Lebensmittelwissenschaftliche Übungen – Praxisnah und wissenschaftlich fundiert.
Wie wird Butter hergestellt? Wie entsteht Joghurt? Und wie wirkt Sorbinsäure als Konservierungsmittel? Dieser praxisnahe Projektbericht aus der Lebensmittelwissenschaft gibt fundierte Einblicke in die Emulsionsbildung, Fermentation und Konservierung von Lebensmitteln.
Basierend auf experimentellen Versuchen bietet der Bericht eine detaillierte Analyse der physikalisch-chemischen Prozesse bei der Herstellung und Haltbarmachung von Lebensmitteln. Die wissenschaftlichen Grundlagen werden mit anschaulichen Ergebnissen und einer kritischen Einordnung ergänzt.
Ideal für Studierende der Ernährungswissenschaften, die diese Übungen durchführen müssen.
Inhalt
Abkürzungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abbildungsverzeichnis
1. Aufgabe 2: Emulsion in Lebensmitteln - Butterherstellung
1.1. Einleitung - Butterherstellung
1.2. Hauptteil - Butterherstellung
1.2.1. Materialien
1.2.2. Durchführung
1.2.3. Ergebnisse
1.3. Schluss - Butterherstellung
2. Aufgabe 3: Sauermilchherstellung – Joghurt
2.1. Einleitung - Joghurt
2.2. Hauptteil - Joghurt
2.2.1. Materialien
2.2.2. Durchführung
2.2.3. Ergebnisse
2.3. Schluss - Joghurt
3. Aufgabe 4: Konservierung mit Sorbinsäure
3.1. Einleitung - Konservierung
3.2. Hauptteil - Konservierung
3.2.1. Materialien
3.2.2. Durchführung
3.2.3. Ergebnisse
3.3. Schluss - Konservierung
Literaturverzeichnis
Verzeichnis der Anhänge
Anhang
Abkürzungsverzeichnis
ml Milliliter
g Gramm
pH-Wert pondus hydrogenii/Potential des Wasserstoffs
ssp Subspecies/Unterart
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: verwendete Materialien für Butter
Tabelle 2: verwendete Materialien für Joghurt
Tabelle 3: verwendete Materialien für Konservierung
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Sahne in der Rührschüssel
Abbildung 2: Steife Sahne
Abbildung 3: Sahne wird zu Butter
Abbildung 4: Butter zeigt sich deutlicher
Abbildung 5: Butterklumpen im Schneebesen
Abbildung 6: Butter im Leintuch
Abbildung 7: Butter im Eiswasser
Abbildung 8: Buttermilch
Abbildung 9: Butter zur Begutachtung
Abbildung 10: Materialien und Milch im kleinen Topf
Abbildung 11: pH-Wert Milch
Abbildung 12: Erhitzen auf 80 ° C
Abbildung 13: Abkühlen auf 38 °C
Abbildung 14: Abgefüllter Joghurtansatz
Abbildung 15: Joghurt im Wasserbad
Abbildung 16: Joghurt nach der Reifung
Abbildung 17: pH-Wert Messung Joghurt
Abbildung 18: pH-Wert Joghurt
Abbildung 19: 80 ml destilliertes Wasser
Abbildung 20: Sorbinsäure
Abbildung 21: Toast in Sorbinsäurelösung
Abbildung 22: Toast in destilliertem Wasser
Abbildung 23: Beginn des Experiments
Abbildung 24: Ende des Experiments
Abbildung 25: Sorbinsäuretoast von unten
Abbildung 26: Sorbinsäuretoast von oben
Abbildung 27: Toast ohne Konservierung von unten
Abbildung 28: Toast ohne Konservierung seitlich
1. Aufgabe 2: Emulsion in Lebensmitteln - Butterherstellung
1.1. Einleitung - Butterherstellung
In diesem Experiment wurde Butter hergestellt. In der Aufgabenstellung wird dies durch das Schütteln von Sahne in einem Glas erreicht. Dies war hier aus gesundheitlichen Gründen nicht möglich. Es wurde die bewährte Form der Herstellung in der Küchenmaschine gewählt.
Sahne wird durch Aufrahmen von Milch, die ca. 4 Prozent Fett enthält, hergestellt. Das heißt, die Fettkügelchen der Milch, die eine geringere Dichte haben als die Wassermoleküle, steigen nach oben und sammeln sich. Diese Sahneschicht kann abgeschöpft werden (McGee, 2016, S. 32–33). Industriell wird Sahne durch Zentrifugieren hergestellt und enthält mindestens 30 Prozent Fett (Matissek, 2019c, S. 634).
Sowohl Sahne als auch Butter sind Emulsionen. Darunter versteht man ein feinverteiltes, einfachdisperses System aus zwei nicht mischbaren Flüssigkeiten, beispielsweise Wasser und Öl (Doccheck, 2003). Sahne ist eine Fett-in-Wasser-Emulsion, Butter eine Wasser-in-Fett-Emulsion. Diese Phasenumkehr wird durch eine mechanische Beanspruchung wie z. B. Rühren erreicht (Matissek, 2019c, S. 570). Übrig bleibt die flüssige Buttermilch (McGee, 2016, S. 40).
Das Milchfett besteht überwiegend aus flüssigen und kristallisierten Triglyzeriden (Hamatschek, 2021, S. 304). Diese sind die Ester von Fettsäuren mit dem Alkohol Glycerin. Fettsäuren sind aliphatische Monocarbonsäuren. Gesättigte Fettsäuren gehören zu den Alkansäuren und bilden eine homologe Reihe mit der Summenformel . Ungesättigte Fettsäuren zählen zu den Alkensäuren (Matissek, 2019b, S. 144).
Das Fett liegt in der Sahne in Form von winzigen Kügelchen oder Tröpfchen vor. Diese Tröpfchen sind von einer dünnen Lipidhülle (z. B. Cholesterin und Phospholipide) umgeben. Lipide wirken als Emulgatoren und stabilisieren die kleinen Mizellen (Hamatschek, 2021, S. 304). Einzelne Phospholipide schließen sich zu Mizellen zusammen. Dabei wenden die amphiphilen Phospholipide den Triglyceriden ihren hydrophoben Schwanz zu und umschließen sie, während der hydrophile Kopf zum Wasser ausgerichtet ist.
Durch das Schlagen oder Rühren der Sahne reißen diese Mizellen auf und das austretende Fett verklumpt zu Butter (McGee, 2016, S. 39). Dadurch wird die Buttermilch abgetrennt. Sie enthält einen hohen Anteil an Fettkügelchen-Membranen und nur 0,5 % Fett. Die Butter wird mit kaltem Wasser gewaschen, um die Buttermilchreste zu entfernen. Anschließend wird sie in Eiswasser geknetet um die in der Butter eingeschlossenen Wasser- oder Buttermilchreste in kleine Tröpfchen von etwa 10 Mikrometer, ungefähr der Größe eines Fettkügelchens, zu zerlegen. Durch diesen Prozess wird die Butter geschmeidig (McGee, 2016, S. 40). Eine charakteristische Aromakomponente, die beim Buttern entsteht ist Diacetyl (Rimbach et al., 2010, S. 31).
1.2. Hauptteil - Butterherstellung
1.2.1. Materialien
Die in Tabelle 1 gelisteten Materialien wurden verwendet.
Tabelle 1: verwendete Materialien für Butter
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
1.2.2. Durchführung
In den Abbildungen in Anhang A wurde der Vorgang der Buttererzeugung dokumentiert.
Wie in Abbildung 4 in Anhang A zu sehen ist, wurde die Sahne in die Rührschüssel gefüllt und die Maschine auf höchste Geschwindigkeit eingestellt. Nach 13 Minuten trennte sich die Butter von der Flüssigkeit und der Butterklumpen verfing sich im Schneebesen der Küchenmaschine (siehe Abbildung 8 in Anhang A). Anschließend wurde die Butter in das mit einem Leintuch ausgeschlagene Sieb gegeben, damit die Buttermilch abtropfen konnte (siehe Abbildung 9 im Anhang A). Wie in Abbildung 10 in Anhang A zu sehen ist, wurde die aufgefangene Buttermilch in ein Schraubglas gefüllt. Anschließend wurde die Butter mit kaltem Wasser abgespült und in einer Schüssel mit Eiswasser geknetet, um überschüssige Buttermilch zu entfernen und deren Reste in der Butter, wie in Kapitel 1.1. beschreiben, fein zu verteilen (siehe Abbildung 11 in Anhang A). Die entstandene Butter wurde gewogen. Anschließend wurde die Butter optisch und olfaktorisch geprüft und verkostet (siehe Abbildung 12 in Anhang A).
1.2.3. Ergebnisse
Beobachtungen während der Butterherstellung: Nach wenigen Minuten wurde die Sahne sehr steif (siehe Abbildung 5 in Anhang A). Nach ca. 10 Minuten bildeten sich Klümpchen (siehe Abbildung 6 und 7 in Anhang A). Die Butterherstellung dauerte ca.13 Minuten. Die Butter war farblich der gekauften Butter ähnlich und roch unauffällig nach Butter. Sie war streichfähig und schmeckte leicht säuerlich. Auf das Einkneten von Salz zur Konservierung wurde verzichtet, da die Butter für eine Süßspeise eingeplant war.
1.3. Schluss - Butterherstellung
Die Butterherstellung mit Hilfe der Küchenmaschine ist eine sehr komfortable und schnelle Methode. Die einzelnen Mizellen verklumpen schnell, erst zu kleinen Kügelchen, dann zu einem ganzen Butterklumpen. Durch die mechanische Einwirkung kommt es zu einer Phasenumkehr der Emulsion. Aus der Fett-in-Wasser-Emulsion wird eine Wasser-in-Fett-Emulsion. Übrig bleibt die Buttermilch. Das Sieben durch das Leintuch könnte in diesem Fall eingespart werden, da keine wesentliche Menge an Fettkügelchen in der Buttermilch schwimmt.
Aus 500 g Schlagsahne von dennree (dennree GmbH, 2023) zum Preis von 2,29 Euro entstanden 176 g Butter und ca. 324 g Buttermilch. Dies wird verglichen mit gekauften Bioprodukten der „Gläsernen Molkerei“ (Landkorb GmbH & Co. KG, 2023). Diese Menge Butter kostet 2,24 Euro (3,19 Euro pro 250 g) und die Biobuttermilch 0,75 Euro (1,15 Euro pro 500 g). Das ergibt eine Summe von 2,99 Euro. Die Ersparnis von 0,70 Euro bei der eigenen Butterherstellung aus Sahne rechtfertigt den Aufwand nicht, vor allem wenn man die Arbeitszeit und den Reinigungsaufwand berücksichtigt. Wenn man keine Buttermilch verwendet ergibt sich keine Ersparnis durch die Eigenproduktion.
Es gibt laut Butterverordnung § 5 (ButtV 1997, 1997, S. 3) drei verschiedene Sorten von Butter: Süßrahmbutter, mild gesäuerte Butter und Sauerrahmbutter. Süßrahmbutter und mildgesäuerte Butter werden aus Süßrahm hergestellt. Bei mildgesäuerter Butter wird anschließend ein Milchsäurekonzentrat eingeknetet. Sauerrahmbutter wird aus pasteurisiertem Rahm, der mit Milchsäurebakterien vorgereift ist, hergestellt (Rimbach et al., 2010, S. 31). Durch das Hinzufügen von Salz (ca. 1,2 Prozent) wird durch dessen antimikrobielle Wirkung die Haltbarkeit verlängert und der Geschmack verändert (McGee, 2016, S. 41). In Indien wird geklärte Butter (Ghee) verwendet. Diese ist durch den Wasserentzug länger haltbar und verträgt Hitze bis 200 °C (McGee, 2016, S. 43–44).
Zur industriellen Herstellung von Süßrahmbutter wird gereifter Rahm, direkt in speziellen Butterungsmaschinen, schnellrotierenden Schlagwerken ausgesetzt. Bei dieser mechanischen Beanspruchung vereinigt sich die Fettphase zu Butter, die danach unmittelbar gewaschen und geknetet wird (Matissek, 2019c, S. 570). „Für eine industrielle Großproduktion stehen inzwischen kontinuierliche Butterungsmaschinen mit Leistungen bis 13 Tonnen Butter pro Stunde zur Verfügung“ (Hamatschek, 2021, S. 306).
Zur Klassifizierung in Handelsklassen (Qualitätsstufen) wird inländische Butter, gemäß der Butterverordnung (ButtV 1997), einem 5-Punkte-Bewertungsverfahren in Bezug auf Geruch, Geschmack, Gefüge, Aussehen und Konsistenz, Wasserverteilung und Streichfähigkeit unterworfen, welches in der DIN-Norm 10455 beschrieben ist (Matissek, 2019c, S. 570–571). „ Deutsche Markenbutter enthält ungesalzen mindestens 82% Fett und höchstens 16% Wasser“ (Rimbach et al., 2010, S. 31).
2. Aufgabe 3: Sauermilchherstellung – Joghurt
2.1. Einleitung - Joghurt
In diesem Experiment wird Joghurt aus Joghurtferment nach Anleitung des Produzenten (ReformKontor, 2023) hergestellt. Da kein Joghurtbereiter zur Verfügung stand, wird der Joghurt im Wasserbad warmgehalten.
Joghurt wird abgeleitet vom türkischen Wort yogurt, das „vergorene Milch“ bedeutet (Wahrig-Burfeind, 1999, S. 428). Joghurt stammt wohl ursprünglich aus warmen Regionen Asiens, in denen das Molkereiwesen vermutlich entstand (McGee, 2016, S. 52–55). Diese Art von Biokonservierung dient der Verlängerung der Haltbarkeit und der Erhöhung der Nahrungsmittelsicherheit (Matissek, 2019a, S. 296). Neben Trocknen und Räuchern ist Fermentieren eine der ältesten Methoden zur Konservierung von Lebensmitteln (Teixeira, 2014, S. 427). Bei der Fermentation werden Mikroorganismen genutzt, um Substrate wie z. B. Milch in verschiedene Produkte wie Joghurt oder Käse umzuwandeln (Chisti, 2014, S. 663). Diese Bakterienkulturen kamen möglicherweise ursprünglich von den Tieren selbst (McGee, 2016, S. 52–55).
Joghurt wird mit Hilfe von thermophilen Milchsäurebakterien, deren Wachstumsoptimum bei 38 bis 42 °C liegt, aus wärmebehandelter Milch erzeugt (Rimbach et al., 2010, S. 27). Laut Krämer und Prange werden dafür heutzutage gefriergetrocknete Starterkulturen verwendet, die bestimmte Eigenschaften der Bakterien, wie standardisiertes Wachstum, Säuerung, Aromabildung und definierte physiologische Eigenschaften versprechen. Außerdem sind sie frei von Fremdkeimen und resistent gegen Bakteriophagen. Bei Joghurt sollen die Bakterien die Säuerung und damit das Ausfällen des Kaseins bewirken. Außerdem sollen sie vor mikrobiellen Verderbnis- und Krankheitserregern schützen. Durch die Bildung von Acetaldehyd fördern sie die Aromabildung (Krämer & Prange, 2017, S. 264–265). Weitere Aromasubstanzen, die bei der Fermentation entstehen, sind: Aceton, Ethanol, Ethanal, Buthanon-2, Diacetyl, Ethylacetat und Dimethylsulfid (Rimbach et al., 2010, S. 27).
Für Joghurt können die Starterkulturen Streptococcus salivarius subspecies (ssp.) thermophilus sowie Lactobacillus delbrueckii ssp. Bulgaricus und für milden Joghurt Streptococcus salivarius ssp. thermophilus sowie Lactobacillus acidophilus verwendet werden (Rimbach et al., 2010, S. 27–28). Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus bildet ausschließlich D(-)Milchsäure (Krämer & Prange, 2017, S. 269).
Laut Krämer und Prange fördert Streptococcus thermophilus durch die Bildung von Säuren das Wachstum von Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus. Letzterer bildet Peptide und Aminosäuren, die das Wachstum von Streptococcus thermophilus fördern. Als „Joghurt“ darf ein Milcherzeugnis nur verkauft werden, wenn es mit diesen beiden Kulturen gereift wurde. Wird Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus durch andere Lactobacillus-Arten, wie z. B. Lactobacillus acidophilus, ersetzt, vermindert sich die gegenseitige Wachstumsförderung und damit die Produktion von Säuren. Diese Produkte, zu denen auch Biogarde und Bioghurt gehören, werden als "Joghurt mild" verkauft (Krämer & Prange, 2017, S. 268).
Von diesen Bakterienarten wird hauptsächlich rechtsdrehende L(+)-Milchsäure gebildet. Diese kann durch das menschliche Verdauungsenzym L(+)-Lactatdehydrogenase schneller abgebaut werden und wird daher als physiologisch günstiger angesehen (Hamatschek, 2021, S. 306–308).
Laktose wird von den Bakterien enzymatisch in Galaktose und Glukose hydrolysiert. Deshalb wird Joghurt von laktoseintoleranten Menschen, die einen Mangel am Enzym Laktase haben und deshalb Laktose nicht spalten können, besser vertragen als Milch (Hamatschek, 2021, S. 306–308). Diese Verträglichkeit kann durch den nicht-deklarationspflichtigen Zusatz von Milchpulver oder -konzentrat, zur Konsistenzanpassung, zunichte gemacht werden (Rimbach et al., 2010, S. 27). In den Demeter-Richtlinien von 2023 wird der Zusatz von Milchpulver zur Erhöhung der Trockenmasse erlaubt, die Anreicherung mit Milcheiweiß dagegen nicht (Demeter e. V., 2023, S. 114).
Die bei der Fermentation gebildeten Milchsäuren senken den pH-Wert und sorgen ab einem pH-Wert von 5,5 für das Gerinnen der Milcheiweiß-Mizellen . Dabei wird ein Protein-Netz gebildet und die Dicklegung der Milch beginnt. In den Zwischenräumen dieses Netzes wird die Molke eingeschlossen. Sie enthält die löslichen Milchbestandteile, unter anderem nicht koagulierte Molkenproteine. Sinkt der pH-Wert unter 4,65, scheidet sich die Molke wieder ab. Wenn die dickgelegte Milch gerührt wird, entsteht eine cremige Konsistenz, ansonsten ein stichfester Joghurt. Durch die Fermentation wird die Haltbarkeit verlängert (Hamatschek, 2021, S. 306-308).
2.2. Hauptteil - Joghurt
2.2.1. Materialien
In Tabelle 2 sind die verwendeten Materialien gelistet.
Tabelle 2: verwendete Materialien für Joghurt
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
2.2.2. Durchführung
Zuerst wurden die Schraubgläser im großen Topf 10 Minuten in 100 ° C heißem Wasser erhitzt um sie zu sterilisieren und damit den Eintrag von Fremdkeimen zu minimieren. Dann wurde die Milch in den kleinen Kochtopf gefüllt (siehe Abbildung 13 in Anhang B) und auf 80 ° C erhitzt (siehe Abbildung 15 in Anhang B), um das Milcheiweiß zu denaturieren (Robinson et al., S. 54). Es wurde gewartet, bis die Milch auf 38 ° C abgekühlt war (siehe Abbildung 16 in Anhang B). Anschließend wurden fünf Gramm des Joghurtfermentes zugefügt. Nun wurde so lange kräftig gerührt, bis eine homogene Masse entstand. Der Joghurtansatz wurde in drei Schraubgläser gefüllt (siehe Abbildung 17 in Anhang B). Diese wurden verschlossen in das Wasserbad gestellt und die Temperatur konstant auf knapp unter 40 ° C gehalten (siehe Abbildung 18 in Anhang B). Nach ca. 12 Stunden Reifezeit im Wasserbad, wurden die Schraubgläser zum Nachreifen in den Kühlschrank gestellt.
2.2.3. Ergebnisse
Eine Probe der Milch wurde in eine Probenschüssel gegeben, damit der pH-Wert gemessen werden konnte. Laut Skala auf der Verpackung des pH-Teststreifens ergab sich ein pH-Wert von ca. sechs (siehe Abbildung 14 in Anhang B). Das bedeutet, die Milch war schwach sauer.
Als die Schraubgläser in den Kühlschrank gestellt wurden zeigte sich, dass die Masse bereits stichfest war. Nach zwölf Stunden im Kühlschrank wurde ein Schraubglas geöffnet (siehe Abbildung 19 in Anhang B), ein wenig Joghurt in eine Probenschüssel abgefüllt und der pH-Wert gemessen (siehe Abbildung 20 in Anhang B). Er betrug ca. drei (siehe Abbildung 21 in Anhang B). Der pH-Wert reduzierte sich also um ca. drei. Anschließend wurde der Joghurt optisch und olfaktorisch geprüft und verkostet. Er roch milchsauer nach Joghurt, war von fester Konsistenz und schmeckte leicht säuerlich und sehr angenehm.
2.3. Schluss - Joghurt
In diesem Experiment wurden fünf Gramm Joghurtferment der Firma Reformkontor verwendet. Als Trägerstoff waren mehr als 95 Prozent Inulin und weniger als fünf Prozent Joghurtkulturen, bestehend aus Streptococcus thermophilus und Lactobacillus delbrueckii subsp. Bulgaricus, enthalten (ReformKontor, 2023). Als Milch wurde Haltbare Bio-Alpenmilch mit 3,5 Prozent Fett (Milchwerke Berchtesgadener Land Chiemgau eG, 2023) verwendet. Vom fertigen Joghurt könnten fünf volle Löffel als Ansatz für eine neue Joghurtzubereitung zurückbehalten werden. Als Ansatz für die Joghurtherstellung könnte auch gekaufter Joghurt dienen. Durch die hier verwendeten Bakterienkulturen ist, wie unter Punkt 2.1. beschrieben, „echter“ Joghurt entstanden, der säuerlich schmeckt und stichfest ist.
Die Herstellung in einem Joghurtbereiter kann eine finanziell vorteilhafte Alternative zu gekauftem Joghurt sein. Der Joghurtansatz kann auch in einem Thermosgefäß oder einer Kochkiste warmgehalten werden. Die Herstellung im Wasserbad ist zeitaufwändig, da die Temperatur kontrolliert und die Reifezeit beachtet werden muss, während das im Joghurtbereiter automatisch ablaufen würde. Wenn Joghurt im Pfandglas gekauft wird und H-Milch im Tetrapack, wäre die Abfallvermeidung kein Grund, Joghurt selbst herzustellen. Ein wichtiger Punkt, der für die eigene Herstellung spricht, ist die Kontrolle über die Zutaten. Bei der eigenen Herstellung kann sichergestellt werden, dass kein Milchpulver oder Milcheiweiß zur Konsistenzstabilisierung hinzugefügt wird. Das kann für Menschen mit Unverträglichkeiten entscheidend sein.
Für industriell produzierten Joghurt wird thermisch vorbehandelte, im Fett eingestellte Milch, mit Starterkulturen versetzt (Hamatschek, 2021, S. 306). Naturjoghurt wird nur aus Milch oder Sahne und Milchsäurebakterien hergestellt. Die Zugabe von Milchpulver oder Milcheiweiß zur Konsistenzanpassung ist erlaubt. Joghurt wird nach Fettgehalt unterschieden (Hamatschek, 2021, S. 308). Es gibt Joghurt aus entrahmter Milch mit einem Fettgehalt von maximal 0,3 Prozent, fettarmen Joghurt mit 1,5 bis 1,8 Prozent, Joghurt mit einem Fettgehalt von mindestens 3,5 Prozent und Sahnejoghurt mit mindestens 10 Prozent Fett (Rimbach et al., 2010, S. 25).
Gewerbsmäßig hergestellte und in Verkehr gebrachte Milcherzeugnisse werden in der Verordnung über Milcherzeugnisse (Milcherzeugnisverordnung - MilchErzV) geregelt.
3. Aufgabe 4: Konservierung mit Sorbinsäure
3.1. Einleitung - Konservierung
Konservierung wird abgeleitet vom lateinischen Wort conservare, das „bewahren“ oder „erhalten“ bedeutet (Wahrig-Burfeind, 1999). Vermutlich waren die Menschen schon immer bestrebt, ihre Nahrungsmittel möglichst lange genießbar zu halten. Als älteste Konservierungsstoffe gelten Speisesalz, Essig, Honig und Öl. Als Konservierungsmethoden sind das Räuchern (Konservieren durch Desinfizieren) und das Trocknen (Konservieren durch Wasserentzug) lange bekannt (Hopp, 2018, S. 605). Heute werden die Konservierungsmöglichkeiten grundsätzlich in physikalische und chemische Verfahren eingeteilt. Zu den physikalischen Verfahren gehören thermische Behandlung, Hochdruck, Wasserentzug, Bestrahlung oder Veränderung der Gasatmosphäre. Die chemischen Verfahren werden nach den Hilfsmitteln, wie Zusatzstoffe oder mikrobielle Behandlung unterschieden (Matissek, 2019a, S. 274). Die mikrobielle Behandlung wird in Kapitel 2. bei der Joghurtherstellung angesprochen. In diesem Versuch geht es um die Konservierung mit einem Zusatzstoff, der Sorbinsäure.
Sorbinsäure ist eine organisch-chemische Verbindung aus der Gruppe der ungesättigten Carbonsäuren. Die systematische Bezeichnung lautet (2E,4E)-Hexa-2,4-diensäure (Selg et al., 2016, S. 106) der lateinische Name ist Acidum sorbicum (Jaeck, 2020), der englische Sorbic acid (Lück, 1995, S. 145). Die chemische Formel lautet: (Comm/entr/r4, 2014).
Sorbinsäure kommt in der Vogelbeere, der Frucht der Eberesche (Sorbus aucuparia), vor und wird im Säugetierkörper im Zuge der Betaoxidation vollständig zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut. Dadurch gilt sie als ungefährlich (Matissek, 2019e, S. 304).
Sorbinsäure wirkt antimikrobiell, da der undissoziierte Teil der Säure in die Mikroorganismenzelle eindringt und dort zahlreiche Enzymaktivitäten des Kohlenhydrat- und Atmungsstoffwechsels sowie des Zitronensäure-Zyklus unterbindet. Außerdem wirkt die Säure auf die Zellmembran und schwächt dadurch die Mikroorganismen (Roth & Raczek, 2003, S. 105).
3.2. Hauptteil - Konservierung
3.2.1. Materialien
In Tabelle 3 sind die verwendeten Materialien gelistet.
Tabelle 3: verwendete Materialien für Konservierung
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
3.2.2. Durchführung
Die Toastbrotscheiben wurden auf die Größe der Schraubgläser zurechtgeschnitten und beide Glasschüsseln mit je 80 ml destilliertem Wasser gefüllt (siehe Abbildung 22 in Anhang C). In eine Glasschüssel wurde ein Gramm Sorbinsäure gerührt (siehe Abbildung 23 in Anhang C). Eine Scheibe wurde in der Sorbinsäurelösung getränkt und in das beschriftete Schraubglas gefüllt (siehe Abbildung 24 in Anhang C). Die andere Scheibe wurde in destilliertem Wasser getränkt und in das zweite beschriftete Schraubglas gefüllt (siehe Abbildung 25 in Anhang C). Die beiden verschlossenen Gläser wurden nebeneinander gestellt (siehe Abbildung 26 in Anhang C). Nach fünf Tagen wurden sie optisch geprüft (siehe Abbildung 27 in Anhang C).
3.2.3. Ergebnisse
Der Toast, der mit der Sorbinsäurelösung getränkt war, zeigte keine Anzeichen von Schimmel (siehe Abbildungen 28 und 29 in Anhang C). Der Toast, der nur in destilliertes Wasser getaucht war, wirkte sehr aufgequollen (siehe Abbildung 30 in Anhang C). An der Unterseite zeigte sich deutlich Schimmel (siehe Abbildung 31 in Anhang C).
Die Gläser wurden aus hygienischen Gründen nicht geöffnet. Deshalb war eine olfaktorische Prüfung nicht möglich.
3.3. Schluss - Konservierung
In diesem Experiment wurde Dr. Oetker Einmachhilfe (Dr. August Oetker Nahrungsmittel KG, 2023) verwendet. Der einzige Inhaltsstoff ist Sorbinsäure. Die Wirksamkeit der Sorbinsäure gegen Schimmelpilze wurde durch diesen Versuch bestätigt. Roth und Raczek (2003, S. 105) schreiben, dass Sorbinsäure vor allem mikrobiostatisch gegen Schimmelpilze und Hefen wirkt. Das heißt diese werden nicht getötet, sondern nur im Wachstum gehemmt. Sorbinsäure ist kein Desinfektionsmittel, sondern ein Konservierungsmittel. Resistenzbildungen sind nicht bekannt (Roth & Raczek, 2003, S. 105).
Diese mikrobiostatische Wirkung von Konservierungsmitteln ist einer der Gründe, warum sie als Zusatzstoffe eingesetzt werden. Zusatzstoffe dürfen in Lebensmitteln nur eingesetzt werden, wenn sie in der Europäischen Union zugelassen wurden und ihnen eine E-Nummer zugewiesen wurde (Matissek, 2019e, S. 300). Sorbinsäure ist unter der Bezeichnung E 200 gelistet und wird der Funktionsklasse der Konservierungsmittel zugeordnet. Sie wird in geringer Konzentration in Margarine, Käse, Eigelb, Gemüse, Obsterzeugnissen, Backwaren und Wein verwendet (Matissek, 2019e, S. 304).
Shtenberg und Ignat'ev fanden schon 1969 bei Versuchen an Ratten und Mäusen heraus, dass Sorbinsäure im Vergleich zu anderen Konservierungsmitteln, wie z. B. Benzoesäure, weniger toxisch zu sein scheint (Shtenberg & Ignat'ev, 1970, S. 380). Auch das Bayerische Landesamt für Gesundheit und Lebensmittel stuft Sorbinsäure und ihre Salze als für den Menschen gut verträglich ein. Sie führen auch nicht zu sensorisch wahrnehmbaren Veränderungen der Lebensmittel, weshalb sie die derzeit in diesem Bereich am häufigsten eingesetzten Konservierungsmittel sind (Schulze, 2012). Im Wein kann es allerdings durch den Abbau von Sorbinsäure zu einem Weinfehler, dem Geranienton kommen (Rimbach et al., 2010, S. 353). Diese Geruchs- und Geschmacksfehler können auf eine Einwirkung heterofermentativer Milchsäurebakterien zurückgeführt werden (Matissek & Fischer, 2021, S. 721).
Obwohl Sorbinsäure als weitgehend unbedenkliches Konservierungsmittel gilt, kann sie eine Pseudoallergie auslösen. Diese ist im Vergleich zur echten Lebensmittelallergie gegen natürliche Lebensmittelbestandteile sehr selten (Matissek, 2019d, S. 532).
Die Höchstmengenbegrenzungen für die Verwendung von Sorbinsäure in verschiedenen Lebensmitteln sind in der Verordnung (EG) Nr. 1333/2008 über Lebensmittelzusatzstoffe geregelt.
Literaturverzeichnis
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Wahrig-Burfeind, R. (Hrsg.). (1999). Wahrig Fremdwörterlexikon (Neu bearbeit. Ausgabe). Bertelsmann Lexikon.
Verzeichnis der Anhänge
Anhang A: Butterherstellung
Anhang B: Joghurtherstellung
Anhang C: Konservierung mit Sorbinsäure
Anhang
Anhang A: Butterherstellung
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 2: Steife Sahne
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 3: Sahne wird zu Butter
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 4: Butter zeigt sich deutlicher
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 5: Butterklumpen im Schneebesen
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 6: Butter im Leintuch
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 7: Butter im Eiswasser
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 8: Buttermilch
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 9: Butter zur Begutachtung
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Anhang B: Joghurtherstellung
Abbildung 10: Materialien und Milch im kleinen Topf
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 11: pH-Wert Milch
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 12: Erhitzen auf 80 ° C
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 13: Abkühlen auf 38 °C
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 14: Abgefüllter Joghurtansatz
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 15: Joghurt im Wasserbad
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 16: Joghurt nach der Reifung
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 17: pH-Wert Messung Joghurt
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 18: pH-Wert Joghurt
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Anhang C: Konservierung mit Sorbinsäure
Abbildung 19: 80 ml destilliertes Wasser
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 20: Sorbinsäure
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 21: Toast in Sorbinsäurelösung
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 22: Toast in destilliertem Wasser
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 23: Beginn des Experiments
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 24: Ende des Experiments
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 25: Sorbinsäuretoast von unten
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 26: Sorbinsäuretoast von oben
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 27: Toast ohne Konservierung von unten
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
Abbildung 28: Toast ohne Konservierung seitlich
Abb. in Leseprobe nicht enthalten
Quelle: eigene Darstellung
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- Citar trabajo
- Sonja Claussen (Autor), 2023, Projekt Lebensmittelwissenschaftliche Übung. Emulsion, Sauermilcherzeugnis, Konservierung, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1558766
