 22.1 Fruchtsäuren

HO

HO

OH

HO

HO

HO

HO

Äpfelsäure

OH

Shikimisäure

O

OH

O

O

OH HO

Salicylsäure

OH

OH

O

O

Bernsteinsäure

O OH

HO

HO

O

OH

OH

HO

Chinasäure

OH

Citronensäure

HO

O

O

O

OH

OH

HO

HO

O

OH

O

Fumarsäure

O

Isocitronensäure

OH

O

22

O

O

OH

OH

804 Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

22.2 · Chemische Zusammensetzung

805

22

Stoffwechsel auf eine katabole Stoffwechsellage umstellt (7 Abschn. 15.1). Da aber auch die gebildeten Aromastoffe weiter abgebaut werden können, ergibt sich zwangsläufig, dass optimale Aromagehalte in Früchten nur über relativ kurze Zeiträume gewährleistet sind. Je nachdem, welche Precursoren und welche enzymatischen Stoffwechselwege in der betreffenden Frucht vorhanden sind, bilden sich unterschiedliche Stoffgemische, die das Aroma der betreffenden Frucht charakteristisch prägen. So finden wir in Aromen von Kirschen vorwiegend Alkohole, Säuren und Ester aus dem Zucker- bzw. AminosäureStoffwechsel, während in Citrusfrüchten Terpene dominieren. Im Himbeeraroma spielt der β-Carotinabbau offensichtlich eine gewisse Rolle, und das Apfelaroma enthält Verbindungen, die einer Fettoxidation entstammen können. Farbstoffe der Früchte sind neben Chlorophyll, Riboflavin (Vitamin B2) und Carotinoiden vor allem die Anthocyane. So weist das Oenin aus der Schale blauer Weintrauben und Heidelbeeren eine dem Pelargonidin ähnliche Struktur auf. Oenin ist das 3-β-Glucosid des Anthocyanidins Oenidin (Malvidin). Höher polymerisierte Anthocyanidine z. B. vom Typ des Procyanidins (von Epicatechin abgeleitet) kommen in unreifen Früchten vor und bewirken ihren adstringierenden Geschmack. Vermutlich beruht dieser Gerbeffekt auf Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den phenolischen OH-Gruppen und den Proteinen im Mund. Vor allem in Orangen und Grapefruits kommen das bitterschmeckende Naringin und Hesperidin vor, die zur Gruppe der Flavanonglycoside gehören. Flavanone sind ähnlich wie Flavone (s. Luteolin, 7 Abschn. 21.3) aufgebaut, sie enthalten anstelle des Chromons (Benzopyron) ein Benzodihydropyron-System. Naringin kann enzymatisch durch Naringinase in das Aglykon Naringenin und Rutinose (l-Rhamnosyl-d-Glucose) gespalten werden, wodurch z. B. Orangensaft entbittert wird (. Abb. 22.2). Interessanterweise wird der Pyronring durch Hydrierung gespalten, wobei ein Süßungsmittel entsteht, das 300mal süßer als Saccharose ist (Naringindihydrochalcon). Auch Hesperidin gibt diese Reaktion, dabei entsteht dann das Neohesperidindihydrochalcon, das die 2.000fache Süßkraft von Saccharose besitzt (7 Abschn. 11.9.5). Während des Reifeprozesses reagieren eine Reihe von Enzymen mit ihren Substraten in der Frucht: 5 Stärke wird abgebaut zu Glucose, die teilweise zu Fructose isomerisiert wird 5 Cellulose und Pektin werden teilweise abgebaut (Weichwerden von Früchten) 5 Chlorophyllasen bauen Chlorophyll ab, wobei zunächst Carotin oder Xanthophyll eine Gelbfärbung bewirken 5 Später bilden sich Anthocyane, die die Frucht rot färben 5 Schließlich führt Zellwandzerstörung zur Freisetzung von Polyphenoloxidasen, die Katechinsysteme zu o-Chinonen oxidieren, wodurch schließlich durch Polymerisation braune Melanine entstehen. Eine Begleiterscheinung bei der Reifung ist oftmals, z. B. bei Äpfeln und Tomaten (7 Abschn. 21.5), die Freisetzung von Ethylen (7 Abschn. 22.6). Das aus Methionin gebildete Gas wirkt als Reifungshormon, indem es den Reifungsvorgang anderer Früchte in Gang setzt bzw. beschleunigt. Bei der Reifung von Bananen wird davon Gebrauch gemacht, die in grünem Zustand importiert und vor dem weiteren Absatz in speziellen Räumen durch Ethylen-Begasung künstlich gereift werden. Auch Acetylen

O

O

Naringin (bitter)

OH

O

. Abb. 22.2  Enzymatische Spaltung von Naringin

L-Rhamnose-D-Glucose

OH Naringinase

HO

O

Naringenin (unlöslich in Wasser)

OH

O OH

806 Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

22

807

22.3 · Exotische Früchte

22

OH H2N O

. Abb. 22.3 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure

und 2,4-D (2,4-Dichlorphenoxyessigsäure 7 Abschn. 13.2.1) wirken als Reifungsbeschleuniger. Auch Ananas, Paprika und Tomaten können durch Begasen mit Ethylen oder durch Behandlung mit Ethylen abspaltenden Verbindungen wie 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure (. Abb. 22.3), der Vorstufe des Ethylens in der Pflanze, einer beschleunigten Reife zugeführt werden. Ein neuer Pflanzenwachstumsregulator ist Ethephon, der vielseitig zur Steuerung biologischer Prozesse eingesetzt wird. Es ist die 2-Chlorethylphosphonsäure, die in das pflanzliche Gewebe eindringt und dort unter Abspaltung von Ethylen zerfällt. Im Januar 2011 wurden erhöhte Ethephon-Rückstände in spanischen Paprika nachgewiesen. 22.3  Exotische Früchte 22.3.1  Kiwi Kiwis (Actinidin deliciosa) zählen zu den Beerenfrüchten. Sie stammen ursprünglich

aus dem südlichen China, werden heute aber auch in Italien, Neuseeland, Frankreich, Chile, Griechenland und Japan angebaut. Kiwis enthalten das eiweißspaltende Enzym Actinidin, welches durch Erhitzen (Kochen) inaktiviert wird. Werden jedoch frische Kiwis mit Milchprodukten (z. B. Joghurt) vermischt, zersetzt das Actinidin das Milcheiweiß und es entstehen bitter schmeckende Peptide. Diese Zersetzung kann bei der Verdauung eiweißreicher Speisen im Magen helfen, ist bei Milchprodukten jedoch eher unerwünscht. Wird das Enzym aber durch Erhitzen vorher inaktiviert, können dennoch Kiwi-Joghurts hergestellt werden. 22.3.2  Nispero Nispero (Eriobotyra japonica) auch als Japanische Wollmispel, Mispero, Nespolo, Mispel oder Loquat bekannt, gehört zu den Kernobstgewächsen (Rosaceae) und bildet gelb-orangefarbene Scheinfrüchte (Nisperos), die beim Aufschneiden die Verwandtschaft mit dem Apfel zu erkennen geben. Der Aromaeindruck wird von Noten wie Pfirsich, Citrus und Mango geprägt.

808

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

22.3.3  Akees

22

Akees oder auch Aki oder Akipflaumen (Blighia sapida) kommen ursprünglich aus

Westafrika, werden aber inzwischen weltweit in (sub-)tropischen Gebieten angebaut. Die Pflanzenart gehört zur Familie der Seifenbaumgewächse (Sapindaceae). Die Früchte sind nicht im Ganzen genießbar, sondern nur die fleischig-glasigen Samenmäntel (die Arilli, der Arillus) mit ihrem nussigen Geschmack. Der Rest der Frucht und auch die Samen sind giftig. Symptome der Intoxikationen betreffen den Verdauungstrakt (heftiges Erbrechen, Vomitus) und das Zentralnervensystem. Für die Intoxikationen werden in erster Linie die nicht-proteinogenen Aminosäuren Hypoglycin (HGA, 2-Methylcyclopropylalanin) und Methylencyclopropylglycin (MCPG) verantwortlich gemacht. Den angenommenen Metabolismus zeigt . Abb. 22.4.

22.3.4  Litschis Litschis oder Litschipflaumen oder Lychee (Litchi chinensis) gehören ebenso wie die Akees zur Familie der Sapindaceae. Von den Früchten werden ebenfalls nur die Arilli (als Obst) verwendet. Sie können roh gegessen werden. Vorsicht ist geboten, wenn sie unreif verzehrt werden. Der Samen ist nicht genießbar. Symptome der Intoxikationen sind ähnlich wie bei Akees und betreffen den Verdauungstrakt und das Zentralnervensystem. 22.3.5  Yuzu Yuzu (Citrus junos) ist eine hybride Zitruspflanze (Kreuzung von Citrus ichangensis × Citrus reticulata var. Austera), die gelbe bis hellorangefarbene Früchte trägt. Sie ist in Japan und Korea weit verbreitet. Sie braucht zum Wachsen sehr viel Zeit, so dass erst nach über zehn Jahren Früchte von einem Yuzu-Strauch geerntet werden können. Verwendung findet in der Küche das bitter-säuerliche Fruchtfleisch, der Saft und die Schale. Das Fruchtfleisch wird als sauer-aromatisch, leicht bitter und saftig beschrieben. Saft der Yuzu schmeckt wie eine Mischung aus Limette und Mandarine mit einer leicht bitteren Note. Die Yuzu wird manchmal als die „Ur-Zitrone“ bezeichnet. Der Unterschied zwischen einer Yuzu und einer Zitrone liegt auch in der Größe: Die Yuzu ist größer als eine Zitrone; sie ist tennisballgroß und etwa 100 g schwer. Die Form ist rund bis leicht abgeflacht. Im Fruchtfleisch der Yuzu befinden sich außerdem größere Kerne als in einer Zitrone. Ein weiterer Unterschied zwischen Yuzu und Zitrone ist das Aroma, das bei der Yuzu nämlich wesentlich komplexer und intensiver ausfällt; allerdings schmeckt die Yuzu nicht so sauer wie die Zitrone. 22.4  Terpene

Das Monoterpen Neral ist ein Hauptaromastoff des Zitronenöls. Der Aldehyd besitzt 10 Kohlenstoffatome und wird in der Natur letztlich aus Acetyl-Coenzym A über Mevalonsäure und Isopentenylpyrophosphat durch Dimerisierung gebildet. Schematisch verläuft die Biosynthese der Terpene wie in . Abb. 22.5 dargestellt.

Cytosol

Mitochondrien

O

OH

MCPF-Gly

O

MCP-Ameisensäure

SCoA

N H

MCPF-CoA

O

OH

OH

O

O

MCP-Glyoxalat

O

MCPG (Methylencyclopropylglycin)

NH2

O

OH

reversible Umwandlung zur freien Säure: Acyl-CoA-Hydrolase oder Konjugation mit Glycin: Glycin-N-Acylase

Decarboxylierung und Konjugation mit CoA: Verzweigtkettige-KetosäurenDehydrogenase

α-Oxidation: Aminotransferase

O

OH

MCP-Essigsäure

O

OH

MCPA-CoA

O

MCP-Pyruvat

O

O

SCoA

OH

HGA (Methylencyclopropylalanin)

NH2

MCPA-Gly

O

N H O

OH

809

. Abb. 22.4  Angenommener Metabolismus von HGA und MCPG (Isenberg S et al. 2015). Erläuterung: HGA Hypoglycin, MCPA Methylencyclopropylacetyl-, MCP Methylencyclopropyl-, MCPF Methylencyclopropylformyl-; weitere Erläuterungen siehe Text

Urin

22.4 · Terpene

22

810

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

Acetyl-CoA

22

Mevalonsäure

Isopentenylpyrophosphat

Monoterpene C10

Geranylpyrophosphat

Sesquiterpene C15

Farnesylpyrophosphat

Diterpene C20

Geranylgeranylpyrophosphat

2x

2x

Triterpene C30

Tetraterpene C40

. Abb. 22.5  Biosynthese der Terpene (schematisch)

Eine Gruppenzuordnung der sowohl cyclischen als auch acyclischen Terpene ist über die Anzahl ihrer Kohlenstoffatome im Molekül möglich. Während Neral also zu den Monoterpenen gezählt wird, ist Retinol (Vitamin A) mit 20 Kohlenstoffatomen ein Diterpen, Cholesterin (Formel s. . Abb. 7.13) und Squalen mit 30 C-Atomen (Formel s. . Abb. 22.6) sind Triterpene, während das Dimere des Vitamins A, sein Provitamin β-Carotin, mit 40  C-Atomen ein Tetraterpen darstellt. . Abb. 22.7 zeigt einige wichtige Terpene. Citronellol ist ein offenkettiger Terpenalkohol, der in Zitronenöl gefunden wird. Menthol ist ein cyclischer Terpenalkohol, der durch unterschiedliche Anordnung der Methyl- und Hydroxylgruppe verschiedene Isomere bilden kann. Die optisch aktive l(-)-Form des Menthols ist das aromatische Prinzip des Pfefferminzöls. Menthol kommt auch in der Himbeere vor, deren Aroma es allerdings nicht wesentlich prägt. Sabinol, ein bicyclischer Terpenalkohol, wurde in Johannisbeeren nachgewiesen. Farnesol ist ein offenkettiges Sesquiterpen (C15), das in Citrusölen nachgewiesen wurde. Neral (. Abb. 22.8) kommt zusammen mit Geranial, das die Aldehydfunktion cis-ständig zur Methylgruppe trägt, in Lemongrasöl und Zitronenöl vor. Das nach Zitronen riechende Öl wird als Citral gehandelt. Über die Strukturen weiterer Terpene (. Abb. 23.1). Terpene sind nicht selten unbeständig gegen Lichteinwirkung und Sauerstoffangriff und unterliegen dann Veränderungen, die sich bei aromatisch wirksamen Komponenten sensorisch schnell bemerkbar machen. So wird die Entstehung eines talgig-rizinusähnlichen Geschmacks nach Wasserdampfdestillation von

22

811

22.4 · Terpene

. Abb. 22.6  Squalen (2,6,10,15,19,23-Hexamethyl-2,6,10,14,18,22-tetracosahexaen)

OH OH OH

Menthol

OH

Sabinol

Citronellol

Farnesol

. Abb. 22.7  In Obst vorkommende Terpene

O

Neral

α-Terpinen

Dimethylstyrol

Limonen

. Abb. 22.8  Isomerisierung von Citral

­ itrusschalenölen einer Umwandlung des darin enthaltenen Nerals und GeraniC als (Citral) in α-Terpinen, Dimethylstyrol und Limonen zugeschrieben. Die relativ geringe Beständigkeit vieler Terpene wird durch . Abb. 22.9 deutlich, in der die Vielfalt von Isomerisierungsprodukten dargestellt ist, die nach Erhitzen bei pH 3,5 aus Linalool entstanden waren. Auch hieraus entstehen Konsequenzen für das Aroma. In Orangensaft kommt das Sesquiterpen Valencen vor. Es wird bei Sauerstoffeinwirkung in Nootkaton umgewandelt, das Geruch und Geschmack nach Grapefruit besitzt (. Abb. 22.10).

812

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

22 β-Myrcen

α-Phellandren

α-Terpinen

Limonen

β-Phellandren

2,4(8)-p-Menthadien

Z-Ocimen OH

OH

α-Terpineol OH

O

1,8-Cineol

Linalool OH

3,7-Dimethyl-1octen-3,7-diol

O

2,2,6-Trimethyl-2vinyltetrahydropyran

γ -Terpinen

E,E-Alloocimen

E-Ocimen

p-Cymen

Terpinolen

E,Z-Alloocimen

. Abb. 22.9  Abbauprodukte von Linalool bei pH 3,5

O

Valencen

. Abb. 22.10  Umwandlung von Valencen

Nootkaton

22.6 · Trockenobst

813

22

22.5  Lagerung von Obst

Nach der Ernte laufen die Atmungs- und Reifungsvorgänge weiter. Einige Früchte werden reif geerntet, weil bei ihnen die Atmungsgeschwindigkeit nach der Ernte stetig abnimmt (Ananas, Bananen, Kirschen und Citrusfrüchte) und die also nicht mehr reifer werden können und anderen, die bei der Lagerung deutlich nachreifen. Hierzu gehören z. B. Äpfel und Birnen, deren Nachreifung sich durch raschen Anstieg der Atmungsgeschwindigkeit äußert. Dabei werden in ihnen enzymatisch Pektine, Chlorophyll und Tannine abgebaut. Nach Auflösung der Zellwände wird das sog, „Klimakterium“ ausgelöst, das sich durch maximale Atmungsgeschwindigkeit und einen „Freilauf der Enzyme“ äußert, die nun die Inhaltsstoffe der Frucht schnell abbauen. Soll daher Obst über längere Zeit gelagert werden, wird es unreif gepflückt und anschließend werden die Reifevorgänge durch entsprechende Lagerungsbedingungen verlangsamt. Hierzu wird das Obst bei 0 bis −1 °C und relativer Feuchte von etwa 90 % luftig gelagert. Eine zusätzliche Verlängerung der Haltbarkeit wird durch Lagern in Stickstoff-Atmosphäre bzw. durch Zugabe von CO2 zur Luft erreicht. Dabei wirkt CO2 als kompetitiver Hemmstoff des Ethylens. Da sich eine zu hohe CO2-Konzentration qualitätsmindernd auf das Lagergut (Kernhaus- und Fruchtfleischbräune) auswirken kann, wird diese bei der CA-Lagerung (Controlled Atmosphere-Lagerung) in Abhängigkeit vom Sauerstoff-Partialdruck eingestellt. Dabei sollen CO2-und Sauerstoffkonzentrationen von jeweils 2 bis etwa 5 % (es gibt hier Ausnahmen!) Seneszenz und Klimakterium verlangsamen. Auf diese Weise bleiben Äpfel noch monatelang frisch, und Weißkohl kann für die Sauerkrautbereitung das ganze Jahr über lagern. Die meisten Obstarten sind nur kurze Zeit haltbar und müssen möglichst bald zu haltbaren Produkten verarbeitet werden. 22.6  Trockenobst

Eine Möglichkeit zur Verlängerung der Haltbarkeit von Obst ist die Reduzierung des Wassergehaltes. Zur Herstellung von Trockenprodukten werden Äpfel und Birnen geschält und, in Scheiben geschnitten, bei 60–70 °C getrocknet. Um ein Nachdunkeln zu vermeiden, werden sie vor dem Trocknen, z. B. durch Tauchen in schweflige Säure, „geschwefelt“. Auch andere Früchte (mit Ausnahme von Korinthen) werden geschwefelt, so dass sie je nach Art 1–2 g Schwefeldioxid im Kilogramm Ware enthalten können. Rosinen, Korinthen und Sultaninen werden aus verschiedenen Weintrauben hergestellt. Um ein Verkleben zu verhindern, dürfen sie (ausgenommen Korinthen) mit Wachsen bzw. Acetylmonofettsäureglycerid behandelt werden. Zur Herstellung von Trockenpflaumen werden die Früchte in heiße verdünnte Natronlauge oder 0,7 %ige heiße K2CO3-Lösung getaucht („Dippen“). Um Produkte mit glänzender, dunkler Schale zu erzeugen, werden sie außerdem kurze Zeit bei 70–80 °C gedämpft („Etuvieren“). Trockenobst enthält zwischen 10–30 % Wasser und 65 bis über 70 % Kohlenhydrate. Dementsprechend sind Trockenfrüchte ziemlich nahrhaft.

814

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

22.7  Kandierte Früchte

22

Sie werden aus frischem und auch vorbehandeltem Obst durch weitgehenden Austausch des Wassers gegen Zucker hergestellt. Hierzu eignen sich u. a. Ananas, Kirschen, Birnen, Feigen, Aprikosen und Pfirsiche, während Beerenfrüchte nicht so gut zu behandeln sind. Manche Früchte werden vorher blanchiert, wodurch der Saftaustausch erleichtert wird. Zu ihrer Herstellung werden die zugerichteten Früchte mehrfach in Zuckerlösung steigender Konzentration bei etwa 50 °C im Vakuum behandelt. Um Kristallbildungen zu vermeiden, wird den Zuckerlösungen Invertzucker zugegeben. Zur Erzielung einer glänzenden Oberfläche werden sie mit Zuckerlösung unter Zusatz von Gummi arabicum behandelt und anschließend gedämpft. Citronat (Sukkade) und Orangeat werden auf gleiche Weise aus den Schalen von Zitronen (z. B. den bis zu 3 kg schweren Zedrat-Zitronen), Orangen und Pomeranzen hergestellt. Vor der Dickzuckerbehandlung wird zur Konservierung in 10–20 %iger Kochsalzlösung behandelt, dann wieder entsalzt. 22.8  Konfitüren, Gelees und Marmeladen

Der Begriff Marmelade hat sich in Deutschland in den letzten Jahren dahingehend verändert, dass in Übereinstimmung mit den anderen EU-Staaten hierunter ausschließlich Erzeugnisse aus Citrusfrüchten verstanden werden. Konfitüren werden aus anderen Früchten hergestellt, Gelees ausschließlich unter Verwendung ihrer Säfte. Die Zusatzbezeichnungen „extra“ und „einfach“ beziehen sich auf den Fruchtanteil. Erzeugnisse eigener Art sind u. a. Apfelkraut, Birnenkraut und Pflaumenmus (Zwetschgenmus). Produkte dieser Art werden aus einer oder mehreren Obstarten unter Zusatz von Zucker, Stärkesirup, Obstpektin, Citronen-, Wein- und Milchsäure hergestellt. Sie enthalten mindestens 60 % Trockenmasse (Früchte und Zucker), Ausnahmen sind Apfel- und Birnenkraut (65 %) sowie Pflaumenmus (50 %). Um das während der Erntezeit in großen Mengen anfallende Obst für die Marmeladenfabrikation bevorraten zu können, wurden früher zunächst Halbfertigerzeugnisse hergestellt: Obstpulpen (auch: Obstpülpen) sind stückig zerkleinerte Früchte, die durch schweflige Säure stabilisiert werden. Obstmark entsteht durch Passieren von Pulpen und wird ebenso konserviert. Heute werden Pulpen und Obstmark unmittelbar nach der Herstellung auf −20 °C zu Platten gefroren und im Kühlhaus aufbewahrt. Eine chemische Konservierung ist nicht erforderlich. Zur Herstellung von Marmeladen und Konfitüren werden jeweils nur kleinere Chargen (bis 100 kg) eingesetzt, um die Kochzeiten auf 15–30 min zu begrenzen. Bei längeren Kochzeiten würde nämlich der eingesetzte Zucker invertieren und durch nachfolgende Maillard-Reaktion der freigesetzten Glucose und Fructose Farbveränderungen und Karamellgeschmack bewirken. Soweit notwendig, wird dem Kochansatz Wasser durch Anlegen von Vakuum entzogen. Das erwünschte Eindicken von Marmeladen wird durch Pektinzusatz erreicht. Über Aufbau und Modifizierung von Pektinen und die damit erreichten Eigenschaften (7 Abschn. 8.7.11 und 11.6).

815 22.11 · Blüten (Blütenblätter)

22

22.9  Fruchtsäfte, Fruchtnektare Fruchtsäfte sind flüssige Auszüge aus frischem Obst, die hieraus durch mechani-

sche Verfahren gewonnen werden. Um Transportkosten zu sparen, werden sie häufig mittels spezieller Verdampfer konzentriert, wobei die über Topp abdestillierten Aromastoffe kondensiert und dem Konzentrat wieder zugefügt werden. Vor allem Orangensäfte werden im Erzeugerland konzentriert und im Verbraucherland mit entmineralisiertem Wasser wieder auf die ursprüngliche Konzentration rückverdünnt. Geschmackskorrekturen mit Zucker sind gesetzlich geregelt. Vor oder bei Abfüllung werden die Säfte pasteurisiert. Zur Herstellung naturtrüber Säfte werden die trüben Keltersäfte unmittelbar zur Enzyminaktivierung erhitzt. Beerenobst und Kirschen müssen häufig zunächst angären, wobei zur Unterstützung der Gärung Zucker zugesetzt wird. Bei Kirschen werden außerdem die Steine zum Teil zerkleinert. Einige Säfte müssen durch Zugabe von Zuckerwasser eingestellt werden, um sie trinkfertig zu machen. Der Geschmack eines Saftes gilt im Allgemeinen als ausgewogen, wenn die Zuckerkonzentration zehnmal so hoch ist wie die Menge an Gesamtsäure. Derartige Fruchtsaft-Wassergemische werden als Fruchtnektare bezeichnet. Die Mindestgehalte an Säure und Fruchtsaft sind geregelt. 22.10  Früchtetees Früchtetees (engl. fruit tea) sind sog. teeähnliche Aufgussgetränke. Sie werden aus

einer getrockneten Fruchtart hergestellt, wie der klassische Hagebuttentee – oder aus Mischungen verschiedener getrockneter Früchte. Die Geschmacksrichtungen hängen von der eingesetzten Fruchtpalette ab und umfassen fruchtig bis blumig, lieblich, würzig oder fein-herb. Kommerzielle Mischungen sind oft mit Gewürzen oder Aromen angereichert, um sie zu verfeinern oder Geschmacksnuancen zu kreieren. Die den Fruchttees zugrundeliegenden Pflanzen beinhalten zahlreiche verschiedene Inhaltsstoffe, wie ätherische Öle, die maßgeblich den Geschmack und Geruch bestimmen, sowie Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente und Polyphenole. 22.11  Blüten (Blütenblätter)

Viele Blüten sind für den Menschen genießbar. Je nach Pflanze können die Blütenblätter oder sogar ganze Blüten Verwendung finden. Im Allgemeinen werden jedoch die Stempel und Staubgefäße der Blüten entfernt und lediglich die Blütenblätter verzehrt. Mit ihren zuckersüßen bis pfeffrig-scharfen Aromen geben essbare Blüten/ Blütenblätter Gerichten und Getränken eine besondere Note – und dienen nicht nur der Dekoration. . Tab. 22.2 gibt eine Übersicht über essbare Blüten bzw. Blütenblätter mit Angabe der Blütenfarbe und Hinweise zum Flavour-Eindruck. Bei der Ernte müssen die Blüten bzw. die Blütenblätter den lebensmittelhygienischen und sonstigen lebensmittelrechtlichen Vorschriften entsprechen (Verunreinigungen,

816

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

. Tab. 22.2  Übersicht über essbare Blüten/Blütenblätter, ihre Blütenfarbe und ihren FlavourEindruck

22

Blüte/ Blütenblätter

Botanischer Name

Blütenfarbe

Flavour

Ackerstiefmütterchen

Viola tricolor

Dreifarbig

Nach Minze

Apfelblüte

Malus app.

Blassrosa

Blumig

Basilikum

Ocimum basilicum

Weiß, blau, rosa

Nach Kräutern

Begonie

Begonia × tuberhybrids

Rot, gelb, orange, weiß

Nach Zitrone

Borretsch

Borago officinalis

Blau-lavendelfarben

Kürbisartig

Chrysantheme

Chrysanthemum spp.

Gelb, weiß

Bitter

Fenchel

Foeniculum vulgare

Gelb

Süß

Feuerbohne

Phaseolus coccineus

Scharlachrot

Nach Bohnen

Flieder

Syringa vulgaris

Lavendelfarben

Pikant

Gänseblümchen

Bellis perennis

Weiß, pastellfarben

Bitter

Geranie

Pelargonium spp.

Rosa, rot, weiß

Blumig

Hisbiskus

Hibiscus rosa-sinensis

Rot

Zitronengeschmack

Jasmin

Jasminum sambac

Weiß

Süß, parfümartig

Knoblauch

Allium sativum

Weiß

Knoblauchartig

Kresse

Tropaeolum majus

Rot, orange, gelb

Pfeffrig

Kürbisblüten

Cucurbita pepo spp.

Gelb

Süßlich

Lavendel

Lavandula spp.

Lavendelfarben

Blumig, parfümartig

Löwenzahn

Taraxacum officinale

Gelb

Süß

Malve

Malva spp.

Purpurrot, rosa, weiß

Süß

Minze

Mentha spp.

Lavendelfarben

Nach Minze

Nelke

Dianthus spp.

Rosa, rot, lavendelfarben

Würzig, pfeffrig

Ringelblume

Calendula officinalis

Orange, gelb

Würzig bis bitter

Rose

Rosa spp.

Zahlreiche Farbtöne

Süß, aromatisch

Rosmarin

Rosemarinus officinalis

Zartes blau

Süßlich, herb

Saflor

Carthamus tinctorius

Gelb, orange

Bitter

Salbei

Salvia officinalis

Lavendelfarben

Süß, nach Kräutern (Fortsetzung)

817 22.11 · Blüten (Blütenblätter)

22

. Tab. 22.2  (Fortsetzung) Blüte/ Blütenblätter

Botanischer Name

Blütenfarbe

Flavour

Schnittlauch

Allium spp.

Lavendelfarben

Zwiebelgeschmack

Sonnenblume

Helianthus annuus

Goldfarben, gelb

Süß bis bitter

Stiefmütterchen

Viola × wittrockiana

Purpurrot, weiß, gelb, lila

Süß bis scharf

Thymian

Thamus vulgaris

Weiß

Nach Kräutern

Veilchen

Viola odorata

Weiß, purpur, lila

Süß

(Lang EC 1999)

Kontaminanten, Düngemittel, Pflanzschutzmittel etc.). Die Blüten/Blütenblätter können frisch oder ggf. auch in getrocknetem Zustand verwendet werden. Die frischen Blüten/ Blütenblätter werden zuerst mit warmem Wasser gereinigt und danach in Eiswasser gelegt, um Farbe und Geschmack zu bewahren. Wird die frische Blüte bzw. werden die Blütenblätter nicht einem weiteren Verarbeitungsschritt (wie z. B. kandieren, Sirup- oder Likörherstellung) unterworfen, ist in geeigneter Verpackung eine Haltbarkeit von bis zu einer Woche bei Kühlschranktemperatur möglich. Einige Blüten, wie etwa die des Kürbis, eignen sich auch zum Einfrieren (Lang EC 1999). Beim Verzehr von Blüten/Blütenblättern können unerwünschte Nebenwirkungen auftreten, da manche Pflanzen toxische Inhaltsstoffe enthalten oder ein allergieauslösendes Potential besitzen. So enthalten Apfelblüten Cyanidvorläufer (Amygdalin, s. 7 Abschn. 12.2.1 bzw. 7 Abschn. 12.5.11), weshalb beim Verzehr Vorsicht geboten ist. Ackerstiefmütterchen beinhalten ebenso wie die Ringelblume toxisch wirkende Saponine und dürfen daher nur in geringen Mengen verzehrt werden. Borretschblüten sollen ebenfalls nur in geringen Mengen genossen werden, da sie harntreibend wirken. Saflor dagegen soll eine laxierende Wirkung aufweisen. Manche Pflanzen können beim Berühren bzw. beim Verzehr Allergien verursachen. Das beispielsweise im Löwenzahn enthaltenen Latex von Blättern und Stängeln kann bei empfindlichen Personen bei direktem Kontakt eine Hautreizung auslösen. Auch Fenchel sowie Pollen der Sonnenblume können Allergien auslösen. Im nachstehenden Kasten „Blüten/Blütenblätter…“ ist eine Auswahl sowohl essbarer als auch nicht essbarer (z. T. sogar giftiger) Blüten/Blütenblätter aufgelistet. Nicht zu unterschätzen ist die Gefahr der Verwechselung von essbaren Blüten/Blütenblättern und ungeeigneten Exemplaren: So darf Jasmin (Jasminum sambac) auf keinen Fall mit dem giftigen wilden Jasmin (Gelsemium sempervierens) verwechselt werden. Von den Begonien ist wiederum nur die Begonia x tuberhybrida essbar (Lang EC 1999). Im Zweifelsfall nicht verzehren!

818

Kapitel 22 · Obst und Obsterzeugnisse

Blüten/Blütenblätter…

22

…, die in der Regel als genießbar gelten (Auswahl): Bärlauch, Begonia x tuberhybrida, Borretsch, Buchweizen, Chrysanthemen, Dahlien, Gänseblümchen, Herbstaster, Holunder, Jasmin, Kapuzinerkresse, Kornblume, Lavendel, Lindenblüte, Löwenzahn, Malve, Passionsblume, Pimpernelle, Ringelblume, Rose, Rucola, Schafgarbe, Schnittlauch, Schnittknoblauch, Thymian, Veilchen, Wilde Stiefmütterchen, Zucchini … …, die nicht essbar oder sogar giftig sind (Auswahl): Akelei, Christrose, Eisenhut, Engelstrompete, Fingerhut, Goldregen, Herbstzeitlose, Maiglöckchen, Hahnenfuß, Oleander, Pfaffenhütchen, Schierling, Seidelbast, Steinklee, Tollkirsche, Nachtschattengewächse wie Tomaten, wilder Jasmin …

Literatur Fraser GE (1999) Nut consumption, lipids and risk of a coronrary event. Clin Cardiol 22(sIII):11–15 Isenberg S (2015) Chem Res Technol 28(9):1753–1759 Lang EC (1999) Essbare Blumen – Wiederentdeckung einer alten Tradition. Ernährung/Nutrition 23:298–400 Souci SW, Fachmann W, Kraut H (2016) Die Zusammensetzung der Lebensmittel-Nährwert-Tabellen, 8. Aufl. medpharm GmbH Scientific Publishers, Stuttgart

819

Gewürze Reinhard Matissek 23.1 Einführung – 820 23.2 Fruchtgewürze – 820 23.3 Samengewürze – 828 23.4 Blütengewürze – 829 23.5 Wurzel- und Rhizomgewürze – 830 23.6 Rindengewürze – 831 23.7 Blatt- und Krautgewürze – 833 23.8 Gewürzmischungen – 834 23.9 Kräutertee – 834 23.10 Sojasoße – 835 23.11 Ponzu Soße – 835 23.12 Essenzen – 835 23.13 Gewürze im weiteren Sinne – 835 23.14 Fruchtsäuren – 837

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_23

23

820

Kapitel 23 · Gewürze

23.1  Einführung

23

Gewürze sind im engeren Sinne getrocknete Teile von Pflanzen, deren Inhaltsstoffe eine Würzung von Lebensmitteln bewirken können. Meistens geht diese Wirkung auf ätherische Öle zurück, manchmal wird sie durch scharf schmeckende Ingredienzen ergänzt. Im weiteren Sinne gehören auch Salz und Essig zu den Gewürzen. Einige Gemüse (Zwiebel, Paprika) sind durch ihre Inhaltsstoffe mit den Gewürzen verwandt. Schließlich muss erwähnt werden, dass vor allem im industriellen Bereich wegen der besseren Handhabung Gewürzessenzen angewandt werden, die konzentrierte Auszüge von Gewürzen darstellen. Gewürze können in folgende Gruppen eingeteilt werden: 5 Fruchtgewürze z. B. Pfeffer, Chili 5 Samengewürze z. B. Muskatnuss, Senf 5 Blütengewürze z. B. Gewürznelken, Kapern 5 Rhizomgewürze z. B. Ingwer, Curcuma 5 Rindengewürze z. B. Zimt 5 Blatt- und Krautgewürze z. B. Petersilie, Majoran Kräuter

Als Kräuter oder Küchenkräuter werden Pflanzen bezeichnet, deren Teile wie Blätter, Blüten oder Stiele in frischer oder getrockneter Form als Gewürze verwendet werden.

Soweit nicht ausdrücklich darauf hingewiesen wird, enthalten Gewürze im Mittel etwa 2–5 % ätherische Öle, in denen Verbindungen aus der Terpenreihe dominieren. In . Abb. 23.1 sind die Strukturen einiger derartiger Verbindungen dargestellt. Daneben enthalten ätherische Öle auch aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Aldehyde, Ester, Ether und Ketone. 23.2  Fruchtgewürze

Unter den Fruchtgewürzen ist der Pfeffer mit Abstand der wichtigste Vertreter. Er ist die Frucht des hauptsächlich in Indien, Indonesien und Sri Lanka vorkommenden Kletterstrauches Piper nigrum L., der in etwa 10 cm langen Ähren jeweils 20–30 rotgelbbraune, beerenartige Früchte hervorbringt. Das in Ölzellen gespeicherte Pfefferöl enthält als Hauptbestandteil α-Phellandren, das auch das Aroma entscheidend beeinflusst. Der scharfe Geschmack wird durch das Alkaloid Piperin (Piperinsäure-Piperidid, . Abb. 23.2) bewirkt, das in Mengen von 5–9 % im Pfeffer enthalten ist. Rotundon, ein oxygeniertes, bicyclisches Sesquiterpenketon aus der Klasse der Guajane, ist ein Schlüsselaromastoff in schwarzem und weißem Pfeffer (und in der Shirazrebe, s. 7 Abschn. 19.3.2). Die chemische Strukturformel von Rotundon ist . Abb. 23.3 zu entnehmen. Schwarzer Pfeffer (Piper nigrum L.) ist die unreife Frucht, die beim Trocknen eine schrumpelige, schwarze Oberfläche erhält. Es gibt verschiedene Sorten, die meist nach der Herkunft unterschieden werden, so z. B. Tellicherry-Pfeffer aus Südindien (Provinz Thalassery) mit seinem würzig-waldigen Aroma. Es wird auch als Spätlesepfeffer

23

821

23.2 · Fruchtgewürze

a OH

OH

Cymol Bohnenkraut

Cavacrol Bohnenkraut, Thymian

Thymol Bohnenkraut, Thymian

Limonen Kümmel, Rosmarin

α-Pinen Majoran, Rosmarin

β-Pinen Majoran, Rosmarin

α-Terpinen Kardamom, Majoran

γ-Terpinen Kardamom, Majoran

Terpinolen Majoran

α-Phellandren Pfeffer, Lorbeer

Myrcen Rosmarin, Estragon

Ocimen Majoran, Estragon

b O

Camphen Ingwer, Rosmarin, Muskat

Sabinen Petersilie, Majoran

O

Cineol Lorbeer, Rosmarin

Campher Rosmarin

OH O OH

OH

Geraniol Melisse, Lorbeer

Linalool Koriander, Basilikum

Borneol Thymian, Rosmarin

Carvon Kümmel, Dill

. Abb. 23.1  In Gewürzen vorkommende aromatische Verbindungen bzw. Terpen-Verbindungen

822

Kapitel 23 · Gewürze

O O

N

23

O

. Abb. 23.2 Piperin

bezeichnet, da er fast reif geerntet wird. Farbe der Kugel eher braun als schwarz. Er passt besonders gut zu rotem Fleisch (Schwein, Lamm, Rind) und Räucherfisch; auch zu Rindercarpaccio passend. Eine besondere Rarität ist der sog. Voatsiperifery Pfeffer (Bourbonenpfeffer, Piper Borbonensis), der einen wildwachsenden „Urwaldpfeffer“ aus Madagaskar darstellt. Sein Aroma wird als „aufregend wie der Urwald“ beschrieben: Pflanzliche und blumige Noten werden von zitrusartiger Schärfe untermalt, mit leicht erdig-waldiger Note. Passt gut zu Fleisch, eingelegtem Gemüse und hervorragend zu Käsefondue. Übersicht zu Pfeffer und pfefferähnlichen Gewürzen

5 Echter Pfeffer 5 Piper nigrum L. – schwarzer Pfeffer (z. B. Tellycherry) – weißer Pfeffer – grüner Pfeffer – roter Pfeffer – Vögelpfeffer 5 Pfefferähnliche Gewürze 5 Gattung Piper (Pfeffer) – Langpfeffer, kleiner Langpfeffer – Kubeben Pfeffer – Voatsiperifery Pfeffer 5 Gattung Capsicum (Paprika) – Spanischer Pfeffer – Cayenne Pfeffer 5 andere Gattungen – Rosa Pfeffer (Brasilianischer Pfeffer) – Szechuanpfeffer – Tasmanischer Bergpfeffer (Bergpfeffer, Australischer Pfeffer) – Guineapfeffer (Meleguetapfeffer, Paradieskörner) – Piment (Nelkenpfeffer, Jamaikapfeffer) – Cumeo Pfeffer

823

23.2 · Fruchtgewürze

23

H 10 1 5 O

7

(S)

Pseudoguajane (R)

(S)

H 10

Rotundon

1 4

7 H

Guajane

. Abb. 23.3  Rotundon, Guajane, Pseudoguajane. Erläuterung: Guajane ist eine Bezeichnung für eine Gruppe von Sesquiterpenen mit 7-Isopropyl-1,4-dimethyldecahydroazulen-Grundgerüst

Weißer Pfeffer ist die getrocknete, reife Frucht von Piper nigrum L., die durch Abreiben von der äußeren Fruchtwand befreit wurde. Weißer Pfeffer wird insbesondere in Europa traditionell wegen der „weniger auffallenden Optik“ vornehmlich in weißen Soßen verwendet. Er ist weniger scharf und aromatisch als der schwarze oder rote Pfeffer. Passt besonders zu Frikassee, weißen Soßen (Wild, Geflügel, Schwein, Innereien). Grüner Pfeffer ist die unreife, früh geerntete – grün aussehende – Frucht von Piper nigrum L., die üblicherweise frisch in Salzwasser eingelegt oder bei hohen Temperaturen schnell getrocknet oder gefriergetrocknet wird. Auch frischer grüner Pfeffer wird heutzutage gehandelt. Grüner Pfeffer ist besonders mild. Er riecht nach frischem Gras, Kräutern und grüner Paprika. Er passt vornehmlich zu Fisch, Meeresfrüchten, Geflügel und Gerichten mit Kokosmilch. Ideal passend zu Austern, Kaviar und Jakobsmuscheln. Roter Pfeffer ist die vollreife, ungeschälte Frucht von Piper nigrum L., die ähnlich wie grüner Pfeffer üblicherweise in salzige oder saure Laken eingelegt wird. Besonders edle Sorten werden behutsam im Schatten getrocknet, um die Farbe zu schützen. Der rote Pfeffer ist eine Rarität. Er ist aufgrund der vollen Reife recht scharf. Das süßlichscharfe Aroma wird durch Fruchtnoten ergänzt, die an Kirsche, Hagebutte, Hibiskus

824

23

Kapitel 23 · Gewürze

und Sanddorn erinnern. Roter Kampot kommt aus Kambodscha, roter Pondicherry aus Indien. Wegen seiner Süße passt er ideal zu Desserts mit Mango, Papaya oder Beeren oder auch sehr gut zu Rinderfilet, Schweinefleisch, zu Thunfisch oder Schwertfisch. Vögelpfeffer (engl. birds pepper) ist ein echter Pfeffer, der jedoch auf eine ganz spezielle Weise in Kampot (Kambodscha) gewonnen wird und daher als sehr exklusiv und selten gilt. Nur die vollreifen roten (süßen) Pfefferfrüchte (Piper nigrum L.) werden von Vögeln der Art Augenstreif-Bülbül (auch Gelbbauchbülbül, Pycenonotus goiavier, engl. Yellow-vented bulbul) aufgesammelt und gefressen. Im Verdauungstrakt der Vögel wird die Fruchthülle verdaut und anschließend werden die Kerne im Ganzen wieder ausgeschieden. Es wird angenommen, dass durch die Sekrete und Enzyme des Verdauungstraktes der Vögel Proteine abgebaut bzw. verändert werden. Der aufwendigste Schritt ist dann das Aufsammeln („Ernten“) der Körner in den Pfeffergärten (nahe der Vogelnester) von Hand. Die so gesammelten Pfefferkörner werden gereinigt, hitzebehandelt und wieder getrocknet. Das Flavour verändert sich durch den „Veredelungsprozess“ und wird beschrieben als erdig, gehaltvoll, mit Röstaromanoten und schokoladigen Nuancen sowie subtilen blumigen Noten (Citrusschalen). Empfohlen wird der Vögelpfeffer zu Muscheln, weißem Fisch, hellem Fleisch, Schwein, Kalb, in hellen Sahnesaucen, in Nudel- und Reisgerichten, gedämpftem Gemüse, Spargel, grünen und weißen Bohnen, Salaten und in Fruchtdesserts mit Orangen, Birnen u. a. (7 https://www.hennesfinest.com/shop/kampot-pfeffer/21/kampot-voegelpfeffer-40g). Langpfeffer sieht aus wie Birken- oder Haselkätzchen und besteht aus den getrockneten, unreifen Früchten von Piper longum, eine Art aus der Gattung Pfeffer (Piper) in der Familie der Pfeffergewächse (Piperaceae). Sein Aroma erinnert an seine Mischung aus Balsam, Ingwer, Kardamom, Kakao, Leder, Pfeffer und etwas Rauch. Er wird im Ganzen mitgekocht, in Stücke zerbrochen oder in der Mühle zermahlen. Er passt gut zu Rind, Kaninchen, Pasteten, Kalbsleber, Räucherforelle und Räucherlachs sowie zu Desserts, z. B. mit Pflaumen. Als Kleiner Langpfeffer oder Schokoladenpfeffer wird eine Variante des Langpfeffers (Piper longum) bezeichnet, der wegen seines besonderen Aromas, das an Kakao/Schokolade erinnert, auffällt. Die Fruchtstände sind schwarzglänzend und wesentlich kleiner (1–2 cm) als die vom Langpfeffer (4–6 cm). Der Schokoladenpfeffer schmeckt zunächst scharf, überrascht dann durch seine warme Kakaonote und sein ungewöhnliches Schokoladenaroma. Er passt gut zu Schokoladenpudding, Schokoladendesserts etc., zu Eis, Kuchen, Torte und zu exotischen Früchten. Kubebenpfeffer oder Schwanzpfeffer (Piper cubeba L.) ist eine Art aus der Gattung Pfeffer, also mit dem echten Pfeffer verwandt. Er ist in Java, Sri Lanka und anderen indonesischen Inseln beheimatet. Die Früchte werden grün geerntet und dann getrocknet. Die Beeren sind braunschwarz, haben einen kurzen Stängel, der wie ein Schwänzchen aussieht, und weisen ein Aroma auf, dass an Nelkenpfeffer erinnert. Das ätherische Öl enthält Cubebin, Piperidin, Piperin, Copaen, β-Bisabolon, β-Caryophyllen (. Abb. 23.4), δ-Cadinen, Cubebol, Nerolidol, α-Thujen, Sabinen, Myrcen, α-Pinen, Camphen und Limonen. Kubebenpfeffer passt besonders gut zu Fleisch- und Gemüsegerichten. Er wird traditionsgemäß in Gewürzmischungen wie Ras el Hanout und vornehmlichen in der indonesischen Küche verwendet.

23.2 · Fruchtgewürze

825

23

. Abb. 23.4 Caryophyllen

Cumeo Pfeffer wächst in einer sehr abgelegenen Region am Fuße des nepalesischen Himalaya. Die bis zu 5 Meter hohen Sträucher wachsen wild. Zur Ernte werden die Beeren eingesammelt und getrocknet. Es ist unklar, ob Cumeo Pfeffer zu den Lorbeergewächsen (Lauraceae) oder zu den Rautengewächsen (Rutaceae) zuzuordnen sind. Das Aroma erinnert an Grapefruit, Zitronenmelisse und Zitrone. Cumeo Pfeffer hat eine milde Schärfe und passt gut zu Fisch, Meeresfrüchten, Geflügel, Desserts, Torten und Suppen. Rosa Pfeffer, auch Brasilianischer Pfeffer genannt (aus der Familie der Anacardiaceae) sieht zwar dem roten Pfeffer sehr ähnlich, ist aber mit diesem nicht verwandt. Die Beeren leuchten mit ihrer pinkfarbenen, pergamentartigen Haut. Ganze Beeren duften nur schwach, zerkleinert verströmen sie süßlich-harziges Aroma mit blumigen und holzigen Noten. Im Geschmack erinnern sie an Wacholder. Sie passen gut zu nicht allzu deftigen Gerichten vom Kalb, Huhn, Ente, Wildgeflügel und Fisch. Perfekt passend zu Rotbarsch und Zander sowie zu Schoko- und Nussdesserts. Szechuanpfeffer (Zanthoxylum pipritum), auch als Anispfeffer oder Zitronenpfeffer bezeichnet, ist mit dem echten Pfeffer nicht verwandt. Die fünf Millimeter großen Samenkapseln duften blumig und holzig nach Citrus und Muskat. Er ist nicht sehr scharf und seine Inhaltsstoffe sollen leicht betäubend (kribbelndes Mouthfeeling durch eine Verbindung namens Hydroxy-α-sanshool) wirken. Da die Aromastoffe nicht sehr hitzestabil sind, soll erst kurz vor dem Servieren damit gewürzt werden. Er passt hervorragend zu Huhn, Schwein, Ente, Rind, Chinakohl und gegrillten Ananas, aber auch zu Kabeljau und Jakobsmuscheln. Ist in der asiatischen Küche weit verbreitet. Es gibt auch grünen Szechuanpfeffer, der eine sehr frische Limettennote hat und aus China stammt. Er passt gut in Wokgerichte, zu gedämpften, gekochten filetierten Fisch und zu gebratenem Fleisch. Tasmanischer Bergpfeffer, Bergpfeffer oder Australischer Pfeffer (i.  d.  R. Tasmania lanceolata) ist ein immergrüner Strauch, dessen Beeren als Gewürz mit pfefferähnlicher Schärfe verwendet werden. Die blauschwarzen Beeren weisen Aroma nach Brombeeren, Blaubeeren und Holunderbeeren mit Noten von Lorbeer und Kampher auf. Passt besonders gut zu Wild-, Lamm-, Strauß-, Känguru- bzw. Emufleisch sowie zu Thunfisch und Wildlachs.

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23

Kapitel 23 · Gewürze

Chili sind die etwa 2 cm langen, spitzen Früchte des Cayenne-Pfefferstrauches (Capsicum frutescens L.), der in tropischen Gegenden angebaut wird. Der morphologische Aufbau der Chili ist etwa mit dem der Paprika vergleichbar, der scharfe Geschmack wird durch Capsaicin bewirkt. Der Capsaicin-Gehalt von Chili liegt bei 0,2–0,8 %. Gemahlene Chilis werden als Cayenne Pfeffer bezeichnet. Paprika (engl. bell pepper) ist die Frucht verschiedener Varietäten von Capsicum annuum L. Das ursprünglich aus Südamerika stammende Nachtschattengewächs wird vor allem in Balkanländern angebaut. Alle enthalten als scharfes Prinzip Capsaicin (. Abb. 23.5), das in Mengen von 0,01–0,03 % in den Scheidewänden der Frucht lokalisiert ist. Die Mengen sind jedoch unterschiedlich. So kommt es in Gemüsepaprika nur in Spuren vor. Rosenpaprika wird durch Vermahlen von Paprikafrüchten hergestellt. Bei schärfefreier Paprika werden vorher die Scheidewände mit dem Capsaicin entfernt. Piment (Nelkenpfeffer, Jamaikapfeffer, „Neugewürz“, „Viergewürz“) wird aus den getrockneten, beerenartigen Früchten des in Mittel- und Südamerika heimischen Pimentbaumes (Pimenta dioica, Synonym: Pimenta officinalis) hergestellt. Das ätherische Öl enthält zu 75 % Eugenol (. Abb. 23.6), das auch in Nelkenöl reichlich vorkommt. Kardamom (Elettaria cardamomum) gehört eigentlich zu den Samengewürzen, weil nur die Samen der aus Südostasien stammenden Kapselfrucht Würzkraft besitzen. Dennoch werden die ganzen Früchte (Kapseln) gehandelt, da die Fruchtschale die Verdampfung des an α-Terpinen und α-Terpineol reichen ätherischen Öls verhindert. Vanille (Vanilla planifolia) ist die unreif geerntete und getrocknete Frucht einer vor allem in Madagaskar vorkommenden Kletterpflanze aus der Familie der Orchideen. Die häufig als Schoten angesprochenen Früchte sind in Wirklichkeit Kapseln, die aus drei Fruchtblättern bestehen. Beim Fermentieren verwandelt sich ihr Milchsaft in eine intensiv nach Vanillin (. Abb. 23.7) duftende Masse, wobei sich gleichzeitig die

O O N H HO

. Abb. 23.5 Capsaicin

O OH

. Abb. 23.6 Eugenol

827

23.2 · Fruchtgewürze

23

O

O OH

. Abb. 23.7 Vanillin

O

O

I

II

. Abb. 23.8 Estragol I und Anethol II

Früchte dunkel färben. Der daneben in der Frucht enthaltene Vanillylalkohol sowie Ester verschiedener Phenolcarbonsäuren bedingen das feinere Aroma der Frucht, das sich dadurch vom Aroma des reinen Vanillins abhebt. Anis (Pimpinella anisum) gehört wie die nachfolgend beschriebenen Gewürze in die Familie der Umbelliferen, die in zwei Teilfrüchte zerfallende Spaltfrüchte hervorbringen. Umbelliferengewächse kommen vor allem im östlichen Mittelmeerraum vor. Anisfrüchte sind 3–5 mm lang und von birnenförmiger Gestalt. Ihre Anwendung für Backwaren und in der Likörindustrie verdanken sie dem in ihnen enthaltenen ätherischen Öl, dessen Hauptkomponente Anethol (. Abb. 23.8) ist. Es ist isomer mit Estragol (Methylchavicol, . Abb. 23.8), einer Hauptkomponente der ätherischen Öle von Estragon und Basilikum. Koriander (Coriandrum sativum) wird aus kugeligen, etwa 5 mm dicken Früchten hergestellt. Das Gewürz, das zur Herstellung von Curry, Brot- und Wurstgewürzen verwendet wird, enthält ein an Linalool reiches ätherisches Öl. Kümmel (Carum carvi) wird auch in Deutschland und den Niederlanden angebaut. Sein ätherisches Öl enthält vor allem d-Carvon und d-Limonen. Kümmel

828

Kapitel 23 · Gewürze

O

23

. Abb. 23.9  Cuminaldehyd (4-Isopropylbenzaldehyd)

inhibiert die Gasbildung im Körper und wird deshalb gerne schweren Speisen (Kohl, dunklem Brot) zugesetzt. Kreuzkümmel (Kumin, Cumin) (Cuminum cyminum) hat einen intensiven unverwechselbaren Geschmack, der durch Cuminaldehyd hervorgerufen wird (. Abb. 23.9). Kreuzkümmel ist trotz der Namensähnlichkeit nicht mit Kümmel verwandt. Kreuzkümmel wird oft mit Koriander kombiniert. Schwarzkümmel (Echter Schwarzkümmel, Nigella sativa) ist eine eigenständige Pflanzenart in der Familie der Hahnenfußgewächse (Ranunculaceae) und weder mit Kümmel noch mit Kreuzkümmel verwandt. Die Samen sind schwarz (dreikantig) und ähneln in der Größe den Sesamsamen. Sie werden im Orient als pfefferartiges Gewürz verwendet; oft auch zusammen mit Sesamkörnern auf Brot gestreut. Fenchel (Foeniculum vulgare) besitzt ein angenehmes Aroma neben schwach süßem Geschmack und enthält in seinem ätherischen Öl u. a. Anethol. Die Früchte sind zylindrisch und etwa 5–8 mm lang und finden u. a. in der Bäckerei oder zur Teebereitung Verwendung. Dill (Anethum graveolens) wird als Gurkengewürz oder zum Aromatisieren von Fisch gerichten und Essig verwendet. 23.3  Samengewürze Muskatnuss (Myristica fragrans) ist der getrocknete Samenkern des in der Südsee hei-

mischen Muskatbaums. Die aus einer aprikosenähnlichen Frucht stammenden Kerne werden von ihrem rot gefärbten Samenmantel (Arillus) sowie von einer Steinschale befreit und zum Zwecke der Konservierung vor dem Trocknen gekalkt. Neben fettem Öl (Trimyristin) enthält die Muskatnuss ein ätherisches Öl, das sich vorwiegend aus einigen Terpenkohlenwasserstoffen zusammensetzt. Auf die in der Muskatnuss

23.5 · Wurzel- und Rhizomgewürze

829

23

vorkommenden Verbindungen Myristicin und Elemicin und ihre halluzinogene Wirkung wurde schon hingewiesen (7 Abschn. 12.2.13). Macis ist der getrocknete Arillus der Muskatnuss. Senf ist der Samen verschiedener in Europa und Nordamerika heimischer Brassica- und Sinapis-Arten. Unterschieden wird vor allem zwischen dem Weißen Senf (Sinapis alba) und dem von verschiedenen Brassica-Arten hervorgebrachten schwarzen und braunen Senf. Die Samen enthalten neben viel Protein und Fett vor allem zwei Senfölglycoside: Sinigrin und Sinalbin. Beide machen nach Einwirkung des in speziellen „Myrosinzellen“ enthaltenen Enzyms Myrosinase in schwarzem Senf p-Hydroxybenzylsenföl und in weißem Senf vor allem Allylsenföl frei, die den scharfen Geschmack hervorrufen (7 Abschn. 6.6.3.2). Zur Herstellung von Speisesenf werden Senfkörner mit Wasser, Öl und verschiedenen Gewürzen (Pfeffer, Estragon, Koriander, Paprika, Meerrettich usw.) vermahlen und etwa 24 h eingemaischt. Schließlich wird die Paste fein vermahlen und abgefüllt. Senf verliert seine Schärfe innerhalb von mehreren Monaten. Extra scharfer Senf wird aus geschälten schwarzen Senfkörnern hergestellt. Die Schalen des schwarzen Senfs dienen zur Bereitung von süßem Senf. Bockshornkleesamen (Trigonella foenum-graecum L.) stammen von einer etwa 60 cm hohen, im Mittelmeerraum und in der Schweiz angebauten Pflanze aus der Familie der Fabaceae. Sie werden u. a. als Bestandteil von Curry verwendet. Auch in Soßen und Würzen werden sie in gemahlener Form zusammen mit Sojasoße, Salz und Liebstöckel eingesetzt. 23.4  Blütengewürze Gewürznelken (Syzygium aromaticum) sind die getrockneten Blütenknospen des vorwiegend in Indonesien und Madagaskar wachsenden Gewürznelkenbaumes. Besonders in den Blütenknospen sind bis 25  % eines ätherischen Öls enthalten, das seinerseits wiederum zu 85 % aus Eugenol (. Abb. 23.6), bis zu 15 % aus Eugenolacetat und bis zu 10 % aus dem Sesquiterpen Caryophyllen (. Abb. 23.4) besteht. Gewürznelken werden in Punsch und Weihnachtsgebäck eingesetzt. Kapern (Capparis spinosa) sind die in Essig oder Salzwasser eingelegten Blütenknospen des in Mittelmeerländern wachsenden Kapernstrauches. Ihr senfähnlicher Geschmack entsteht durch Senfölglycoside, die ebenfalls durch Myrosinase gespalten werden. Safran (Crocus sativus) wird aus den orangeroten Blütennarben der in Südeuropa, Iran und dem Mittleren Osten kultivierten Safranpflanze gewonnen. Der Farbstoff setzt sich aus den Carotinoiden Crocetin, Lycopin und Zeaxanthin zusammen. Zum Würzen wird Safran relativ wenig herangezogen, da es ein sehr teures Gewürz ist, z. B. im „Safranreis“.

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Kapitel 23 · Gewürze

O

23

O

HO

OH O

O

. Abb. 23.10 Curcumin

O

O O

. Abb. 23.11 Asaron

23.5  Wurzel- und Rhizomgewürze Curcuma wird aus dem Rhizom einer in Südostasien vorkommenden Pflanze (Curcuma longa L.) gewonnen. Nach Brühen und Trocknen wird aus dem Wurzelstock ein gelbes Pulver gewonnen, das einen scharfen Geschmack haben kann, jedoch als Gewürz nicht eingesetzt wird. Vielmehr wird Curcuma wegen des in ihm enthaltenen Farbstoffs Curcumin (. Abb. 23.10) in Gewürzmischungen wie z. B. Curry verwendet. Kalmus (Acorus calamus) wird aus dem Rhizom einer in Indien wild wachsenden Pflanze gewonnen. Das graurote Pulver wird vielerorts in Gewürzmischungen verwendet. Wegen des darin enthaltenen toxischen Asarons (. Abb. 23.11) darf Kalmus in vielen Ländern nicht verwendet werden oder ist bestimmten Mengenbeschränkungen unterworfen. Ingwer ist das Rhizom der in Ostasien vorkommenden Ingwerpflanze (Zingiber officinale), die der gleichen Familie wie die Curcumapflanze angehört. Um Schädlingsbefall zu verhindern, wird das geschälte Rhizom mit schwefliger Säure behandelt und damit gebleicht, oder in Kalklösung eingelegt. Ingwer ist ein Bestandteil des Currypulvers. Kandiert wird er als Süßware angeboten. Galgant (Alpinia galanga) auch als Galangal oder Thai-Ingwer bezeichnet, ist das Rhizom einer in Ostasien vorkommenden krautigen Pflanze und gehört zur Familie der Ingwergewächse (Zingiberaceae). Es hat einen scharf-bitteren Geschmack und

23.6 · Rindengewürze

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23

wird häufig in der thailändischen Küche (z. B. in Gewürzpasten, Thai-Curry oder in Suppen) verwendet. Das Rhizom enthält Galangin, ein Flavon, und Alpinol, zwei scharfschmeckende Stoffe. Bei Wasabi (Wasabia japonica syn. Eutrema japonica oder auch Cochleria wasibi) handelt es sich um den beblätterten Wurzelstock einer Pflanze aus der F ­amilie der Kreuzblütengewächse (Brassicaceae). Er wird auch (botanisch nicht korrekt) japanischer Meerrettich, Wassermeerrettich oder Bergstockrose genannt. Diese Bezeichnungen sind deshalb nicht ganz korrekt, weil es sich beim Meerrettich um eine unterirdisch wachsende Wurzel handelt. Echter Wasabi ist deutlich schärfer als Meerrettich. Für den scharfen Geschmack sind die in den Pflanzen enthaltenen Senföle (Isothiocyanate) verantwortlich. Die Pflanze kommt in Japan und auf der Insel Sachalin (Russland) vor. 23.6  Rindengewürze Zimt gilt als eines der ältesten Gewürze überhaupt und wurde angeblich schon 3000 v.  Chr.

in China verwendet. Der Portugiese Vasco da Gama brachte 1502, nach seiner Landung im Jahre 1498 auf der südindischen Insel Ceylon, dem heutigen Sri Lanka, dieses Gewürz schließlich nach Europa. Ähnlich wie bei Pfeffer, Muskat und Gewürznelken gab es im Mittelalter um den monopolartigen Besitz des Zimts heftige Auseinandersetzungen. Die arabischen Händler hatten die Herkunft des Zimtbaums lange geheim gehalten. Um 1536 eroberten die Portugiesen mit der Besetzung Ceylons das „Zimtmonopol“. 130 Jahre später verloren sie ihr Monopol an die Holländer. Diese wurden 1796 von den Briten verdrängt, die das Zimtmonopol bis 1833 besaßen. Erst durch die Kultivierung des Zimtbaums auf Java durch die Holländer wurde das Monopol gebrochen. Im Europa des 16. bis 18. Jahrhunderts galt Zimt als eines der besonders teuren und kostbaren Gewürze. Der Zimtbaum ist ein immergrüner (d. h. er wirft nie alle seine Blätter zur gleichen Zeit ab), etwa 6 bis 12 m hoher Baum mit rötlicher Rinde. Er zeichnet sich dadurch aus, dass seine großen, rechteckigen nach Zimtöl duftenden Blätter im jungen Stadium leuchtend rot sind und später dunkelgrün mit weißen Blattadern werden. Zimtarten

Zwei Arten werden wirtschaftlich genutzt: 5 der Ceylon-Zimtbaum (Cinnamomum ceylanicum, Cinnamomum verum, auch als Echter Zimtbaum oder Kaneel bezeichnet) und 5 der Chinesische oder Kassia-Zimtbaum (Cinnamomum aromaticum, Cinnamomum cassia). Beide gehören zu der Familie der Lorbeergewächse (Lauraceae). (vgl. auch 7 Abschn. 12.2.13). Ceylon-Zimt ist in Europa wegen seines feinen Aromas bekannt, während Kassia-Zimt wegen seiner höheren Gehalte an ätherischen Ölen sowie des höherem CumarinGehaltes ein deutlich intensiveres Aroma hat. Kassia-Zimt enthält im Mittel

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Kapitel 23 · Gewürze

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23

. Abb. 23.12 Zimtaldehyd

ca. 3.000  mg/kg (bis zu 8.800 mg/kg), Ceylon-Zimt enthält nur Spuren bis ca. 10 mg/kg, . Abb. 12.24).

Andere Zimtarten, wie z. B. Padang-Zimt, Vietnam-Zimt etc., sind von eher untergeordneter wirtschaftlicher Bedeutung. Die Heimat des Zimtbaums liegt in Sri Lanka, dort wird er von der Ebene bis in eine Höhe von 2.000 m über Normalnull angebaut. Heute wird der Zimtbaum in vielen tropischen Ländern Westindiens bzw. Südamerikas kultiviert. Zur Zimtgewinnung werden die etwa zweijährigen Schösslinge des Zimtbaumes abgeschlagen und die durch einen Längs- und Rundschnitt entrindeten zarten inneren Rindenschichten genutzt. Die etwa ein Meter langen Rindenstücke werden über Nacht – in Matten eingeschlagen – fermentiert. Während bei Zimtkassie meist die Rinde als solche verwendet wird, werden beim Ceylon-Zimt am anderen Tag die äußeren Rindenschichten bis auf die innersten abgeschabt. Diese besitzen den stärksten Würzgehalt. Kaneel rollt sich dabei von zwei Seiten, die dickere Rinde der Zimtkassie nur von einer Seite ein. Acht bis zehn Stücke Kaneel werden zu sogenannten Quills ineinandergesteckt und erst im Schatten und dann in der Sonne getrocknet. Dabei entsteht die charakteristische rotbraune Farbe. In Metallfolien verpackt gelangt Zimt so in den Handel. Als Gewürz – vor allem für Süßspeisen, Gebäck und Glühwein – wird die Rinde (lat. Cortex cinnamomi) des Ceylon-Zimtbaums verwendet und zwar deren dünne Innenschicht, die sich röhrenartig zusammenrollt. Neben diesem sogenannten Stangenzimt ist auch gemahlener Zimt im Handel. Zimt ist im Curry enthalten und neben Nelken das am häufigsten gebrauchte Gewürz in der Likör industrie. Das aus den Blättern und der Rinde des Zimtbaums gewonnene Zimtöl findet zudem Anwendung in der Parfümindustrie. Unterschieden wird das ätherische Öl aus den Blättern und aus der Rinde, das mittels Wasserdampfdestillation gewonnen wird. Das Zimtblätteröl besteht aus 80 % Phenolen, Sesquiterpenen, Aldehyden und Ester. Das Zimtrindenöl (bis zu 4 % in der Rinde) hat ca. 70 % Zimtaldehyd (. Abb. 23.12) (bei Kassia-Zimt bis zu 95 %), 10 % Phenole, Monoterpene, Sesquiterpene, Ester und Monoterpenole als Inhaltsstoffe. Im Gegensatz zum Kassia-Zimt enthält Ceylon-Zimt ca. 10 % Eugenol.

833

23.7 · Blatt- und Krautgewürze

23

. Tab. 23.1  Blatt- und Krautgewürze und ihre Inhaltsstoffe Ätherische Öle

Lorbeerblätter

Menge (%)

Hauptsächliche Inhaltsstoffe

0,8–3

Cineol, Eugenol, Pinen, Phellandren

Labiaten Basilikum

bis 0,5

Estragol, Linalool, Methyleugenol

Bohnenkraut

0,3–1,7

Carvacrol (30–40 %)a, Cymol (ca. 20 %)a, Thymol

Majoran

0,9–2,6

cis-Sabinenhydrat (bis 40 %)a, α- und γ-Terpinen, α- und β-Pinen, Thujon, α-Phellandren, Ocimen, Terpinolen

Melisse

0,05–0,2

Citral, Citronellal, Citronellol, Geraniol, Linalool

Rosmarin

1–2,3

α- und β-Pinen, Camphen, Borneol, Campher, Cineol, Limonen, Myrcen

Salbei

1,4

Thujon (50 %)a, Cineol, Campher, Borneol

Thymian

1,4

Thymol (30–70 %)a, Carvacrol, Cineol, Borneol, Linalool

Beifuß

0,02–0,2

Cineol, Thujon

Estragon

0,1–2

Estragol, Ocimen, Myrcen

Compositen

abezogen

auf das ätherische Öl

23.7  Blatt- und Krautgewürze

Hier handelt es sich in der Hauptsache um heimische Gewürzpflanzen, deren Blätter oder Stängel häufig getrocknet und gerebelt werden. Da die Menge an ätherischen Ölen, die zum großen Teil aus Terpenen bestehen, niedriger liegt, ist ihre Würzkraft entsprechend geringer. Eine Untergliederung der Gewürze aus dieser Gruppe ist insofern möglich, als die ätherischen Öle entweder in Exkretblättern (Lorbeer) oder in Drüsenhaaren (Labiaten, Compositen) enthalten sind (. Tab. 23.1). In spanischem Salbei kommt interessanterweise kein Thujon vor. Eine gewisse Ausnahmestellung nimmt Petersilie (Petroselium crispum) ein, die überwiegend in frischem Zustand angewendet wird. Ihre Inhaltsstoffe sind u.  a. Apiol . Abb. 12.24), Thujen, Sabinen und Pinen. In diesem Zusammenhang müssen auch Schnittlauch (Allium schoenoprasum), Sellerie (Apium graveolens) und Dill (Anethum graveolens) genannt werden, deren Würzkraft ebenfalls auf ihrem Gehalt an ätherischen Ölen beruht. Rosmarin (Rosmarinus officinalis) und Salbei (Salvia officinalis) werden auch gerne wegen ihrer antioxidativen Inhaltsstoffe (Carnosol und Carnosolsäure, dies sind Diterpenphenole) verwendet.

834

23

Kapitel 23 · Gewürze

Basilikumblätter werden vielfach frisch verwendet, z. B. auch zur Herstellung von Pesto. Der Methyleugenolgehalt (s. 7 Abschn. 12.2.13) kann innerhalb der Basilikumpflanze stark variieren, wobei die Konzentration in den Blättern am höchsten ist. Unter dem Begriff Basilikum verbirgt sich eine Vielzahl von Arten, deren Phenylpropanolgehalte ebenfalls stark variieren. Das in Europa vorwiegend verzehrte süße Basilikum (Ocimum basilicum L.) enthält meistens weniger als 0,2 % Methyleugenol, wogegen die Unterart O. basilicum ssp. mimimum L. Gehalte bis 55 % aufweist. Pesto

Pesto ist eine sämige Soße (Paste) und besteht in seiner Ursprungsform, dem „Pesto alla genovese“ aus zerstoßenen Basilikumblättern und Pinienkernen mit Olivenöl vermengt und verfeinert mit Knoblauch und Käse.

23.8  Gewürzmischungen

Hierbei handelt es sich um gebrauchsfertig zubereitete Mischungen verschiedener Gewürze, deren Zusatz den Speisen ein bestimmtes Aroma verleiht. Das klassische Mischgewürz ist Currypulver, das unterschiedlich zusammengesetzt ist und folgende Gewürze enthalten kann: Curcuma, Cayennepfeffer, Koriander, Kardamom, Bockshornkleesamen, Ingwer, Nelken, Pfeffer, Piment und Paprika. Worcester-Sauce wird durch Verkochen von Currypulver mit Essig und SherryWein hergestellt. Braten- und Gulaschgewürze enthalten neben Gewürzen auch Glutamat, evtl. Inosinat und Auszüge von Fleischaromen. 23.9  Kräutertee Kräutertee (engl. herbal teas) sind – ähnlich wie die Früchtetees (s. 7 Abschn. 22.11) – sog. Aufgussgetränke aus frischen oder getrockneten Pflanzenteilen, wie Blättern, Fruchtteilen oder auch Blüten; hergestellt durch Aufgießen mit kochendem Wasser. Gerne verwendet werden: 5 als Blätter: Pfefferminze, Brennessel, Zistrose (Cistus incanus), Mate (in Südamerika aus den kleingeschnittenen trockenen Blättern des Mate-Strauches (Ilex paraguariensis)) u. dgl. 5 als klein gehackte Zweige: Rooibos (aus Südafrika, aus den sehr fein gehackten, gequetschten und fermentierten Zweigen (Aspalathus linearis) 5 als Fruchtteile: Fenchelsamen 5 als Blüten: Kamille, Holunder, Linde

835 23.13 · Gewürze im weiteren Sinne

23

23.10  Sojasoße Sojasoße (japanisch: Shoyu) besitzt fleischartigen Geschmack. Sie wird zunehmend

auch in Europa zum Würzen von Suppen, Fleisch-, Fisch- und Geflügelspeisen eingesetzt. Sojasoße enthält je nach Typ in etwa 18 % Kochsalz, 1,2–1,3 % Glutaminsäure, 2–4 % reduzierende Zucker (meist Glucose) und 1–3 Vol.-% Ethanol. Zu ihrer Herstellung werden gekochte Sojabohnen 1:1 mit gebrochenem Weizen vermischt und nach Zusatz des Koji-Starters (Aspergillus oryzae oder A. soyae) 23 Tage lang bei 25–30 °C gehalten. Anschließend wird 18 % Kochsalz zugegeben, um das Wachstum unerwünschter Bakterien zu unterbinden, mit Milchsäurebakterien (z. B. L. delbrueckii) und Hefen (z. B. S. rouxii) versetzt und etwa ein Jahr lang unter Belüften bei 28–30 °C gehalten. Dabei wird Sojaprotein zu Peptiden und Aminosäuren, Weizenstärke zu Glucose, Milchsäure, Ethanol und weiteren Aromastoffen abgebaut. Das Filtrat ist Sojasoße, die häufig auch in verdünnter Form gehandelt wird. 23.11  Ponzu Soße Ponzu ist eine japanische Soße, die Sojasoße, Mirin (ein süßer Reiswein), Zitronensaft und Dashi (eine spezielle japanische Suppenbrühe) enthält. Sie schmeckt leicht nach Sojasoße und hat einen fruchtig-sauren Beigeschmack. Ponzu wird u. a. für japanische Salate und Eintöpfe sowie Fleischgerichte verwendet. 23.12  Essenzen

Gewürze verlieren nicht nur an Wirksamkeit, wenn sie über längere Zeit gelagert werden, gewisse Probleme ergeben sich auch bei tropischen Gewürzen durch mikrobiellen Verderb. Es hat sich daher schon sehr bald als vorteilhaft herausgestellt, die ätherischen Öle der Gewürze durch Extraktion zu gewinnen, zu konzentrieren und diese Produkte als Essenzen auf dem Markt anzubieten. Die Extraktion wird durch Wasserdampfdestillation oder mittels organischer Lösungsmittel durchgeführt. Zum Lösen bzw. zur Bindung der Aromastoffe sind spezielle Lösungsmittel (z. B. Ethylcitrat, Ethyllactat, Benzylalkohol, Glycerinacetat, Carrageen, Agar Agar, Methylcellulose) zugelassen. In einigen Fällen ist es sinnvoll, die erhaltenen Essenzen durch einzelne synthetisch hergestellte „naturidentische“ Aromastoffe zu verstärken. Dies muss kenntlich gemacht werden. 23.13  Gewürze im weiteren Sinne 23.13.1  Speisesalz (Kochsalz) Kochsalz (auch als Tafelsalz bezeichnet) kommt in Salzstöcken sowie gelöst in Meer-

wasser oder in unterirdischer Sole vor. Aus den Salzstöcken wird es, soweit es rein genug ist, bergmännisch abgebaut und vermahlen (Hüttensalz). Sind zu viele

836

23

Kapitel 23 · Gewürze

Verunreinigungen enthalten, wird der unterirdische Salzstock in Wasser aufgelöst und die Lösung über Tage eingedampft. Hierzu werden u. a. Gradierwerke eingesetzt, in denen die Sole über mit Reisig verflochtene Gerüste geleitet wird, wobei sie eine Konzentrierung erfährt und ein Teil der Verunreinigungen auskristallisiert („Dornstein“). Die endgültige Verdampfung wird in speziellen Eindampfpfannen bzw. in Vakuumverdampfern vorgenommen. Die möglichen Verunreinigungen sind gesetzlich begrenzt: Die Gehalte an Natrium- und Kaliumsulfat sollen nicht mehr als 1 %, an Kalium- und Magnesiumchlorid nicht mehr als 0,5 % betragen. Um die Rieselfähigkeit zu steigern, wird kolloidale Kieselsäure oder bis 20 mg Kaliumhexacyanoferrat (II) (gelbes Blutlaugensalz)/kg zugefügt. Letzteres muss deklariert werden. Über Kochsalzersatz s. 7 Abschn. 11.9.2. Iodiertes Speisesalz enthält 15–25 mg Iod/kg zur Vorbeugung gegen Iodmangel (Kropfprophylaxe, vgl. 7 Abschn. 5.4). Das Iod wird in Form von Natriumiodat (NaIO3) oder Kaliumiodat (KIO3) zugesetzt, weil diese stabiler als Iodid ist. In letzter Zeit sind ganz spezielle Salze im Angebot z. B. Fleur de Sel als das „beste Meersalz“ oder Himalayasalz, ein durch geringe Eisenoxidverunreinigungen rosagetöntes Steinsalz (welches allerdings nicht aus der Himalayaregion entstammen soll, sondern eher aus Pakistan). Maldon Salz wird durch Verdunsten von Meerwasser aus dem englischen Blackwater River in Essex gewonnen. Es hat einen sehr milden Geschmack und weiche Flocken. Interessant ist auch ein als Kala Namak („Schwarzsalz“) bezeichnetes salziges, stechend riechendes vulkanisches Mineral aus Indien bzw. Pakistan. Dieses Würzmittel hat einen dunkelvioletten Farbton und weist einen charakteristischen schwefeligen Geruch/Geschmack (nach „faulen“ Eiern) auf, der wohl durch in Natriumchlorid eingeschlossene Verunreinigungen von Natriumsulfat, Eisensulfid und Schwefelwasserstoff hervorgerufen wird. Es wird traditionell in der indischen Küche verwendet. 23.13.2  Essig Essig ist verdünnte wässrige Essigsäure, die in 100 mL 5–15,5 g reine Essigsäure enthält. Produkte mit Gehalten von 15,5–25 g/100 mL werden als Essigessenz bezeichnet. Essig kann durch Essigsäuregärung aus Alkohol (Gärungsessig) oder durch Verdünnen von synthetischer Essigsäure bzw. von Essigessenz mit Wasser hergestellt werden. Unter der Deklaration „Essig“ wird Gärungsessig verstanden, während das Zumischen von Essigsäure kenntlich gemacht werden muss. Essig entsteht chemisch durch Oxidation von Ethylalkohol:

CH3 CH2 OH + O2 → CH3 COOH + H2 O Dabei wird zunächst der Alkohol zum Aldehyd dehydriert und anschließend sein Hydrat nochmals durch Dehydrierung in die Säure verwandelt. Zur Bereitung von Gärungsessig werden Acetobacter-Kulturen (z. B. Acetobacter xylinoides, A. suboxydans bzw. A. rancens) eingesetzt. Technisch werden heute vorwiegend folgende Verfahren angewandt: 5 Fesselgärung, bei der die Bakterien auf Holzspänen angesiedelt („gefesselt“) sind, über die die Maische tropft (Schützenbach- bzw. Umpump-Verfahren), während Luft von unten zuströmt.

837 23.14 · Fruchtsäuren

23

5 Submersverfahren, bei dem sich die Mikroorganismen frei schwebend in der Alkohol-Lösung befinden. Der für die Umsetzung benötigte Sauerstoff wird durch ständige Belüftung zugeführt. 5 Für die Herstellung spezieller Delikatessessige wird das alte Orleans-Verfahren, bei dem sich die Maische in halb gefüllten, mit Löchern versehenen, liegenden Fässern befindet (Oberflächengärung), angeblich immer noch angewandt. Als Maischen werden Weine (Weinessig), vergorene Kartoffel- und Getreidemaischen sowie Melassesprit und ähnliche alkoholreiche Produkte verwendet. Aceto Balsamico (Balsamessig) wird u. a. in der Provinz Modena aus spät gelesenen Trabbianotrauben hergestellt. Die Maische wird ohne alkoholische Gärung auf 30–70 % Trockenmasse eingedickt und mehrere Monate lang in Fässern aus verschiedenen Holzarten gelagert. Es folgt die Essigsäuregärung („Essigmutter“). Produkte mit dem Kennzeichnungszusatz „Traditionale“ dürfen nach frühestens 12 Jahren Reifung/Alterung in den Handel. Der Saüregehalt muss mind. 6 % betragen. 23.14  Fruchtsäuren

Einige Fruchtsäuren sind unentbehrlich als Säuerungsmittel im Lebensmittelverkehr. Es handelt sich hierbei insbesondere um Wein-, Citronen- und Milchsäure. Weinsäure (. Abb. 22.1) kommt in vier Formen vor: der optisch aktiven d(–)- und l(+)-Form, des Racemats und der optisch inaktiven meso-Weinsäure. In der Natur existieren vorwiegend die d-Form und zuweilen das Racemat („Traubensäure“). Weinsäure wird zur Säuerung von Limonaden und Konditorwaren, in Backpulvern und Kutterhilfsmitteln angewandt. Technisch wird sie aus Trestern und Weinhefen hergestellt, indem sie zunächst in ihr unlösliches Calciumsalz verwandelt und dann freigesetzt. Citronensäure (. Abb. 22.1) wird ebenfalls über ihr unlösliches Calciumsalz gereinigt. Zur Herstellung werden Penicillium-Arten aus der Gattung Citromyces oder heute bevorzugt Aspergillus niger-Stämme eingesetzt, die die Säure aus zuckerhaltigen Kulturen (Zuckerrübenmelasse, Molke) entsprechend dem Citronensäurecyclus bilden (aus Acetyl-Coenzym A und Oxalacetat). Citronensäure wird u. a. in der Getränkeund Konservenindustrie eingesetzt. Milchsäure (. Abb. 8.19) wird in der Fleischwaren- und Fischkonservenindustrie, zur Herstellung von Trockensauer bei der Brotbereitung und als Ersatzprodukt für Weinsäure, z. B. in Limonadensirupen, eingesetzt. Wir unterscheiden die rechtsdrehende l(+)-Fleischmilchsäure, die bei Sauerstoffmangel im Muskel aus Glykogen gebildet wird, von der linksdrehenden d(–)-Milchsäure, die in Sauermilcherzeugnissen vorkommt. Technisch interessant ist das Racemat („d-l-Milchsäure“), das beim Beimpfen von verschiedenen zuckerhaltigen Maischen mit Leucobacillus delbrueckii entsteht und über das Calciumsalz isoliert wird.

839

Trinkwasser Reinhard Matissek 24.1 Herkunft – 840 24.2 Zusammensetzung – 840 24.3 Wasserhärte – 842 24.4 Aufbereitung – 847 24.5 Entfernung von Trübungen – 847 24.6 Entsäuerung – 850 24.7 Entfernung geruchlich und geschmacklich störender Stoffe – 850 24.8 Nitratentfernung – 851 24.9 Entkeimung/Desinfektion – 851 24.10 Trinkwasser aus Meerwasser – 852

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_24

24

840

Kapitel 24 · Trinkwasser

24.1  Herkunft

24

Der Trinkwasserverbrauch pro Person liegt in Deutschland derzeit bei etwa 120 L täglich. Noch höher ist der Wasserbedarf der Industrie, wobei die Lebensmittelindustrie insofern eine Sonderrolle einnimmt, als hier auch das Brauchwasser Trinkwasserqualität haben muss. Zur Herstellung von 1 L Bier werden in etwa z. B. 20 L, von 1  kg Feinpapier 400–1.000 L Wasser benötigt. In Deutschland wird Trinkwasser zu etwa 64 % aus Grundwasser und zu etwa 9 % aus Quellwasser gewonnen. Der Rest stammt zu etwa gleichen Teilen aus künstlich angereichertem Grundwasser, aus Uferfiltraten und Oberflächenwasser (Fluss-, Seeund Talsperrenwasser). Oberflächenwässer unterliegen in ganz besonderem Maße dem Einfluss der Umwelt. So werden Flusswässer häufig industriell als Betriebs-, vor allem als Kühlwasser verwendet. In besonderem Maße sind anthropogene Einleitungen ein Problem für unser Wasser. Vor allem flache Seen sind besonders dadurch gefährdet, dass die Einleitung von Nährstoffen (Phosphate, Nitrate) zur übermäßigen Entwicklung von Biomasse führt, die letztlich nicht abtransportiert werden kann und eine Eutrophierung bewirkt. Bei einer Eutrophierung erfolgt eine Anreicherung von Nährstoffen im Wasser, wodurch die pflanzliche Produktion besonders gesteigert wird. Die Nährstoffe werden von den absterbenden Pflanzen immer wieder zur Verfügung gestellt, so dass schließlich eine Vermoorung bzw. Verlandung der Gewässer über einen zunehmenden Uferbewuchs eintritt. Deshalb wurden bei Trinkwassertalsperren, die für die Fernversorgung mit Trinkwasser vorgesehen sind, spezielle Schutzzonen eingerichtet. Andere Talsperren sind für die Beeinflussung des Grundwasserspiegels eingerichtet worden. Abwassereinleitungen von Industrie sowie Städten und Gemeinden werden heute generell überwacht. Grundwasser kommt in porösen Gesteinsschichten, manchmal auch in mehreren, übereinander liegenden Horizonten vor, die durch undurchlässige Tonschichten voneinander getrennt sind. Grundwasser entsteht durch Versickerung von Niederschlagswasser. Die sehr geringen Fließgeschwindigkeiten (1–10 m/d) bewirken seine relativ konstante Zusammensetzung, ferner zeichnen sich Grundwässer durch Keimarmut aus. Angereicherte Grundwässer, die durch Versickerung von Oberflächenwasser durch entsprechende Versickerungsbecken oder als „Uferfiltrat“ im Bereich von Flüssen entstehen, werden dagegen wegen ihrer Zusammensetzung den Oberflächenwässern zugerechnet. Quellwässer sind spezielle Grundwässer, die teilweise sehr tiefen Schichten entstammen. In Gebirgsgegenden gewonnenes Quellwasser bedarf nicht selten wegen unzureichender Transportbedingungen einer zusätzlichen hygienischen Kontrolle und Aufbereitung. 24.2  Zusammensetzung

Trinkwasser soll appetitlich, klar, farblos und geruchlos sein. Es soll frei von Stoffen sein, die eine spätere Trübung bewirken könnten (z. B. Eisen- und Mangansalze oder Huminsäuren). Darüber hinaus darf Wasser keine metall- und mörtelangreifenden Eigenschaften besitzen, um das Leitungsnetz nicht zu gefährden. Nicht zuletzt aber muss das Wasser in hygienischer Hinsicht einwandfrei sein, um eine Übertragung von Krankheiten, z.  B. von Salmonellosen (Typhus, Paratyphus), Amöbenruhr, Cholera

841

24.2 · Zusammensetzung

24

und infektiöser Hepatitis, Milzbrand, spinaler Kinderlähmung oder Wurmkrankheiten bzw. Bindehautentzündungen auszuschließen. Daher ist die Entkeimung unseres Trinkwassers eine der wichtigsten Aufgaben bei seiner Aufbereitung. Die gesetzlichen Vorschriften für den hygienischen Zustand nehmen u.  a. Bezug auf das Infektionsschutzgesetz und die Trinkwasserverordnung. Dabei werden als Indikatorkeime Escherichia coli und coliforme Keime zahlenmäßig begrenzt, indem diese Keime in 100  mL Trinkwasser nicht nachweisbar sein dürfen. Enterokokken dürfen in 100  mL Trinkwasser nicht enthalten sein. Darüber hinaus muss Trinkwasser ohnehin frei von Krankheitserregern sein. Ferner muss dafür Sorge getragen werden, dass schädliche chemische Verbindungen im Wasser gewisse Grenzwerte nicht überschreiten. In den . Tab. 24.1, 24.2, 24.3 und 24.4 sind die mikrobiologischen Anforderungen, die chemischen Parameter und die sog. Indikatorparameter gemäß der z. Z. gültigen Trinkwasserverordnung zusammengestellt. . Tab. 24.1  Mikrobiologische Anforderungen an Trinkwasser Parameter

Koloniebildende Einheiten (KbE) (Anzahl/100 mL)

Escherichia coli (E. coli)

0

Enterokokken

0

Coliforme Bakterien

0

. Tab. 24.2  Chemische Parameter, deren Konzentration sich im Verteilungsnetz einschließlich der Hausinstallation in der Regel nicht mehr erhöht Parameter

Grenzwert (mg/L)

Acrylamid

0,0001

Benzol

0,001

Bor

1

Bromat

0,01

Chrom

0,05

Cyanid

0,05

1,2-Dichlorethan

0,003

Fluorid

1,5

Nitrat

50

Pflanzenschutzmittel und Biozidprodukte

0,0001

Pflanzenschutzmittel und Biozidprodukte insgesamt

0,0005

Quecksilber

0,001

Selen

0,01

Tetrachlorethen und Trichlorethen

0,01

(gemäß Trinkwasserverordnung Anlage 2, Teil 1)

Kapitel 24 · Trinkwasser

842

. Tab. 24.3  Chemische Parameter, deren Konzentration im Verteilungsnetz einschließlich der Hausinstallation ansteigen kann

24

Parameter

Grenzwert (mg/L)

Antimon

0,005

Arsen

0,01

Benzo[a]pyren

0,00001

Blei

0,01

Cadmium

0,005

Epichlorhydrin

0,0001

Kupfer

2

Nickel

0,02

Nitrit

0,5

PAK

0,0001

Trihalogenmethane

0,05

Vinylchlorid

0,0005

(gemäß Trinkwasserverordnung Anlage 2, Teil 2)

Die toxikologischen Eigenschaften der meisten hier genannten Verbindungen wurden bereits den in den 7 Kap. 12 und 13 besprochen. Nitrit, Ammonium und Sulfid sind Indikatoren für möglichen bakteriellen Befall des Wassers. Eisen und Mangan-Ionen stören in verschiedenen Zweigen der Lebensmittelfabrikation, z.  B. in Brennereien, Likörfabriken, in der Konserven- und Stärkeindustrie. Zu hohe Nitratgehalte im Wasser führen zu Störungen im Gärungsgewerbe und bei der Zuckergewinnung. Außerdem muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass Nitrat enthaltendes Wasser nicht zur Nahrungsaufbereitung für Kleinkinder verwendet wird, da sonst möglicherweise mit einer Erkrankung an Cyanose gerechnet werden muss, die besonders leicht bei Säuglingen in den ersten drei Lebensmonaten auftritt (7 Abschn. 12.2.1). Unter den organischen Chlorverbindungen sind vor allem 1,1,1-Trichlorethan (Verwendung zur Entfettung metallischer Werkstoffe sowie als Lösemittel in der Textilfärberei), Trichlorethylen (Entfettungsmittel), Tetrachlorethylen (als Perchlorethylen in der chemischen Reinigung verwendet) und Dichlormethan (zur Entcoffeinierung von Kaffee) gemeint. Kolloidal im Wasser gelöste organische Stoffe (z. B. Huminsäuren aus Torfschichten) werden chemisch durch den Verbrauch von Kaliumpermanganat beim Erhitzen des angesäuerten Wassers bestimmt. 24.3  Wasserhärte

Außerordentlich wichtig für die Beurteilung eines Wassers ist seine Härte. Wasserhärte ist die in einem Wasser gelöste Menge an Calcium und Magnesium-Ionen. Die

Bedeutung dieser Erscheinung geht u.  a. auch daraus hervor, dass für ihre Bewertung eine eigene Einheit geschaffen wurde:

843

24.3 · Wasserhärte

24

. Tab. 24.4 Indikatorparameter Parameter

Einheit

Grenzwert/Anforderung

Aluminium

mg/L

0,2

Ammonium

mg/L

0,5

Chlorid

mg/L

250

Clostridium perfringens (inkl. Sprossen)

Anzahl/100  mL

0

Eisen

mg/L

0,2

Färbung

m−1

0,5

Geruchsschwellenwert

2 bei 12 °C 3 bei 25 °C

Geschmack

Für den Verbraucher annehmbar und ohne anormale Veränderung

Koloniezahl bei 22 °C

Ohne anormale Veränderung

Koloniezahl bei 36 °C

Ohne anormale Veränderung

Elektrische Leitfähigkeit

µS/cma

2.500 bei 20 °C

Mangan

mg/L

0,05

Natrium

mg/L

200

Organisch gebundener Kohlenstoff (TOCb)

Ohne anormale Veränderung

Oxidierbarkeit

mg O2/L

5

Sulfat

mg/L

240

Tritium

Bq/Lc

100

Gesamtrichtdosis

mSv/Jahr

0,1

aµS/cm

Mikro-Siemens pro cm; die Leitfähigkeit des Wassers gibt Auskunft über Salzgehalt (genauer: den Gehalt an Ionen) bTOC Total Organic Carbon csiehe 7 Abschn. 12.7 (gemäß Trinkwasserverordnung Anlage 3)

Wasserhärte

1° deutscher Härte (d. H.) = 10,00 mg CaO/L Wasser = 7,1 mg MgO/L Wasser.

1 Grad deutscher Härte ist also die Menge an Calcium- und Magnesium-Ionen im Liter Wasser, die 10  mg Calciumoxid oder 7,14 mg Magnesiumoxid entsprechen. Ihre Summe ist die Gesamthärte. Der Ausdruck „Wasserhärte“ dürfte dabei aus der Reaktion von Calcium- und Magnesium-Ionen mit Seife herrühren, die mit diesen

844

Kapitel 24 · Trinkwasser

Ca(HCO3) 2 Mg(HCO 3) 2 + 2 H 2O

CaCO3

+ H 2O + CO 2

Mg(OH)2

+ 2 H 2O + 2 CO 2

Kesselstein

24

. Abb. 24.1  Bildung der Carbonathärte. Erläuterung: ↓ fällt unlöslich aus

Ionen unlösliche Niederschläge (Calcium bzw. Magnesiumseifen) ergeben, wodurch die eigentliche Seifenwirkung aufgehoben und das Wasser als „hart“ empfunden wird. Trinkwasser besitzt normalerweise Härtegrade von 8–12°dH, Wasserproben mit niedrigeren Werten werden als „weich“, mit höheren Gehalten als „hart“ bezeichnet. Während ein zu weiches Wasser als ungesund gilt, verhindert z. B. zu hartes Wasser das Erweichen von Erbsen und Linsen beim Kochen, da die Pektinstoffe ihrer Mittellamellen unlösliches Calciumpektinat bilden. Auch Kaffee und Tee verlieren in hartem Wasser viel von ihrem Wohlgeschmack. Calcium und Magnesium sind in Wasser durchweg in Form ihrer Hydrogencarbonate gelöst. Da ihr Erhitzen zum Absetzen von Kesselstein führt, wird die durch Hydrogencarbonate von Calcium und Magnesium verursachte Härte als temporär oder besser als Carbonathärte (. Abb. 24.1) bezeichnet. Liegen Calcium und Magnesium in Form ihrer Sulfate, Silicate, Nitrate oder Chloride vor, werden sie durch einfaches Erhitzen meist nicht abgeschieden. Sie verursachen eine permanente Härte, die heute zutreffender als Nichtcarbonathärte bezeichnet wird. Gesamthärte

Gesamthärte = Carbonathärte + Nichtcarbonathärte

Optimale Wasserhärte

Die optimale Wasserhärte für Trinkwasser liegt bei ca. 8,3–8,4 °dH

Die Kontrolle der Wasserhärte ist vor allem dann wichtig, wenn Wasser zur Dampferzeugung verwendet werden soll, weil der sich absetzende Kesselstein den Wirkungsgrad der Dampfkessel erheblich herabsetzt. Da eine Auflösung des abgesetzten Kesselsteins, z.  B. mit Säure, nicht immer möglich ist (z.  B. verhält sich ein aus CaSO4 und CaSiO3 zusammengesetzter Kesselstein fast wie Porzellan), wird sie darauf getestet, Calcium- und Magnesiumionen vor dem Erhitzen des Wassers zu beseitigen oder zu maskieren. Hierfür gibt es mehrere Verfahren: 5 Versetzen mit Na3PO4: → Ca3 (PO4 )2 ↓ und Mg3 (PO4 )2 ↓ in Form eines lockeren Schlammes 5 Ionenaustauscher: Austausch von Ca2+ bzw. Mg2+ gegen Na+,

845

24.3 · Wasserhärte

24

5 Kalk-Soda-Verfahren: Ca(HCO3 )2 + Ca(OH)2 → 2 CaCO3 + 2 H2 O

Mg(HCO3 )2 + 2 Ca(OH)2 → Mg(OH)2 + 2 CaCO3 + 2 H2 O

CaSO4 + Na2 CO3 → CaCO3 + Na2 SO4 5 Polyphosphate: Maskierung von Ca2+ und Mg2+ Das letztgenannte Verfahren wird besonders von der Waschmittelindustrie ausgenutzt, die ihren Produkten als Komplexbildner früher vorwiegend Pentanatriumtriphosphat in Mengen von 25–40 % zugesetzt hat. Pentanatriumtriphosphat kann Calcium-Ionen komplex binden und so dem Waschmittel zu seiner vollen Stärke verhelfen. Da andererseits die Freisetzung zu großer Mengen Phosphat eine Eutrophierung der Gewässer bewirkt, werden den Verbrauchern Dosierungshinweise für die Waschmittel in Abhängigkeit von der Wasserhärte gegeben. Nach der Phosphathöchstmengen-Verordnung wird Pentanatriumtriphosphat stufenweise durch andere Komplexbildner ersetzt. Dies sind vor allem Aluminium-Silikate des Zeolith-Typs, die aus Wasserglas und Aluminiumsilikat hergestellt werden:

Na12 (AlO2 )12 (SiO2 )12x · 27 H2 O Außerdem befindet sich das Nitrilotriacetat (NTA, . Abb. 24.2) immer noch in der Erprobung. Es wirkt außerordentlich stark komplexierend, wird allerdings selbst nur äußerst langsam biologisch abgebaut. Daher besteht die Gefahr, dass es in die Flüsse gelangt, dort bereits abgesetzte Schwermetalle wie Blei, Cadmium und Zink wieder auflöst und somit wieder remobilisiert. Zur Entlastung der Gewässer wurde inzwischen dazu übergegangen, das in die Seen gelangte Phosphat, das zu etwa 40 % aus Waschmitteln, 27 % aus Haushalten, 17 % aus ländlichen Abläufen und zu 13 %

O Na

O

O N

Na O

O

. Abb. 24.2  Nitrilotriacetat (NTA)

O Na

846

24

Kapitel 24 · Trinkwasser

aus Industrieabwässern stammt, in speziellen Phosphat-Fällungsanlagen an Eisen- und Aluminiumionen zu binden. Für das Verhalten des Wassers im Leitungsnetz sind die in ihm gelösten Sulfat-Ionen und Kohlensäure (. Abb. 24.3) entscheidend. So zerstören Wässer mit Sulfat-Gehalten über 250  mg/L Beton durch einen Austausch von Carbonat gegen Sulfat („Gipstreiben“, „Zementbazillus“). Auch hohe Kohlensäuregehalte wirken betonaggressiv, weil dadurch das CaCO3 des Betons in Form von Ca(HCO3)2 in Lösung geht. Dies ist aggressive Kohlensäure; jene Menge an H2CO3, die das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht übersteigt. Während ein Liter dest. Wasser bei 18 °C etwa 13 mg Calciumcarbonat auflösen kann, steigt dieser Betrag in kohlensäuregesättigtem Wasser (etwa 2 g CO2/L) auf über ein Gramm. Daraus wird deutlich, dass Calcium-Ionen einen gewissen Überschuss an freier Kohlensäure benötigen, um als Hydrogencarbonate in Lösung zu bleiben. Da freie Kohlensäure andererseits betonaggressiv ist, muss differenziert werden: 5 Zugehörige Kohlensäure ist jene Menge an freier Kohlensäure, die Calciumhydrogencarbonat in Lösung hält. Ihre Menge steigt an mit der Wasserhärte, gleichzeitig sinkt der pH des Wassers (durch die steigende Menge an Kohlensäure). 5 Eine über der Menge an zugehöriger Kohlensäure liegende Konzentration an CO2 entspricht überschüssiger Kohlensäure; sie ist in jedem Falle aggressiv. Im Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht entspricht also der Betrag an freier Kohlensäure gerade der erforderlichen Menge an zugehöriger Kohlensäure. Ist die Kohlensäure-Konzentration niedriger, scheidet das Wasser Kalk ab. Dies wird z. B. auch in eisernen Wasserrohren beobachtet, in denen sich dann CaCO3 abscheidet und so

Kohlensäure

Freie Kohlensäure H 2CO 3) (CO 2 + H 2O

Zugehörige Kohlensäure (unschädlich)

Gebundene Kohlensäure (Ca(HCO3) 2 bzw. CaCO3) (unschädlich)

Überschüssige Kohlensäure

Rostschutzverhindernde Kohlensäure (schädlich)

Betonagressive Kohlensäure (schädlich)

. Abb. 24.3  Kohlensäure–„Formen“ im Wasser. Erläuterung: Der Begriff „schädlich“ bzw. „unschädlich“ bezieht sich nicht auf toxikologische Aspekte, sondern ausschließlich auf den zerstörerischen Angriff auf Materialien wie z. B. Beton

24.5 · Entfernung von Trübungen

847

24

vor Rost schützt. Ist dagegen die Kohlensäure-Konzentration höher, so verhält sich das Wasser aggressiv aufgrund seines Gehaltes an rostschutzverhindernder Kohlensäure, die sogar die Eisenschicht im Rohr angreifen kann. Natürlich greift diese überschüssige Kohlensäure auch Beton an (betonaggressive Kohlensäure). Da durch dessen Auflösung zusätzliches Ca(HCO3)2 gebildet wird, das wiederum zugehörige Kohlensäure benötigt, sinkt somit ihr Betrag. Die Mengen an rostschutzverhindernder und betonaggressiver Kohlensäure in einem Wasser sind also nicht gleich! 24.4  Aufbereitung

Oberflächenwässer und teilweise auch Grundwässer sind zum Teil erheblich durch Verunreinigungen kontaminiert, so dass spezielle Reinigungsschritte bei der Herstellung von Trinkwasser erforderlich werden. In der EU sind Richt- und Grenzwerte für eine Reihe von Stoffen in Oberflächenwässern festgelegt, die für die angewandte Technologie bei der Trinkwassergewinnung bindend sind. Insofern ist das hierfür benutzte Rohwasser zunächst zu beurteilen nach 5 physikalischen Kenndaten: Trübung, Leitfähigkeit, Temperatur, Radioaktivität 5 sensorischem Verhalten: Farbe, Geruch, Geschmack 5 chemischen Stoffen: pH, gelöste Gase, Abdampfrückstand, anorganische Verbindungen und Spurenstoffe (Phenole, chlororganische Verbindungen, Mineralöle, Detergentien, Pestizide, PCB) 5 bakteriologischem Habitus: Mikroorganismen aller Art Daher umfasst die Wasseraufbereitung folgende Schritte: 5 Entfernung von Trübungen 5 Entfernung unerwünschter anorganischer Bestandteile wie Fe2+, Mn2+, NO3– 5 Entfernung unerwünschter organischer Bestandteile 5 Stabilisierung: Belüftung, pH-Einstellung 5 Entfernung geruchlich und geschmacklich aktiver Stoffe 5 Entkeimung 24.5  Entfernung von Trübungen

Suspendierte Grob- und Feinstoffe werden in Sedimentationsbecken abfiltriert, die aus Quarzsand, Quarzkies, Bimsstein, Filterkoks, Anthrazit und Ilmenit (FeTiO3) aufgebaut sein können. Diese Materialien werden nun so geschichtet, dass die spezifisch schwereren Filtermaterialien unten und die leichteren oben liegen. Grundsätzlich unterscheiden sich Langsam- und Schnellfilter. Erstere sind aus Kies und Sand aufgebaut (. Abb. 24.4) und befinden sich in wasserdichten Becken, an deren Boden eine Drainage das gereinigte Wasser ablaufen lässt. Bei Filterhöhen von 3–4 m werden Filtriergeschwindigkeiten von 5–30  cm/h erreicht. Auch kolloiddisperse Stoffe werden

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Kapitel 24 · Trinkwasser

24

. Abb. 24.4  Typischer Aufbau eines Langsamfilters

dabei in der Regel abgeschieden. An der Oberfläche solcher Filter kann sich ein „biologischer Rasen“ aus Mikroorganismen bilden, der andere Bakterien adsorbiert, evtl. durch eisen- und manganspeichernde Bakterien Fe2+ und Mn2+-Ionen bindet und nicht zuletzt auch organische Spurenstoffe abbaut. Daher können Langsamfilter bei wenig belasteten Rohwässern als einziger Aufbereitungsschritt ausreichend sein. Sehr viel schneller arbeiten Schnellfilteranlagen (. Abb. 24.5), ihre Fließgeschwindigkeit beträgt mehrere Meter in der Stunde. Solche Anlagen werden heute zunehmend eingesetzt, um einem temporär stark steigenden Wasserbedarf besser Rechnung tragen zu können. Sie können allerdings kolloiddisperse Stoffe meist nur nach vorheriger Flockung (mittels Aluminium- und Eisensalzen bewirkt) abscheiden. Entkeimung und Klärung des Wassers ist auch mit anderen Verfahren erreichbar. So können spezielle Saug- und Druckfilter angewendet werden, die unter Einbeziehung spezieller Filterkerzen aus Infusorienerde (Berkefeld-Filter) eine sog. Entkeimungsfiltration (EK-Filtration) gewährleisten. Mit solchen Methoden kann einem plötzlich steigenden Wasserbedarf flexibler nachgekommen werden, während der Durchsatz durch Kiesschichtenfilter nicht zu stark beschleunigt werden darf, wenn nicht Qualitätseinbußen in Kauf genommen werden sollen. Belüftung. Das Rohwasser wird meistens zunächst durch Verdüsen belüftet, um seinen Sauerstoffgehalt zu erhöhen. Eine genügende Sauerstoffkonzentration ist notwendig, um im Wasser gelöste Eisen- und Manganionen von der zwei- in die

24.5 · Entfernung von Trübungen

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24

. Abb. 24.5  Schnitt durch eine Schnellfilteranlage („Aquazur“, Firma Degremont/Suresnes, Frankreich). Erläuterung: A Rohwasserzuleitung, B Rohwassereinlaufklappe, C Wasserspiegel bei der Filtration, D Spülwasserüberlauf, E Filterbett, F Filterboden, G Düsen, I Filtratschieber, J Einlassschieber für das Spülwasser, K Einlassventil für die Spülluft, L Filterregler, M Wasserspiegel im Filtratbehälter, H hydraulisches Gefälle (hier etwa 2 m), h Überstau (hier etwa 40 cm)

drei- bzw. vierwertige Oxidationsstufe zu bringen, wo sie als Oxidhydrate ausfallen, z.  B.:

4 Fe(HCO3 )2 + O2 + 2 H2 O → 4 Fe(OH)3 ↓ +8 CO2 Gleichzeitig entweichen dabei CO2 und andere flüchtige Verbindungen (z.  B. Geruchsstoffe). Bei Sauerstoffkonzentrationen über 6 mg O2 im Liter Wasser kann dieses ferner in Eisenleitungen eine Kalk-Rost-Schutzschicht erzeugen, sofern die Gesamthärte hoch genug und keine rostschutzverhindernde Kohlensäure zugegen ist. Nicht zuletzt fördert Sauerstoff im Wasser das Wachstum des biologischen Rasens auf den Filterbecken, wo er z. B. von Bakterien aller Art zur Verstoffwechselung organischen Materials und von nitrifizierenden und denitrifizierenden Bakterien zur Ammoniak-Elimination (unter Bildung von Nitrat oder Stickstoff) gebraucht wird. . Abb. 24.6 zeigt im Schnittbild eine Turm-Verdüsungsanlage für die Belüftung von Rohwasser. Als deutliches Ergebnis der Belüftung entstehen meist am Rand dieser Anlage Ablagerungen von Fe(OH)3. Bei Eisengehalten unter 10  mg im Liter Wasser wird eine Flockungsstufe in speziellen Reaktionsbecken bzw. der Einsatz von eisenoxidbedeckten Kiesen im Filterbecken empfohlen, die die Abscheidung von Eisenoxidhydrat katalysieren. In ähnlicher Weise wirken Mangankiese, die auf ihrer Oberfläche einen Belag von Braunstein (MnO2) besitzen. Sie werden generell eingesetzt, da die Oxidation von Mn2+ durch Sauerstoff erst bei pH 9–10 beginnt. Natürlich bewirken auch Chlor, Chlordioxid oder Ozon die Oxidation schon im Neutralen, was aber zu kostenaufwändig wäre.

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Kapitel 24 · Trinkwasser

24

. Abb. 24.6  Turm-Verdüsungsanlage mit Reaktionsbecken (Fa. Wabag, Kulmbach)

24.6  Entsäuerung

Zur Entfernung überschüssiger Kohlensäure wird Wasser verdüst oder über Kaskaden bzw. Kunststoffhürden rieseln gelassen, wenn seine Gesamthärte hoch genug ist. Weiche Wässer können dagegen mit Marmor oder halb gebranntem Dolomit (beides CaCO3) behandelt werden, um so das Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht einzustellen:

CaCO3 + H2 CO3 → Ca(HCO3 )2 Denkbar ist auch ein Zusatz von Ca(OH)2 („Kalkhydrat-Verfahren“). Hier muss aber beachtet werden, dass Wasser mit pH-Werten über 8 bereits Bleileitungen angreifen kann, wobei es selbst mit Bleiionen kontaminiert wird. 24.7  Entfernung geruchlich und geschmacklich störender

Stoffe

Hier handelt es sich meist um organische Verbindungen, die in Oberflächenwässern und Uferfiltraten vorkommen. Zu ihrer Entfernung eignen sich in der Regel Aktivkohlefilter, die der Kiesfiltration vorgeschaltet sind. Dabei ist eine vorherige Oxidation, z.  B. durch Ozon vorteilhaft. Auch mit Chlor kann oxidiert werden. Es ist zu beachten, dass Phenole dann zu Chlorphenolen umgewandelt werden, die außerordentlich

24.9 · Entkeimung/Desinfektion

851

24

geschmacksaktiv sind. Der Bildung unerwünschten Geruchs in Staubeckenwässern (durch Algenwachstum bedingte Eutrophierung!) kann durch Einleitung von KMnO4 entgegengewirkt werden. Bei der Grundwasseranreicherung durch Uferfiltrat oder Oberflächenwasser wird heute generell eine Reinigung durch Versickerung in Langsamfiltern durchgeführt. 24.8  Nitratentfernung

Vor allem durch Überdüngung besitzen häufig auch schon Grundwässer so hohe Nitratgehalte, dass daraus hergestelltes Trinkwasser den gesetzlichen Ansprüchen nicht mehr genügt. Hier müssen spezielle Verfahren für eine Denitrifikation eingesetzt werden. Im Aufbau bzw. Versuch befinden sich derzeit Anlagen zum biologischen Nitratabbau. Dies kann zum einen mit heterotrophen Bakterien geschehen, die ihre Energie aus der Zufuhr organischen Materials (Ethanol, Essigsäure, Methanol) schöpfen. Problematisch dürfte hier die Entfernung überschüssigen Nährstoffes sein, der eine Verkeimung des Wassers begünstigen würde. Vorzuziehen sind daher autotrophe Organismen, die ihre Energie aus der Reaktion selbst gewinnen:

5 H2 + H+ + 2 HNO− 3 → N2 + 6 H2 O Die Reaktion findet in Festbettreaktoren statt, in denen die Mikroorganismen angesiedelt sind. Reaktionsprodukte sind gasförmiger Stickstoff und Wasser. 24.9  Entkeimung/Desinfektion

Nach der Reinigung gelangt das Wasser in Reinwasserbehälter, von wo es in das Leitungsnetz eingespeist wird. Um die hygienische Sicherheit garantieren zu können, kann eine Entkeimung/Desinfektion mittels Chlorung (Chlor Cl2, Chlordioxid ClO2, Natriumhypochlorit NaOCl), Ozonierung (O3, UV-Strahlung), Ultrafiltration (Membrantechnologie) bzw. anodischer Oxidation stattfinden. Während früher die preiswerte Chlorierung praktisch flächendeckend angewendet wurde, haben aus geschmacklichen Gründen heute die anderen Verfahren die Überhand gewonnen. Nach der Chlorierung müssen noch 0,1  mg Chlor im Liter Wasser nachweisbar sein, in Ausnahmefällen bis 0,3 mg. Chlor setzt sich mit Wasser zu unterchloriger Säure um:

Cl2 + H2 O ↔ HOCl + HCl

(24.1)

2 HOCl → 2 HCl + O2

(24.2)

Unterchlorige Säure spaltet leicht Sauerstoff (Gl. (24.2)) und Chlor (Gl. (24.1)) ab, die beide Bakterien abtöten können. Geeignete organische Verbindungen können ebenfalls mit Chlor, z.  B. über eine Haloform-Reaktion zu Chloroform reagieren, worauf also zu achten ist. Mit Phenolen, die durch industrielle Abwässer oder durch Ligninabbau entstehen, reagiert Chlor zu äußerst geschmacksaktiven Chlorphenolen, die bereits in Konzentrationen um 0,001 mg/L wahrnehmbar sind.

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Kapitel 24 · Trinkwasser

Eine Entkeimung ist auch durch Ozon (O3) möglich (Ozonierung). Hierzu wird Ozon in speziellen Reaktoren entwickelt und in Wasser eingeleitet, wo es sehr schnell zu O2 gespalten wird. Dabei werden Bakterien sehr viel schneller als durch Chlor abgetötet und gleichzeitig Eisen- und Mangan-Ionen oxidiert, so dass die Oxidhydrate ausfallen. Nachteilig ist hier ferner das Fehlen einer Fortwirkung, so dass kein Schutz vor einer Wiederverkeimung im Rohrnetz vorliegt. Das Katadyn- und das Cumasima-Verfahren, die beide auf der keimtötenden Wirkung geringer Konzentrationen an Silber beruhen, werden heute bestenfalls noch zur Konservierung von Wasser in Tanks, z. B. auf Schiffen angewandt. Beim Katadyn-Verfahren wird kolloidales Silber durch entsprechende Präparate oder durch Filtration des Wassers über gesilberte, keramische Filterkerzen bzw. gesilberten Sand zugegeben. Beim Cumasima-Verfahren geschieht die Silberzugabe elektrolytisch. 24.10  Trinkwasser aus Meerwasser

Weltweit sind einige tausend Anlagen in Betrieb, wobei die auf Schiffen installierten Entsalzungsgeräte nicht mitgezählt sind. Die meisten dieser Anlagen arbeiten nach dem Prinzip der Membranentsalzung durch Umkehrosmose. Alle Großanlagen, die auch das meiste Trinkwasser aus Meerwasser erzeugen, arbeiten allerdings thermisch, d.  h. durch Destillation. Um Energie zu sparen, wird das Rohwasser zunächst zur Kühlung verwendet, wobei es selbst bereits vorgewärmt wird. Bei der Membranentsalzung (Umkehrosmose) wird das Meerwasser unter Druck gegen eine Membran aus Celluloseacetat gepresst, die für Wasser, nicht aber für Salzmoleküle durchlässig ist.

853

Erfrischungsgetränke Reinhard Matissek

25.1 Mineralwasser – 854 25.2 Süße, alkoholfreieErfrischungsgetränke – 855 25.3 Limonaden – 856 25.4 Isotonische Getränke – 857 Literatur – 857

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_25

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Kapitel 25 · Erfrischungsgetränke

25.1  Mineralwasser

25

In Deutschland gibt es eine große Anzahl von Heilquellen, deren Wässer aufgrund der in ihnen gelösten Mineralstoffe verschiedene Krankheiten lindern bzw. heilen können. Bei Wässern mit mehr als 1 g gelöster Mineralstoffe im Liter wird zwischen Chlorid-, Hydrogencarbonat- und Sulfatwässern unterschieden. Andere Wässer werden unabhängig von ihrem Mineralstoffgehalt nach ihren wirksamen Bestandteilen als Eisen-, Arsen-, Iod-, Schwefel und Radonwässer bzw. besonders kohlensäurehaltige Wässer als Säuerlinge bezeichnet. In ihrer Anwendung als Heilwässer unterliegen sie dem Arzneimittelgesetz. Viele von ihnen werden indessen ebenso wie eine Reihe anderer, natürlicher Quellwässer mit mehr als 1 g/L gelöster Mineralstoffe oder mindestens 250 mg freiem Kohlendioxid pro Liter wegen ihrer erfrischenden Wirkung getrunken. Damit unterliegen sie dem Lebensmittelrecht. Dieses fordert, dass sie mit konstanter Zusammensetzung aus einer oder mehreren Quellen gewonnen werden. Ihre Mineralstoff-Zusammensetzung muss angegeben werden. Für Mineralwasser gibt es ähnlich dem Trinkwasser, Grenzwerte für bestimmte Stoffe. Sie liegen z. B. für Arsen und Blei um 0,04 mg/L höher als für Trinkwasser. Bestimmend für diese Regelung mag das natürliche Vorkommen dieses Stoffes in einigen Mineralwässern sowie die Abschätzung gewesen sein, dass Mineralwasser in geringeren Mengen als Trinkwasser konsumiert wird. Mineralwässer werden, soweit Bedarf besteht, auch durch Luftoxidation von überschüssigem Eisen, das in der Flasche Trübungen verursachen würde, befreit. Das Wasser wird einige Zeit in Belüftungsbecken stehen oder über Rieselkörper laufen gelassen, während zur Entschwefelung (Austreiben von Schwefelwasserstoff) versprüht werden muss. Bei diesen Prozessen geht die Kohlensäure verloren. Sie kann komprimiert und dem Wasser durch Imprägnieren wieder zugeführt werden. Die moderne Abfülltechnik lässt ohne Schwierigkeit Kohlensäuremengen über 12 g CO2 im Liter Wasser zu, wenn das Wasser vorher im Vakuum entlüftet wurde. Um einem möglichen Bersten der Flaschen (z. B. bei Erwärmung) vorzubeugen, wird allerdings meist die Kohlensäuremenge auf 8 g/L Wasser begrenzt. Das Erhitzen bzw. Zufügen von Kohlensäure ist kenntlich zu machen. Ebenso sind Fluoridmengen über 1,5 mg/L anzuzeigen und bei 5 mg/L oder mehr durch einen Warnhinweis zu ergänzen (7 Abschn. 5.2). In den letzten Jahren findet bei Mineralwässern sowie anderen Erfrischungsgetränken vermehrt eine Abfüllung in Kunststoffflaschen (meistens aus PET, Poly­ ethylen­terephthalat) statt. In so abgefüllten Mineralwässern mit Kohlensäure kann oftmals Acetaldehyd nachgewiesen werden, der in Konzentrationen ab 15–20 µg/L als Fremd-/Fehlgeschmack wahrgenommen werden kann. Ein Migrationswert von maximal 6 mg Acetaldehyd/kg Lebensmittel ist gesetzlich erlaubt. Acetaldehyd kann bereits beim PET-Herstellungsprozess gebildet werden bzw. zusätzlich durch Abbaureaktionen des PET-Materials bei der Lagerung gebildet werden. Bei stillen Mineralwässern findet offenbar kaum Migration statt. Die Anwesenheit von Kohlensäure fördert die Migration des Acetaldehyds aus den PET-Einwegmaterial. In Mineralwässern aus Glas- oder PET-Mehrwegflaschen ist Acetaldehyd nicht nachweisbar. Während Acetaldehyd im vorgenannten Fall als unerwünschter Stoff (Kontaminante) auftritt, ist es auch als Aromastoff in Lebensmitteln bekannt. So entsteht der Stoff bei der Fruchtreifung und Fermentation natürlicherweise in z. B. Obst und Gemüse (s. 7 Abschn. 6.11

25.2 · Süße, alkoholfreie Erfrischungsgetränke

855

25

sowie 15.3 und 19.1). Wegen der fruchtig-süßlichen Note wird es auch als Aroma zahlreichen Lebensmitteln zugesetzt. Acetaldehyd ist eine genotoxische, mutagene Substanz und gilt im Zusammenhang mit Alkohol nach Einstufung durch die International Agency for Research on Cancer (IARC) als „krebserregend für den Menschen“ (Gruppe 1). Trotz dieser Einstufung sind die gesundheitlichen Risiken von Acetaldehyd nicht allgemein anerkannt. Dies zeigt sich besonders deutlich an der weiterhin bestehenden Zulassung als Aromastoff in Lebensmitteln mit einem „Generaly Recognized As Safe“ (GRAS)-Status. Auch im europäischen Aromastoffverzeichnis ist Acetaldehyd bisher aufgeführt. Bei der gesundheitlichen Bewertung ist zu berücksichtigen, dass Acetaldehyd im Körper beim Abbau von Alkohol entsteht. Allerdings besitzt der Körper auch ein Enzym, das Acetaldehyd in der Leber zu Essigsäure abbaut und somit über den Urin ausgeschieden werden kann. Menschen, denen dieses Enzym jedoch fehlt, vertragen weniger Alkohol und können schon durch relativ kleine Mengen Schaden nehmen. Als Quellwasser bezeichnete Produkte stammen ebenso aus natürlichen Quellen, erfüllen aber bezüglich ihrer Mineralstoff- bzw. Kohlensäuregehalte nicht die an Mineralwässer gestellten Anforderungen. Bezüglich der Grenzwerte für toxische chemische Stoffe oder solche, die das Wasser nachteilig beeinflussen können, entsprechen sie der Trinkwasser-Verordnung. Für Quellwässer sind allerdings einige Grenzwerte zusätzlich festgesetzt worden (z. B. für Selen und Quecksilber). Das gleiche gilt für Tafelwässer. Hier handelt es sich um Trinkwasser, das mit Mineralwasser oder Auszügen davon bzw. mit Meerwasser oder mit kohlensauren Salzen von Natrium, Magnesium oder Calcium oder mit Natrium- oder Calciumchlorid sowie mit Kohlensäure versetzt wurden. Bio-Mineralwasser

Die Bezeichnung „Bio-Mineralwaser“ ist dann zulässig, wenn sich das so bezeichnete Mineralwasser im Hinblick auf einen festgelegten Kriterienkatalog für Gewinnung und unerwünschter Stoffe von anderen Mineralwässern abhebt und die gesetzlichen Grenzwerte deutlich unterschreitet (OLG Nürnberg, LMuR 2011).

25.2  Süße, alkoholfreieErfrischungsgetränke

Diese Produkte werden aus Trinkwasser, Mineral-, Quell- oder Tafelwässern durch Zusatz von Fruchtsaft,Frucht- und Genusssäuren oder sonstigen Zusätzen hergestellt. Dazu werden die Ingredienzien als Sirup entweder in die Flasche vordosiert und mit kohlensäurehaltigem Wasser aufgefüllt oder die beiden Anteile werden kontinuierlich vorgemischt (Intermix-Verfahren) und als fertiges Getränk in die Flasche gefüllt. Der Alkoholgehalt muss unter 0,5 % liegen. Sie werden unterteilt in Fruchtsaftgetränke, Brausen und Limonaden. Fruchtsaftgetränke bestehen aus Fruchtsaft oder seinen Konzentraten, die mit Zucker und kohlensäurehaltigem Wasser vermischt werden. Citrussaftgetränke

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25

Kapitel 25 · Erfrischungsgetränke

k­ önnen zusätzlich mit natürlichen Citrusessenzen und Schalenölen, Kernobstsaftgetränke mit Wein- oder Citronensäure versetzt werden. Brausen sind kohlensäurehaltige Erfrischungsgetränke. Sie enthalten keine oder nur wenige natürliche Stoffe und dafür künstliche und/oder naturidentische Aromastoffe sowie evtl. Farbstoffe und Süßstoffe. Obwohl die Verkehrsbezeichnung „Brause“ ist, wird in manchen Regionen Deutschlands umgangssprachlich „Limonade“ als Synonym verendet. Unter der Bezeichnung „Fassbrause“ sind Produkte unterschiedlicher Zusammensetzung im Markt: 5 Getränke mit Malzzusatz, die natürliche Aromastoffe jedoch keine Farbstoffe enthalten 5 Erzeugnisse, die „Brausen“ gemäß den Leitsätzen für Erfrischungsgetränke entsprechen 5 Mischgetränke aus alkoholfreiem Bier und Limonade Nach Auffassung der Überwachungsbehörden sind Produkte der letzten Kategorie, insbesondere durch Zusatz alkoholfreier Biere, nicht unter der Bezeichnung Fassbrause in den Verkehr zu bringen, sondern benötigen eine beschreibende Verkehrsbezeichnung. 25.3  Limonaden Limonaden werden aus natürlichen Essenzen, Zucker und kohlensäurehaltigem oder

-freiem Wasser hergestellt. Natürliche Limonaden enthalten mindestens 50 % des Fruchtsaftes, der für die Herstellung von Fruchtsaftgetränken vorgeschrieben ist. Sie können auch natürliche Farbstoffe enthalten. Spezielle Limonaden sind die Colagetränke, die als coffeinhaltig zu deklarieren sind, nachdem sie im Liter zwischen 65–250 mg Coffein enthalten. Außerdem ist als Geschmacksstoff bis 700 mg H3PO4/L Getränk zugelassen. Ein besonderes Produkt ist „Coca-Cola Light“, das anstelle von bis zu 11 % Zucker Süßstoff enthält, bzw. „Coca Cola Zero“. Tonic-Wasser wird unter Zusatz von Chinin (bis zu 86 mg/L) als Bitterstoff hergestellt. Energy-Drinks sind Limonaden, die oftmals Coffein (bzw. auch in Form von coffeinhaltigen Guarana-Pulver, d. h. zu Pulver) verarbeitete Samen und Früchte der Guarana-Pflanze (Paullina cupana) sowie Taurin und Inosit in höherer Dosierung enthalten und dadurch anregend wirken. Vor übermäßigem Konsum muss aber gewarnt werden. Eine besondere durch Fermentation von Malz hergestellte Limonade ist die sog. Bionade®. Der Zucker im Malz wird hier gemäß eines patentierten Herstellungsverfahrens durch besondere Bakterienstämme wie Glucuronobacter oxydans (wie sie auch in Kombucha vorkommen) zu Gluconsäure (s. auch . Abb. 8.21 und 11.7), aber nicht zu Ethanol, vergoren. Diese sog. Gluconsäurefermentation kann auch mit anderen Mikroorganismenarten durchgeführt werden (z. B. Aspergillus niger, Acetobacter). Die Gluconsäure wirkt als Säureregulator und Stabilisator.

857 Literatur

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25.4  Isotonische Getränke

Diese vorwiegend für Sportler angebotenen Erfrischungsgetränke sind Erzeugnisse, die im Grundsatz den gleichen osmotischen Druck wie Blutserum besitzen sollen. Um das zu erreichen, werden diesen Getränken neben Zucker, Citronensäure und Aromastoffen auch Elektrolyte (vorwiegend Na+, K+ und Cl−) zugesetzt, um Verluste auszugleichen, die durch Schwitzen eingetreten sind. So enthält Schweiß die gleichen Mengen an Kalium und Magnesium wie Blut. Auch die Ausscheidungen an Natriumund Calciumionen sowie an Chlorid können beachtlich sein. Zum vertiefenden Studium sei auf die spezielle Fachliteratur verwiesen.

Literatur DLG Nürnberg, Urteil vom 15.11.2011, Az. 3 U 354/11, LMuR 2011, S. 165

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Das europäische Lebensmittelrecht Julia Gelbert 26.1 Entwicklung des deutschen Lebensmittelrechts – 861 26.2 Das europäische Lebensmittelrecht – 862 26.3 Die europäische Basis-Verordnung zum Lebensmittelrecht – 863 26.4 Einfluss des europäischen Rechts auf die nationale Gesetzgebung – 864 26.5 Das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch – 865 26.6 Lebensmittelkennzeichnung – 866 26.7 Lebensmittelzusatzstoffe, Aromen, Enzyme – 868 26.8 Rückstände und Kontaminanten – 870 26.9 Gentechnisch veränderte Lebensmittel – 870 26.10 Novel Foods – 871 26.11 Lebensmittelhygiene – 872 26.12 Nahrungsergänzungsmittel, Functional Foods – 873

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2_26

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26.13 Lebensmittel aus ökologischem Landbau – 874 26.14 Vertikale Produktregelungen – 875 26.15 Weitere Regelungen – 875 Literatur – 876

26.1 · Entwicklung des deutschen Lebensmittelrechts

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26.1  Entwicklung des deutschen Lebensmittelrechts

Die schnelle Entwicklung der Lebensmittelwirtschaft in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts zur Versorgung der rasch wachsenden Bevölkerung machte es notwendig, den Verkehr mit Lebensmitteln rechtlich zu regeln, und zwar vornehmlich im Hinblick auf gesundheitliche Unbedenklichkeit und Schutz des Verbrauchers vor Täuschung. Nach der Gründung des „Kaiserlichen Gesundheitsamtes“ (1876) wurde am 14. Mai 1879 das erste deutsche Nahrungsmittelgesetz verkündet. Dieses Gesetz führte einen vorbeugenden Verbraucherschutz hinsichtlich des Verkehrs mit Nahrungsmitteln, Genussmitteln und Gebrauchsgegenständen ein. Aber erst mit der Schaffung des „Staatlich geprüften Lebensmittelchemikers“ wurde die im Gesetz verankerte Forderung eingelöst, zuverlässige, schnell durchführbare und auf die Eigenart der einzelnen Lebensmittel zugeschnittene Untersuchungsmethoden zu entwickeln. 1894 wurde daher eine spezielle Prüfungsordnung für Nahrungsmittelchemiker erlassen und Lehrstühle für Lebensmittelchemie errichtet. In diesem ersten deutschen Lebensmittelgesetz wurden auch die rechtlichen Voraussetzungen zum Erlass von Verordnungen geschaffen, um bestimmte Lebensmittel in ihrer Zusammensetzung definieren zu können. Es entstanden besondere Regelungen für einzelne Produkte wie z. B. für Bier, Wein und Milcherzeugnisse. Mit dieser Handhabung wurde der Grundstein dafür gelegt, dass durch die Einführung verschiedener Gesetze und einer Fülle von Verordnungen das Lebensmittelrecht im Laufe der weiteren Entwicklung sehr unübersichtlich geworden ist. Diese Zersplitterung wurde durch die Schaffung von Leitsätzen und anderen Regelungen weiter verschärft. Erst in der weiteren Entwicklung des gemeinsamen Lebensmittelrechts der Europäischen Union versuchte man, diesen Trend zu stoppen und für mehr Eigenverantwortung bei gleichbleibendem Verbraucherschutz zu sorgen. Das alte Nahrungsmittelgesetz vom 14. Mai 1879 wurde am 14. Juni 1927 durch ein neues, umfassenderes Lebensmittelgesetz ersetzt. Das vom Deutschen Bundestag am 06. November 1958 verabschiedete Gesetz zur Änderung und Ergänzung des Lebensmittelgesetzes brachte wesentliche Änderungen mit sich. Es definierte zum ersten Mal den Begriff der „Fremdstoffe“, auf die das Verbotsprinzip mit Erlaubnisvorbehalt angewandt wurde. Fremde Stoffe im Sinne dieses Gesetzes waren „Stoffe, die nach § 1 zu Lebensmitteln werden und keinen Gehalt an verdaulichen Kohlenhydraten, verdaulichen Fetten, verdaulichem Eiweiß oder keinen natürlichen Gehalt an Vitaminen, Provitaminen, Geruchs- oder Geschmacksstoffen haben oder bei denen ein solcher Gehalt nicht dafür maßgebend ist, dass sie als Lebensmittel verwendet werden“. Diese grundsätzlich verbotenen Fremdstoffe konnten unter bestimmten Bedingungen in Spezialverordnungen, beispielsweise einer Konservierungsstoff- oder Farbstoff-Verordnung, ausdrücklich zugelassen werden. Diese Zulassung erfolgte jedoch nur für spezielle Lebensmittel und mit einer mengenmäßigen Höchstbegrenzung und in der Regel unter Kenntlichmachungsauflagen wie beispielsweise dem Hinweis „mit Farbstoff “ zusammen mit der handelsüblichen Bezeichnung des Lebensmittels. Um gleichzeitig der schnellen Entwicklung des Lebensmittelwesens Rechnung zu tragen, auch unter Berücksichtigung des internationalen Warenaustausches, fasste der Bundestag gleichzeitig den Beschluss, dass an einer Gesamtreform

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

des Lebensmittelrechts, einschließlich der einschlägigen Spezialgesetze, beschleunigt gearbeitet werden sollte. Dieses neue Lebensmittelgesetz wurde am 20. August 1974 als Lebensmittel- und Bedarfsgegenstände-Gesetz (LMBG) verkündet. Hier wurde – der internationalen Entwicklung folgend – der Fremdstoffbegriff durch den neuen Begriff „Zusatzstoff “ (engl. food additive) abgelöst. Ferner wurde sein Anwendungsbereich erweitert und umfasste in seinen Folgeverordnungen neben Lebensmitteln und Tabakerzeugnissen nun auch kosmetische Mittel und Bedarfsgegenstände. Das LMBG war jahrelang das Dachgesetz des deutschen Lebensmittelrechts. Der schnelle Fortschritt in der Lebensmittelproduktion sowie einige tiefgreifende Skandale (z. B. der sog. BSE-Skandal) zeigten jedoch, dass eine weitere Anpassung des Lebensmittelrechts notwendig war, bei der auch die Futtermittel mit einbezogen werden mussten. Ziel war es, die gesamte Kette der Lebensmittelherstellung, also „vom Acker zum Teller“ („from farm to fork“), in einem Dachgesetz zu erfassen. Dies erfolgte mit dem Gesetz zur Neuordnung des Lebensmittel- und Futtermittelrechts vom 1. September 2005. Dieses Gesetz beinhaltet in Artikel 1 das L­ ebensmittel-, Bedarfsgegenstände- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB), das derzeit in Deutschland gültige Dachgesetz (Lips P und Beutner G 2000). 26.2  Das europäische Lebensmittelrecht

Für die Europäische Union soll der höchste Standard der Lebensmittelsicherheit gelten. Dies zu gewährleisten, ist eines der vorrangigen politischen Anliegen der Kommission. Treibende Kraft hierbei ist die Notwendigkeit, ein hohes Maß an Lebensmittelsicherheit zu garantieren. Um dieses Ziel zu erreichen, bedurfte es eines einheitlichen Konzeptes für alle Stufen des Herstellungsprozesses unter Einbeziehung der Primärproduktion. Gleichzeitig sollte die Schaffung einer europäischen Lebensmittelbehörde, die sich insbesondere mit den Themen Risikoanalyse und Risikokommunikation befasst, die Arbeit der Kommission unterstützen. Weitere wichtige Instrumente, um ein hohes Maß an Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten, waren das Vorsorgeprinzip, die Einführung des Schnellwarnsystems sowie der Erlass der Verordnung (EG) 178/2002, der so genannten Basis-Verordnung. Das europäische Lebensmittelrecht wird heute insbesondere durch Verordnungen und Richtlinien gestaltet. Verordnungen haben unmittelbar Geltung in allen Ländern der Europäischen Union, während Richtlinien nur hinsichtlich des Inhaltes für die Mitgliedstaaten verbindlich sind und durch nationale Gesetze oder Verordnungen umgesetzt werden müssen. Grundsätzlich gilt jedoch, dass das europäische Recht das nationale Recht ersetzt, ergänzt, überlagert aber vor allem beeinflusst Um den freien Warenverkehr auf europäischer Ebene zu ermöglichen, wurde ursprünglich die Harmonisierung aller Vorschriften angestrebt. Dieses langwierige Verfahren wurde jedoch zugunsten einer horizontalen Harmonisierung und dem Prinzip der gegenseitigen Anerkennung aufgegeben. Der neue Weg der Harmonisierung des europäischen Lebensmittelrechts entspricht den Artikeln 30 und 31 der EWG-Verträge, nach denen „mengenmäßige Einfuhrbeschränkungen“ sowie alle Maßnahmen gleicher Wirkung zwischen den Mitgliedstaaten verboten sind. Da nach

26.3 · Die europäische Basis-Verordnung zum Lebensmittelrecht

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Auffassung des Europäischen Gerichtshofes einzelstaatliche lebensmittelrechtliche Bestimmungen den freien Warenverkehr behindern können, kommt künftig den europäischen Verordnungen und Richtlinien und der Rechtsprechung des Europäischen Gerichtshofes besondere Bedeutung zu. Für das deutsche und europäische Lebensmittelrecht ist das Urteil des Europäischen Gerichtshofes vom 20. Februar 1979 bezüglich „Cassis de Dijon“ (EuGH Rechtssache 120/78) besonders wichtig geworden, da neue Grundsätze aufgestellt wurden, die auch durch entsprechende Folgeurteile und insbesondere durch das „Bier-Urteil“ (EuGH Rechtssache 178/84) untermauert worden sind. Diese Urteile besagen ausdrücklich, dass in allen EU-Ländern ein Produkt immer dann zulässig ist, wenn es der Rechtssituation eines EU-Ursprungslandes entspricht. Allerdings muss der Verbraucher im Importland über die Art des Erzeugnisses entsprechend informiert werden, die ergänzende Bezeichnung darf aber nicht diskriminierend sein. Werden jedoch bei gleicher Bezeichnung die Produkte in den einzelnen Mitgliedstaaten nach unterschiedlichen Rezepturen hergestellt, sollte der Verbraucher über die wahre Natur des Produktes deutlich aufgeklärt werden. Grundsätzlich lässt das europäische Lebensmittelrecht nur noch wenig Raum für nationale Vorschriften. 26.3  Die europäische Basis-Verordnung zum Lebensmittelrecht

Im Weißbuch zur Lebensmittelsicherheit (EU-Kommission 2000) aus dem Jahr 2000 bekannte sich die Kommission zur Abschaffung der Flut von Rechtsvorschriften und zu einem hohen Stellenwert des Verbraucherschutzes, der Transparenz und einer erleichterten Information für Verbraucher und Wirtschaft. Es sollte ein einheitliches Konzept „vom Acker zum Teller“ geschaffen werden. Dazu bedurfte es einer grundlegenden Überarbeitung des Lebensmittelrechts. Im Januar 2002 wurde die Verordnung (EG) Nr. 178/2002, die sog. Basis-­ Verordnung erlassen. Mit dieser Verordnung, die verbindlich in allen Mitgliedstaaten seit dem 1. Januar 2005 gilt, werden die allgemeinen Grundsätze und Erfordernisse im Umgang mit Lebens- und Futtermitteln festgelegt. Dabei steht ein einheitlich hohes Gesundheitsschutzniveau im Vordergrund. In der Basis-Verordnung werden folgende Ziele für das Lebensmittel- und Futtermittelrecht in der Gemeinschaft festgeschrieben und in entsprechenden Artikeln formuliert: 5 Reibungsloses Funktionieren des Binnenmarktes für Lebensmittel und Futtermittel 5 Einheitliche Begriffsbestimmungen, darunter erstmalig auch eine Definition für Lebensmittel 5 Bewertung von Lebensmittelfragen durch Risikoanalysen auf der Grundlage des aktuellen wissenschaftlichen Kenntnisstandes 5 Anwendung des Vorsorgeprinzips bei unzureichender wissenschaftlicher Kenntnis 5 Schutz des Verbrauchers vor Täuschung 5 Anspruch des Verbrauchers auf präzise Informationen 5 Rückverfolgbarkeit bei Lebens- und Futtermitteln 5 Hauptverantwortung von Lebensmittel- und Futtermittelunternehmern 5 Verantwortung der Behörden der Mitgliedstaaten zur Durchsetzung des Lebensmittel- und Futtermittelrechts

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

Darüber hinaus wird die Schaffung einer Europäischen Lebensmittelbehörde (EFSA – European Food Safety Authority) vorgegeben, die 2002 gegründet wurde und ihren Sitz in Parma hat. Die Hauptaufgaben der EFSA bestehen in der unabhängigen wissenschaftlichen Beratung und in der Durchführung von Risikobewertungen u. a. auf den Gebieten der Lebensmittel- und Futtermittelsicherheit. Vollzugsaufgaben sollen dagegen nicht wahrgenommen werden. Damit ist eine eindeutige Trennung zwischen Risikobewertung und Risikomanagement festgelegt. Nicht zuletzt wurde in der Gemeinschaft ein Schnellwarnsystem für die Meldung eines von Lebensmitteln oder Futtermitteln ausgehenden Risikos für die menschliche Gesundheit eingerichtet, um schnellstmöglich auf eventuelle Gefahren reagieren zu können.

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26.4  Einfluss des europäischen Rechts auf die nationale

Gesetzgebung

Durch die Neuordnung des europäischen Lebensmittelrechts, dessen Kernvorschrift die Basis-Verordnung ist, waren die Mitgliedstaaten verpflichtet ihre nationalen Vorschriften anzupassen. Dies erfolgte in Deutschland mit dem am 7. September 2005 in Kraft getretenen Gesetz zur Neuordnung des Lebensmittel- und des Futtermittelrechts. Damit ist die begonnene Neuordnung des Lebensmittel- und des Futtermittelrechts auf nationaler Ebene komplettiert worden. Zentraler Punkt des Neuordnungsgesetzes ist das in Artikel 1 enthaltene Lebensmittel-, Bedarfsgegenstände- und Futtermittelgesetzbuch (Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch, LFGB), das das zuvor geltende Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz (LMBG) abgelöst hat. Seitdem sind für die Lebensmittel- und Futtermittelunternehmer mit der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 und dem Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB) zwei parallel geltende Dachregelungen von Bedeutung, die ineinandergreifen, sich ergänzen und die grundlegenden Vorgaben des Lebensmittelrechts enthalten. Die Rechtsunterworfenen müssen danach beide Regelungswerke nebeneinander berücksichtigen, um den vollen Geltungsumfang der lebensmittel- und futtermittelrechtlichen Grundanforderungen zu erfassen. Zentrale Vorschriften der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 in Bezug auf Lebensmittel sind neben der Definition von „Lebensmittel in Art. 2 vor allem die Vorschriften in Art. 10 (Information der Öffentlichkeit), Art. 14 (Anforderungen an die Lebensmittelsicherheit), Art. 17 (Zuständigkeiten/Verantwortlichkeiten), Art. 18 (Rückverfolgbarkeit), und Art. 19 (Rücknahme/Rückruf/ Meldepflichten). Ergänzend sind die Leitlinien des Ständigen Ausschusses für die Lebensmittelkette und Tiergesundheit für die Anwendung der Artikel 11, 12, 16, 17, 19 und 20 der Verordnung (EG) Nr. 178/2002 zu berücksichtigen. Diese sollen dazu dienen, „allen an der Lebensmittelherstellungskette Beteiligten die Aussagen der Verordnung näher zu bringen, damit sie vorschriftsmäßig und einheitlich angewendet werden können“. In diesem Zusammenhang ist allerdings darauf hinzuweisen, dass die Leitlinien rechtlich nicht verbindlich sind, aber in der Praxis de facto Bedeutung haben.

26.5 · Das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch

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Das LFGB passt das nationale Lebensmittel- und Futtermittelrecht an die Vorgaben der unmittelbar geltenden Verordnung (EG) Nr. 178/2002 an und ergänzt diese. Diese Verzahnung stellt besondere Anforderungen an den praktischen Umgang mit den neuen Dachregelungen des Lebensmittel- und des Futtermittelrechts. In Orientierung an dem einheitlichen Regelungsansatz der Basis-Verordnung „Vom Acker zum Teller“ wird erstmals ein gemeinsames Dachgesetz für Lebensmittel und Futtermittel auf nationaler Ebene geschaffen. Ob das LFGB angesichts seiner Komplexität und seiner Vielzahl von Verordnungsermächtigungen wirklich dem eigenen Regelungsziel einer besseren Handhabbarkeit und einer höheren Transparenz gerecht wird, darf bezweifelt werden. 26.5  Das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch

Mit dem am 7. September 2005 in Kraft getretenen Lebensmittel-, Bedarfsgegenstände- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB) wurde erstmals ein gemeinsames Dachgesetz für Lebensmittel und Futtermittel auf nationaler Ebene geschaffen. Von seinem Anwendungsbereich erfasst das LFGB Lebensmittel, einschließlich der Lebensmittelzusatzstoffe, Futtermittel, kosmetische Mittel und Bedarfsgegenstände. Lediglich die noch vom LMBG erfassten Tabakerzeugnisse sind aus dem Anwendungsbereich entfallen und werden nun separat geregelt. Strukturell gliedert sich das LFGB in elf unterschiedliche Abschnitte, die folgenden Inhalt haben: 5 Abschnitt 1 Allgemeine Bestimmungen (§§ 1–4) 5 Abschnitt 2 Verkehr mit Lebensmitteln (§§ 5–16) 5 Abschnitt 3 Verkehr mit Futtermitteln (§§ 17–25) 5 Abschnitt 4 Verkehr mit kosmetischen Mitteln (§§ 26–29) 5 Abschnitt 5 Verkehr mit sonstigen Bedarfsgegenständen (§§ 30–33) 5 Abschnitt 6 Gemeinsame Vorschriften für alle Erzeugnisse (§§ 34–37) 5 Abschnitt 7 Überwachung (§§ 38–49a) 5 Abschnitt 8 Monitoring (§§ 50–52) 5 Abschnitt 9 Verbringen in das und aus dem Inland (§§ 53–57) 5 Abschnitt 10 Straf- und Bußgeldvorschriften (§§ 58–62) 5 Abschnitt 11 Schlussbestimmungen (§§ 63–75) Zweck des LFGB (§ 1 LFGB) ist in erster Linie bei Lebensmitteln (sowie Futtermitteln, kosmetischen Mitteln und Bedarfsgegenständen) die Sicherstellung des Gesundheitsschutzes durch Vorbeugung und Gefahrenabwehr, der Täuschungsschutz und die Unterrichtung der Wirtschaftsbeteiligten, der Verbraucher und der Verwender von Futtermitteln. Außerdem dient das Gesetz zur Umsetzung und Durchführung der europäischen Rechtsnormen auf diesem Gebiet. Demzufolge sind zahlreiche Verbote zum Schutz der Gesundheit formuliert, so beispielsweise das Verbot Lebensmittel für andere derart herzustellen oder zu behandeln, dass ihr Verzehr gesundheitsschädlich ist (§ 5 LFGB). Des Weiteren sind das Verbot mit Erlaubnisvorbehalt für Lebensmittelzusatzstoffe (§ 6 LFGB) und das Bestrahlungsverbot (§ 8 LFGB) verankert.

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

Im Hinblick auf den Verkehr mit sonstigen Bedarfsgegenständen wurde neben Verboten zum Schutz der Gesundheit (§ 30 LFGB) ein Verbot irreführender Bezeichnung und Aufmachung von Bedarfsgegenständen (§ 33 LFGB) neu in das LFGB integriert. Von besonderer Bedeutung ist ferner § 40 LFGB, der die aktive Information der Öffentlichkeit durch die Behörden erstmals in einer bundesweit einheitlichen Regelung zum Gegenstand hat. § 40 LFGB gibt den zuständigen Behörden das Recht, die Öffentlichkeit über bestimmte, näher umschriebene Sachverhalte im Zusammenhang mit Lebens- und Futtermitteln auch unter Nennung von Hersteller- und Produktnamen zu informieren. Als Konsequenz aus einem weiteren Dioxinskandal wurde mit § 40 1a LFGB eine weitere aktive Informationspflicht der Behörden eingeführt, Verbraucher über Grenzwertüberschreitungen sowie erhebliche, näher bezeichnete Rechtsverstöße zu informieren. § 40 Abs. 1a LFGB bildete die Grundlage für die Errichtung zahlreicher neuer Internetportale auf der Ebene der Bundesländer und stand daher im Mittelpunkt der öffentlichen Berichterstattung. Die Vorschrift war allerdings schon im Gesetzgebungsverfahren der Kritik der Lebensmittelwirtschaft ausgesetzt und alsbald mehrten sich auch Bedenken der Gerichte und Bundesländer. Aufgrund der verfassungsrechtlichen Bedenken hatte die Niedersächsische Landesregierung im Jahr 2013 einen entsprechenden Normenkontrollantrag beim Bundesverfassungsgericht gestellt. Zeitgleich wurde der Vollzug der Regelung in den Ländern ausgesetzt. Am 21. März 2018 gab es den lang erwarteten Beschluss des BVerfG (1 BvF 1/13). In diesem Beschluss sieht das Bundesverfassungsgericht Namensveröffentlichungen nach § 40 Abs. 1a LFGB zwar grundsätzlich als verfassungsgemäß an, moniert aber das Fehlen einer zeitlichen Begrenzung als einen Verstoß gegen die Berufsausübungsfreiheit des Art. 12 Abs. 1 GG. Der Gesetzgeber ist daher aufgefordert, eine angemessene zeitliche Grenze für die Löschungsfrequenz, mithin verlässliche kodifizierte Löschungsfristen, zu schaffen. Das LFGB regelt die Lebensmittelbeschaffenheit nicht in allen Einzelheiten. Es ist vielmehr wie seine Vorgänger ein Dach- oder Rahmengesetz, welches durch weitere Rechtsvorschriften ergänzt und ausgeführt wird. 26.6  Lebensmittelkennzeichnung

Die Lebensmittelkennzeichnung, die seit 1979 europaweit einheitlich geregelt ist, ist das wichtigste Instrument für Verbraucher, um sich über Identität, Zusammensetzung, Haltbarkeit und Zubereitung von verpackten Lebensmitteln zu informieren. Waren die Vorschriften jahrelang in der Etikettierungsrichtlinie (Richtlinie 2000/13/EG) und der darauf beruhenden nationalen Lebensmittel-Kennzeichnungsverordnung (LMKV) verankert, so gilt seit Dezember 2014 europaweit die Verordnung (EU) 1169/2011 betreffend die Information der Verbraucher über Lebensmittel, kurz Lebensmittelinformations-Verordnung (LMIV). Die Kennzeichnungselemente sind gut sichtbar, in einer leicht verständlichen, hierzulande in der Regel deutschen Sprache und unverwischbar auf nahezu allen Lebensmitteln anzubringen. Mit der LMIV wird für zahlreiche Kennzeichnungselemente eine Mindestschriftgröße eingeführt. Im Folgenden sollen einige Kennzeichnungselemente näher betrachtet werden:

26.6 · Lebensmittelkennzeichnung

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5 Jedes Lebensmittel benötigt eine Bezeichnung. Die Bezeichnung des Lebensmittels ist entweder eine in Rechtsvorschriften festgelegte Bezeichnung, wie z. B. „Konfitüre extra“ oder „Milchschokolade“ oder eine verkehrsübliche Bezeichnung. Falls es auch diese nicht gibt, muss eine Beschreibung des Lebensmittels wie „Pizza mit Pilzen und Schinken“ erfolgen. Schon aus der Bezeichnung sollen die Verbraucher erkennen, um welches Lebensmittel es sich handelt. Phantasiebezeichnungen sind daher nicht ausreichend. 5 Mit dem Verzeichnis der Zutaten werden die Verbraucher über die zur Herstellung des Lebensmittels verwendeten Zutaten informiert. Die Angabe der Zutaten erfolgt in absteigender Reihenfolge nach dem Gewicht der Zutaten bei der Verarbeitung. Es wird ausdrücklich hervorgehoben, dass auch Zusatzstoffe, Enzyme und Aromen zu den Zutaten gehören, jedoch sind vom Gesetzgeber diesbezüglich Ausnahmen bei der Kennzeichnung vorgesehen. Auch gelten Rückstände nicht als Zutaten. 5 Die Verpflichtung zur Angabe allergener Zutaten soll Verbrauchern, bei denen eine Lebensmittelallergie vorliegt, eine gezielte Kaufentscheidung ermöglichen. Die Kennzeichnungsverpflichtung betrifft Rohstoffe, die allergische oder andere Unverträglichkeitsreaktionen auslösen können und daraus hergestellte Erzeugnisse: glutenhaltiges Getreide, Krebstiere, Eier, Fisch, Erdnüsse, Soja, Milch, Nüsse, Sellerie, Senf, Senfsamen und Schwefeldioxid und Sulfite ab einer Konzentration von 10 mg pro kg. Dabei müssen die Zutaten so bezeichnet werden, dass die betroffenen Allergiker das allergene Potential leicht erkennen können. Darüber hinaus müssen potentielle allergene Zutaten im Zutatenverzeichnis durch Schriftart, -größe oder -farbe hervorgehoben werden, um betroffenen Verbrauchern das Erkennen zu erleichtern. 5 Mit der Mengenkennzeichnung (QUID – quantitative ingredient declaration) bestimmter wertgebender oder charakteristischer Zutaten soll die Vergleichbarkeit ähnlicher Lebensmittel sichergestellt werden. Die Mengenkennzeichnung erfolgt in der Regel durch Prozentangaben in der Bezeichnung des Lebensmittels oder im Zutatenverzeichnis. Bei Gemüsesuppe wird beispielsweise der Gemüsegehalt angegeben, bei Fruchtzubereitungen der Anteil an Früchten. 5 Nettofüllmenge des Lebensmittels beschreibt die in einer Verpackung enthaltene Menge und wird in Litern, Zentilitern, Millilitern, Kilogramm oder Gramm ausgedrückt, je nachdem, ob es sich um flüssige oder feste Lebensmittel handelt. 5 Das Mindesthaltbarkeitsdatum (MHD) ist das Datum, bis zu dem das Lebensmittel unter angemessenen Aufbewahrungsbedingungen seine spezifischen Eigenschaften behält. Die Hersteller garantieren, dass das Lebensmittel mindestens bis zu diesem Zeitpunkt haltbar ist und seine Qualitätseigenschaften behält. In der Regel sind die Lebensmittel jedoch über dieses Datum hinaus auch noch zum Verzehr geeignet. Anders das Verbrauchsdatum, das bei leicht verderblichen Lebensmitteln wie Hackfleisch anzubringen ist. Diese Lebensmittel dürfen nach Ablauf des Verbrauchsdatums nicht mehr verkauft und sollten auch nicht mehr verzehrt werden. 5 Name oder Firma und Anschrift des verantwortlichen Lebensmittelunternehmers. Durch diese Angabe ist gewährleistet, dass den Verbrauchern und der Lebensmittelüberwachung ein für das Lebensmittel verantwortlicher Lebensmittelunternehmer für Fragen, Beschwerden oder sonstige Auskünfte zur Verfügung

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

steht. Dabei können in der Regel die Angaben von Straße und Hausnummer entfallen, wenn der Adressat ohne weitere Nachforschungen ausfindig gemacht werden kann. Das Ankommen der Post bei üblicher Zustellung ist dabei Voraussetzung. 5 Nährwertdeklaration. Mit Einführung der LMIV wurde ab Dezember 2016 die Pflicht zur Nährwertkennzeichnung verpackter Lebensmittel eingeführt. Dabei sind der Brennwert sowie die wichtigsten Nährstoffe, die so genannten „big 7“ (Energie, Fett, davon gesättigte Fettsäuren, Kohlenhydrate, davon Zucker, Eiweiß, Salz), in einer Nährwerttabelle anzugeben. Wenige Lebensmittel sind von der verpflichtenden Nährwertdeklaration ausgenommen. 5 Herkunftskennzeichnung. Die Angabe des Ursprungslands bzw. Herkunftsorts von frischem, gekühltem oder gefrorenem Schweine-, Schaf-, Ziegen- und Geflügelfleisch ist nur ein erster Schritt beim Thema Herkunftskennzeichnung. Weiterhin wird die verpflichtende Herkunftsangabe bei so genannten primären Zutaten, bei Milch sowie Fleisch und Milch als Zutat diskutiert. Hier ist die Kommission zu einer Folgenabschätzung verpflichtet. In der Praxis dürfte sich jedoch die Frage der Machbarkeit einer solchen Kennzeichnung insbesondere bei verarbeiteten und zusammengesetzten Produkten stellen. Neben den aufgeführten Kennzeichnungselementen sind darüber hinaus gegebenenfalls besondere Anweisungen zur Aufbewahrung oder Anweisungen für die Verwendung/ Gebrauchsanweisungen zu machen. Des Weiteren ist bei alkoholischen Getränken mit einem Alkoholgehalt von mehr als 1,2 Volumenprozent der Alkoholgehalt anzugeben. Neben den Vorschriften in der LMIV finden sich noch weitere Vorschriften zur Kennzeichnung in einigen Produktregelungen, z. B. der Konfitüren-Verordnung. 26.7  Lebensmittelzusatzstoffe, Aromen, Enzyme

Die lebensmittelrechtlichen Vorschriften zu Lebensmittelzusatzstoffen, Aromen und Enzymen wurden 2008 grundlegend überarbeitet. 26.7.1  Zusatzstoffe

In der Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 über Lebensmittelzusatzstoffe werden die bestehenden Regelungen zu Zusatzstoffen zusammengefasst. Die Verordnung erfasst jedoch nur die Stoffe, die zu technologischen Zwecken verwendet werden, beispielsweise Emulgatoren, Farbstoffe oder Konservierungsstoffe, nicht jedoch Stoffe, die zu Ernährungszwecken zugesetzt werden. Als Zusatzstoffe werden Stoffe bezeichnet, die in der Regel weder selbst als Lebensmittel verzehrt noch als charakteristische Zutat eines Lebensmittels verwendet werden und die einem Lebensmittel aus technologischen Gründen beim Herstellen oder Behandeln zugesetzt werden, wodurch sie selbst oder ihre Abbau- oder Reaktionsprodukte mittelbar oder unmittelbar zu einem Bestandteil des Lebensmittels werden oder werden können (s. 7 Kap. 11).

26.7 · Lebensmittelzusatzstoffe, Aromen, Enzyme

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Zusatzstoffe sind rechtlich klar geregelt. In Europa gilt einheitlich das Verbotsprinzip mit Erlaubnisvorbehalt, d. h. Zusatzstoffe sind grundsätzlich verboten, es sei

denn, ihre Verwendung wird ausdrücklich erlaubt. Dies setzt voraus, dass ein Zusatzstoff als gesundheitlich unbedenklich eingestuft wird, seine technologische Notwendigkeit begründet werden kann und der Verbraucher durch die Verwendung des Zusatzstoffes nicht getäuscht wird. Die Zulassungen sind in den meisten Fällen auf bestimmte Lebensmittel beschränkt. Zudem werden vielfach Höchstmengen vorgeschrieben. Zusatzstoffe gelten als Zutaten und sind in der Regel im Zutatenverzeichnis unter Angabe des Klassennamens, der den Anwendungsgrund nennt, gefolgt von ihrer E-Nummer oder der spezifischen Bezeichnung anzugeben.

26.7.2  Aromen

Mit der Verordnung (EG) Nr. 1334/2008 über Aromen und bestimmte Lebensmittel mit Aromaeigenschaften wurde die Aromengesetzgebung grundlegend überarbeitet und aktualisiert. Gemäß der allgemeinen Definition sind Aromen (7 Kap. 15) Erzeugnisse, die Lebensmitteln zugesetzt werden, um einen bestimmten Geruch und/oder Geschmack zu verleihen, zu intensivieren oder zu verändern. Die jahrelang übliche Dreiteilung in natürliche, naturidentische und künstliche Aromastoffe erfolgt nicht mehr. Man spricht nun lediglich von Aromen, die unter definierten Umständen als „natürlich“ ausgelobt werden können. Aromen können in sechs verschiedene Aromakategorien unterteilt werden: Aromastoffe, Aromaextrakte, thermisch gewonnene Reaktionsaromen, Raucharomen, Aromavorstufen und sonstige Aromen. Ähnlich wie Zusatzstoffe müssen sämtliche Aromastoffe zugelassen werden. Zugelassene Aromastoffe sind mit ihren Verwendungsbedingungen in der Unionsliste im Anhang I Teil A der Verordnung (EG) Nr. 1334/2008 aufgeführt. Auch thermisch gewonnene Reaktionsaromen, Aromavorstufen und Aromaextrakte, sofern sie aus „Nicht-Lebensmitteln“ gewonnen werden, bedürfen einer Zulassung in der Unionsliste. Aromen sind Zutaten und werden dementsprechend im Zutatenverzeichnis mit der Bezeichnung „Aroma“, einer genaueren Bezeichnung oder einer Beschreibung aufgeführt. Unter bestimmten Bedingungen dürfen Aromen als „natürlich“ ausgelobt werden. 26.7.3  Enzyme Lebensmittelenzyme waren bislang in den Mitgliedstaaten ganz unterschiedlich geregelt. In Deutschland wurden sie als Zusatzstoffe, die keiner Zulassung bedurften, angesehen. Mit der Verordnung (EG) Nr. 1332/2008 über Lebensmittelenzyme werden Enzyme nun europaweit einheitlich geregelt. Die Enzymverordnung erfasst nur Enzyme, die zu technologischen Zwecken verwendet werden, nicht jedoch solche, die Ernährungszwecken oder der Verdauungsförderung dienen. Für Lebensmittelenzyme wird ein grundsätzliches Verwendungsverbot mit Erlaubnisvorbehalt eingeführt, d. h. Enzyme dürfen nur verwendet werden, wenn sie ausdrücklich zugelassen sind. Dies erfolgt durch die Aufnahme in eine Unionsliste, aus der

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

auch Verwendungsbedingungen und gegebenenfalls Einschränkungen ersichtlich sind. Die Erarbeitung dieser Unionsliste wird jedoch vermutlich nicht vor dem Jahr 2023 abgeschlossen sein. Bis dahin gelten die nationalen Zulassungsbestimmungen weiter. Enzyme, die eine technologische Wirkung haben, werden im Zutatenverzeichnis unter Angabe der Funktionsklasse und ihrer Bezeichnung aufgeführt (s. 7 Kap. 6). 26.8  Rückstände und Kontaminanten

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Lebensmittel können unabhängig von ihrer Erzeugung (z. B. konventionelle oder ökologische Landwirtschaft) verschiedene unerwünschte Stoffe enthalten. Grundsätzlich wird dabei zwischen Rückständen und Kontaminanten unterschieden. Unter Rückständen werden Reste von Stoffen verstanden, die während der Produktion pflanzlicher oder tierischer Lebensmittel oder während deren Lagerung bewusst und zielgerichtet eingesetzt werden (s. 7 Kap. 13). Dazu gehören beispielsweise Pflanzenschutzmittel oder Tierarzneimittel. Die entsprechenden Wirkstoffe und Mittel müssen vor ihrer Verwendung zugelassen sein. Werden diese Stoffe oder deren Umwandlungsprodukte bis zur Ernte oder während der Lebenszeit der Tiere bzw. bis zum Verzehr des Lebensmittels nicht vollständig abgebaut oder ausgeschieden, können sie als Rückstände im Lebensmittel auftreten. Rückstände aus zugelassenen Anwendungen sind in Lebensmitteln in gewissen Grenzen (Rückstandshöchstgehalt) zulässig. Die Rückstandshöchstgehalte werden so festgelegt, dass die Mittel nach guter fachlicher Praxis angewendet werden und die Rückstände für den Verbraucher sicher sind. Kontaminanten sind Stoffe, die nicht bewusst eingesetzt werden, sondern unabsichtlich in das Lebensmittel gelangen (s. 7 Kap. 12). Kontaminanten können aus der Umwelt (Luft, Wasser, Boden) stammen (z. B. Dioxine, Schwermetalle) oder während des Herstellungsprozesses in das Lebensmittel gelangen (z. B. aus technischen Geräten) oder auch bei der Verarbeitung im Lebensmittel direkt entstehen (z. B. Acrylamid). Je nach Ursprung unterscheidet man zwischen Umweltkontaminanten, Mykotoxinen und Pflanzentoxinen oder Prozesskontaminanten. Rückstände und Kontaminanten sind in vielen Fällen nicht völlig zu vermeiden. Um den Verbraucher bestmöglich vor diesen Stoffen zu schützen, ist es eine grundsätzliche Forderung des gesundheitlichen Verbraucherschutzes, Rückstände und Kontaminanten soweit wie möglich zu minimieren. Der Gesetzgeber hat für viele Rückstände und Kontaminanten Höchstwerte festgelegt, um verbindliche Regelungen über die Belastung von Lebensmitteln mit diesen Stoffen zu schaffen. Lebensmittel, bei denen diese Höchstmengen überschritten werden, sind nicht verkehrsfähig (Lebensmittelverband Deutschland 2019a). 26.9  Gentechnisch veränderte Lebensmittel

Mit der Verordnung (EG) Nr. 1829/2003 über gentechnisch veränderte Lebensmittel und Futtermittel und der Verordnung (EG) Nr. 1830/2003 über die Rückverfolgbarkeit und Kennzeichnung von gentechnisch veränderten Organismen (GVO) und daraus hergestellten Lebensmitteln und Futtermitteln wurden die gemeinschaftsrechtlichen Rahmenbedingen zur Zulassung, Kennzeichnung und

871 26.10 · Novel Foods

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Rückverfolgbarkeit von gentechnisch veränderten Lebensmitteln und Futtermitteln neu gefasst (s. 7 Abschn. 2.7.5). Sämtliche gentechnisch veränderte Lebensmittel, die unter den Geltungsbereich der Verordnung fallen, müssen vor ihrer Vermarktung ein einheitliches Zulassungsverfahren durchlaufen. Auch hier gilt das Verbotsprinzip mit Erlaubnisvorbehalt. Die Zulassungen sind auf 10 Jahre befristet. Zudem wurde mit dem neuen Gemeinschaftsrecht der Kennzeichnungsumfang deutlich ausgeweitet. Von Bedeutung ist dabei der Wechsel von der Produktkennzeichnung, die auf einem analytischen Nachweis gentechnisch veränderter Bestandteile in der Lebensmittelzutat basierte, hin zum Herkunftsnachweis, d. h. zu einer Kennzeichnung sämtlicher Zutaten, die auf einen gentechnisch veränderten Organismus zurückgehen, völlig unabhängig von der Möglichkeit eines analytischen Nachweises. Die Herkunftskennzeichnung führt zu einer Zutatenkennzeichnung bis in die höchsten Verarbeitungsstufen hinein, ohne dass hier eine gentechnische Veränderung der Zutat im eigentlichen Sinne feststellbar ist (z. B. raffinierte Öle, Lecithin, Glucosesirup und daraus hergestellte Vitamine). Dieser gravierende Systemwechsel hat Auswirkungen auf die Kontrollmöglichkeiten und bedingt insbesondere erhebliche organisatorische und finanzielle Konsequenzen für Art und Umfang der Qualitätssicherungsmaßnahmen in den Unternehmen. Für in der EU nicht zugelassene GVO besteht derzeit ein absolutes Verkehrsverbot mit der Folge, dass im Hinblick auf eventuelle Verunreinigungen eine Nulltoleranz gilt. Dadurch führt jeder noch so geringe Spurennachweis eines nicht zugelassenen GVO in Lebensmitteln zur Nichtverkehrsfähigkeit der betroffenen Charge. Bedingt durch einen weltweiten Handel lassen sich derartige Vermischungen nicht völlig ausschließen. Es besteht daher die Forderung nach einem Schwellenwert. Auf nationaler Ebene ist die Werbeaussage „ohne Gentechnik“ unter bestimmten Voraussetzungen möglich. Lebensmittel mit dieser Kennzeichnung dürfen keine GVO enthalten oder daraus hergestellt werden. Diese Regeln sind jedoch im Zusammenhang mit tierischen Produkten im Jahr 2008 relativiert worden. Tierische Lebensmittel können das „Ohne-Gentechnik“-Label auch dann bekommen, wenn das den Tieren verfütterte Futtermittel vor den im Gesetz für die jeweiligen Tierarten genannten Sperrfristen auf gentechnisch verändertem Material basiert; nur innerhalb der Sperrfristen muss „ohne Gentechnik“ gefüttert werden (Lebensmittelverband Deutschland 2019b). 26.10  Novel Foods

Nach der „neuen“ Novel Food Verordnung (EU) 2015/2283 gelten als neuartige Lebensmittel (engl. novel foods) (s. 7 Abschn. 2.7.4) Lebensmittel, die vor dem 15. Mai 1997 in der EU nicht in nennenswertem Umfang verzehrt wurden und mindestens einer der folgenden Kategorien zugeordnet werden können: 5 Lebensmittel mit neuer oder gezielt veränderter Molekularstruktur 5 Lebensmittel aus Mikroorganismen, Pilzen oder Algen 5 Lebensmittel aus Materialien mineralischen Ursprungs 5 Lebensmittel aus Pflanzen oder Pflanzenteilen

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5 5 5 5 5 5

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

Lebensmittel aus Tieren oder deren Teilen Lebensmittel aus Zell- oder Gewebekulturen Lebensmittel die durch ein neuartiges, nicht übliches Verfahren hergestellt wurden Lebensmittel aus technisch hergestellten Nanomaterialien Lebensmittel die Vitamine, Mineralstoffe und andere Stoffe sind Lebensmittel die ausschließlich in Nahrungsergänzungsmitteln als nicht neuartig gelten und nun in anderen Lebensmitteln verwendet werden sollen.

Diese Lebensmittel werden vor ihrem Inverkehrbringen in der Europäischen Union einem Zulassungsverfahren unterworfen, das eine Sicherheitsbewertung der betreffenden Lebensmittel beinhaltet. Nur ausdrücklich genehmigte neuartige Lebensmittel bzw. Lebensmittelzutaten sind in der EU verkehrsfähig, d. h. dürfen vermarktet werden. Damit sollen ein einheitliches Verbraucherschutzniveau bei sämtlichen neuartigen Lebensmitteln sichergestellt und Wettbewerbsverzerrungen im Handel mit diesen Lebensmitteln in der Europäischen Union vermieden werden. Neben diesem Zulassungsverfahren gibt es ein vereinfachtes Anmeldeverfahren für traditionelle Lebensmittel aus Drittländern, die eine Verwendungsgeschichte als sicheres Lebensmittel in einem Drittstaat aufweisen können. Dies betrifft beispielsweise essbare Insekten. Zulassungen neuartiger Lebensmittel und Anmeldungen traditioneller Lebensmittel aus Drittländern gelten mit der neuen Novel Food Verordnung allgemein, d. h. es muss nicht mehr jeder Lebensmittelunternehmer, der ein neuartiges Lebensmittel in den Verkehr bringen will, eine eigene Zulassung erwirken. Zur Erleichterung sieht die Novel Food Verordnung vor, dass die Kommission eine Unionsliste erstellt, aus der die zugelassenen neuartigen Lebensmittel sowie Meldungen eines traditionellen Lebensmittels hervorgehen. 26.11  Lebensmittelhygiene

Die Gewährleistung der Lebensmittelhygiene ist ein wichtiger Teilaspekt der Lebensmittelsicherheit. Es ist die gesetzliche Pflicht aller, die gewerblich Umgang mit Lebensmitteln haben, in ihrem Einflussbereich für die Lebensmittelsicherheit zu sorgen. Auf allen Stufen der Lebensmittelerzeugung und -verarbeitung, industriell oder handwerklich, im Lebensmittelhandel und in Verpflegungseinrichtungen – bis zum kleinsten Kiosk – sind die Betreiber dafür verantwortlich, dass hygienisch einwandfrei gearbeitet und die Lebensmittelsicherheit gewährleistet wird. Seit dem Erlass der EU-Hygieneverordnungen für Lebensmittel (Verordnung (EG) Nr. 852/2004, Verordnung (EG) Nr. 853/2004 und Verordnung (EG) Nr. 854/2004) ist gemeinschaftsweit der Ansatz der Durchgängigkeit der Lebensmittelhygiene realisiert. Hygiene muss von der Erzeugung der Rohstoffe für Lebensmittel bis zur Abgabe an Endverbraucher herrschen („from farm to fork“). Die Einzelmaßnahmen der Lebensmittelhygiene sind dabei sehr vielfältig und umfassen Maßnahmen zum Schutz vor Mikroorganismen, Kontamination und Wachstum von Krankheitserregern, vor Belastungen mit chemischen oder biologischen Rückständen oder Fremdkörpern. In den Vorschriften sind zudem die Registrierungs- bzw. Zulassungspflicht der einzelnen Betriebe verankert.

873 26.12 · Nahrungsergänzungsmittel, Functional Foods

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Betriebe sind verpflichtet, durch Einhaltung einer angemessenen, spezifischen

„Guten Hygienepraxis“, d.  h. durch geeignete Prozess-, Personal- und Produkt-

hygiene, für die Abwehr aller nachteiligen Einflüsse und die Minimierung potentieller Risiken zu sorgen. Zudem werden individuell ermittelte, präventive Eigenkontrollmaßnahmen nach den anerkannten HACCP-Grundsätzen gefordert. Ergänzend zu den allgemeinen Hygienevorschriften gibt es verschiedene branchenspezifische „Leitlinien für gute Hygiene-/Verfahrenspraxis“, die von Fachkreisen einer Lebensmittelbranche erarbeitet und von den zuständigen Behörden geprüft werden. Diese Leitlinien bieten für alle Beteiligten – Betriebe und Lebensmittelüberwachung – eine abgestimmte Orientierungshilfe mit hohem Stellenwert (Lebensmittelverband Deutschland 2019c). 26.12  Nahrungsergänzungsmittel, Functional Foods Nahrungsergänzungsmittel (NEM, s. 7 Abschn. 2.7.2) sind dazu bestimmt, die allgemeine

Ernährung zu ergänzen. Sie stellen ein Konzentrat von Vitaminen, Mineralstoffen oder sonstigen Stoffen wie zum Beispiel Aminosäuren, Ballaststoffen oder sekundären Pflanzenstoffen mit ernährungsspezifischer oder physiologischer Wirkung dar und werden in dosierter Form in den Verkehr gebracht. Nahrungsergänzungsmittel tragen zum Erhalt der Gesundheit und des Wohlbefindens bei, indem sie durch ihre ernährungsspezifischen und physiologischen Eigenschaften einen wichtigen Beitrag zur Ergänzung der individuellen Ernährung leisten können. Dabei können sie denjenigen nützen, für die es – aus welchen Gründen auch immer – schwierig ist, die Ernährungsempfehlungen im Alltag einzuhalten oder die einen erhöhten Nährstoffbedarf haben. Nahrungsergänzungsmittel sind Lebensmittel. Daher gelten die allgemeinen Vorschriften des Lebensmittelrechts. Darüber hinaus regelt die Verordnung über Nahrungsergänzungsmittel u. a. die Zusammensetzung, Kennzeichnung und Anzeigepflicht von Nahrungsergänzungsmitteln. Für Nahrungsergänzungsmittel gelten über die allgemeinen Kennzeichnungsvorschriften hinaus besondere Kennzeichnungsanforderungen. So müssen alle Produkte den Namen „Nahrungsergänzungsmittel“ tragen. Außerdem müssen die Stoffe, die das Produkt charakterisieren sowie die empfohlene Tagesdosis in absoluter Menge genannt werden. Nicht zuletzt muss darauf hingewiesen werden, dass Nahrungsergänzungsmittel kein Ersatz für eine ausgewogene Ernährung sind und die Produkte außerhalb der Reichweite von kleinen Kindern zu lagern sind (Lebensmittelverband Deutschland 2019d). Die Bezeichnung Functional Foods (s. 7 Abschn. 2.7.1) wird für Lebensmittel verwendet, die einen gesundheitlichen Zusatznutzen für den Verbraucher aufweisen, der über die reine Sättigung, die Zufuhr von Nährstoffen und die Befriedigung von Genuss und Geschmack hinausgeht. Für diese funktionellen Lebensmittel gibt es in Deutschland und in der EU zwar keine lebensmittelrechtliche Definition, sie befinden sich dennoch nicht im rechtsfreien Raum. Für funktionelle Lebensmittel gelten die allgemeinen lebensmittelrechtlichen Bestimmungen. So darf die Auslobung des funktionellen Zusatznutzens den Verbraucher nicht täuschen und muss wissenschaftlich hinreichend gesichert sein. Darüber hinaus werden gesundheitsbezogene Angaben durch die Health-Claims-Verordnung streng geregelt. Auch hier wurde das Verbotsprinzip mit Erlaubnisvorbehalt eingeführt, d. h. nur ausdrücklich zugelassene gesundheitsbezogene Angaben sind möglich.

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

26.13  Lebensmittel aus ökologischem Landbau

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Die Nachfrage nach Bio-Lebensmitteln ist in den vergangenen Jahren stetig gestiegen. Mit 10,04 Milliarden Euro Umsatz im Jahr 2017 ist Deutschland der größte Markt für Biolebensmittel in Europa (BMEL 2019). Der Wunsch der Verbraucher nach mehr Lebensmitteln aus ökologischer Landwirtschaft und das starke Markt- und Umsatzwachstum erfordern einen umfassenden rechtlichen Rahmen und entsprechende Kontrollen, die sicherstellen, dass als Bio/Öko beworbene Lebensmittel auch den strengen Anforderungen des ökologischen Landbaus entsprechen. Die wichtigsten sind die Verordnung (EG) Nr. 834/2007 über die ökologische/biologische Produktion und die Kennzeichnung von ökologischen/biologischen Erzeugnissen (EG-Ökoverordnung) und deren Durchführungsverordnung (EG) Nr. 889/2008, sowie die Verordnung (EU) 2018/848 über die ökologische/biologische Produktion und die Kennzeichnung von ökologischen/biologischen Erzeugnissen sowie zur Aufhebung der Verordnung (EG) Nr. 834/2007 („neue“ EU-Ökoverordnung), die ab 2021 gilt. Sie sorgen für einen fairen Wettbewerb und schützen Verbraucher vor Irreführung und Täuschung bei Bioerzeugnissen. Lebensmittel, die mit den Begriffen biologisch und ökologisch bzw. den Abkürzungen BIO und ÖKO sowie mit Hinweisen darauf versehen sind, dürfen nur in Verkehr gebracht werden, wenn die Vorschriften der Verordnung über den ökologischen Landbau erfüllt sind. Die EG-Ökoverordnung stellt EU-einheitliche Mindestanforderungen an die Erzeugung und Verarbeitung von Rohstoffen und Lebensmitteln, die mit dem Hinweis auf eine ökologische oder biologische Anbauweise angeboten oder beworben werden. Sie bildet mit einer Vielzahl von Vorschriften ein umfassendes Regelwerk für die Biobranche. Die Verordnung stellt allgemeine Grundregeln für die Erzeugung auf, wie den Einsatz geeigneter Sorten und Fruchtfolgen. Darüber hinaus soll die Verarbeitung der Rohstoffe möglichst schonend erfolgen. Für Bio/Öko-Lebensmittel gilt ein Gentechnikverbot, d. h. gentechnisch veränderte Organismen dürfen nicht eingesetzt werden, auch keine Rohstoffe, die mit Hilfe solcher Organismen hergestellt wurden. Darüber hinaus dürfen Bio/Öko-Lebensmittel und deren Zutaten nicht mit ionisierenden Strahlen behandelt werden. Es gilt ein grundsätzliches Bestrahlungsverbot. Für Düngemittel, Bodenverbesserer, Pflanzenschutz- und Futtermittel, die generell oder in bestimmten Fällen eingesetzt werden dürfen, gibt es Positivlisten. Was nicht ausdrücklich zugelassen ist, darf nicht verwendet werden. Die EG-Ökoverordnung enthält zudem Vorschriften zur Tierhaltung, die unter anderem festlegen, wie viele Tiere maximal pro Hektar Fläche gehalten werden dürfen und wie groß Ställe und Auslaufflächen sein müssen. Da die Tiere auch erkranken können, ist für die Behandlung der Vorrang von pflanzlichen und homöopathischen Mitteln vorgeschrieben. Nur wenn dies nicht ausreichen sollte, können auch herkömmliche Tierarzneimittel verabreicht werden, jedoch gilt es gesetzlich vorgeschriebene Wartezeiten vor der Vermarktung einzuhalten. Auch bestimmte Zusatzstoffe, natürliche Aromen, Mikroorganismenkulturen sowie Enzyme sind bei der Herstellung ökologisch erzeugter Lebensmittel zulässig. Allerdings sind die Zulassungen deutlich eingeschränkter als bei konventionellen Lebensmitteln. Eine Positivliste erlaubt rund 50 Zusatz- und Hilfsstoffe, einige davon jedoch nur für bestimmte Anwendungen. Dieser Ansatz wird mit der

875 26.15 · Weitere Regelungen

26

neuen EU-Ökoverordnung weitergeführt und in einigen Teilen verschärft, beispielsweise hinsichtlich der Verwendung von Aromen. Ein weiterer wesentlicher Punkt der Verordnung ist die Überwachung. Die EG-Ökoverordnung schreibt neben der staatlichen Lebensmittelüberwachung ein eigenes Kontrollsystem vor, dem sich all die unterwerfen müssen, die Bio/Öko-Lebensmittel oder Futtermittel erzeugen, verarbeiten, importieren oder mit solchen handeln. Nur wer sich durch private Kontrollstellen einer solchen Kontrolle unterzieht und nachweisen kann, dass er die Ökoverordnung einhält, darf seine Produkte als ÖKO oder BIO ausloben. Alle Kontrollstellen müssen die Europäische Norm EN 45011 zum Thema Qualitätsmanagement und Dokumentation erfüllen. Damit soll gewährleistet werden, dass die Kontrollen in allen EU Ländern gleichwertig sind. Alle erzeugenden, verarbeitenden, handelnden und futtermittelherstellenden Unternehmen werden mindestens einmal pro Jahr kontrolliert. Zudem werden zusätzliche unangekündigte Kontrollen vorgenommen. Auf den Etiketten verpackter Produkte muss immer die Codenummer der für den jeweiligen Betrieb zuständigen Kontrollstelle angegeben werden. Die strengen Kontrollen sind ein wesentlicher Punkt um sicherzustellen, dass wo ÖKO drauf steht auch ÖKO drin ist. Auch dieses System wird mit der neuen EU-Ökoverordnung fortgeführt. Seit dem 01. Juli 2010 ist ein EU-Bio-Logo verbindlich für alle vorverpackten, ökologisch erzeugten Lebensmittel, die in einem EU Mitgliedstaat hergestellt werden und die die strengen Normen der Rechtsvorschriften für den ökologischen Landbau erfüllen, vorgeschrieben (siehe auch: 7 http://ec.europa.eu/agriculture/organic/ downloads/logo/index_en.htm; Stand: Nov 2014). Zusätzlich zum verpflichtenden EU-­ Bio-Logo können die Hersteller ihre Bio-Lebensmittel auch weiterhin mit dem deutschen Bio-Siegel kennzeichnen (Lebensmittelverband Deutschland 2019e). 26.14  Vertikale Produktregelungen

Für zahlreiche Produkte sind in speziellen europäischen Richtlinien und Verordnungen Höchst- bzw. Mindestanforderungen und besondere Kennzeichnungsvorschriften enthalten, beispielsweise für Kakao- und Schokoladenerzeugnisse, Zuckerarten, Honig, Fruchtsaft, Konfitüren, Milcherzeugnisse, Mineralwasser, Spirituosen u. a. Diese Produktregelungen ähneln zum Teil Rezepturvorschriften, die die Qualität verschiedener Lebensmittel sicherstellen sollen. 26.15  Weitere Regelungen

Das uns zur Verfügung stehende Lebensmittelangebot ist überaus vielfältig. Neben den genannten Vorschriften gibt es zahlreiche weitere Regelungen, die im Verkehr mit diesen Lebensmitteln den Schutz der Gesundheit und den Schutz vor Täuschung gewährleisten und gleichzeitig den freien Warenverkehr ermöglichen sollen. Produktinnovationen, neue Technologien oder auch neue Erkenntnisse über unsere Lebensmittel und unsere Ernährung führen u. a. dazu, dass auch das Lebensmittelrecht einem ständigen Wandel unterliegt, Vorschriften immer wieder aktualisiert, neue Regelungen erlassen und andere aufgehoben werden müssen.

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Kapitel 26 · Das europäische Lebensmittelrecht

Literatur

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Lips B, Beutner G (2000) Ratgeber Lebensmittelrecht, Praktischer Wegweiser für Verbraucher, Händler und Produzenten; Beck-Rechtsberater, 5. Aufl. München Verordnung (EG) Nr. 178/2002 Lebensmittelverband Deutschland (2019a) 7 https://www.lebensmittelverband.de/de/lebensmittel/ sicherheit Lebensmittelverband Deutschland (2019b) 7 https://www.lebensmittelverband.de/de/lebensmittel/ gentechnik Lebensmittelverband Deutschland (2019c) 7 https://www.lebensmittelverband.de/de/lebensmittel/ sicherheit/hygiene Lebensmittelverband Deutschland (2019d) 7 https://www.lebensmittelverband.de/embed/pb-nemdie-wichtigsten-fakten Lebensmittelverband Deutschland (2019e) 7 https://www.lebensmittelverband.de/de/lebensmittel/ bio BMEL (2019) 7 https://www.bmel.de/DE/Landwirtschaft/Nachhaltige Landnutzung/Oekolandbau/ oekolandbau_node.html EU-Kommission (2000) Weißbuch zur Lebensmittelsicherheit

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Serviceteil Stichwortverzeichnis 879

© Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 2019 R. Matissek, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-59669-2

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A–A

Stichwortverzeichnis 1-Aminocyclopropan-1-carbonsäure  807 1-Desoxyhexoson  214 1-Octen-3-on  538 2,3,7,8-Tetrachlordibenzo-p-dioxin  501 2,3-Propylenglykol  324 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure  807 2-Acetyl-4-tetrahydroxybutylimidazol (THI)  354 2-Acetyl-tetrahydroxyimidazol  432 2-Methoxy-3-isobutylpyrazin  777 2-Methylimidazol  432 2-Monochlorpropandiol  360 2-Monochlorpropandiol-Ester  429 2-Nonenal  538 3-Aminopropionamid  417 3-Desoxyhexoson  214 3-Monochlorpropandiol  22, 360 4,15-Diacetoxyscirpenol  408 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon  538 4-MEI  432 4-Methylimidazol  353, 432 5-Chlormethyl-2-furfural  438 5’-Inosinmonophosphat  557 6-Palmitoyl-l-Ascorbinsäure  311 6-trans-Nonenal  175 10-Hydroxy-2-decensäure  665

A Aal  394, 608 Aalrauchmethode  595 Abhexon  246, 602 Absinth  392, 738 Absinthin  344 Acceptable Daily Intake  438 Acesulfam K  13, 338, 339, 344 Acetal  198, 208 Acetaldehyd  854 Acetoin  141, 204, 206 Acetyl-Coenzym A  808, 837 Acetylcholin  495 Acetylen  805 Acrolein  183, 411 Acronisations-Verfahren  310 Acrylamid  21, 183, 217, 282, 360, 410, 416, 417, 427, 435, 546, 575, 748, 794, 841, 870 – Minimierung  423 – Signalwert  420 Actin  261, 268, 323, 522, 584 Actinfilament  262 Actinidin  807

Active Principle  362, 364, 392 Actomyoglobin  323 Actomyosin  261, 345, 584 Adenin  269, 345, 390, 745 Adenosindiphosphat  261, 584, 707 Adenosinmonophosphat  585 Adenosintriphosphat  32, 105, 121, 124, 208, 261, 281, 345, 583, 584, 704 ADI (Acceptable Daily Intake)  18, 94, 204, 302 Adipinsäure  320, 375 Adipositas  10, 35, 41, 49, 51, 249 Advanced Glycosylation Endproducts  218 Affinade  652 Aflatoxin  69, 360, 403, 404, 641 Agar Agar  40, 237, 319, 320, 835 Agaritin  385 Aglykon  134, 208, 385, 783 Agmatin  271 Ahornsaft  220 Ahornsirup-Krankheit  533 Ahornzucker  654 Ajoen  779 Akarizid  361, 493 Akees  808 Akute Referenzdosis (ARfD)  384 Alanin  216, 271, 432, 445, 602 β-Alanin  249 Albumin  260, 262, 628, 635 Aldarsäure  207 Aldohexose  190 Aldolase  707 Aldonsäure  207 Aldopentose  190 Aldose  207 – Stammbaum  190 Aldotetrose  189 Aldotriose  189 Aleuron  668, 670 Aleuron-Schicht  671 Algen  109 Alginat  208, 235, 239, 319, 558 Alginsäure  222, 235, 320 Alitam  341 Alkalische Phosphatase (AP)  629 Alkaloid  371, 519, 533, 645, 744 Alkaloidpurin  744 Alkan  411 Alken  411 Alkohol  724, 738 Alkoholdehydrogenase  124, 131, 709 Alkylsubstanz

880

Stichwortverzeichnis

– perfluorierte  454 – polyfluorierte  454 Allergen  268, 520, 867 – Kennzeichnung  867 – Pflanzen-  268 Allergie  518, 519, 867 Allicin  777 Alliinase  544, 777 Allulose  13, 654 Allurarot  349 Allylcysteinsulfoxid  777 Allylmethyldisulfid  777 Allylmethylsulfid  777 Allylsenföl  138, 566, 780, 829 Alpinol  830 Altbackenwerden  223, 314, 692 Alternaria-Toxin  403, 406 Alternarium-Arten  403 Aluminium  100, 101, 449, 452 – Toxikologie  452 Alveole  622 Amadori-Produkt  214, 218 – Amadori-Umlagerung  204, 212, 263, 545 – Amadori-Verbindung  434 Amaranth  349, 353, 679 Ameisensäure  309, 311, 597 Amelonado  756 Ames-Test  302, 443 Amidosäure  244 Amin  411 – biogenes  140, 270, 271, 277, 360, 395, 398, 399, 411, 519, 533, 604, 640, 744 Amino-α-carbolin  444 Aminobenzoesäure  512 γ-Aminobuttersäure  141, 249, 803 Aminocarbonsäure  244 Aminogramm  266 Aminosäure  4, 38, 106, 122, 134, 139, 140, 244, 256, 263, 269, 277, 290, 308, 325, 344, 362, 398, 410, 424, 432, 444, 530, 533, 545, 546, 557, 587, 592, 602, 604, 618, 620, 622, 640, 680, 748, 785, 803, 873 – Bedarf  250 – essenzielle  39, 72, 250, 263, 618, 680, 785 – Imbalanz  253 – kanonische  245, 251 – limitierende  40, 251 – nicht-essenzielle  39, 251 – nicht-kanonische  251 – nicht-proteinogene  245 – proteinogene  39, 245, 251 – semi-essenzielle  39, 251 – Sequenz  246, 254 Aminosäure-Stoffwechsel  707 Aminosäureanalysator  263, 266 Aminosäuresequenz  38, 122

Aminozucker  230 Amitrol  508 Ammelid  466 Ammelin  466 Ammonium  842 Amprolium  512 Amygdalin  222, 361, 440, 447, 817 Amylase  126, 131, 132, 134, 135, 228, 267, 287, 656, 678, 683, 684 α-Amylase  522, 725 Amyloglucosidase  135 Amylograph  677 Amylopektin  134, 135, 222, 223, 315, 692 Amylose  135, 222, 223, 315, 692 Anabolika  512, 581 Anabolismus  544 Ananas  140, 538, 603, 802, 807, 813, 814 Ananas-Furanon  538 Anandamid  758 Anaphylaktischer Schock  519 Androgen  514 Anethol  827, 828 Angkak  353 Anis  390, 722, 733, 737, 827 Annatto  348, 349 Annatto-Frucht  168 Anomer  196 Anserin  602 Anthocyan  208, 350, 713, 783, 805 Anthranilsäuremethylester  538 Antibiotikum  310, 361, 490, 509, 629, 638 Antigen  520, 522 Antikörper  255, 520, 522 Antinutrition  26 Antioxidantien  168, 181, 311, 439, 567, 573, 724, 784 Antioxidationsmittel  300 Antiparasitika  512 Antithyreoid  369 Antivitamin  74 Apfel  12, 104, 205, 268, 282, 361, 403, 444, 528, 541, 733, 780, 802, 803 Apfelkraut  814 Apfelsaft  9, 406 Äpfelsäure  328, 717 Apiol  390, 833 Apoenzym  123 Aprikose  285, 361, 440, 528, 814 Aprikosenkern  659 Arabinose  192, 234, 237 Arachidonsäure  146, 150, 570 Arachidonsäurestoffwechsel  531 Arachinsäure  146, 562 ARfD (Acute Reference Dose)  18, 491 Arganöl  562 Arginin  139, 246, 262, 267, 271, 370, 379

881 Stichwortverzeichnis

Arillus  808, 828 Armagnac  737 Aroma  132, 286, 290, 355, 364, 390, 439, 536, 556, 658, 738, 867, 869 – thermisches  216, 546 Aromabildung  131, 140, 152, 535, 545, 615, 777 Aromastoff  139, 141, 214, 255, 301, 390, 392, 440, 537, 557, 572, 587, 593, 619, 636, 641, 658, 661, 683, 713, 733, 748, 758, 854, 857 – künstlicher  557 – naturidentischer  557 – natürlicher  557 – schwefelhaltiger  551 Aromaverlust  277, 314 Aromawert  538, 546 Arrak  737 Artischocke  776, 784 Arzneimittel  2, 111, 452, 490, 629, 638 Asaron  392, 830 Ascorbigen  788 Ascorbinsäure  53, 76, 83, 103, 124, 131, 181, 208, 287, 311, 415, 424, 439, 567, 677, 686, 724, 776, 785, 788 Asparagin  246, 265, 416, 755 Asparaginsäure  246, 267, 271 Asparagussäure  792 Asparogesin  233 Aspartam  13, 338 Aspergillus – flavus  69 – ochraceus  69 Aspergillus-Arten  182, 402, 403, 406 Assessment factors  20 Assimilation  31 Astaxanthin  348, 607, 612 Atopie  521 Atrazin  508 Atropin  379 Atwater-Faktor  32 Aubergine  371, 786 Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom  348 Auguidin  408 Auster  613 Auswuchsmehl  137 Authentizität  9 Autotrophie  250 Autoxidation  132, 158, 176, 179, 294, 311, 556, 575 Avidin  74, 618 Avitaminose  93, 677 Avocado  36, 802 aw-Wert  66, 740 Azofarbstoff  350, 464 Azorubin  349, 737 Azospaltung  465

A–B

B Babynahrung  203 Bacillus – cereus  396 – subtilis  134 Bacillus-Arten  276, 306, 396 Bacitracin  509 Backaroma  216 Backfett  171, 176, 560, 575 Backhefe  683 Backmargarine  574 Backmittel  355, 679, 684 Backpulver  686, 837 Backtriebmittel  300, 466 Backware  14, 121, 132, 158, 235, 240, 304, 311, 314, 315, 428, 435, 555, 567, 679, 680, 691, 827 – feine  658, 740 – Wassergehalt  66 Bakterien  275, 647 – mesophile  276 – pathogene  276 – psychrophile  276 – thermophile  129, 276 Bakterientoxin  278, 296, 360, 395, 501, 519, 534 Balenin  602 Ballaststoff  26, 28, 34, 40, 103, 230, 233, 238, 240, 669, 671, 776, 788, 873 – löslicher  238 – unlöslicher  238 Banane  360, 501, 533, 802, 805, 813 Barbe  394 Barrique-Ausbau  715 Basentriplett  269 Basilikum  297, 390, 483, 827, 833 Baudouin-Reaktion  170 Baumwolle  230 Baumwollsaatöl  146, 152, 163, 168, 562 Bedarfsgegenstand  449, 862 Beerenobst  802 BEFFE-Wert  588 Begasungsmittel  493 Behensäure  146, 562 Beifuß  833 Benchmark  19 Benzaldehyd  362, 439, 440 Benzo[a]anthracen  412 Benzo[a]pyren  307, 360, 412, 444, 595, 842 Benzo[b]fluoranthen  412 Benzoesäure  304, 305, 439, 532, 803 Benzol  360, 410, 439, 495, 546, 841 Benzopyron  805 Benzylalkohol  835 Bergamotte-Öl  387

882

Stichwortverzeichnis

Bergapten  387 Bergpfeffer, tasmanischer  825 Beriberi-Krankheit  677 Bernsteinsäure  620, 803 Beruhigungsmittel  510 Bestrahlung  277, 292, 303, 411, 874 Betain  249, 652 Betanin  350, 785 Betastrahlen  292 Betäubungsmittel  2 Betenrot  350 BET-Gleichung  66 Bienenkrankheit  665 Bier  135, 140, 203, 311, 344, 354, 403, 409, 415, 435, 545, 679, 724, 727, 731, 738, 746, 840, 861 – alkoholfreies  731 – obergäriges  727 – Reinheitsgebot  724 – untergäriges  727 Bier-Urteil  863 Bierhefe  106 Bifidus-Faktor  631 Bifidusbakterien  233, 331 Bindegewebe  246, 260, 587 Bindemittel  227, 318 Bio-Lebensmittel  874 Biokonservierung  296 Biologische Wertigkeit (BW)  39, 250, 253, 618 Biotin  4, 74, 76, 306, 619 Biozid  492 Biphenyl  310 – polybromiertes  454 – polychloriertes  360, 452, 513 – dioxin-ähnliches  453 – nicht-dioxin-ähnliches  453 Birne  205, 268, 444, 528, 733, 802, 814 Birnenkraut  814 β-Bisabolon  824 Bisphenol A  481, 513 Bitterblocker  344 Bittergeschmack  325, 725, 777 Bitterkomponente  392 Bittermandel  222 Bittermandelaroma  440 Bittermandelöl  271, 361 Bitterschokolade  762 Bitterspirituose  737 Bitterstoff  131, 344, 789, 797, 856 Bixin  168, 348, 349 Blanchieren  131, 286, 287 Blattgemüse  776 Blattgewürz  820, 832 Blausäure  360, 361, 447, 558

Blauschimmelkäse  409 Blauungsmittel  652 Blei  100, 360, 449, 842 Blei-210  361, 456, 463 Bleichung  560 Blue Printing  16 Blumenkohl  280, 283, 285, 288 Blüten  815 Blütenblätter  815 Blütengemüse  776 Blütengewürz  820, 829 Blütenhonig  664 Böckser  720 Bockshornklee  829 Bohne  38, 104, 227, 263, 283, 285, 288, 360, 370, 460, 483, 802 Bohnenkraut  297, 833 Bonbon  137, 658 Bor  100, 101 Borneol  833 Borretsch  378 Borsäure  305, 309 Botulinum-Toxin  360, 396, 507 Botulismus  398 Botulismus-Toxin  276, 278, 307 Bovine Spongiforme Encephalopathie (BSE)  267, 579, 862 Bowman-Birk-Inhibitor  370 Brand  731 Branntwein  344, 447, 709 Brataroma  216 Bratfett  176, 343, 428 Bratwurst  596, 600 Brauchwasser  840 Braugerste  672 Bräunung – enzymatische  131, 780 – nicht-enzymatische  545, 620, 683, 748 Brause  856 Brennspiritus  733 Brennwein  736 Brennwert  186, 206 – Fett  144 – physikalischer  31 – physiologischer  31, 344 – Protein  244 Brenzcatechin  780 Brenztraubensäure  141, 707 Brillantschwarz  349 Brilliantblau  349, 353 Brilliantsäuregrün  353 Brix  655 Broken Tea  7, 712, 755

883 Stichwortverzeichnis

Brokkoli  46, 77, 106, 283, 285, 483, 788 Bromelain  126, 140 Bromelin  603 Bromessigsäure  309 Brot  14, 106, 212, 216, 223, 226, 306, 354, 408, 414, 425, 427, 435, 443, 545, 546, 679, 680, 692, 738 – Wassergehalt  66 Brühwürfel  249 Brühwurst  322, 586, 592, 596, 600 Brühwürze  602 Bt-Mais  776 Buchweizen  662, 680 Büffelmilch  638 Bufotoxin  507 Bulgur  667, 669 Bulk Sweetener  13, 330 Bulking Agent  335 Butter  77, 163, 165, 182, 285, 287, 560, 570, 573, 631, 661 Buttermilch  631 Butterreinfett  570 Buttersäure  146, 626 Butterschmalz  570 Butylhydroxyanisol  313 Butylhydroxytoluol  313

C C3-Pflanze  188 C4-Pflanze  188 CA-Lagerung  282, 813 Cachaça  736 Cadaverin  271, 395, 399 Cadmium  100, 360, 449, 450, 513, 842 – Toxikologie  451 Calciferol  77, 85 Calcium  100–103, 105, 106, 112, 113, 115, 116 Calmus  738 Calvados  733 Calvin-Cyclus  721 Calystegin  379 Camembert  641 Camphen  824, 833 Campher  833 Cancerogen  465, 602 Cancerogenität  203, 302 Cannabidiol  700 Cannabinoid  699 Cannabinol  700 Canthaxanthin  348, 349, 607 Caprinsäure  146, 182 Capronsäure  146, 626 Caprylsäure  146, 182, 626

B–C

Capsaicin  777, 826 Capsanthin  348, 349 Carazolol  511 Carbamat  493, 495 Carbamoylphosphat  447 α-Carbolin  444 Carbonatation  652 Carbonathärte  844 Carboxylase  126 Carboxymethylcellulose  12 Carboxymethyllysin  218 Carnitin  55, 73, 97, 249 Carnosin  255, 592, 602 Carnosol  168, 314, 833 Carnosolsäure  168, 833 Carob  772 Carotin  167, 349, 566, 805 β-Carotin  162, 168, 176, 287, 348, 439, 562, 567, 573, 619, 624, 626, 638, 776, 785, 805, 810 Carotinoid  26, 28, 46, 85, 166, 167, 348, 424, 465, 544, 805, 829 Carrageen  40, 319, 320, 558, 724, 760, 835 Carrageenan  237 Caruben  772 Carubin  319 Carvacrol  833 Carvon  827 Casein  12, 139, 216, 218, 253, 260, 263, 316, 319, 522, 572, 623, 626, 636, 640, 646, 717 Cashew  409 Cäsium-134  361, 457, 460, 463 Cäsium-137  361, 457, 460, 463 Cassavamehl  692 Cassavastärke  691 Cassis de Dijon-Urteil  863 Catechin  753, 758, 770, 783 Cava  724 Cayenne-Pfeffer  826, 834 Cellobiose  13, 135, 221, 230, 654 Cellulase  135, 137, 678 Cellulose  34, 40, 135, 187, 190, 222, 230, 232, 233, 238, 239, 244, 306, 320, 343, 438, 544, 578, 597, 776, 802, 805 – Hydroxypropyl-  230 – Methyl-  230 – mikrokristalline  230, 343, 344 – Na-Carboxymethyl-  230 Cellulosefaser  467 Cerealie  666 Cereulid  396 Ceylon-Zimt  831 Chaconin  360, 372, 785 Champagner  713, 723 Champignon  283, 295, 385, 538, 780

884

Stichwortverzeichnis

character impact compound  538, 551, 552 Chiasamen  684 Chicorée  233, 501 Chili  464, 483, 826 Chinakohl  788 China-Restaurant-Syndrom  345, 534 Chinin  344, 777, 856 Chinolingelb  349, 353 Chitin  222, 230, 348 Chlor  100, 101, 107, 850 Chloramphenicol  510 Chlorat  361, 411, 482 Chloressigsäure  311 Chlormethylfurfural  360 Chlorogensäure  544, 746, 748, 780, 785, 803 Chlorophyll  4, 155, 167, 177, 188, 286, 349, 350, 785, 796, 805, 813 Chlorophyllase  805 Chlorphenoxyalkansäure  501 Chlorpropanol  411, 427 Chlortetracyclin  510 Chlorzuckerzahl  628 Cholecalciferol  85, 166 Cholesterin s. Cholesterol Cholesterinbiosynthese  779 Cholesterol  35, 37, 163, 165, 176, 239, 343, 560, 574, 622, 626, 686, 803, 810 Cholin  28, 73, 96, 163 Cholinesterase  134, 495 Cholinesterasehemmer  394, 495, 507 Chondroitinschwefelsäure  208 Chrom  100, 101, 109, 114 Chromon  805 Chromoproteid  261, 612 Chrysen  412 Chylomikronen  163, 166 Chymosin  126, 139, 634 Chymotrypsin  139, 267 Chymotrypsin-Inhibitor  139, 360, 370, 785, 789 Cidre  733 Ciguatera-Vergiftung  394 Cineol  833 Citral  538 Citrinin  360, 403, 406, 669 Citronat  814 Citronellal  833 Citronellol  810 Citronensäure  103, 131, 181, 291, 311, 322, 328, 335, 642, 687, 724, 837, 857 Citronensäurecyclus  39, 155, 707, 803, 837 Citrullin  249, 267 Citrusfrucht  361, 802, 813 Citrusöl  810 Claviceps-Arten  399, 403

Clean Eating  59 Clean Label  296 Clenbuterol  514 Clostridium  138 – botulinum  69, 291, 307, 396, 397 – perfringens  396, 397, 843 Clostridium-Arten  276 Clupanodonsäure  146 Cobalamin  49, 74, 76, 78, 79, 124 Cobalt  101 Coccidiostatika  512 Cochenille  349, 353 Cochenillerot A  349 Codein  383 Codon  269 Coenzym – A  73, 79, 107, 123, 124, 155, 192, 270, 271, 707 – Q  73 – Q10  55, 97 Coffein  344, 744, 745, 748, 755, 758 Cognac  733, 737 Colagetränk  856 Colamin  163 Colamin-Kephalin  163 Colour Index (CI)  350 Conche  761 Convenience Food  286, 300 Convicin  369 Corned beef  594 Couscous  669, 690 Crément  724 Creutzfeld-Jakob-Syndrom  579 Criollo  756 Criollo-Kakao  757 Crocetin  348, 829 Crocin  222, 348 Cruciferen  780 Cruciferenfett  146 CTC-Verfahren  754 Cubebin  824 Cucurbitacin  777 Cumarin  360, 392, 737, 831 Cupuacú  758 Curare  507 Curcuma  829, 834 Curcumin  61, 350, 830 Curry  350, 827, 829, 830, 832, 834 Cutin  40, 238 Cyanhydrin  361 Cyanin  784 Cyanocobalamin  362 Cyanose  842 Cyanursäure  466 Cycasin  385

885 Stichwortverzeichnis

Cycaspalme  385 Cyclamat  13, 337, 338 Cyclodextrin  226 Cyclooxygenase  531, 779 Cyclopeptid  254 Cycloserin  74 Cymol  833 Cypermethrin  501 Cysteamin  107, 271 Cystein  4, 105, 246, 250, 251, 271, 551, 686 Cystein-S-Oxid  541 Cysteinsulfoxid  777 Cystin  246, 256, 686 Cytochrom  124, 177 Cytochromoxidase  445 Cytosin  269

D Daidzein  784, 789 Darjeeling  756 Dauererhitzung  279 Dazomet  501 Decarboxylase  140, 277, 417 Decoquinat  512 Dehydroascorbinsäure  83 Delphinidin  713 Deltamethrin  501 Denaturierung  262, 290 Deoxynivalenol  360, 404, 408 Depsid  780 Desodorierung  429, 561 Desoxymyoglobin  589 Desoxyoson  546 Desoxyribonucleinsäure  34, 73, 202, 208, 262, 268, 302, 385, 390, 404 Desoxyribose  202, 210, 269 Desoxyzucker  201, 210 Dessertwein  721 Dextrin  132, 135, 239, 656, 725 Dextroseäquivalent (DE)  135, 657 Dhurrin  361 Diabetes mellitus  35, 41, 49, 51, 86, 114, 383 Diacetyl  141, 570, 658 Dialdehydstärke  225 Diarrhetic Shellfish Poisons  395 Diastereomer  196, 540 Dichlordiphenylessigsäure (DDA)  494 Dichlordiphenylethen (DDE)  494 Dichlordiphenyltrichlorethan  492, 513 Dichlormethan  842 Dichlorphenyldichlorethan (DDD)  494 Dichlorpropanol  602 Dickungsmittel  227, 693

C–E

Dienöstrol  514 Diethylenglycol  361, 466 Diethylnitrosamin  415 Diethylstilböstrol  513, 514 Diglycerid  173, 314, 316, 429, 575 Dihydrocholesterol  176 Dihydroxyaceton  188 Diisopropylnaphthalin  361, 468 Diketopiperazin  746 Dill  828, 833 Dimethylamin  603 Dimethylnitrosamin  415 Dimethylstyrol  811 Dinkel  667, 678 Dinoflagellate  394 Dinophysistoxin  395 Dioxin  453, 870 Dipeptid  254, 338 Diphosphorsäureester  134 Diphtherie-Toxin  507 Disaccharid  34, 186, 219, 704 Disruptor, endokriner  478, 512, 784 Dissimilation  31, 704 Distelöl  567 Dithiophosphorsäureester  495 Dorsch  605 Dosengemüse  795 Dressing  235 Dulcit  205 Düngemittel  874 Dust  756

E E-Nummer  2, 300, 495, 500 Edelfäule  718 Edelkakao  757 Edelspirituose  733 Edestin  260 Effekt, goitrogener  788 Ei  75, 97, 107, 134, 262, 281, 288, 304, 396, 453, 455, 460, 494, 510, 512, 616, 738, 867 – tiefgefrieren  287 Eicosanoid  37, 152 Eieralbumin  244, 260 Eierlikör  738 Eigelb  37, 77, 162, 165, 314, 616, 618 Eiklar  138, 165, 261, 263, 616, 618 Einfachbier  731 Einzellerprotein  647 Eiprodukt  133 Eipulver  466 Eiscreme  285 Eisen  100, 102–104, 108, 112–115, 842

886

Stichwortverzeichnis

Eiweiß  244, 255 Elaidinsäure  146, 159, 175 Elastin  260, 587 Elektrolyt  857 Element  3 Elemicin  390, 828 Embden-Meyerhof-Weg  705 Emulgator  97, 163, 300, 310, 314, 319, 659, 683, 684, 868 Emulsin  212, 362 Enantiomer  540 Endivie  780 Endoamylase  135 Endoglycosidase  134 Endopeptidase  139, 267 Endorphin  758 Endotoxin  396 Energy-Drink  856 Entenei  622 Enterokokken  841 Enterotoxin  69 Enzian  737 Enzym  105, 120, 127, 187, 255, 277, 301, 417, 491, 664, 670, 678, 686, 867, 869, 874 – Aktivator  130 – Aktivität  125, 128 – Inhibitor  130 – Nomenklatur  124 – Struktur  121 – UV-Test  127 – Wirkweise  121 Enzymdefekt  532 Epicatechin  758, 805 Epitop  522 Epoxyfettsäure  158 Erbse  12, 38, 227, 252, 283, 285, 288, 345, 776 Erdbeere  280, 285, 293, 295, 538, 802 Erdbeerton  720 Erdnuss  97, 159, 403, 404, 521, 523, 545, 646, 867 Erdnussfett  146 Erdnussöl  77, 152, 562, 575 Erfrischungsgetränk  308, 311, 328, 344, 432, 439, 855 – akoholfreies  855 Ergocalciferol  74, 85, 166 Ergometrin  401 Ergosterin s. Ergosterol  166 Ergosterol  166 Ergotalkaloid  360, 399, 403, 409 – ARfD  401 – TDI  401 Ergotismus  401 Ernährung  26 – Bedeutung  26 – Krankheit  51

Ernährungsform  48 Erucasäure  146, 149, 567 Erythrit  331, 334 Erythrose  189, 540 Erythrosin  349, 353 Erythrulose  192, 193 Escherichia coli  277, 841 – enterohämorrhagischer  277 – enteropathogene  396, 398 ESL-Milch  278 Essig  403, 820, 828, 836 Essigessenz  836 Essiggemüse  797 Essigsäure  305, 328, 597, 683, 687 Esterase  134, 441 Estragol  390, 827, 833 Estragon  390, 827, 829, 833 Ethanol  53, 447, 709, 834, 856 – Brennwert  31 Ethanolamin  271 Ethephon  807 Ethion  495 Ethyl-Lauryl-Arginat  308 Ethylcarbamat  411, 447, 448, 733 Ethylen  786, 805, 813 Ethylenoxid  310, 311 Ethylmaltol  347 Ethylvanillin  554, 557 Ethylvinylketon  789 Eugenol  826, 829, 832, 833 Eutrophierung  840, 845, 851 Exoamylase  135 Exoglycosidase  134 Exopeptidase  139, 267 Exopolysaccharid  239 Exotoxin  396

F Falcarinol  387 Fanning  756 Farbstoff  255, 300, 444, 658, 805, 861, 868 Farinograph  677 Farnesol  810 Fassbrause  856 Favismus  369, 532 Federweißer  715 Fehlaroma  214, 295, 546, 554, 719 Feige  140, 403, 802, 814 Feinkostprodukt  603 Feinkostsalat  308 Fenchel  365, 390, 722, 737, 828 Fenoxycarb  513 Fermentation  411, 753, 758, 797, 854

887 Stichwortverzeichnis

Ferulasäure  780 Festigungsmittel  300 Fett  4, 10, 26, 28, 35, 37, 108, 131, 244, 277, 311, 359, 544, 545, 557, 560, 592, 598, 636, 659, 748 – Autoxidation  132 – Brennwert  31 – Härtung  159, 170, 173 – MCT  36 – Oxidation  176 – pflanzliches  699, 769 – ranziges  132, 182 – Ranzigkeit  598 – Reformulation  12 – Spaltung  182 – tierisches  150, 182 – Umesterung  170 – Verderb  131, 181 – Verseifung  153 Fettalkohol  166 Fettbegleitstoff  144 Fettersatzstoff  12, 343 Fettglasur  762 Fetthärtung  159, 411 Fettmodifikation  145 Fettoxidation  159, 288, 796 Fettreif  163, 314, 761, 769 Fettsäure  134, 144, 170, 314, 557, 560, 562, 567, 572, 575, 606, 626, 631, 645, 669, 680, 748 – essenzielle  37, 72, 151, 572 – freie  35, 182, 183, 575 – gesättigte  38, 145, 343, 562 – kurzkettige  41 – Muster  148 – ω-3  37, 152, 606 – ruminante  159 – Stoffwechsel  249 – trans  10, 38, 145, 175, 183, 411, 572, 626 – ungesättigte  145, 311, 343, 424, 562, 567, 645, 669, 680, 699, 749 Fettstoffwechsel  238, 641 Fettverderb  176 Feuchthaltemittel  300, 324, 331, 658 Fibrin  591 Fibrinogen  591 Ficin  140 Fipronil  495 Fisc  9 Fisch  74, 77, 104, 106, 109, 132, 134, 280, 285, 286, 288, 293, 295, 304, 306, 309, 311, 360, 396, 398, 444, 451, 452, 510, 522, 533, 581, 603, 608, 646, 828, 867 – Krankheit  608 – Toxin  394 Fischer-Projektion  189, 200 Fischerzeugnis  615

E–F

Fischextrakt  601 Fischleberöl  159, 569 Fischöl  146, 166, 569 Fischproteinkonzentrat  646 Flavanol  753, 758, 770 Flavanon  784, 805 Flavanonglycosid  805 Flavinadenindinucleotid  124, 131, 133 Flavinmononucleotid  124 Flavon  208, 784, 805 Flavonoid  73, 444, 780 Flavonol  208, 753, 784 Flavonolglucosid  753 Flavour  536 FlavrSavr®-Tomate  269 Fleisch  97, 101, 106, 108, 132, 134, 140, 182, 212, 246, 251, 260, 266, 271, 275, 278, 280, 281, 288, 291, 293, 304, 306, 311, 324, 360, 395, 396, 398, 412, 415, 443, 453, 460, 494, 509, 511, 522, 545, 546, 578, 580, 581, 593, 603, 646, 868 – Aroma  546 – Dark Firm Dry  580 – Pale, Soft, Exsudative  581 – Reifung  40, 579, 583, 587 – Umrötung  307 – Wassergehalt  66 – Zubereitung  593 Fleischbeschau  578 Fleischerzeugnis  37, 593 Fleischextrakt  601 Flexitarier  49 Flowery Orange Pekoe  752 Fluor  100, 101, 109 Fluorchlorkohlenwasserstoff  360, 456 Fluorid  115 Flüssigzucker  655 Folat  74, 76, 81, 92, 124 Folsäure  28, 46, 53, 83, 130 Folsäuresynthese  512 Food Pairing  558 Foodborne Toxicant  360, 410, 424, 427 Forastero  756 Forastero-Kakao  757 Forelle  104, 608 Formaldehyd  250, 603 Formschinken  594 Fregula  669 – Sarda  690 Fremdaroma  277 Fremdstoff  861 Frischkäse  637, 641 Frischmilch  278 Frittierfett  158, 176, 428, 560, 575 Frittieröl  171, 343, 575 Frucht  802

888

Stichwortverzeichnis

– exotische  807 – kandierte  814 Fruchtaufstrich  203 Früchtetee  815 Fruchtgemüse  776 Fruchtgewürz  820 Fruchtnektar  441, 815 Fruchtreifung  854 Fruchtsaft  132, 137, 203, 221, 235, 308, 414, 435, 441, 452, 802, 815, 855, 856, 875 Fruchtsaftgetränk  855 Fruchtsäure  803, 837, 855 Fruchtsirup  738 Fructan  193, 232 Fructosan  232, 233 Fructose  34, 132, 142, 193, 199, 204, 221, 237, 330, 334, 335, 417, 435, 519, 532, 628, 651, 656, 704, 714, 802, 814 Fructose-Aminosäure  214 Fructose-Glucose-Sirup  656 Fructoseintoleranz  532 Fructose-Prolin  214 Fuchsgeschmack  720 Fucose  202, 210, 631 Fugu  395 Füllstoff  300, 331, 335, 355 Fumarase  126 Fumonisin  360, 403, 407 Functional Food  53, 271, 335, 873 Fungizid  361, 401, 490, 493, 500, 555 Furan  360, 410, 424, 548, 658, 748 Furanfettsäure  159 Furanocumarin  360, 387 Furanose  198 Furfural  168, 202, 216 Furfurylalkohol  21, 360, 410, 442 α-Furanon  602 Furocumarin  533 Furosin  263, 635 Fusarien-Toxin  406 Fusarium-Arten  402, 403 Fuselöl  545, 707 Futtermittel  2, 862

G Galactan  232 Galactit  205 Galactomannan  222, 234 Galactos  205 Galactosamin  628

Galactose  34, 106, 135, 192, 210, 233, 234, 237, 532, 628, 631, 704 Galacturonsäure  135 Galangin  830 Galgant  830 Gallat  532 Gallensäure  37, 134 Gallussäure  313, 770, 780, 803 Gammastrahlen  292 Gänseschmalz  569 Garnele  610 Gartenerbse  223 Gärung  275, 447, 704, 727, 738 – alkoholische  125, 133, 140, 270, 283, 447, 545, 704, 727, 738 Gärungsgemüse  291, 796, 797 Gärungsnebenprodukt  707 Gaskaltlagerung  282 Geflügel  108, 285, 396, 404, 512, 583, 868 Gefrierbrand  286 Gefrierlagerung  303 Gefriertrocknung  289, 290 Geist  731 Gelatine  260, 266, 309, 597, 602, 661, 717 Gelbildner  235 Gelborange S  349 Gelee  814 – royal  665 Gelierhilfsmittel  318 Geliermittel  300, 317 Gemüse  34, 41, 78, 106, 131, 132, 166, 208, 214, 230, 238, 239, 246, 278, 280, 287, 288, 291, 293, 304, 306, 350, 365, 403, 414, 441, 449, 452, 460, 463, 464, 483, 490, 495, 541, 546, 776, 802, 820, 854 – Aroma  541 – Fehlaroma  214 – Lagerung  283, 794 – Wassergehalt  66 Generally Recognized As Safe  302 Genistein  784, 789 Genome Editing  58, 269 Gentechnisch veränderter Organismus (GVO)  58, 269, 776, 874 Gentechnologie  269 Gentiobiose  222, 348, 657 Genusssäure  855 Genusswert  27 Geosmin  538, 555 Geranial  810 Geranienton  720 Geraniol  833 Gerbstoff  711, 715, 755, 758, 780, 783, 803

889 Stichwortverzeichnis

Gerste  12, 221, 223, 260, 524, 666, 668, 676, 678 Gerstenmalz  724, 737, 751 Geruch  536 Geruchsschwellenwert  537, 540, 554, 602, 843 Geruchsstoff  849 Gesamthärte  843, 850 Geschmack  536 Geschmacksstoff  324, 537 Geschmacksverstärker  300, 324, 344, 557 Gestagen  514 Getränk  65, 121, 132, 347, 603, 656 – alkoholisches  435, 448, 868 – isotonisches  857 Getreide  34, 101, 102, 131, 134, 230, 234, 238, 239, 251, 293, 401, 403, 406, 416, 428, 452, 460, 463, 490, 493, 522, 533, 546, 645, 646, 666, 677, 679, 867 – Nährstoffgehalt  679 Getreideerzeugnis  203 Getreidekeimöl  168, 562 Getreidemehl  68 Getreideprotein  602 Gewürz  9, 132, 168, 208, 294, 295, 311, 344, 390, 403, 464, 508, 638, 733, 820 – Mischung  834 Gewürzessenz  820, 835 Gewürznelke  829 Gibberillinsäure  724 Gicht  745 Gin  733 Gleichgewichtsfeuchtigkeit  288 Gliadin  260, 533, 672 Globin  260 Globulin  244, 262, 584, 588, 628 Glu-P-1  444 Glu-P-2  444 Glucan  222, 232 β-Glucanen  55 Glucarsäure  207 Glucoamylase  135, 228 Glucobrassicin  788 β-Glucon  669 Gluconeogenese  34, 39, 97, 107 Glucono-δ-lacton  208, 323, 328, 597 Gluconsäure  207, 323, 597, 620, 856 Glucosamin  187 Glucose  34, 39, 73, 106, 132, 133, 187, 190, 194, 201, 204, 205, 207, 210, 212, 218, 221, 222, 228, 334, 335, 362, 417, 434, 435, 438, 544, 597, 620, 622, 628, 631, 651, 656, 658, 671, 683, 684, 704, 707, 714, 780, 802, 814, 834 Glucose-Fructose-Sirup  656 Glucoseisomerase  142, 656

F–G

Glucoseoxidase  133, 664 Glucosesirup  132, 655, 871 Glucosidase  126, 137, 210, 362 Glucosinolat  110, 138, 170, 366 Glucuronsäure  187, 207, 208, 210, 237, 491 Glutamat  346, 534, 557, 834 Glutamin  134, 246, 265 Glutaminsäure  141, 246, 262, 266, 267, 324, 345, 444, 602, 834 Glutaminsynthetase  142 Glutarsäure  375 Glutathion  246, 255, 256, 369, 491 Glutelin  12, 262 Gluten  466, 575, 646, 669, 672, 679, 684, 789, 867 Glutenin  672 Glycämische Index (GI)  35 Glycämische Last (GL)  35 Glycan  222, 235 Glycerin s. Glycerol  144, 183, 314, 324, 575, 597, 718 Glycerinaldehyd  188, 540 Glycerinether  166 Glycerol  144, 188 Glycidamid  417 Glycidyl-Ester  360, 427, 561 Glycin  212, 250, 334, 434, 445, 602 Glycinin  522 Glycoalkaloid  371 Glycogenolyse  584 Glycolipid  683 Glycolsäure  719 Glycolyse  106, 133, 140, 583 Glycoproteid  261 Glycoprotein  79, 342, 519, 521 Glycosid  186, 187, 208, 784 Glycosidase  126, 134 Glycyrrhizin  342 Glykogen  34, 187, 190, 222, 228, 281, 592, 837 Glyoxylsäure  365, 719 Glyphosat  495 Goitrin  360, 366, 780 Goitrogen  110 Gorgonzola  641 Gossypol  168 Grad Plato  730 Graham’sches Salz  322 Graminin  233 Grapefruit  281, 344, 538, 551, 770, 805, 811 Grapefruitsaft – Entbitterung  138 GRAS-Liste  337 GRAS-Status  855 Graupen  670 Graved Lachs  607

890

Stichwortverzeichnis

Grayanotoxin  389 Grenzdextrin  135, 228 Grieß  670, 676 Grundumsatz  32 Grundwasser  840, 847 Grünkohl  77, 103, 106, 412 Gruppe, prosthetische  122, 133, 261 Grütze  670 Guajacol  168 Guanin  269, 385, 390, 446, 745 Guanylmonophosphat  345 Guarana  856 Guarkernmehl  320, 687 Guarmehl  237, 319, 321 Guluronsäure  235 Gum Ghatti  237 Gummi arabicum  237, 319, 320, 724, 814 Gurke  132, 152, 283, 501, 541, 776, 802 Gyromitrin  385

H H-Milch  279 HACCP-Konzept  274, 873 Hackfleisch  275, 285, 292, 398, 593, 867 Haemin  177 Hafer  12, 108, 131, 223, 234, 403, 408, 666, 669, 676 Haferflocken  676 Haferkleie  343 Halbacetal  197, 198, 204, 208 Halbwertszeit – biologische  457 – physikalische  457 Halloumi  642 Hämagglutinin  788 Hammelfleisch  582 Hämocyanin  4 Hämoglobin  4, 103, 108, 244, 258, 261, 307, 362, 364 Hanf  260, 699 Hanföl  152, 699 Harden-Young-Ester  704 Harnsäure  745 Harnstoff  249, 267 – Cyklus  249, 267 Harnstoff-Derivat  493 Hartkaramell  658 Hartkäse  637, 640 Härtungsgeschmack  175 Hartweizen  667 Haselnuss  106, 268, 425, 523, 528 Hatch-Slack-Cyclus  721 Haworth-Projektion  200 Hazard Analysis of Critical Control Points  274

Hecht  394 Hefe  137, 221, 275, 304, 309, 578, 647, 683, 704, 733, 738, 834 Heidelbeere  733, 802 Hemicellulose  12, 40, 192, 230, 233, 671 Hemmstofftest  510 Heparin  208 Herbizid  361, 490, 789 – systematisches  493 Hering  77, 106, 109, 153, 165, 606 Hesperidin  339, 784, 805 Heteroglycan  222, 236 Heterotrophie  250 Hexachlorbenzol (HCB)  501 Hexachlorcyclohexan  495 Hexamethylentetramin  309 Hexenal  777 Hexokinase  704 Hexose  435 Hexöstrol  514 Hexulose  192 Hiemstra-Verfahren  223 High Density Lipoprotein (HDL)  165 High Fructose Corn Sirup (HFCS)  34, 142, 656 Hilfsstoff, technischer  355 Himbeere  285, 537, 733, 803 Himbeerketon  537 Hippursäure  304 Hirse  403, 666, 669, 676 Histamin  141, 268, 270, 271, 398, 399, 432, 520, 533, 604 Histidin  140, 246, 251, 271, 398, 432 Histon  262 Hitzebehandlung  129, 277 Hitzesterilisation  277 HLB-Wert  317 Hochdruckeinwirkung  280 Hocherhitzung  279 Holoenzym  123 Holzschutzmittel  493 Holzton  720 Homoglycan  222 Homöostase  102 Honig  9, 34, 68, 203, 221, 334, 360, 375, 388, 435, 650, 662, 664, 738, 875 – pontischer  389 Honiginhaltsstoff, toxischer  665 Honigkuchen  688 Honigtau  662 Honigtau-Honig  664 Hopfen  344, 725 Hordenin  744 HT-2-Toxin  408 Huhn  425 Hühnerei  104, 616

891 Stichwortverzeichnis

– Lysozym  256 Hühnerfleisch  77, 252 Hülsenfrucht  41, 75, 102, 106, 108, 109, 238, 253, 531, 533, 788 Hummer  165, 611 Humulon  344, 725 Hüttenkäse  641 Hyaluronsäure  208 Hydrierung  176 Hydrokolloid  236 Hydrolase  126, 134, 412 Hydrolyse  575 Hydroraffination  176 β-Hydroxybuttersäure  620 Hydroxyfuranon  246 Hydroxymethylfurfural  202, 214, 360, 410, 435, 545, 657, 664, 717 Hydroxymethylphenylhydrazin  385 Hydroxyprolin  246, 260, 406, 587, 602 Hydroxypropyl-Cellulose  230, 687 Hydroxypropylstärke  225 Hydroxy-α-sanshool  825 Hypervitaminose  85, 94 Hypoxanthin  602, 745

I Idose  202 Imidazol  360, 410, 432 Imidazolylchinolin (IQ)  444 Imidazolylchinoxalin  445 Immunglobulin  520, 628 Indigotin  349, 353 Ingwer  168, 797, 830, 834 Inhalationsallergie  528 Inosinat  834 Inosinmonophosphat  345, 586, 592, 602 Inosit  532, 856 Inosit-Kephalin  163 Insektizid  361, 490, 493 Instantisierung  635 Insulin  244, 260 Intense Sweetener  328, 335 Intermediärstoffwechsel  28 Intoleranz  532 Intoleranzreaktion  519, 531 Intoxikation  276, 519 Intrinsic Factor  79 Inulin  12, 193, 232, 233, 335, 634 Invertase  135, 137, 705 Invertierung  221 Invertzucker  221, 334, 353, 655, 656, 664, 738 Invertzuckercreme  137, 658 Invertzuckersirup  132 Iod  28, 100–102, 111, 112, 115

G–K

Iod-131  361, 457, 462, 463 Iod-Stärke-Reaktion  222, 228 Iodination  366 α-Ionon  538 iso-Ölsäure  175 Isoamylase  135, 228 Isochinolinalkaloid  744, 758 Isocitronensäure  803 Isoelektrischer Punkt  260 Isoenzym  123 Isoflavon  784, 789 Isoglucose  142, 656 Isolenfettsäure  145 Isoleucin  155, 250, 251, 370, 533, 544, 545, 707, 785 Isolinolsäure  175 Isomalt  13, 330, 334 Isomaltol  548 Isomaltose  135, 219, 657 Isomerase  126, 142 Isomerie  174 Isomerisierung  575 Isomerose  668 Isopalmitinsäure  572 Isopentenylpyrophosphat  808 Isopeptid-Bindung  263 Isopimpinellin  387 Isopropylmethoxypyrazin  538 Isothiocyanat  366, 788 Itai-Itai-Krankheit  450

J Joghurt  318, 344, 634, 807 Johannisbeere  350, 444, 802, 803 Johannisbrotbaum  772 Johannisbrotkernmehl  237, 319–321

K Kabeljau  605 Kaffee  9, 104, 131, 203, 212, 234, 403, 406, 412, 425, 434, 435, 443, 508, 545, 745–747, 750, 780, 842, 844 – entcoffeinierter  750 – Inhaltsstoff  747 Kaffeesäure  770, 780, 785 Kahmhefe  275, 291, 306 Kakao  108, 131, 203, 212, 266, 403, 406, 409, 452, 508, 545, 551, 745, 746, 756, 784, 875 – Polyphenol  769 – Varietät  756 Kakaobohne  758 Kakaobutter  146, 158, 172, 314, 428, 562, 661, 762, 769

892

Stichwortverzeichnis

Kakaobutter-Äquivalent (CBE)  768 Kakaobutteralternative  767 Kakaoflavanol  771 Kakaomasse  661, 758 Kakaopulver  104, 760 Kakaoschale  759 Kalium  100, 101, 105, 106, 111, 112, 114–116, 776, 786, 803 – Hyperkaliämie  114 Kalium-40  361, 456, 458 Kalk-Kohlensäure-Gleichgewicht  846 Kalmus  830 Kalmusöl  392 Kalorie  31 Kandiszucker  657 Kaneel  831 Kaper  829 Karamell  346, 435, 657, 814 Karamell-Aroma  554 Karamellisierung  214, 548 Kardamom  826, 834 Karmin  349 Karminsäure  353 Karotte  268, 283, 285, 348, 360, 387, 439, 528, 551, 776, 794 Karpfen  394, 608 Kartoffel  12, 78, 104, 131, 152, 223, 227, 251, 252, 268, 282, 283, 285, 288, 293, 295, 360, 371, 416, 460, 468, 493, 533, 538, 546, 656, 776, 785, 786, 794 – Lagerung  794 Kartoffelchips  417, 423, 786 Kartoffelpüree  693 Kartoffelstärke  225, 320, 343, 690, 692 Käse  68, 77, 121, 134, 138–140, 163, 245, 270, 271, 293, 304, 307, 314, 318, 324, 344, 360, 396, 398, 399, 405, 509, 533, 636 – Reifung  132, 638 Käseherstellung  58, 638 Kassia-Zimt  831 Katabolismus  544 Katalase  132, 244, 287, 304, 629 Katalysator  120 Katenschinken  594 Kathepsin  140, 587 Kaugummi  314, 392 Kauliflorie  757 Kaviar  616 Kefir  221, 634, 739 Keim, coliformer  841 Keimhemmungsmittel  468 Kephalin  619 Keratin  260 Kernobst  802, 807 Kestose  222

α-Ketobuttersäure  246 Ketose  192, 214 – Stammbaum  194 Ketotriose  192 Ketozuckersäure  208 Kichererbse  370 Kimchi  797 Kinase  133 Kirscharoma  440 Kirsche  205, 285, 350, 361, 528, 733, 802, 813, 814 Kiwi  531, 807 Kjeldahl – Umrechnungsfaktor  266 Kleberprotein  681 Knabberartikel  693 Knäckebrot  66, 684 Knoblauch  233, 293, 297, 541, 776, 777, 797 – Geruch  777 Kobalt  100 Kocharoma  548 Kochsalz  106, 291, 328, 344, 491, 602, 638, 834, 835 Kochschinken  398, 594 Kochwurst  596, 598 Kohl  105, 283, 360, 776, 788, 794, 797, 827 – Lagerung  794 Kohlenhydrat  4, 26, 28, 33, 108, 134, 186, 197, 198, 216, 244, 255, 259, 261, 317, 359, 424, 545, 557, 645, 788 – Anomer  196 – Bootform  200 – Brennwert  31 – Einteilung  186 – Fischer-Projektion  200 – Furanose  198 – Halbacetal  197, 198 – Haworth-Projektion  200 – Konfiguration  190, 192 – Pyranose  198 – Sesselform  200 – Stoffwechsel  134, 707 Kohlenstoff-14  361, 456, 457, 459 Kohlenwasserstoff  166 Kohlrabi  365, 366, 776 Koji  646 Kokosblütenzucker  654 Kokosfett  146, 149, 173, 182, 562, 572, 573, 575 Kokosnusszucker  654 Kokzidien  284 Kolanuss  745 Kollagen  4, 251, 260, 587, 602 Kolostralmilch  622 Komplexbildner  300 Kondensmilch  321, 635 Konfigurationsisomerie  196 Konfitüre  235, 291, 306, 311, 319, 802, 814, 867, 875

893 Stichwortverzeichnis

Kongener  428, 453, 508 Konjak  320 Konjakmannan  234 Konjuensäure  145, 174 Konserve  396, 398, 450 Konservierung  510, 620 Konservierungsstoff  277, 300, 303, 305, 868 Konstitutionsisomerie  196 Konsumkakao  757 Kontakt-Herbizid  493 Kontaktgefrierverfahren  285 Kontaminante  2, 357, 448, 490, 519, 530, 854, 870 – anorganische  449 Kontamination  439 Koriander  483, 733, 737, 827, 829, 834 Korinthe  813 Korkgeschmack  7, 555, 720 Kornbrand  736 Krabbe  2, 613 Kräuter  311, 344, 360, 390, 738, 820 Kräutertee  834 Krautgewürz  820, 832 Kreatin  246 Kreatinin  249, 445, 592, 601 Kreatininphosphat  584 Krebstier  609, 867 Kresse  105 Kreuzallergie  528 Kreuzkümmel  828 Krokant  658, 661 Krustentier  527, 603 Kubebenpfeffer  824 Kugelfisch  395 Kühllagerung  277, 280 Kuhmilch  641 Kümmel  733, 827 Kumulation  302 Kunitz-Trypsininhibitor  370 Kunstdünger  364 Kunsthonig  137, 203, 658 Kunststoff – Kontaminante  480 Kupfer  100, 101, 108, 115 Kürbis  158, 776 Kurkumin  349 Kuru-Krankheit  579 Kurzzeiterhitzung  278 Kuvertüre  762

L Lab  139, 528, 634 Labenzym  628, 640 Labersatz  140, 634

K–L

Labferment  140 Labkäserei  139 Lachs  153, 348, 606 Lachsschinken  594 Lactalbumin  244 Lactase  126, 132, 135, 137, 221 Lactat  324 Lactit  331, 334 Lactobacillus  395 – bifidus  631 Lactobacillus-Arten  594, 682 Lactobazillen  634 Lactoferin  628 Lactoflavin  624, 638 Lactoglobulin  258 α-Lactoglobulin  522 β-Lactoglobulin  244, 263 Lacton  207, 208, 572 Lactose  132, 135, 137, 192, 221, 290, 331, 334, 519, 532, 573, 622, 628, 631, 635, 655 Lactoseintoleranz  137, 532 Lactucin  777 Lactulose  40, 331 Laevulose  193 Lakritz  342, 354, 434, 435, 438, 658, 661 Lakritzerzeugnis  661 Lamm  281 Lammfleisch  582 Landbau, ökologischer  874 Langpfeffer  824 Languste  612 Lathyrismus  369 Laurics  149 Laurinsäure  145, 146, 165, 565, 566 Lebensmittel  2, 26, 464, 510, 866, 867, 872, 874 – Allergie  521, 867 – Bedeutung  26 – Bio  874 – funktionelles  53 – für spezielle Gruppen  56 – gentechnisch verändertes  58, 870 – Hygiene  872 – Kennzeichnung  859 – Konservierung  510 – Nährwert  253 – neuartiges  57 – Streckung  464 – verdorbenes  395 Lebensmittelallergen  521 Lebensmittelauthentizität  9 Lebensmittelbedarfsgegenstand  361, 467 Lebensmittelbetrug  8 Lebensmittelfarbstoff  347, 349, 737, 783 Lebensmittelkennzeichnung  866

894

Stichwortverzeichnis

Lebensmittelkette  5 Lebensmittelkonservierung  3, 273 Lebensmittelqualität  6 Lebensmittelrecht – deutsches  861 – europäisches  862 Lebensmittelreformulation  10 Lebensmittelschutz  6, 8 Lebensmittelsicherheit  6, 8, 359 Lebensmittelsicherung  5, 359 Lebensmitteltoxikologie  16 Lebensmittelverarbeitung  46 Lebensmittelverfälschung  6, 8, 464 Lebensmittelzusatzstoff  300 Leber  76, 77, 166 Lebertran  77, 165, 569 Lebkuchen  688 Lecithin  96, 163, 314, 316, 324, 560, 567, 619, 684, 788, 871 Lectin  370, 531, 533 Leguminose  38, 139, 227, 403, 527, 556, 578, 645, 788 – limitierende Aminosäure  40 Leinöl  146, 152, 175, 774 Leinsamen  361, 450 Leistungsumsatz  32 Lemongrasöl  810 Lendrich-Verfahren  751 Leucin  155, 250, 251, 533, 544, 545, 707, 785 Leucoanthocyanin  753 Leukoanthocyanidin  784 Leukotrien  37, 152, 520 Levan  239 Lichenin  234, 669 Liebstöckel  829 Ligase  126, 142 Lignan  170 Lignin  40, 230, 306, 544, 803 Lignocerinsäure  562 Likör  392, 738, 827, 832 Limonade  308, 837, 856 Limonen  439, 811, 824, 827, 833 Linalool  811, 827, 833 Lindan  495 Linolelaidinsäure  175 Linolensäure  36, 145, 146, 150, 152, 176, 179, 181, 541, 556 α-Linolensäure  684 Linolsäure  36, 145, 146, 150, 165, 175, 176, 179, 181, 541, 556, 562, 567, 680, 766, 777 Linse  227, 252 Lipase  126, 131, 132, 134, 153, 277 Lipid  259, 802 Lipidautoxidation  294 Lipiddegradation  410

Lipidperoxidation  67, 179, 748 Lipochrom  167 Lipoid  144, 162 α-Liponsäure  73 Lipoproteid  261 Lipoprotein  36, 163, 619, 671 – Lipoprotein a  165 Lipoxidase  132 Lipoxygenase  131, 132, 179, 277, 556, 777 Lipoxygenase-Kaskade  565 Listeria monocytogenes  398, 638 Listerien  638 Listeriose  398 Lithium  100 Litschi  808 LOAEL (Lowest Observed Adverse Effect Level)  18, 94 Lobry de Bruyn-Alberda van ­Ekenstein-Umlagerung  204, 331 Lorbeer  297, 390, 392, 832, 833 Lossen-Reaktion  138 Low Density Lipoprotein (LDL)  163, 748, 758, 784, 803 Lupanin  375 Lupine  375, 789 Lupinenproteinisolat  645 Lupinenquark  645 Lupinin  645 Lupulon  344 Lutein  168, 348, 349 Luteolin  784, 805 Lutter  733 Lyase  126, 140 Lychee  268 Lycopin  46, 348, 349, 786, 829 Lycopsamin  378 Lys-P-1  444 Lysergsäure  399 Lysin  40, 134, 139, 216, 246, 250, 251, 262, 263, 271, 290, 395, 444, 635, 680 Lysino-Alanin  265 Lysino-Asparagin  265 Lysozym  138, 231, 256, 305, 308, 618

M Macis  168, 829 Magermilch  278, 623 Magnesium  28, 100, 101, 103, 107, 112, 114, 116 – Hypermagnesiämie  114 Maillard-Reaktion  38, 67, 203, 204, 212, 246, 277, 282, 288, 306, 410, 417, 424, 432, 434, 435, 442, 445, 538, 545, 548, 556, 557, 573, 575, 593, 620, 635, 658, 683, 684, 725, 748, 761, 796, 814

895 Stichwortverzeichnis

Mais  12, 58, 188, 223, 345, 348, 403, 404, 407, 514, 619, 646, 655, 666, 668, 677, 679, 724 – limitierende Aminosäure  40 Maiskeimöl  152, 167, 562, 690 Maiskleber  691 Maisstärke  225, 227, 343, 690 Majoran  168, 297, 833 Makrele  153, 399, 606 Makrolid-Antibiotikum  308 Makronährstoff  28, 72 Malachitgrün  512 Malathion  495 Malaxation  565 Maltase  210, 705 Maltit  13, 324, 334 Maltodextrin  13, 657 Maltol  214, 346, 548, 554, 658 Maltose  134, 214, 219, 221, 228, 334, 671, 683, 704, 705, 725 Maltotriose  135 Malvidin  712 Malz  677 Malzextrakt  677 Malzkaffee  751 Malzmehl  678 Mammeliga  668 Mancoceb  500 Mandarine  538 Mandel  106, 158, 403, 409, 423, 659, 802 Mandel, bittere  361 Maneb  500 Mangan  100, 101, 109, 842 Mangelerscheinung  26 Mangold  364, 776 Maniok  368 Maniokmehl  362 Maniokstärke  691 Maniokwurzel  361 Mannan  234 Mannit  205, 334 Mannose  192, 204, 205, 210, 233, 234, 704 Mannuronsäure  235 Manouri  642 Margarine  166, 170, 171, 176, 182, 304, 314, 344, 348, 428, 560, 562, 572, 788 Margarinsäure  571 Margin of exposure  478 Marinade  615 Marmelade  814 Marzipan  132, 206, 362, 658, 659, 740 Matcha-Tee  756 Mate  745 Mäuselton  720 Mayonnaise  159, 181, 225, 235, 318, 343, 396, 576 Mazeration  714, 738

L–M

Meerrettich  105, 260, 306, 829 Mehl  137, 234, 288, 667, 676, 677 – Ausmahlungsgrad  676 – Bleichung  677 – Typ  676 Mehlbehandlung  677 Mehlbehandlungsmittel  301, 355 Mehlkörper  671, 675 Mehltau  719 Melamin  361, 465 Melanin  131 Melanoidin  170, 216, 545 Melasse  652, 653 Melatonin  271 Melibiose  705 Melisse  833 Melone  280, 776 Mengenelement  100, 104 – Gehalt in Lebensmitteln  104 Menthol  810 Mescalin  390, 744 Meso-Inosit  163 Metaldehyd  501 Metalloenzym  122 Metallproteid  261 Methämoglobin  364, 483 Methämoglobinämie  365 Methanol  360, 411, 441, 707 Methional  538, 541, 623 Methionin  4, 40, 105, 250, 251, 253, 551, 776, 788 Methyl-2-p-hydroxyphenylethylketon  537 Methylaminopropionsäure  385 Methylcellulose  230, 319, 320, 724, 835 Methylchavicol  390, 827 Methyleugenol  390, 833 Methylfuran  424 Methylglyoxal  432, 434, 548, 658 Methylimidazol  22, 353 Methylketon  182 Methyltestosteron  514 Methylxanthin  371, 744 Metmyoglobin  589 Mevalonsäure  779, 808 Mezcal  736 Micelle  258 Michaelis-Menten-Gleichung  128 Miesmuschel  165 Migration  482 Mikronährstoff  30 Mikroorganismus, xerophiler  68 Milbenkäse  643 Milch  9, 77, 101, 104, 121, 133, 134, 165, 179, 221, 246, 251, 252, 260, 262, 263, 275, 278, 288, 294, 304, 309, 311, 319, 366, 395, 398, 403, 414, 453,

896

Stichwortverzeichnis

460, 463, 464, 466, 494, 509, 512, 551, 622, 867, 868 – Fett  145, 146 – Haltbarmachung  278 – hitzebehandelte  435 Milcheiweiß  807 Milcherzeugnis  631, 861, 875 Milchprodukt  101, 137, 603 – lactosefreies  132, 137 Milchprotein  266 Milchpulver  181, 635 Milchsäure  103, 291, 305, 324, 328, 395, 572, 585, 597, 631, 638, 642, 683, 687, 837 Milchsäurebakterien  296, 834 Milchsäuregärung  739, 796, 797 Milchschokolade  635, 761, 867 Milchzucker  192, 221, 395, 622 Minamata-Krankheit  451 Mineral Oil – Aromatic Hydrocarbons  470 – Refined (Paraffinic) Hydrocarbon  473 – Saturated Hydrocarbons  469 Mineralölkohlenwasserstoff  22, 361, 468 – Orientierungswert  479 Mineralstoff  3, 26, 28, 30, 95, 100, 631, 670, 676, 776, 803, 873 – Einteilung  100 – Verfügbarkeit  101 – Versorgung  111 – Vorkommen  101 Mineralwasser  106, 463, 854, 875 Miraculin  342 Miso  646 Mitosehemmer  493 Mittel, kosmetisches  2, 862 MOE (Margin of Exposure)  19, 478 Moghrabieh  669 Mogulstärke  693 Mohn  383, 773 Mohnöl  774 Möhre  280 Molke  221, 633, 635, 640 Molkenprotein  623, 626 Molluskizid  361, 493 Molybdän  100, 101, 109 Monacoline  669 Monellin  339 Monoaminooxidase  271, 398 Monochloressigsäure  309 Monochlorpropandiol  410, 602 Monochlorpropandiol-Ester  427, 561 Monoglycerid  173, 314, 316, 429, 575 Mononatriumglutamat  344, 434 Monooxidasehemmer  390 Monophosphorsäureester  134

Monosaccharid  34, 186, 435, 704, 802 – Aufbau  188 – Oxidation  207 – Reduktion  205 Morphin  383 Mungobohne  789 Mungobohnenmehl  690 Mungobohnenstärke  789 Muramidase  138 Muraminsäure  231 Murein  138, 231 Muscarin  507 Muschel  360, 396, 450, 613 – Toxin  394 Muskat  825 Muskatnuss  390, 828 Muskel  65 Muskelprotein  260 Mutagen  360, 443 Mutagenität  302 Mutarotation  194, 204 Mutterkorn  360, 399, 409 Muttermilch  631 Mykotoxin  53, 276, 360, 402, 403, 514, 519, 597 Myoglobin  103, 108, 244, 307, 323, 588 Myosin  260, 261, 522, 584 Myrcen  833 Myristicin  387, 390, 828 Myristinsäure  145, 146, 165, 626 Myrosinase  138, 541, 788, 829

N N-Acetylglucosamin  230, 631 N-Glycosid  208 N-Methylhydrazin  385 N,N-Dimethyldithiocarbamidsäure  500 Na-Carboxymethyl-Cellulose  230 Nacional  756 Nährmittel  603 Nährstoff  26, 28, 53, 359 – essenzieller  26 – physiologische Bedeutung  26, 28, 42, 53, 55 Nährstoffzufuhr  47, 92 Nahrungsergänzungsmittel  54, 55, 95, 115, 116, 301, 873 Nahrungsfaser  238 Nährwert  46, 802 Nährwertdeklaration  868 Naringenin  784, 805 Naringin  138, 339, 344, 770, 805 Naringinase  138, 805 Natamycin  305, 308, 640 Natrium  100, 101, 105, 106, 111, 112, 114

897 Stichwortverzeichnis

– Hypertonie  114 Natriumcarboxymethylcellulose (CMC)  319 Natriumchlorid  100 Natriumcyanid  507 Natto  645 Necinbase  375 Necinsäure  375 Nelke  168, 297, 737 Nelkenöl  826 Nelkenpfeffer  824 Nematizid  361, 493 Nematode  284, 608 Neohesperidin  338 Neohesperidin-Dihydrochalcon  339 Neonicotinoid  501 Neotam  338, 341 Neral  643, 808 Net Protein Utilization  253 Neuberg-Ester  704 Neukom-Stärke  225 Neunauge  394 Neurospora-Arten  182 Niacin  73–75, 124, 131 Nichtcarbonathärte  844 Nicht-Zöliakie-Glutensensitivität  674 Nickel  100, 101 Nicotin  501 Nicotinadenindinucleotid  127, 131, 707 Nicotinadenindinucleotidphosphat  127 Nicotinadenindiphosphat  369 Nicotinamidadenindinucleotid  124 Nicotinamidadenindinucleotidphosphat  124 Nigari  645 Niob-95  361, 463 Nisin  305, 308 Nisinsäure  146 Nispero  807 Nitrat  133, 305, 307, 360, 364, 776, 840, 841 Nitratreductase  133, 307 Nitrilosid  364 Nitrilotriacetat  845 Nitrit  133, 305, 307, 365, 414, 842 Nitritpökelsalz  307, 411 Nitrofuran  512 Nitromoschus-Verbindungen  513 Nitrosamin  84, 308, 360, 411, 414 Nitrosopiperidin  415 Nitrosopyrrolidin  415 Nivalenol  408 No Observed Adverse Effect Level (NOAEL)  17, 94, 432 No Observed Effect Level (NOEL)  302 Noisette  661 Nonadienal  777

M–O

Nonylphenol  513 Nootkaton  538, 556, 811 Noradrenalin  390 Nordihydroguajaretsäure  168 Nordseegarnele  165 Norharman  444 Noscapin  383 Novel Food  13, 57, 280, 684, 871 Nucleinsäure  3, 107, 108, 187, 268 – Stoffwechsel  134 Nucleoproteid  261 Nucleosidtriphosphat  142 Nucleotid  268, 592 Nudel  288, 408, 676, 688 Nugat  661 Nulltoleranz  490, 512, 871 Nuss  36, 77, 106, 403, 546, 661, 802 Nutridynamik  27 Nutrikinetik  27

O Oberflächenbehandlung  476 Oberflächenwässer  840, 847 Obst  34, 41, 78, 121, 131, 132, 166, 238, 239, 275, 280, 288, 304, 306, 403, 406, 414, 449, 483, 490, 495, 541, 738, 776, 784, 802, 813, 815, 854 – Aroma  544 – Haltbarkeit  813 – Lagerung  813 – Verderb  738 – Wassergehalt  66 – Weichfäule  131, 134 – Zusammensetzung  802 Obstbrand  733 Ochratoxin  69 – A  360, 403, 404, 406 Oechsle-Grad  714 Oenin  805 Off-Flavour  536 Okadasäure  395 Öl – pflanzliches  428 Öl, ätherisches  390, 755, 820, 824, 829, 832 Oleo margarin  568, 572, 574 Oleuropein  797 Oligofructose  12, 232 Oligopeptid  254 Oligosaccharid  134, 186, 218, 222, 228, 631, 664 Olive  36, 283, 785, 797 Olivenöl  9, 77, 149, 166, 167, 565, 566, 576 – extra natives  562 – kalt gepresstes  566

898

Stichwortverzeichnis

Ölsaat  508, 560 Ölsäure  145, 146, 158, 165, 174, 175, 565, 570, 626, 680, 766 Önidin  712 Oolong-Tee  754 Opium  383 Opiumalkaloid  371, 383, 774 optische Drehung  194 Orange  803, 805 Orange Pekoe  752 Orangeat  814 Orangensaft  9, 137, 141, 249, 805, 815 – Entbitterung  138 Oregano  297 Orn-P-1  444 Ornithin  249, 267, 271, 379, 396, 444 Orotsäure  73, 628 Orthophenylphenol  310 Orthophosphorsäure  328 Oryzanol  166, 668 Osazon  204 Osborne-Fraktionierung  262 Ossein  602 Osteomalazie  113 Östrogen  514 Ovalbumin  522, 618 Ovomucoid  261 Ovoverdin  612 Oxalsäure  103, 360, 365, 776, 803 Oxidase  277, 412 β-Oxidation  97, 155, 641 Oxidoreduktase  126, 131, 287 Oxofettsäure  158 Oxymyoglobin  589 Ozon  311, 850

P p-Cumarsäure  544 p-Hydroxybenzoesäure  803 p-Hydroxybenzylsenföl  829 Packgas  300 Palatinose  330, 334 Palmensaft  737 Palmfett  575 Palmitinsäure  146, 165, 172, 567, 570, 626, 766 Palmitoleinsäure  146 Palmkernfett  146, 149, 172, 176, 182, 566, 575 Palmöl  152, 167, 173, 182, 348, 431, 465, 566, 572 Palmzucker  654 Pangamsäure  73 Paniermehl  684 Pankreaslipase  134 Pantothensäure  75, 124, 665

Papain  126, 139, 140 Papaverin  383 Papaya  140 Paprika  324, 348, 546, 786, 797, 807, 820, 826, 829, 834 Paralytic Shellfish Poisoning  395 Paranuss  106, 109, 463, 523 Parasit  608 Parathion  495 Parfümranzigkeit  182, 641 Parmesan  345 Pasta  688 Pasteurisieren  278, 287 Pasteurisierung  134, 278, 623, 635 Pastinake  387, 533 Patentblau  349, 353 Patulin  360, 403, 404, 406, 641 Pekoe  752 Pektin  34, 40, 132, 135, 138, 187, 208, 230, 234, 238, 309, 318, 320, 441, 651, 715, 776, 788, 802, 805, 813 Pektinase  131, 135, 137, 277 Pektinesterase  126, 131, 134 Pektinmethylesterase  137 Pelargonidin  805 Penicillin  509 Penicillium-Arten  402, 403, 406, 641, 837 Penicillium patulum  69 Pentachlorphenol  360, 508 Pentosan  187, 233, 672, 682 Pentosanase  678 Pentosidin  218 Pentulose  192 Pepsin  126, 129, 139, 244, 267, 579, 634, 640 Peptid  38, 132, 139, 140, 254, 344, 592, 640, 807 Peptidase  126, 139, 533 Peptidbindung  38 Pepton  640 Perchlorat  411, 482 Perchlorethylen  360, 455, 842 Perfluoriertes Alkyl (PFA)  360 Perfluorooctansäure (PFOA)  454 Perfluorooctansulfonsäure (PFOS)  454 Pericarp  668, 670 Perlgraupen  227 Perlkaffee  746 Perlsago  692 Perlzwiebel  797 Peroxidase  131, 260, 277, 287, 304, 795 Persipan  362, 658, 659 Persistenz  494 Pestizid  361, 490, 492, 561, 629 Petersilie  280, 387, 390, 533, 833 Pfeffer  820, 823, 825, 834 Pfefferminzöl  810

899 Stichwortverzeichnis

Pferd  591 Pferdefleisch  583 Pfirsich  282, 285, 361, 440, 524, 803, 814 Pfirsichkern  659 Pflanzenfett  149, 165, 171 Pflanzengummi  192, 222, 236, 237 Pflanzenkohle  349 Pflanzenöl  403, 560, 574 Pflanzenphenol  780 Pflanzenprotein  427, 646 Pflanzenschleim  208 Pflanzenschutzmittel  310, 490, 492, 870, 874 Pflanzenstoff, sekundärer  26, 42, 873 Pflanzenwachs  166, 561 Pflaume  205, 361, 802, 803 Pflaumenmus  814 Phaseolin  788 Phaseolunatin  361, 788 Phasin  788 Phellandren  833 α-Phellandren  820, 833 Phenol  168 Phenolcarbonsäure  827 Phenoloxidase  798 Phenoxycarbonsäure  493 Phenylacetaldehyd  541 Phenylalanin  139, 250, 251, 271, 439, 519, 533, 544, 545 Phenylethylamin  271, 399 Phenylethylsenföl  780 Phenylketonurie  338, 532 Phenylpropanoid  390 Pheromon  665 Phlein  232, 233 Phosphat  322, 686, 840 Phosphatase  126, 134 Phosphatid  162, 163, 271 Phosphoenolpyruvat  140 Phosphoglycerid  35 Phospholipid  4, 88, 96, 107, 134, 626 – Stoffwechsel  134 Phosphonat  495 Phosphoproteid  246, 261 Phosphoprotein  619 Phosphor  100, 101, 105, 107, 114 – Hyperphosphatämie  114 Phosphorylase  228 Photooxidation  177 Photosynthese  4, 187, 193, 459, 493, 721 Phthalimid-Fungizid  500 Phthalsäureester  513 Phyllochinon  77, 90 Physalis  802 Phytansäure  155, 158 Phytinsäure  26, 102

O–P

Phyto-Östrogen  28, 784, 789 Phytoalexin  533 Phytochemical  42, 361 Phytohämagglutinin  360, 370 Phytosterin  165 Phytosterol  163, 165 Pilz  106, 109, 132, 220, 230, 288, 324, 345, 359, 360, 385, 406, 450, 451, 461, 508, 789 Piment  297, 390, 826, 834 Pinen  833 α-Pinen  824 Piperazindion  746 Piperidin  824 Piperin  820, 824 Pistazie  404 Plattfisch  605 Plutonium-239  456 Pökeln  291, 591, 593 Pökelsalz  133, 323 Pökelung  307 Polenta  668 Pollack, pazifischer  607 Polonium-210  361, 456, 463 Polychlordibenzofuran  508 Polychlordibenzo-p-dioxin  508 Polychloriertes – Dibenzodifuran (PCDF)  452 – Dibenzodioxin (PCDD)  360, 452 – Dibenzofuran (PCDF)  360 Polycyclischer aromatischer Kohlenwasserstoff (PAK)  22, 53, 183, 307, 360, 411, 412, 561, 595, 842 Polydextrose  12, 334, 335 Polyenfettsäure  36, 88, 132 Polyfructosan  222, 232 Polyfructose  232 Polygalacturonase  137 Polyglycerinpolyricinoleat  317 Polymerisation  575 Polyolefin Oligomeric Saturated Hydrocarbon  473 Polypeptid  254, 260, 308 Polyphenol  26, 28, 680, 711, 746, 755, 756, 780, 789 Polyphenoloxidase  131, 752, 780, 805 Polyphosphat  586 Polysaccharid  64, 134, 186, 222, 335, 747 Polysorbat  324 Polytetrafluorethylen  455 Ponzu-Soße  835 Popcorn  546 Porree  365, 777 Portwein  721 post mortem  600 PR-Toxin  409, 641 Präbiotikum  232 Praebiotica  634

900

Stichwortverzeichnis

Praline  658, 740 Präserve  278, 615 Precursor  439, 541, 546, 551, 805 Preiselbeere  304, 802 Primärstruktur  38, 256 Prinzip, lacrimatorisches  778 Prion  267, 579 Pristansäure  155 Probiotika  335, 634 Profilin  268, 528 Progesteron  514 Prolamin  12, 262 Prolin  401, 415, 550, 587, 602, 803 Promazin  511 Propenthiol  777 Propenylcysteinsulfoxid  777 Propionsäure  305, 306, 640, 687 Proposition 65  20 Propylenoxid  310, 311 Prosecco  724 Prostacyclin  37 Prostaglandin  37, 152, 531 Protamin  262 Protease  139, 140, 267, 277, 309, 603, 628, 640 – Inhibitor  26, 268 Proteid  259, 261 Protein  3, 26, 28, 38, 64, 66, 108, 121, 132, 133, 139, 216, 244, 251, 254, 255, 277, 316, 321, 339, 359, 370, 395, 519, 521, 544, 578, 592, 615, 631, 645, 646, 715, 748, 788, 802 – biologische Wertigkeit  250–252 – Biosynthese  251 – Brennwert  31 – Denaturierung  38, 278 – Gewinnung  646 – Löslichkeit  261 – Mutagene  443 – Primärstruktur  38 – Sekundärsturktur  38 – Struktur  256 – Tertiärstruktur  38, 246 Protein-Aufschlussmittel  355 Proteinase  678 Proteinbiosynthese  108, 245, 310 Proteinhydrolysat  246, 427 Proteinsynthese  406, 408 Proteinwertigkeit  250 Proteom  244 Protocatechusäure  803 Provitamin  74, 861 – A  168 Prozesskontaminante  353, 410, 417, 432, 435, 439, 441, 561, 748, 870 – Systematik  410 Pseudoallergen  531

Pseudoallergische Reaktion (PAR)  141, 519, 531 Pseudogetreide  666, 679, 789 – Nährstoffgehalt  679 Psicose  13, 654 Psoralen  387 Pteroylmonoglutaminsäure  81 Pu-Erh-Tee  756 Pudding  227 Pullulanase  135, 228 Pulverkaffee  181 Punkt, isoelektrischer  245, 259, 260, 262, 268, 339, 570, 585, 626 Purin  82, 432, 647 Purinalkaloid  371, 745 Purinbase  745 Putrescin  271, 395, 399 Pyranose  198 Pyrazin  546 Pyrethrum  501 Pyridin  546 Pyridosin  263, 635 Pyridoxal  309 Pyridoxin  74, 75, 124 Pyrokohlensäurediethylester  311 Pyrokohlensäuredimethylester  308, 447 Pyrophosphat  600 Pyrosin  233 Pyrralin  218 Pyrrol  546 Pyrrolen  548 Pyrrolidoncarbonsäure  266 Pyrrolizidinalkaloid  360, 375, 388, 744 Pyrrolysin  251 Pyruvat-Decarboxylase  126

Q Q10-Wert  277 QbA-Wein  718 Quantum satis  304, 331, 348, 661 Quark  641 Quartärstruktur  256, 280 Quecksilber  100, 360, 449, 451, 841 Queller  794 Quellstärke  223, 227 Quellwasser  840, 855 Quentin-Verfahren  652 Quercetin  168, 444, 680, 784 Quinoa  680, 789 Quintozen  501

R Racemisierung  245

901 Stichwortverzeichnis

Radieschen  364, 366 Radioaktivität  458, 459 Radionuklid  361, 456, 457 Radium-226  361, 456, 463 Raffinade  652 Raffination  428, 560 Raffinose  40, 222, 652, 704, 705 Rahm  278 Ranzigwerden  286 Rappengeschmack  720 Raps  150, 170, 560, 619, 662 Rapsöl  146, 167, 176, 566, 572 Rauch  305, 306 Raucharoma  307, 557, 607 Räucher-Rauch  291, 412, 425, 557, 780 Räucherlachs  607 Räuchern  291, 595 Rauchkondensat  557 Reaktion, toxische  533 Reaktionsaroma  557 Reaktionsprodukt, thermisches  360 Rebaudiosid  341 Reformulation  10 Reifungshormon  805 Reis  72, 109, 295, 353, 406, 450, 524, 646, 666, 668, 676, 679, 724 – limitierende Aminosäure  40 Reiskeimöl  668 Reiskleieöl  668 Reisnudel  690 Reisstärke  690, 691, 737, 789 Remoulade  576 Rennin  139, 628, 640 Repellent  493 Reserveprotein  670 Resveratrol  61, 784 Retinol  77, 810 Retrogradation  223, 225, 227, 314 Retsina  723 Rettich  138, 283, 364, 366, 776, 797 Revertante  444 β-Rezeptorenblocker  511 RGT-Regel  277 Rhabarber  103, 283, 365, 776 Rhamnose  202, 210, 237, 780 Rheologie  677 Rhizomgewürz  820, 829 Rhizopus-Arten  182, 645 Riboflavin  75, 124, 131, 349, 805 Ribonuclease  244 Ribonucleinsäure  34, 192, 208, 404 Ribonucleotid  345 Ribose  192, 210, 551 Ribozym  121 Ribulosediphosphat  188

P–R

Rigor mortis  281, 345, 584, 592, 600, 604 Rind  244, 260, 281, 579, 591 Rindengewürz  820, 831 Rinderfinne  579 Rindertalg  567, 572, 574 Rindfleisch  77, 104, 108, 165, 252, 277, 285, 286, 450, 460, 551, 579 Robison-Ester  704 Rodentizid  361, 493 Roggen  233, 399, 524, 666, 667, 675, 678 – limitierende Aminosäure  40 Roggenbrot  295, 641 Roggen-Mutterkorn  220 Roggenvollkornbrot  66 Rohfaser  230, 238 Rohlakritz  661 Rohprotein  266 Rohrzucker  188, 192, 200, 206, 220, 491, 654 Rohschinken  593 Rohwurst  208, 323, 596–598, 739 Rompun  511 Röntgenstrahlung  292 Roquefort  641 Rosenkohl  788 Roséwein  713 Rosine  548, 803, 813 Rosmanol  168 Rosmarin  168, 297, 314, 833 Rosmarinsäure  168 Röstaroma  216, 538, 548 Röstdextrin  226 Röstkaffee  546 Rotbarsch  606 Rote Bete  348, 350, 364, 538, 776 Rotkohl  350, 794 Rotschimmelreis  669 Rotundon  710, 820 Rotwein  140, 399, 406, 533, 710, 715, 718, 784 Roundup-Ready-Soja  776, 789 Rübe  283, 365, 493, 780, 794, 797 – Lagerung  794 Rübensirup  657 Rübenzucker  188, 192, 220, 651, 705, 721 Rubidium  100 Rüböl  149 Rübsenöl  566 Ruby-Schokolade  762 Rückstand  2, 361, 490, 530, 867, 870 Rucola  364 Rum  654, 733 – Bezeichnung  735 – Sorte  735 Rutin  784 Rutinose  805

902

Stichwortverzeichnis

S Saatbehandlungsmittel  501 Sabinen  824, 833 Sabinol  810 Saccharase  664 Saccharat  207 Saccharid  186 Saccharin  335, 338, 344 Saccharinsäure  204 Saccharose  34, 132, 135, 192, 206, 219, 220, 291, 330, 334, 335, 343, 353, 438, 650, 655, 658, 662, 704, 705, 748, 802 – Reformulation  13 – Süßkraft  658 Saccharosepolyester  343 Safe Harbour Level  21 Safloröl  146, 152, 171, 567 Safran  9, 222, 348, 829 Safrol  392 Sagostärke  692 Sahne  285, 316, 344, 634 Salami  399, 597 Salat  281, 283, 364, 412, 501, 793 Salatöl  343, 576 Salatsoße  225, 230, 235, 576 Salbei  168, 297, 392, 833 Salbutamol  514 Salicylsäure  309, 311, 780, 803 Salmiak  661 Salmonella – spp.  69 – typhimurium  446 Salmonelle  277, 287, 293, 302, 305, 396, 622 – Serotyp  396 Salsolin  758 Salsolinol  758 Salz  10, 291, 303, 820 – Reformulation  13 Salzbehandlung  411 Samenfett  172 Samengemüse  776 Samengewürz  820, 828 Sanddornöl  567 Saponin  680, 789, 817 Sardelle  106 Sardine  77, 109 Sarkolemm  140 Sarkomer  584 Sarkoplasma  592 Sarkoplasmatisches Retikulum  584 Sarkosin  246 Sauergemüse  309, 603 Sauerkraut  74, 270, 291, 399, 533, 739, 796, 813

Sauermilch  631 Sauermilchkäse  637 Sauermilchkäserei  139 Säuern  291 Sauerteig  682, 739 Säuerungsmittel  300 Säuglingsnahrung  132, 635 Säure – α-  725 – flüchtige  717 – nicht flüchtige  717 – schweflige  306, 813 α-Säure  725 Säurebehandlung  411 Säureregulator  300, 856 Saxitoxin  360, 394, 507, 534, 613 Schaf  579 Schaffleisch  582 Schafmilch  641 Schalenobst  802 Schalentier  527, 603 Schardinger-Dextrin  226 Schaumbildner  319 Schaummittel  300 Schaumverhüter  300 Schaumwein  723 Scheinfrucht  802, 807 Schellfisch  165, 605 Schimmelpilz  69, 134, 275, 304, 309, 403 Schlachttierbeschau  578 Schlachtung  583 Schleimstoff  239 Schlüssel-Schloss-Prinzip  520 Schmalz  574 Schmelzkäse  321, 642 Schmelzsalz  300 Schmierkäse  641 Schnittkäse  637, 640 Schnittlauch  777, 833 Schoch-Verfahren  223 Schock, anaphylaktischer  518, 519 Schokolade  163, 314, 546, 756, 761, 875 Schokoladenpulver  762 Schönungsmittel  717 Schwarzkümmel  828 Schwarzwurzel  283, 335 Schwefel  100, 101, 105, 107 Schwefeldioxid  305, 602, 867 Schwefelwasserstoff  551 Schwein  281, 582, 591 Schweinefinne  579 Schweinefleisch  75, 163, 165, 285, 508, 551, 578, 581, 593, 597, 868 Schweineschmalz  172, 567 Schwermetall  360, 870

903 Stichwortverzeichnis

Scombroid-Vergiftung  398 Scrapie  579 Scrapie-Krankheit  268 Secalin  233 Seduheptulose  202 Seelachs  607 Seeteufel  606 Seetieröl  146, 173 Seidenfibroin  260 Seitan  646 Sekt  723 Sekundärmetabolit  296 Sekundärstruktur  38, 256, 258, 268 Selen  28, 100, 101, 109, 110, 115, 117 Selenocystein  251 Selenose  115 Sellerie  268, 283, 365, 387, 528, 533, 776, 794, 833, 867 Senecioalkaloid  375, 744 Senf  105, 138, 170, 303, 366, 524, 541, 776, 829, 867 – brauner  829 – schwarzer  829 – weißer  829 Senföl  149, 366, 541, 780, 788, 831 Senfölglycosid  105, 138, 366, 541, 829 Sensorik  14 Separatorenfleisch  596 Sequenz  269 Serin  163, 246, 250, 271, 406, 550, 619, 626 Serin-Kephalin  163, 246 Serotonin  390, 399, 520, 533 Serotyp  396 Serumalbumin  244, 260 Serumprotein  261 Sesam  109, 403, 527, 546 Sesamöl  168, 170, 567 Sesquiterpen  810 Sherry-Wein  721 Shikimisäure  803 Shirazrebe  820 Shortening  575 Siedefett  560, 575 Silicium  100, 101 Sinalbin  780, 829 Sinigrin  138, 788, 829 β-Sitosterin  166 β-Sitosterol  166 Skleroprotein  4, 260, 261, 267 Skyr  642 Soja  12, 38, 58, 252, 369, 522, 548, 560, 645, 646, 867 Sojabohne  76, 97, 253, 314, 523, 567, 643, 645, 788 Sojakäse  645 Sojalecithin  162, 573 Sojamilch  643

S–S

Sojaöl  146, 152, 163, 167, 171, 175, 567, 572, 575, 576 Sojaquark  644 Sojasoße  245, 246, 834 Solanidan  372 Solanin  42, 360, 371, 533, 777, 785 Solaninalkaloid  371, 744 Sonnenblumenkern  409 Sonnenblumenöl  77, 146, 152, 163, 171, 561, 567, 572 Sorbinsäure  304, 305, 532, 640, 687 Sorbit  13, 34, 205, 208, 324, 330, 334, 658, 714, 802 Sorbose  208 Sorghum  193 Sorghumzucker  361 Soße  227 Sotolon  246, 602 Souchong  752 Spaghetti  227 Spaltung, thioklastische  155 Spargel  233, 280, 283, 285, 288, 776, 792 Spartein  375, 645 Speiseeis  137, 235, 287, 318, 343, 575 Speisefett  131, 145, 173, 176, 280, 294, 428, 559 – Autoxidation  158 – Wassergehalt  66 Speiseöl  77, 131, 148, 173, 428, 559, 788 – Wassergehalt  66 Speisepilz  789 Speisesalz, iodiertes  836 Sphäroprotein  259 Sphingolipid  35 Sphingomyelin  619 Spinat  77, 103, 106, 133, 271, 280, 283, 285, 288, 350, 364, 365, 412, 776 Spirituose  135, 344, 354, 447, 707, 731, 875 Spirosolan  372 Sprossgemüse  776 Sprühtrocknung  289, 290, 635, 643 Spurenelement – essenzielles  100 – nicht-essenzielles  100 Squalen  166, 810 Squalen-Zahl  166 St. Antoniusfeuer  401 Stabilisator  235, 300, 318, 321, 439, 740, 798, 856 Stabilisierungsmittel  717 Stachelbeere  365, 803 Stachyose  40 Stammwürze  728, 729 Stängelgemüse  776 Staphylococcus aureus  69, 397 Staphylokokken  277, 305, 396, 397 Starkbier  731

904

Stichwortverzeichnis

Stärke  34, 132, 134, 135, 187, 190, 221, 222, 244, 282, 309, 314, 544, 578, 655, 686, 690, 692, 693, 776, 785, 794, 802 – dünnkochende  223 – enzymatische Spaltung  228 – -ester  227 – -ether  227 – granuläre  227 – hydrolysierte  12 – modifizierte  223, 300, 319, 321, 692 – native  225, 319, 692 – Neukom-  225 – oxidierte  227 – phopshorylierte  225 – phosphatmodifizierte  227, 693 – Quellvermögen  692 – resistente  12, 40, 227, 238 – säuremodifizierte  225, 227 – unverkleisterte  693 – vernetzte  225 Stärkeacetat  225 Stärkeverzuckerung  135, 142, 221, 229, 656 Steak  216 Stearin  568 Stearinsäure  145, 146, 165, 567, 570, 626, 766 Steinobst  802 stereochemical numbering (SN)  145 Stereoisomerie  196 Sterigmatocystin  360, 406 Sterilisieren  278 Sterilisierung  279, 303 Sterin s. Sterol Sternanis  392 Steroid  544 Steroidabkömmling  514 Sterol  163, 176, 314 Stevia  340 Steviol  340 Steviolglycosid  13, 340, 341 Steviosid  338, 340 Stigmasterin s. Stigmasterol Stigmasterol  166 Stilböstrol  514 Stoff, gesundheitsschädlicher  410 Stoffwechsel  544 – Aminosäure  544 – Fett  544 – Kohlenhydrat-  544 – Produkt  544 – Terpen  544 – Zimtsäure  544 Strecker-Abbau  216, 432, 546, 551 Streckeraldehyd  551 Stremellachs  607 Streptococcus-Arten  570

Streptomyces-Arten  538 Stresnil  511 Strontium-89  361, 457, 462 Strontium-90  361, 457, 462 Struktur-Wirkungsbeziehung  554 Struma  366 Strychnin  507 Sucralose  338, 340 Sucrose  221 Sudanrot-Farbstoff  361, 464 Südfrucht  802 Sulfid  26, 842 Sulfit  867 Sulfitintoleranz  533 Sulfonamid  512, 629 Sulfooxymethylfurfural  435 Sultanine  803, 813 Suppenwürze  691 Suppenwürze-Aroma  246, 290 Surimi  616 Süßgeschmack  325, 330, 335 Süßholz  342 Süßholzsaft  661 Süßholzwurzel  661 Süßkartoffel  690 Süßkraft  206, 220, 335, 347, 656, 658, 805 Süßlupine  645 Süßstoff  13, 328, 335, 338, 344, 658 Süßungsmittel  34, 142, 206, 220, 234, 300, 328, 650, 658 Süßware  132, 137, 203, 335, 347, 562, 603, 656, 693, 740, 830 Süßwein  721 β-Sympathomimetica  514 Synärese  318, 692, 693 Synergismus  302 Synergist  345 Synthase  126 Synthetase  126, 142 Szechuanpfeffer  825

T T-2-Toxin  408 Tabak  2, 214, 403, 780, 862 Tabakrauch  412 Tafelwasser  855 Tagatose  13, 193 Tannin  713, 717, 771, 813 Tapioka  12, 223, 692 Tapiokastärke  343, 691, 692 Tartrazin  349, 353, 532 Taurin  105, 107, 856 TDI (Tolerable Daily Intake)  18

905 Stichwortverzeichnis

Tee  109, 131, 203, 311, 377, 382, 392, 452, 493, 508, 745, 752, 783, 784, 844 – grüner  752 – schwarzer  753 – weißer  756 Teigführung  682 Teiglockerung  672, 738 Teigware  464, 688 Tempeh  645 Tensid  454 Teratogenität  302 Terpen  26, 35, 805, 808, 820 – Biosynthese  808 Terpenoid  166 Terpine  833 α-Terpinen  811, 826 α-Terpineol  826 tert-Butylhydroxychinon  313 Tertiärstruktur  38, 256, 259, 268, 280 Testa  759 Testosteron  514 Tetanus-Toxin  507 Tetrachlorethen  360, 455, 841 Tetrachlorethylen  842 Tetracyclin  310, 509 Tetrahydrocannabinol  758 Tetrodotoxin  360, 395, 507 Thaumatin  338, 339 Theaflavin  755 Theanin  755 Thearubigen  755 Thebain  383 Theobromin  744, 746, 755, 758 Theophyllin  744, 746, 755 Thermogenese  33, 36 Thiabendazol  310 Thiamin  4, 72, 74, 75, 124, 295, 551, 593 Thiazol  546 Thiocarbamat  493 Thioglucosid  170 Thioglucosidase  138 Thioglucosinolat  150, 366, 368 Thiophosphorsäureester  495 Threonin  246, 250, 251, 254, 550, 785 Threose  189, 540 Thromboxan  37 Thujen  833 α-Thujen  824 Thujon  360, 392, 722, 738, 833 Thunfisch  271, 449, 604 Thunfischkonserve  141 Thymian  297, 833 Thymin  269 Thymol  833 Thyreostatikum  361, 510

S–T

Thyroxin  109, 112, 368 Tiefgefrieren  131 Tiefgefrierlagerung  277, 284 Tiefkühlkost  225, 227, 795 Tierarzneimittel  509, 512, 870, 874 Tintenfisch  613 Titandioxid  350 Tocopherol  77, 88, 168, 176, 181, 311, 562, 567, 573 Tocotrienol  88 Tofu  644 Toluol  360, 546 Tomate  46, 58, 152, 268, 281, 283, 324, 345, 348, 371, 374, 403, 533, 541, 551, 776, 786, 802, 807 Tomatenmark  796 Tomatensaft  138 Tomatidin  375, 777, 786 Tomatin  373 α-Tomatin  786 Tonic-Wasser  856 Topinambur  233, 335 Tortilla  668 Total-Herbizid  483, 493, 501 Totenstarre  281, 604 Tourieren  574 Toxin  359, 360 Toxizität  302, 378 Toxoplasmose  284 Traganth  208, 237, 320, 321 Trägerstoff  230, 300, 355, 558, 740 Tranquilizer  511 Trans-Fettsäure  38, 145, 159, 165, 175, 183, 411, 572 Transaminase  126 Transaminierung  249 Transferase  126, 133 Transglutaminase  133 Traube  350, 538 Traubensaft  406, 784 Trehalose  219, 220 Treibgas  300, 355 Trenbolon  514 Trennmittel  230, 300, 355, 686 Trennöl  576 Trester  837 Tresterbrand  737 Triazin  493 Tributylzinn  513 Trichine  284, 293, 578 Trichlorethan  842 Trichlorethylen  842 Trichlorphenol  501 Trichlorphenoxyessigsäure  501 Trichlorphon  512 Trichothecen  360, 407 Triglycerid  34, 35, 134, 429, 561, 574, 575, 767 Trihydroxystilben  784

906

Stichwortverzeichnis

Trimethylamin  603 Trimethylaminoxid  603 Trimyristin  828 Trinitario  756, 757 Trinkbranntwein  733 Trinkwasser  3, 106, 295, 301, 311, 449, 452, 483, 508, 514, 850, 851 – Desinfektion  851 – Entkeimung  311, 851 – Entsäuerung  850 Trioseredukton  204 Triphenylmethanfarbstoffe  353 Trisaccharid  187, 704 Triterpen  166, 777 Tritium  361, 456, 457, 460 Trockenei  295 Trockenfisch  615 Trockenfrucht  203 Trockengemüse  796 Trockenobst  106, 813 Trockenpflaume  813 Trocknen  288 Trocknung  277 Tropan  379, 381 Tropanalkaloid  379 Tropomyosin  261, 584 Troponin  261, 584 Trp-P-1  444 Trp-P-2  444 Trüffel  661, 790 Trypsin  139, 260, 267, 370 Trypsin-Inhibitor  139, 360, 370, 522, 785, 789 Tryptamid  760 Tryptophan  40, 73, 250, 251, 254, 444 TTC-Konzept  19 Tutin  389 Tylosin  510 Tyndallisieren  278 Typ-I-Reaktion  519 Typage  737 Tyramin  271, 399 Tyrosin  139, 250, 251, 271, 533, 544, 545

U Überzugsmittel  300 Ubichinon  97, 124 Ultrahocherhitzung  278, 279 Umami  324, 345 Umesterung  170 Umrötung  133, 307, 593, 597 Umwelthormon  478

Umweltkontaminante  490 Unverseifbares  163 Unverträglichkeit  518 Unverträglichkeitsreaktion  518, 867 Urease  244, 260 Uronsäure  207, 233

V Vaccensäure  159, 626 Valencen  811 Valin  250, 251, 533, 544, 545, 785 Vanadium  100 Vanille  537, 826 Vanillin  537, 554, 826 Vanillylalkohol  827 Varroatose  665 Veganismus  49 Vegetarismus  49 Verbindung, polyhalogenierte aromatische  452 Verbraucherschutz  861 Verdickungsmittel  235, 236, 239, 300, 317, 318, 558, 693 Vernolsäure  158 Verotoxin  277 Verseifung  153 Very Low Density Lipoproteins (VLDL)  163 Vese  667 Vicin  369 Vin Gris  713 Vinylchlorid (VC)  361 Vio-Bin-Prozess  646 Vitamer  74 Vitamin  26, 28, 30, 35, 72, 94, 106, 108, 111, 113, 123, 280, 287, 290, 569, 573, 592, 628, 670, 677, 776, 784–786, 788, 805, 810, 861, 871, 873 – A  28, 74, 77, 85, 168, 176, 278, 306, 343, 348, 569, 573, 628, 810 – Ascorbinsäure  83, 103, 124 – B  49, 81, 278, 287, 592, 776 – B1  75, 124, 677 – B2  75, 124, 805 – B12  74, 76, 78, 108, 124 – B6  28, 75, 124 – B9  76 – Biotin  74 – C  28, 46, 73, 208, 278, 288, 306, 784, 785, 788 – Calciferol  77, 85 – Cobalamin  76, 79, 108, 124 – D  28, 37, 53, 73, 77, 85, 92, 102, 113, 168, 569, 573 – D2  166 – D3  166

907 Stichwortverzeichnis

– Dosis-Wirkungs-Beziehung  96 – E  28, 73, 74, 77, 88, 168, 343, 573 – fettlösliches  73, 77, 84, 94, 166 – Folat  74, 76, 81, 92, 124 – Folsäure  130 – K  74, 77, 90, 168 – Mangel  92 – Mangelerscheinung  92 – Niacin  74, 124, 131 – Nicotinsäure  278 – Pantothensäure  124, 278 – Phyllochinon  77 – Pyridoxin  74, 75, 124 – Retinol  77 – Riboflavin  75, 124, 131 – Thiamin  74, 75, 124 – Tocopherol  77, 88 – Überdosierung  94 – Versorgung  91 – wasserlösliches  73, 75, 78, 628 Vitaminoid  55, 73, 96 Vollei  251–253, 285 – Protein  251 Vollkonserve  278, 303, 615 Vollkorngetreide  106 Vollkornprodukt  75 Vollmilch  623, 631 Vollmilchschokolade  761 Vomitoxin  409 Vorderschinken  593

W Wacholder  733 Wachs  238 Wachsmais  692 Wachstumsregulator  493 Waldensche Umkehr  245 Waldmeister  360, 392 Walnuss  107, 109, 159, 369, 533, 803 Walzentrocknung  289, 635 Wasabi  830 Wasser  64, 66 – Anomalie  64 – Gehalt in Lebensmitteln  66 Wasseraktivität  66, 288 Wasseraufbereitung  847 Wasserbindungsvermögen  586, 600, 692 Wasserhärte  842 Wasserstoffperoxid  309 Weichfäule  131, 134 Weichkaramell  658 Weichkäse  637, 641 Weichmacher  360

U–X

Weichtier  603, 613 Weichweizen  675 Wein  9, 133, 301, 304, 306, 311, 360, 403, 500, 555, 710, 719, 721, 738, 861 – Fehler  719 – Korkgeschmack  555 – Schädling  719 – Verfälschung  721 Weinbehandlung  715 Weinbrand  736 Weinessig  736, 836 Weinherstellung  711 Weinsäure  291, 311, 328, 642, 803, 837 Weintraube  205, 710, 802, 813 Weißfisch  608 Weißkohl  794, 796 Weißwein  399, 710, 718 Weißwurst  600 Weißzucker  652 Weizen  12, 223, 233, 252, 260, 403, 408, 524, 527, 656, 666, 678, 679 – limitierende Aminosäure  40 Weizenbrot  681 Weizeneiweiß  646 Weizengrieß  690 Weizenkeim  76 Weizenkeimöl  77, 165, 168, 562 Weizenkleber  262, 533 Weizenkleie  107 Weizenmehl  104, 233, 253, 460, 691 Weizenstärke  691 Wermut  344, 360, 722, 737, 738 Wermutkraut  392 Wermutwein  722 Whisky  307, 415, 737 Wildfrucht  802 Winterisierung  561 Wirkung, endokrine  28, 453 Wirsing  366, 788 Wodka  737 Wollmispel, japanische  807 Worcester-Sauce  834 Wurst  37, 163, 307, 318, 588, 596 Wurstware  68, 106, 132 Würze  725 Wurzelgemüse  776

X Xanthan  235, 320 Xanthin  432, 745 Xanthinderivat  744 Xanthophyll  168, 348, 805 Xenohormon  478

908

Stichwortverzeichnis

Xylan  192, 222, 230, 233, 658 Xylit  13, 34, 206, 234, 330, 334, 658 Xylol  360 Xylose  192, 207, 237, 658 Xylulose  193

Y Yuzu  808

Z Zearalenon  403, 407, 514 Zeaxanthin  167, 168, 348, 619, 829 Zellatmung  281 Zeranol  514 Zichorien  335 Zichorienkaffee  751 Ziehmargarine  574 Zigarettenrauch  444 Zimt  168, 297, 360, 392, 831 Zimtaldehyd  832 Zimtöl  831 Zimtsäure  544, 545, 780 Zink  28, 100–103, 108, 110, 112, 115, 117 Zinn  100, 101

Zirkon-95  361, 457, 463 Zitrone  810, 814 Zitronenöl  538, 556, 808 Zöliakie  49, 532, 674 Zucchini  780 Zucker  3, 10, 288, 291, 303, 314, 424, 650, 714, 738, 802, 815, 857 – Karamellisierung  214 – reduzierender  416, 432, 546, 748 – Reformulation  13 Zuckeralkohol  13, 205, 328, 330, 658 Zuckerart  650, 875 Zuckeraustauschstoff  34, 328, 335, 658 Zuckerhirse  361 Zuckerkulör  216, 349, 353, 354, 432, 435, 657, 679 – Berwertung  353 Zuckern  291 Zuckerrohr  188, 220, 361, 654, 733 Zuckerrübe  188, 220, 249, 651, 653 Zuckerrübenkraut  657 Zuckerrübensirup  657 Zuckerware  658, 679 Zusatzstoff  301, 490, 530, 534, 862, 867, 868, 874 Zwiebel  105, 283, 293, 295, 297, 366, 369, 541, 619, 776, 794, 820 Zwiebelgemüse  776 Zwitterion  163, 245