lektion 6-Inh./Zus.stoffe

-stoffe, die i.d.r. weder selbst als lm verzehrt werden noch als charakteristische zutat eines lm verw. werden

-die einem lm aus technologischen gründen beim herstellen oder behandeln zugesetzt werden->wodurch sie selbst oder ihre abbau/reaktionsprodukte mittelbar oder unmittelbar zu einem bestandteil des lm werden (können)

-maßnahmen notw., um produz. (halb-)fertigen lm verzehrfertig und handelsfähig (physikalisch, chemisch, mikrobiologisch) zu machen

->dazu zählen=

• stabilisierende maßnahmen (stabilisatoren)

• feuchthaltemittel

• konservierungsmittel

• verdickungs/geliermittel

• antioxidantien

• emulgatoren

• geschmacksstoffe (süßstoff, zuckeraus.stoffe, geschm.verstärk., kochsalz)

• lebensmittelfarbstoffe

-müssen ausdrückl. zugelassen sein und kenntlich gemacht werden

-jeder zugl. stoff erhlt. in der eu eine e nummer

-welche lm zusatzstoffe in welchen mengen und produkten zugel. sind= in der eu durch verordnung (eg) nr 133/2008 des eur.parl. und des rates vom 16.12.2008 über lm zusatzstoffe geregelt

-um lm hins. ihres geschm./geruchs für kons. attrakt. zu machen

-in geringen konzentr.->wichtig, dass aromastoffe unbedenktl. für gesundheit des konsum. sind

-2.500 aromastoffe, welche im europ. wirtschaftsraum zulässig sind

-aromen/best. lmzutaten mit aromaeig. in oder auf lm=seit januar 2011-> verordnung (eg) nr 1334/2008 (eu aroma verordnung)

-engl. flavour

-durch verbind. vermittelt, die sich an geruchsrezeptoren im riechkolben binden können

-aroma=bez. den olfaktorischen gesamteindruck eines lm und die zubereitung zum aromatisieren von lm

-sind flüchtige substanzen, die bereits in sehr geringen konz. eine wirkung entfalten

• campherartig

• moschusartig

• blumig

• minzig

• ätherisch

• stechend

• faulig

-stellt die schwelle dar, bei der duftstoffe olfaktorisch wahrgen. werden

-wird in parts per million (ppm) oder darunter angegeben

-für geruch ausschlaggebend= grundlegende chem. struktur->nicht die fkt. gruppen eines moleküls

-aromastoffe werden in lm industrie zum verfeinern von lm eingesetzt

-zum einsatz kommen=

• flüssigkeitsaromen

• emulsionsaromen

• pastöse aromen

• trockenaromen

-lm enth. natürl. aromen=primär/sekundär

• primär=bilden sich durch stoffwechsel der pflanze (gewürze/obst)

• sekundär=gemüse

-erst bei verarbeitung durch die zerstörung der zellstrukturen freiges.

-enzyme setzen dann aromast. aus vorläufermolek. frei->linol/linolensäure, senfölglycoside,cystein-s-oxide

->gurke(frisch aufgeschnitten)=besitzt charakter. aromastoff, der aus linolsäure über bildung über hexanal gebildet wird->es entsteht tans-2-nonenal

->zwiebel/knoblauch(schneiden)=enzym alliinase, verschiedene cystein-s-oxide (schwefelverb.)

-bei früchten ändert sich stoffw.lage von anabolen zu katabolen mechanismen während reifungsphase

-aus versch. stoffwechs.lagen werden aromastoffe versch. stoffgr. freig.

-zerkleinern der früchte=unterbindet aromastoff-biosynthese

-enzymkatalysierte oxidations/hydrolyseprozess=verändern die gebildeten aromast.->weswegen das aroma von früchten und säften unterschiedlich ist

-maillard reaktion=wird auch als hitzebedingte, nicht enzymat. bräunungs/-aromabildung bez.

-fermentative prozesse von wein oder tee=charakt. aromastoffe

-beim verderb (ranzigwerden, oxidation von fetten)= aromen, die als fehlaromen bez. werden

-bei aromaverlust (herstellung von lm)=ausgleich

-um lm schmackhafter zu machen->konsumenten produkte mit versch., intensiven geschmäckern anbieten zu können

-bsp.: erdbeerjoghurt= aromaverlust wird bei herstellung ausgeglichen

->aromaverl. entst. beim transp./herstell. von lm der erdbeerfruchtzubereitung durch erhitzung

-auch bei lm die hohen nährwert aufweisen, jedoch eher geschmacks/geruchslos sind=aromastoffe um geschmackserlebn. zu verbessern

-prod. aus sojaprotein (brotaufstriche)=aromatisiert

-aromagebende zutaten in lm=dosierungsbereich von 100-200 ppm

-aroma eines lm=durch charakt. verhältnis von 3-40 versch. flüchtigen verb best.

-aromastoffe, welche allein das aroma eines lm prägen=character impact compunds

• anthranilsäuremethylester

  ->enth. in kakao, kaffee,trauben,grapefruit,jasmin,zitronen,limetten,erdbeeren,mandarinen,blütenöle

  -> fruchtigen geruch, werden zur komposition von trauben/zitrusaroma angewendet

• citral

  ->wesentliches element des zitronenöls

• geosmin

  ->wichtiger bestandteil in rote beete

  ->wird von mikroorg. produziert (streptomyces-arten; myxobakterien)

  ->erdig-muffiger geruch und geschmack

• isopropylmethoxy-pyrazin

->verleiht bspw. der kartoffel ihren erdigen geruch

• methyl-2-p-hydroxyphenylethyekton

  ->himbeerketon->in himbeeren enthalten

  ->findet anwendung bei aromatisierung von süßwaren

• nootkaton

  ->spezifisches aroma->in zitrusarten

  ->einsatz in erfrischungsgeträniken und arzneimitteln

• vanillin

  ->mengenmäß. wichtigster aromastoff->hauptaromastoff in der gewürzvanille und hauptbestandteil des nat. vanilleextrakts

  ->in speiseeis, backwaren, schokolade

  ->wichtiger duftstoff bei parfümherstellung und spielt eine rolle bei geschmacksverbesserung von arzneimitteln und vitaminpräparaten

• 1-octen-3-on

  ->pilzartiger und metallischer geruch

  ->geruchseindruck von champignons

• 4-hydroxy-2,5-dimethyl-3(2h)-furanon

-ein aromastoff, der in ananas,erdbeeren,mango vorkommt

-verbindung wird auch synth. hergestellt ->bezeichn. furaneol

• natürliche arom.st.=durch destill. oder extrakt. gewonnen

• naturidentische ar.st.=synthet. herg. und chem. identisch zu den natürl. ar.st.

• künstliche ar.st.=synt. herg. und nicht ident. zu nat. ar.st. (kommen natürlich nicht vor) ->ethylvanillin

• aromaextrakte und essenzen=durch destillation/extraktion mit lös.mittel aus pfl. ausg.stoffen gewonnen, oft mischungen mit natürl./naturident. aromast. erhältl.

• reaktionsaromen=oft mit glutamat und 5`-inosinmonophosphat versetzte aromastoffe, die durch umesterung von reduzierenden kh mit as und fetten bzw fs , schwefelhaltige as und anderen reaktionspartn. unter hitzeeinw. herg. werden

• raucharomen=meist in raucherz.->unter weitgeh. mögl. eliminierung kanzerogener verb. hergestellt

-lm können gefärbt werden->zusatzstoffe->entw. natürliche herst. oder synthetisch

-durch europ. gesetzgebung definiert: any substance not normally consumed as a doof in itself and not normally used as a characteristic ingridient of food, wether or not it has nutritive value

-werden farbstoffe aus techn. gründen für produkt., verp., transport,lagerung zugesetzt->sind als bestandteile von lm anzusehen

-um lm farbe hinzuzufügen oder eine durch den herst.proz. verlorene farbe wiederherzust.

-nur die, die vom scf oder der efsa genehmigt wurden

-prüfung der verw. farbstoffe, ob mögliche täuschung des verbrauchers vorliegt

-manchen lm dürfen keine farbstoffe zugesetzt werden->unbehandelte lm, grundnahrungsmitteln, milch, zucker, gemüse, obst, pilzen

-um industriell erz. lm visuell attraktiver zu machen

->speiseeis, bonbons, konfitüre

-man verw. farbst. die natürlich keine erkennb. gesundheitl. folgen für den menschen haben

• carotinoide(pflanzen)-> ß carotin(mohrrübe); lycopin(tomaten); lutein(eigelb); zeaxanthin(mais)->meisten vertreter fettlöslich->farbspektrum von rot bis gelb->viele können synth. werden

• anthocyane(wasserl. pfl. farbst.)->pflanz., blüten, früchten->kirschen,johannisbeeren,rote trauben,rotkohl->rotwein->rote,violette,blaue farbe(abhängig von ph wert->limitiert einsatz stark)

• betanin->fruchtzubereitung,fruchtgelees,fruchtmarmeladen,joghurts,saucen,süßigkeiten,würzmittel,frühst.getr.produkte->natürl. vork. roten farbstoff(rote rüben)->empf. gegenü. licht und hitze

• curcumin->oranggelb->margarine,teigwaren,kartoffelflocken,fertiggerichte,senf->aromaträger der als gewürz/aromastoff verwendete gelbwurzel->farbstoff stammt aus rhizom der kurkumapflanze

• chlorophyll->grüner, wasserl. farbst.->aus blättern von brenesseln,luzernen,spinat hergest.->kupferchlorophyll-intensive färbung (zentr. kupferatom anstatt des magnesiumsatoms)

-sind nur für einige lm mit entsp. höchstmengen zugel.

-bei einigen verbindungen unklar, ob gesundht. risiken

-bsp.: tartrazin->kann allergien auslösen

• cholingelb und tartrazin (gelb), gelborange-s (orange)

• cochenillerot und karminsäure (rot)

• indigotin I (blau)

• kupferchlorophyll (grün)

• zuckercouleur (braun; durch erhitzen aus sacc. oder glucose mit bräunungsbeschleunigern wie z.b. na2co3,k2co3,naoh,koh,essig/zitronen und schwefelsäure herg.)->wird bspw. in cola eingesetzt

• brillantschwarz bn (schwarz)

-wenn die haltbarkeit von lm durch reduktion der verderbevorgänge verlängert wird

-v.a. die mikrobiologisch bzw enzymatisch bedingten prozesse des verderbs=relevant

-physikalische/chemische konservierung

->physikalisch=trocknung, hitze, bestrahlung mit ionisierender strahlung oder uv licht, tiefkühlen, gefrieren

->chemisch=salzen, pökeln, säuern, zuckern, alkohol, konservierungsmittel

-freies wasser wird reduziert->mikroorg. benöt. freies wasser für ihren stoffwechsel->durch zugabe von salz/zucker wird wasser gebunden->wasseraktivität sinkt->mikroorg. werden durch salz in ihrer ausbreitung gehemmt ->salz steigert auch durch quellung die durchlässigkeit der zellmembran

-ab konz. von 8% wird das wachstum der mikroorg. gehemmt->höherer salzgehalt zur konserv. verw. (bei fleisch bis zu 20%)

-best. erreger gegenüber höheren salzkonzentrationen resistent->kahmhefen

-eig., wasser sehr gut zu binden

-lm hat zuckergehalt von über 40%=ausreichende konservierung liegt vor

-wassergehalt der lm ausschlaggebend dafür=wie hoch zuckergehalt sein muss, um eine zufriedenstellende konservierung zu erhalten

-konfitüren benötigen z.b. 55% zucker und 60% sirup, um haltbar zu bleiben

-ph wert=sensibler parameter für das wachstum von mikroorg., v.a. die enzymaktivität besitzt meist einen geringen toleranzbereich

-legt man fisch, fleisch, gemüse in essiglösung ein=wird ph wert erniedrigt->bei niedr. ph wert=meisten mikroorg. können sich nicht ausbreiten->konservierung wird erreicht

-weitere wichtige säuren, zur konservierung eingesetzt=zitronensäure, weinsäure, milchsäure

-konservierung durch einlegen in hochprozentigen alk.

-ethanol kann proteine denauturieren und wirkt dadurch antimikrobiell

-fkt.fähige proteine=voraussetzung, um stoffwechsel der mikroorg. aufrechterh. zu können

-zu beachten, dass diese form der konserv. starke auswirk. auf den geschm des eingelegten lm hat

-konservierung spielt nicht so wichtige rolle

-für stoffwechselaktivität wird wasser benötigt=ausbreitung von mikroorg. gehemmt

-enzyme benötigen wasseraktivität von 50%, um wirken zu können

-fleisch, obst, gemüse, trockensuppe, kaffeepulver=durch trocknung haltbar gemacht werden

-denauturierungsprozesse der proteine

-bedeutendste methode zur sicherstellung von lm

-bei temp. von 100 grad=mikroorg. ausreichend abgetötet

-bakterientoxine werden bei höheren temp (120) inaktiviert

-abtöten von sporenbildnern temp von mind. 120 grad

-0-6 grad

-biochem. vorgänge in mikroorg. werden stark verlangsamt ->höhere lagerzeit ist möglich

-nicht alle mikroorg. verlangsamen bei kühlschranktemperaturen ihren stoffwechsel->kälteliebende/kältetolerante bakterien wachsen auch im kühlschrank (listerien)

-uv strahlung=nur oberfl. behandlung->wirkt mikrobiozid->dringt aber nicht tief in lm ein

-bestrahlen bzw. elektronenstrahlen,röntgenstrahlen,gammastrahlen=häufig eingesetzt->ionisierende strahlung->eig.=spaltet org. moleküle zu radikalen und ionen->inaktivierung von mikroorg.

-ab gewisser strahlendosis=fehlaromen werden gebildet->lm nicht mehr zum verzehr geeign.->in de bestrahlung verboten

-werden in weit geringeren konzentrationen eingesetzt->müssen zugelassen werden

-wirken antiseptisch und werden häufig von der lm industrie eingesetzt

-diese konservierungsstoffe->antimykotische,antiputride oder antizymatische eigenschaften haben

-wirkung der kons.stoffe=unterschiedlich->einige greifen die zellmembranen der mikroben an->andere blockieren reaktionsfähige gruppen der enzyme

• benzoesäure

• p-hydroxybenzoensäureester

• natamycin

• nisin

• nitrit und nitrat

• propionsäure

• schweflige säure

• o-phenylphenol

• sorbinsäure

• räuchern

• thiabendazol

-effekt ist ph abhängig

wirken daher nur in lm mit saurem ph wert

-in konzentrationen von 0,05 bis 0,4% enthalten

-im gegensatz zu benzoesäure auch bei höherem ph wert einsetzbar

-in konz. von 0,06 bis 0,1% enthalten

-wurst und käse werden damit oberfl. behandelt

-antimykotische wirkung wird erzielt

-wichtig bei herst. von käse, da bestimmte es best. mikroorg. hemmt

-für färbung von fleisch

-umwandlung von myoglobin in stickstoff-myoglobin->bleibt auch bei hohen temp. stabil

-in schnittbrot

-in konz. von 0,3% enthalten

-in obst und gemüseerz.

-nicht bei fleisch und fisch angewendet->können fäulnisgerüche überdecken->stellen somit ein risiko dar

-wirkung=antimykotisch

-üblicherw. zur konserv. von zitr.früchten, durch bäder mit lösungen von o-phenylphenol

-wirkt v.a. antimykotisch und ist in lm wie backwaren,margarinen,käse,obst,gemüseerz., schnittbroten zu finden

-in konz. zw. 0,01 und 0,3%

-phenole und aldehyde werden bei verbrennung von holz und zellulosehaltigen materialien freigesetzt

-verbinden sich mit proteinen der lm

-konserv.stoff wirkt antimykotisch

-in geringen konz. bei zitrusfrüchten und bananen

-substanzen, die nicht bewusst eing. werden sondern unabeabsichtigt über umwelt oder verarb.prozess in lm gelangen->minmierungsangebot->hersteller muss darauf achten, deren menge so weit wie mögl. zu minimieren

-man unterscheidet umweltkontaminanten und prozesskontaminanten

-gelangen über umwelt (luft, boden, wasser) in ein lm

-hierzu zählen=anorganische schwermetalle wie blei, cadmium, quecksilber, halogene, weichmacher, diocine, holzschutzmittel

-werden beim herst.prozess (bearbeitung, verarbeitung) in einem lm gebildet

-können auch während des herst.proz. in ein lm eingetragen werden

->bsp.:acrylamid in kartoffelchips

-bei verwendung von chloriertem wasser bei produktion eines lm kann chlorat durch herst.proz. eingetr. werden

-substanzen/reste von stoffen, welche schon bei produktion der lm bewusst eing. werden

-pestizide,herbizide,fungizide gelangen durch versprühen der pfl.schutzmittel in die nahrung

-auch arzneimittel wie antibiotika bei fleischproduktion oder verbindung, die durch düngung des bodens in lm gelangen=rückstände

->rückstandsmengenverordnung=gibt höchstmengen verbindlich vor

-acrylamid wird nach aufnahme der lm im körper in glycidamid umgewandelt

-glycidamid=wirkt kanzerogen

-bedenkliche acrylamid=bei erhitzung ab 120 grad durch reaktion von zucker mit as asparagin durch maillard reaktion erzeugt

-hohe mengen an acylamid in stärkehaltigen lm

->kartoffelchips=750

->pommes frites=500

->röstkaffee=400

->kekse, waffeln=350

-verbindungen->nur schwer abbaubar->langlebig

-im menschen,tieren,umwelt anreicherung

-zählen zu: pesistenten organischen schadstoffen

-polychlorierte biphenyle sind verboten, gelangen jedoch aufgr. ihrer langlebigkeit in die lm->in böden/gewässern

-dioxine entst. im zuge der herst. von chlorhaltigen verb (sind nebenprodukte der synthese) oder durch verbrennungsprozesse

-konz. dieser stoffe in natur sehr gering=nur mittels sensibler verfahren nachweisen->gaschromatografie und massenspektrometrie

-v.a. eier sind gefährdet

-können in höheren konz. in lm wie anchovis, rohwurst, gereiftem käse, sauerkraut vorkommen

-bsp. dieser niedermolekularen organischen basen: histamin, tryptamin,putrescin,cadaverin,tyramin,phenylethylamin

-entst. beim verderb durch mikrobielle aktivität (durch enzymatische decarboxylierung von as) und bei prozessierung wie fermentation

-man erf. biogene amine u.a. bei qualitätskontrolle

-für biogenes amin histamin->verordnung (eg) nr. 2073/2005 der eu zu zul höchstmenge->für: in meeresfischen der familien scombridae,clupeidae,engraulidae,coryfenidae,pomatomidae,scombraesosidae

-in eingien fleischprodukten nachweisbar

-um verbraucher zu schützen->kontrolle von lm hins. dieser bestandteile zentral, da sie negativ auf gesundheit des menschen wirken können

-verbreitung von antibiotikaresistenzen durch exzessuven einsatz von antibiotika in der tierzucht=aktuelles problem

-man kontrolliert lm mittels screeningverfahren wie hemmstofftest auf antibakteriell wirksame substanzen und immunchemische sowie mikrobiologische rezeptorverfahren

-zur risikominimierung bez. ernährungssicherheit=risikobewertung

-risiken sollten entl. der gesamten lm kette bewertet werden

-bei diesem prozess sind risikobewertung, risikomanagement, risikokommunikation wichtige teilschritte, um den verbraucher zu schützen->nach verordn. (eg) nr. 178/2002)

-man versucht dabei das vorkommen eines biol.,chem.,phy. agens in lm oder futtermitteln zu vermeiden

-begriff risiko=quantitativer begriff, welcher die größe der gefahr darstellt

1. gefahrenidentifizierung: gefahren->mikroorganismen wie z.b. salmonellen,pestizide,arzneimittel,schwermetalle,fremdkörper,natürliche lm inhaltsstoffe oder zusatzstoffe können problematisch sein

2. gefahrencharakterisierung: es wird eine qualitative und quantitative beschreibung der gefahr durchgeführt->analyse basiert auf resultaten aus forschung,toxikologischen und epidemiologischen studien, sowie statistischer auswertung->wichtige toxik. begriffe sind die toxikol. kennzahlen wie z.b. ADI (acceptable daily intake) oder TDI (tolerable daily intake) ->bezeichnet die menge einer substanz die tägl. auf lebenszeit aufgen. werden kann, ohne dass es zur gesundh. beeintr. kommt

1. expositionsabschätzung: der frage nachgehen, was die gesamte aktuelle exposition der bevölkerung (ggegn.falls bestimmter bevöl.gruppen wie kinder) ist->es werden verzehrdaten bestimmter lm mit dem vorhandensein der substanz in betr. lm betrachtet

2. risikocharakterisierung: man quantifiziert das risiko aus den ersten 3 stufen der risikobewertung->aussagen zur wahrscheinl.keit,häufigkeit,schwere der potenz. negat. ausw. lassen sich treffen->pathogene mikroorg. als gefahrengruppe=hohes risiko von campylobacter und salmonellen

-zur festlegung der allg. grundsätze und anford. des lm rechts

-zur errichtung der eur. behörde für lm sicherheit und festlegung von verfsahren zur lm sicherheit definiert die risikobewertung als wiss. fund. vorgang

->wichtig, dass risikobewert. bzw sichh.bewert. auf neuesten wiss. erkentn. beruhen und transparent, objektiv, nachvollziehbar sein müssen

-bei lm,deren erbgut modifi. wurde=risikobew. empf.wert

-jeder eingriff in das erbgut der pfl. oder tieren können unerw. ausw. auf die erz. lm und somit auf gesundh.risiken nach sich ziehen->ungeachtet der jew. methode

-gez. anw. der gentechn.=keine gefahr->bewertet das risiko durch einige trad. verfahren (mutationszüchtung mith. von strahlen oder chemikalien) neg veränd der bear. org. auszulösen=deutlich hö-her als durch einen gez. gentransfer mittels biotechn. verfahren zwischen eng verw. arten