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SS 2003 Experimentalvortrag Lebensmittelzusatzstoffe 09.07.03

SS 2003 Experimentalvortrag Lebensmittelzusatzstoffe 09.07.03. Gliederung. 1. Einleitung 2. Konservierungsstoffe 3. Lebensmittelfarbstoffe 4. Antioxidantien Emulgatoren, Stabilisatoren und Verdickungsmittel Geschmacksstoffe 7. Schulrelevanz. Was sind Zusatzstoffe ?.

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SS 2003 Experimentalvortrag Lebensmittelzusatzstoffe 09.07.03

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  1. SS 2003Experimentalvortrag Lebensmittelzusatzstoffe09.07.03

  2. Gliederung 1. Einleitung 2. Konservierungsstoffe 3. Lebensmittelfarbstoffe 4. Antioxidantien • Emulgatoren, Stabilisatoren und Verdickungsmittel • Geschmacksstoffe 7. Schulrelevanz

  3. Was sind Zusatzstoffe ? 1974, LMBG §2 £ Einführung des Begriffes „Zusatzstoffe“ „Stoffe, die dazu bestimmt sind, Lebensmitteln zur Beeinflussung ihrer Beschaffenheit oder zur Erzielung bestimmter Eigenschaften oder Wirkungen zugesetzt zu werden, ...“ Das bedeutet: ▪ Zusatzstoff wird bewusst verwendet ▪ Zusatzstoffe sollen Lebensmitteln vorgegebene Eigenschaften verleihen z. B. Farbe, Geschmack, Beschaffenheit, Haltbarkeit, Nährwert z. Zt. 297 zugelassen (EU)

  4. Zusatzstoffe müssen ... • zugelassen (Positivlisten in ZZulV von 1998) (Ausnahmen: Aromen, Extraktionsmittel, Bleichmittel, Technische Hilfsstoffe, Enzyme + Trinkwasser, Wein) • gesundheitlich unbedenklich • technologisch notwendig • dürfen Verbraucher nicht täuschen • kenntlich gemacht werden (Zutatenverzeichnis) Klassenname + „E-Nummer“ oder Verkehrsbezeichnung

  5. 2. Konservierungsstoffe • Einsatz in Lebensmitteln, die nicht durch Erhitzen, Tiefgefrieren oder durch Zusatz von Salz, Zucker, Alkohol, Säuren haltbar gemacht werden können • verhindern oder hemmen Wachstum von Bakterien oder Schimmelpilzen £ Vermehrung solcher Mikroorganismen sehr gefährlich (Botulismustoxin – stärkstes bekanntes Gift) • zerstören Zellmembranen der Mikroben (lebensnotwendige Austauschvorgänge werden unterbunden) oder blockieren reaktionsfähige Gruppen der Enzyme von Mikroorganismen ⇨Versuch 1

  6. + H3O+ (aq) + H2O + Na+ (aq) (aq) (aq) Versuch 1 Antimikrobielle Wirkung von Konservierungsstoffen a. Erlenmeyerkolben 1 (ohne Natriumbenzoat) C6H12O6 (aq) + 6 O2 (g) 6 CO2 (g) ↑ + 6 H2O CO2 (g) + Ca(OH)2 (aq) CaCO3 (s) ↓ + H2O weiß Hefe, ∆ b. Erlenmeyerkolben 2 (mit Natriumbenzoat) Benzoesäure durchdringt lipoidähnliche Membran der Hefen £ hemmt die Enzyme Katalase £Wasserstoffperoxid-Ansammlung in den Zellen £ Zerstörung der Hefen C6H12O6(aq) + 6 O2(g)

  7. Zugelassene Konservierungsstoffe Benzoesäure (E 210) • enthalten z. B. in Heidel- und Preiselbeeren • Verwendung nur in sauren Speisen z. B. Marinaden, kohlensäurehaltige Getränke p-Hydroxybenzoesäureester („PHB-Ester“, E 214 - 219) • Wirksamkeit hängt kaum vom pH-Wert ab • Verwendung z. B. bei Füllungen für Backwaren, Fruchtsäften, Marmeladen, Oliven, Sauergemüse p-Hydroxybenzoesäureethylester

  8. Zugelassene Konservierungsstoffe Biphenyl (E 230) und o-Phenylphenol (E 231) • Anwendung bei Zitrusfrüchten zur Verhinderung des beim Transport leicht auftretenden Grün- und Blauschimmels Sorbinsäure (E 200) • enthalten in Vogelbeeren in Form ihres Lactons • Verwendung z. B. in Käse, Obsterzeugnissen, Wein, Backwaren, Margarine ⇨Versuch 2 Biphenyl o-Phenylphenol Sorbinsäure Parasorbinsäure

  9. Sicherheitsbreite von konservierend wirkenden Stoffen

  10. Versuch 2 Nachweis der Sorbinsäure in Margarine a. Rama (Vollfettmargarine) • Gesamtfettgehalt mind. 80 % b. Lätta (Halbfettmargarine) • Gesamtfettgehalt 39 – 41 % • erhöhter Wasseranteil £ anfällig für Befall von Verderbniserregern £ Konservierung mit Sorbinsäure bzw. deren Salzen

  11. Versuch 2 Nachweis der Sorbinsäure in Margarine K2Cr2O7 (aq) H2SO4 (aq), ∆ Sorbinsäure + H+ - 2 H2O Thiobarbitursäure Polymethinfarbstoff

  12. 3. Lebensmittelfarbstoffe • 43 in der EU zugelassen • teilweise nur für einige Lebensmittel mit Höchstmengenbegrenzungen zugelassen • Beispiele: Konfitüre, Bonbons, Pudding, Kunstspeiseeis, Käserinden, Lachsersatz ⇨Versuch 3 • Unterscheidung zwischen natürlichen und synthetischen Farbstoffen

  13. Lebensmittelfarbstoffe natürlicher Herkunft Curcumin (E 100) Wurzel von Curcuma longa Karminsäure (Cochenille) (E 120) Cochenillelaus auf Feigenkaktus

  14. Synthetische Lebensmittelfarbstoffe Gelborange S(E 110) Ponceau 4 R (E 124) Patentblau V (E 131) Chinolingelb(E 104) R = H oder R =CH3

  15. Versuch 3 „Echter“ oder „falscher“ Lachs a. „Falscher“ Lachs • Lachsersatz: Seelachs oder Kabeljau • Verwendung von synthetischen Azofarbstoffen Gelborange (E 110) und Ponceau 4 R (E 124) • Farbstoffe löslich in Ethanol / Wasser b. „Echter“ Lachs • Farbe des Fleisches beruht auf Anwesenheit von Carotinoiden

  16. Warum werden Lebensmittel gefärbt ? • Korrektur von Farbverlusten, die infolge Verarbeitung oder Lagerung auftreten können • Ausgleich natürlicher Schwankungen in der Farbintensität der Rohware • Erhöhung der visuellen Attraktivität bei farblosen oder unansehnlichen Lebensmitteln • für Genusswert von großer Bedeutung

  17. Geschmackstest Götterspeise mit Zitrone Waldmeister säuerlich

  18. DemonstrationIsolierung von Lebensmittelfarbstoffen Götterspeise / Polyamidpulver Seesand Glaswolle Adsorption Desorption

  19. DemonstrationChromatographie von Lebensmittelfarbstoffen Fließmittel: 1-Butanol, Essigsäure, dest. Wasser (10:3:6) Götterspeise enthält die synthetischen Farbstoffe: Chinolingelb (E 104) Gelborange S (E 110) Patentblau V (E 131)

  20. 4. Antioxidantien • hemmen oder verhindern unerwünschte oxidative Prozesse • Einsatz hauptsächlich in Lebensmitteln, in denen Fett großflächig dem Angriff von Luftsauerstoff ausgesetzt ist (Schutz vor Ranzigkeit) • Bsp.: Trockensuppen und –soßen, Kartoffeltrockenprodukte, Knabbererzeugnisse, Marzipanmasse, Walnusskerne, ätherische Öle • Wirkungsweise: wirken als Radikalfänger für die bei Autooxidation auftretenden freien Radikale

  21. Zugelassene Antioxidantien • Ester der Gallussäure • (Octyl-, Dodecylgallat) • natürlich vorkommend • Butylhydroxytoluol (BHT) • synthetisch R=C8H17 oder R=C12H25 (E 311, E 312) (E 321) Ascorbinsäure (E 300) ⇨Versuch 4

  22. Versuch 4 – Enzymatische Bräunung Farbänderung beruht auf Zusammenwirken dreier Faktoren: 1. Phenolische Inhaltsstoffe (in Obst, Kartoffeln etwa 0,1 – 1 %) 2. Aktive Enzyme (Phenoloxidasen) 3. Sauerstoff

  23. Versuch 4 – Enzymatische Bräunung a. Bräunungsreaktion

  24. Versuch 4 – Enzymatische Bräunung b. Unterdrückung der Bräunungsreaktion Ascorbinsäure: kräftiges Reduktionsmittel (Endiol-Struktur) £ reduziert gebildeten Chinone (keine Polymerisation)

  25. 5. Emulgatoren, Stabilisatoren und Verdickungsmittel Emulgatoren: • verringern Grenzflächenspannungen zwischen nicht mischbaren Flüssigkeiten Stabilisatoren: • stabilisieren Zustandsform eines Lebensmittels • wirken auf Eiweiß ein Geliermittel: • beeinflussen Viskosität durch Bindung des Wassers • 1 – 3 % können 97 – 99% Wasser binden

  26. Zugelassene Emulgatoren Lecithine (E 322) • Gewinnung aus Sojabohnen und Eigelb • Verwendung z. B. in Margarine, Schokolade, Backwaren

  27. Zugelassener Stabilisator Glucono-δ-lacton (GDL, E 575) • innerer Ester der Gluconsäure • schonende Säuerung z. B. bei Rohwurst

  28. Zugelassene Verdickungsmittel Pektin (E 440a) • in Früchten, Wurzeln, Blättern sehr verbreitet • Verwendung z. B. bei Herstellung von Konfitüren und Süßspeisen Carrageen (E 407) • in Zellwänden bestimmter Rotalgen • Verwendung z. B. in Frucht/Milch-Getränken, Trinkschokolade ⇨Versuch 5

  29. Versuch 5 Emulsions- und Suspensionsstabilisierende Wirkung von λ-Carrageen β-D-Galactose- 2-sulfat α-D-Galactose- 2,6-disulfat

  30. suspendierter Kräuterpartikel emulgiertes Öltröpfchen Versuch 5 Emulsions- und Suspensionsstabilisierende Wirkung von λ-Carrageen

  31. 6. Geschmacksstoffe Zuckeraustauschstoffe und Süßstoffe: Xylit (E 967): • relative Süßkraft 1,2 – 1,3 • Verminderung des Kariesrisikos Saccharin (E 954): • relative Süßkraft etwa 500 • beliebt bei Übergewichtigen

  32. Geschmacksstoffe Geschmacksverstärker: Mononatriumglutamat (E 621): • verstärkt Eigengeschmack salziger Speisen wie Fleisch und Gemüse • 0,1 - 0,3 % ausreichend • Maltol (E 636): • verstärkt Eigengeschmack süßer Speisen • 0,005 – 0,025 % sparen etwa 5 – 15 % Zucker

  33. 7. Schulrelevanz • im Lehrplan nicht vorgeschrieben • Thema fächerübergreifend (Biologie) • Chemikalien weitgehend ungefährlich • Gerätschaften küchenüblich und kostengünstig

  34. Lebensmittelzusatzstoffe ein Schulthema ? • etwa 80 % aller Krankheiten sind auf falsches Ernährungsverhalten zurückzuführen →Notwendigkeit einer Gesundheitserziehung • auf Basis von Kenntnissen lassen sich Für und Wider des Einsatzes fundierter diskutieren (notwendig oder entbehrlich) • Unterricht muss in der Lage sein Grundkenntnisse zur Entscheidungsfindung zu vermitteln

  35. Es kommen die Nummern mit „E“ davor so manchem recht verdächtig vor. Aber: Stoffnamen klingen verschiedentlich, Nummern Europaweit Einheitlich – und weil Zusatzstoffe gut Eßbar sind, man „E“ hinterm Verwendungszweck find‘t. „Warn“listen sind entbehrlich, das sag ich ehrlich! Peter Kuhnert Lebensmittelchemiker

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