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Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Geschmackssymposium Bremerhaven „The Taste of Love“ 09. bis 10. Juni 2010.

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1 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Geschmackssymposium Bremerhaven „The Taste of Love“ 09. bis 10. Juni 2010 Geschmackssymposium Bremerhaven „The Taste of Love“ 09. bis 10. Juni 2010 Neuartige Technologien zur authentischen Generierung von Aroma, Geschmack und Textur bei Lebensmitteln Prof. Dr. Klaus Lösche ttz Bremerhaven BILB-EIBT, Hochschule Bremerhaven

2 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Sensorik und Produktqualität

3 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Natural Flavour Formation Biogenetic Flavours (Primary)Prepared Flavours (Secondary) (uncooked Food) e. g.MilkBoilingBakingBroilingRoastingFermentation Vegetable e.g.PotatoesBreadMeatMeatYoghurt FruitsVegetables PastryFishCoffeeCheese SpicesCerealsConfectioneryPotatoesPeanutsPickled cabbage Enzymatic Flavour Flavour Development Through Microbiological Development Heat-Treatment (e. g. Maillard-Reaction) Flavour Development

4 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Manufacturing of Natural Flavours ANIMAL (Beef, Chicken, Seafood,...) Extraction VEGETABLE (Spices, Mushroom, Orange,...) Distillation(Citrus, Spearmint, Juniper berry, Pear,...) Concentration(Extracts, Fruit Juices,...) FERMENTATION (Acids, Alcohols, Lactones, Acetoin, Biotechnology Pyrazines,...) ENZYME MODIFICATION (Cheese, Soy, Strawberry, Meaty, notes,...) Hydrolysis(HVP, HAP,...) Mild / Kitchen Chemistry(Natural Esters, Natural Aldehydes,...)

5 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Biotechnologische Verfahren  FERMENTATION (Mikroorganismen)  Enzymatische Modifikation  Löslich  Immobilisiert  Pflanzen-Zellkulturen (PTC )

6 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie In Fermentation verwendete Organismen  Bakterien  Pilze: Hefen, Actinomyceten  Viren, Bacteriophagen  Protozoen; Algen  Pflanzen-Zellen und –gewebe  Tierische Zellen

7 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie MicroorganismFragranceChemical Ascoidea hylacoetiFruity, roseβ-Phenylethanol, furan-2-carboxylate Ceratocystis moniliformisFruity, banana, peach, pear, rose3-Methylbutyl acetate, δ-and γ-decalactone, geraniol, citronellol, nerol, linalool, a-terpineol Ceratocystis variosporaFragrant, geraniumCitronellol, citronellyl acetate, geranial, neral, geraniol, linalool, geranyl acetate Deratocystis virescensRose, fruity6-Methyl-5-hepten-2-ol acetate, citronellol, linalool, geraniol, geranyl acetate Inocybe corydalinaFruity, jasmineCinnamic acid methyl ester Kluyveromyces lactisFruity, roseCitronellol, geraniol, linalool Mycoacia udaFruity, grassy, almondρ-Methylacetophenone, ρ-tolyl-1-ethanol, ρ-tolyaldehyde Penicillium decumbensPine, rose, apple, mushroomThujopsene, 3-ocranone, 1-oceten-3-ol, nerolidol, β- phenylethanol Phellinus speciesFruity, rose, wintergreenMethyl benzoate, methyl salicylate, β-phenylethanol, γ- Decalactone Sporabolamyces odorusPeach Streptomyces odoriferEarthy, camphortrans-1, 10 Dimethyl-trans-9-decalol, 2-exohydroxy-2- methylbornane Trametes odorataHoney, rose, fruity, aniseMethyl phenylacetate, geraniol, nerol, citronellol Trichoderma virideCoconut6-Pentyl-2-pyrone Aroma Compounds from Microorganisms

8 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromastoffbildung entlang von Backprozessen  Enzymatische Umsetzungen aus enzymhaltigen Rohstoffen (Mehl, Back- mittel, Malz, etc.) bis hin zu spezifischen Endprodukten (Beispiel: Teige, Vorteige, Sauerteige, Langzeitführung...)  Fermentation mit Mikroorganismen (Hefe, Milchsäurebakterien etc.) führt zu Stoffwechselprodukten (Beispiel: Teige, Vorteige, Sauerteige, Langzeitführung...)  Thermische Reaktionen: Karamellisierungen, Maillard-Reaktionen etc. (Beispiel: Backtemperaturen)

9 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie  2-Acetyl-1-Pyrrolin ist ein Schlüsselaromastoff in Weizenbroten, welcher zum röstigen Aroma der Kruste beiträgt  2-Acetyl-1-Pyrrolin entsteht während des Backens aus einer Dikarbonylkomponente und Ornithin  Ornithin ist keine proteinogene Aminosäure und wird von einigen Laktobazillen aus Arginin gebildet  Der Gehalt an Aminosäuren (Arginin) in Brotmehlen ist gering!  2-Acetyl-1-Pyrrolin ist ein Schlüsselaromastoff in Weizenbroten, welcher zum röstigen Aroma der Kruste beiträgt  2-Acetyl-1-Pyrrolin entsteht während des Backens aus einer Dikarbonylkomponente und Ornithin  Ornithin ist keine proteinogene Aminosäure und wird von einigen Laktobazillen aus Arginin gebildet  Der Gehalt an Aminosäuren (Arginin) in Brotmehlen ist gering! Steuerung der Ornithinbildung durch L. pontis und L. reuteri Taste and Flavour

10 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Character Impact Compounds Thiele, Gänzle, Vogel 2002 Cereal Chem 79:45; 2003, J. Agric Food Chem 51:2745 Schieberle, 1996 Adv. Food Sci 18:237; Kang, Hertel, Brandt, Hammes, unveröffentlicht Proteolytischer Abbau durch Mehl-Proteasen Fermentation Maillard- Reaktion Backen Arginin-Deiminase Weg von L. pontis u. a. Fermentation Bildung von 2-Acetyl-Pyrrolin bei der Brotherstellung

11 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Biotechnological Formation of Character Impact Compounds Ornithinbildung in Sauerteigen

12 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Beeinflussung und Verhältnis von Aroma- und Geschmacksstoffen durch Fermentation und Backprozess (Rothe, modifiziert) Percursoren - Zucker - Aminosäuren - Fettsäuren Enzyme sek. Inhalts- stoffe anderes Substrat (Mehl etc.) FermentationBackprozess Amine Ester Alkan- Alkohol Fettsäuren Aldehyde Hydroxy- und Ketosäuren Ketone Lactone Alken- Alkohol Furan Derivate Pyridine Pyrazine Pyrrole Heterocyclische Verbindungen Hydroxy- und Ketone Katabolismus, partiell Anabolismus Maillard-Reaktionen Karamellisierungen

13 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Phytaseaktivitäten in verschiedenen Getreidemahlerzeugnissen Abb.: Phytaseaktivität in µg umgesetztes Phosphor je g Probe und min. von verschiedenen Mehlen Bedingungen: Inkubationszeit: 20 Min., Inkubationstemperatur: 50°C Inkubationszeit: 20 Min., pH 5,0

14 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Reissauerteig Einfluss einer mikrobiellen Phytase auf den Säuregrad und den pH-Wert von Reissauerteig (Reispuder aus Weißreis). Einstufige Führung, TA = 200, T = 35 °C (konst.), Starter: 0,5 % PL 1 bezogen auf Mehl  Säuregrad = ca. 75 %

15 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aleurone – Concentrated Source of Phytic Acid (~ 4%) Phytic acid Myoinositol hexaphosphate Aleurone cell with inclusion bodies containing protein and phytin *Hoseney (1994). Principles of Cereal Science and Technology. OPO 3 H 2 H 2 O 3 PO OPO 3 H 2 H 2 O 3 PO

16 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Einfluss von Phytase auf Teig und Gebäck (Thesen) Model: schematisch Phytase Milchsäure- bakterien, Hefen  -Amylase Milchsäure, Essigsäure, CO 2, Aromastoffe Stärke Calciumionen, Ca 2 + ortho-Phosphat myo-Inositol Mineralstoffe (Ca, Mg, Fe, …) Oligosaccharide Proteine, Peptide Rheologie, Hefe, Aroma, Geschmack,Farbe… Phytinsäure Me Protein Peptide Me + katalytische Wirkung (Maillard)

17 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Phytase-gestützte Weizensauerteige im Vergleich Ohne Weizensauer- teig PL 1 – Weizensauertei g 10 % PL 1 – Weizensauerteig 20 % PL 3 – Weizensauerteig 10 % PL 3 – Weizensauerteig 20 % Einfluss von Phytase (PL3) auf die Qualitätsmerkmale von Weizenbrot (Weizensauer: TA 200, Fermentation bei 16 Std. und 35°C)

18 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Verstärkung von natürlichen Aromen bei der Lebensmittelverarbeitung Aromaverluste Lebensmittel- verarbeitung Rohstoff Processing Lebensmittel mit verstärktem Aroma Enzym-QuelleAroma-Enzyme Processing

19 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromabildung aus Kohlenhydraten und Triglyceriden Aromabildung aus Kohlenhydraten Lactose β-Galactosidasen Glucose + Galactose Milchsäure Propionsäure Acetoin Acetaldehyd Diacetyl u. a. Fett Lipasen Fettsäuren + Glycerin Decarboxylasen Aldehyde Ketone Aromabildung aus Triglyceriden

20 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromabildung aus Proteinen Proteine Endoproteasen Peptide Exoproteasen Aminosäuren Desaminasen Decarboxylasen Desamierung Decarboxylierung Aromabildung aus Proteinen

21 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromaverbindungen aus Butter Alkane:C 1-12 ; und ringförmig Alkane: C 5-12 (delta 2), C 7 (delta 4) Ketone:2-Alkanone: C 3-15 andere Carbonylverbindungen: C7-3 -on, Diacetyl, Aceton, Benzaldehyd, 2-Phenylacetaldehyd, Phenylpropandion Lactone:delta C6-18, gamma C8-16, Bonlide Alkohol:C 1-10 Fettsäuren:C 2,4,6,8,10,12 plus ungesättigt Ester:C 1,2,10 = Methyl-, C 1,2,4,6,7,8,10,12 = Ethyl-, Methylbenzoat Phenole:Phenol-, m-Kresol, p-Kresol, o-Methoxyphenol divers: Indole …… Benzothiazol Dimethylsuflid, Indol, H 2 S

22 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Enzym-Kaskaden zur Generierung von Aromen Milchfett oder Pflanzenfett Milchprotein oder Pflanzenprotein LipasenProteinasen Freie Fettsäuren Aminosäure (und Peptide) Oxidasen Desaminasen β -Ketosäuren β -Ketosäuren Decarboxylasen Methylketone Aldehyde Reduktasen Sekundäre Alkohole Primäre Alkohole Käsearoma Abb. Enzymatische Erzeugung von Käsearomakonzentraten

23 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Character Impact Compounds „Schlüsselverbindungen“ in geruchsaktiven Produkten

24 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromastoffe

25 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromabildung

26 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromabildung

27 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aktivierung von Aromastoffen Aufbau eines Glycosids und mögliche Bedingungen zur Zuckerabspaltung Glycosid Hydrolyse durch Abspaltung des Zuckers a) chemisch (Säure oder Base) b) enzymatisch c) thermisch Zucker + Aglykon aromaaktiv Zucker Aglykon nicht aromatisch nach Werwitzke.U. et al S.23

28 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromaenzyme

29 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aromaverstärkung bei Erdbeeren durch Methylobakterium ssp. (Siegmund et al., Graz 2009) Formation of furaneol by the plant in symbiosis with methylotrophic bacteria

30 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Tasty Tomato Flavours (Synergy 2010)

31 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Traditionelle Technologie: weißer Pfeffer

32 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Enzymatisches Schälen von Pfeffer

33 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Authentische Aromaverstärkung durch enzymatisches Schälen

34 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Vorteile einer enzymatischen Schälung bei weißem Pfeffer

35 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aufbau einer pflanzlichen Zelle Zelle als biochemischer Reaktor

36 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Biotransformation mittels Pflanzlicher Zellkulturen (PTC)  Aromatische Verbindungen  Alkalodie  Terpenoide  Cumarine  Steroide  Biochemische Reaktionen z. B.: Epoxydierung Esterbildung Glykosylierung Hydroxylierung Isomerisierung Redox-Reaktionen Methylierung usw.

37 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Biosynthetic Products of Plant Cell Cultures SubstanceSpeciesCulture type 1 Cinnamic acidNicoriana tabacumC 4-Hydroxy-3-methoxybenzoic acidLinum usitatissimumC CaryophylleneLindera strychnifoliaC 2-Undecanone, 2-undecanyl acetateRuta graveolensC SteviosideStevia rebaudianaC Limonene, linaloolPerilla fructescensC AnetholFoeniculum vulgareC “Ess. oil”Pimpinella anisumC Diallyl disulfideAllium cepaC FarnesolAndrographis paniculataS 2-PhenylethylglycosideTropeaolum majusS GlycyrrhizinGlycyrrhiza glabraS “Apple aroma”Malus silvestrisS L-GlutamineSymphytum officinaleS 1 C= callus culture; S= suspension culture

38 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Prinzip des mechanischen /enzymatischen Zellaufschlusses  Einbringung von mechanischer Energie durch Reibung, Scherkraft oder Kollision  Kraft > Berstkraft  Vermeidung von Reibungswärme  Enzymatischer Aufschluß  Freisetzung des Enzymkomplexes  Freisetzung von Farbe, Aroma und mehr…  anderes

39 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Aufschluss von Holunderbeeren mit Cellulase

40 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Gefrieren komplexer Systeme und Texturerhalt (pflanzliche Lebensmittel) Pflanzliche Lebensmittel sind hormonell / enzymaktive Systeme (z. B. Früchte)  Primärwandstabilisierung: Aktivierung der fruchteigenen Peroxidase  Mittellamellenstabilisierung durch fruchteigene oder mikrobielle Pektinesterasen (z.B. vor oder nach dem Gefrieren)  Retardierung / Stopp des endogenen Metabolismus direkt nach der Ernte (vor dem Gefrieren)  Inhibierung spezifischer Enzyme  anderes Ethylen Synthese Amino Vinyl Glycin oder Silberionen hemmen die ACC- Synthase z. B. Expression der Gene zur Reifung bei der Tomate oder Wurzelhaarbildung in Arabidopsis Begrenzendes Element ist die ACC- Synthase, deren Transkription wird durch Auxin stimuliert Beispiel: Fruchtboden der Erdbeere Diese Enzyme zeigen Aktivitätszunahme bei Reifungsbeginn ACC-Synthase (ACC) ACC-Oxidase ACC-Synthase (ACC) ACC-Oxidase Methionin S-Adenosylmethionin 1-Aminocyclopropan-1- carboxylsäure Ethylen (C 2 H 4 ) (nach Grierson and Covey 1988) Rezeptor

41 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Anwendung bei der Fruchtreife

42 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Festigkeit von Zellen  Durch Gefrierprozesse ist die Abnahme der Festigkeit durch Kristallwachstum feststellbar.  Aufgrund der Permeabilitätseigenschaften kann es während des Gefrierens zu einem Austritt von Zellsaft in die Interzellularräume kommen.  Der Prozess führt bei niedrigen Gefrierraten zu großen Eiskristallen außerhalb der Zelle, wodurch das Zellgefüge gelockert werden kann (Pseudoplasmolyse).  Während des Auftauprozesses führt eine geringere Wasserwiederaufnahme (Rehydratation) der Zelle zu einem schwammigen Gewebe, das weitgehend seine Konsistenz einbüßt.

43 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Festigkeit von gefrorenen verarbeiteten Sauerkirschen (Extrusionstest): Stabilisierung der Mittellamelle und der Primärwand Quelle: K. Lösche (Hrsg.): Enzyme in der Lebensmitteltechnologie, Behr`s Verlag, Hamburg, 2003 Kraft F max (N) Kühllagerung Vorerhitzung Calcium (Wochen) (°C) (ppm)

44 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Fruchtfleischfestigkeit: Regulation durch Alpha-Mannosidase und ß-D-N-Acetyl-Hexosaminidase Asis Datta et al. : Enhancement of fruit shelf life by suppression N-glycan processing enzymes ; St.Louise, 2010

45 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Generierung formstabiler TK-Obstprodukte durch eine Spezial- Behandlung unmittelbar nach der Ernte (vor dem Gefrieren) Ernte Behandlung mit elektromagnetischen Wellen Stopp des endogenen Stoffwechsels Reinigen, Sortieren Gefrieren (verpackt, unverpackt) Lagern Auftauen Erhalt der Textur, Konsistenz, nahezu keine Zellzerstörung

46 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Knusprigkeit beeinflusst Aroma, Geschmack und mehr

47 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Crispyness

48 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Sogginess Toast

49 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Crispyness ist eine Funktion der Porosität

50 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Feuchte-und Temperatursteuerung ist Klimatechnik: Voraussetzung für Gasblasenexpansion Sorptionsisothermen Die Sorptionsisotherme ist die graphische Darstellung des Sorptions-Verhaltens einer Substanz (bei konstanter Temperatur). Sie beschreibt die Beziehungen zwischen dem Wassergehalt der Substanz und der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebungsluft bei einer bestimmten Temperatur. Im geschlossenen Klimaautomat stellt sich in Abhängigkeit vom Wassergehalt der Ware die von der Sorptions- Isotherme angegebene Luft-Feuchtigkeit ein, bis ein Gleichgewicht zwischen Ware und Umgebungsluft erreicht ist. Man spricht von der Gleichgewichts-Feuchte.

51 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Prinzip einer Ultraschallvernebelung : Erhalt der Wärmeleitfähigkeit  Mechanische Schwingungen die von der Oberfläche von Wasser Aerosoltröpfchen ablösen  Größe der Wassertröpfchen abhängig von der Ultraschallfrequenz (mind. >1MHZ)  Massenoutput, energetisch günstig Abb.: Aerosole werden durch die Luftströmung im Befeuchter ausgetragen und vermischen sich sehr schnell mit der Umgebungsluft. Sie haben einen sehr kleinen Durchmesser (~ 0,001 bis 0,005mm) und bilden deshalb einen frei schwebenden Nebel. Die piezokeramischen Wandler (Transducer, Schwinger)

52 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Crispyness durch Vakuum-Enthalpie -Kühlung

53 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Differentielle Reaktionsraten von Hefen und Enzymen in Abhängigkeit von der Temperatur: Steuerung von Aroma, Geschmack und Farbe… Abb.: Einfluss der Temperatur auf die Aktivität von Hefe (grüne Kurve) und Enzymen (rote Kurve). (Vereinfachte schematische Darstellung) Bsp.: Eine Verminderung der Teigtemperatur um 10°C reduziert die Hefegärung 5-10 fach, die Enzymtätigkeit aber nur 2-3 fach Temperatur °C log. Reaktionsgeschwindigkeit (v) x x Enzyme Hefe

54 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Porosität beeinflusst Crispyness, Porosität beeinflusst Wärme- und Stofftransport, Crispyness beeinflusst Aroma, Geschmack, Textur und mehr

55 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Röntgen-tomographische Studien an Reis-Extrudaten: Porosität und Expansion in Abhängigkeit von Wassergehalt und Temperatur Querschnittsbilder der Reisprodukte (Nestle 2008)

56 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Grenzschicht-Situation im Augenblick der Entspannung nach Heißextrusion Thermisch Konvektion Wärmeleitfähigkeit Trockenmasse Wärmeleitung thermische Expansion p·V=n R·T Verdampfungskälte Poren-Generierung Fertigung der Porenwände Verdampfung Gas Expansion / Konvektion Mol-Massen etc. P·V = nRT Viskosität (z. B. Endviskosität) a w -Wert Porenwände - Dicke - Zustand (Glaszustand) - Festigkeit Flüssig Gleichgewichtsfeuchte Interaktion und Gleichgewicht: flüssig  gasförmig  viskose Kräfte

57 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Particle Charge for Texture: Novel Instrument for Batters e.g. special Batters for Coatings of Frozen-Fish conventional: amylomaize-flour-basis (inconvenient charge-situation) new: hydro thermic treated flour (“Roland-Mühle“, Bremen) (wanted charge-situation)  good breading-Adhesion and -distribution  good gas-permeability  high allowance concerning the water content  rejections < 5%  clean label  fluctuations of „breading-Adhesion“ and -distribution  inadequate gas-permeability  little allowance concerning fluctuations in the water content  rejections 10-15% (problem: quality of product)  declaration in the case may be: “modified amylomaize”

58 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Einfluss von Additiven und Temperatur (UHT) auf die elektrische Gesamtladung von Schlagsahne (Döscher, 2009)

59 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Zusammenfassung und Schlussfolgerungen  Die authentische Generierung von Aroma und Geschmack muss Lebensmittel- spezifisch erfolgen: fermentativ, enzymatisch, physikalisch…  Die Generierung von „character impact compounds“ gelingt u.a. durch mikrobielle Syntheseleistungen (z.B. Methylobakterium: vgl. Erdbeere, Milchsäurebakterien: vgl. Backwaren) oder/und durch spezifische Beeinflussung des Stoffwechsels einer pflanzlichen Zelle, z.B. durch Induktion, ß-Glucanasen (Aroma-Enzyme) u.a.m.  Die Aroma- und Farbausbeute kann durch Zellaufschluß-Verfahren deutlich erhöht werden: z.B. Tomaten-Saucen, Paprika-Zubereitungen, Fruchtzubereitungen etc.  Das enzymatische Schälen, z.B. von Gewürzen, liefert vergleichsweise höhere Ausbeuten an Aroma, Geschmack, Farbe u.a.m.  Die Konsistenz ist bei Obst-und Gemüseprodukten oftmals eine der wichtigsten Qualitätsparameter; mehrere lebensmitteltechnologische Maßnahmen sind heute möglich: Stabilisierung der Mittellamelle, der Primärwand und Hemmung bestimmter Enzyme (alpha-Mannosidase etc.)  Crispyness bei Frühstückscerealien, Backwaren, Fischstäbchen etc. ist eine Resultierende der Porosität, die primär mithilfe physikalischer Verfahren generierbar ist (Aerosol-Technologie, Vakuum-Technologie, IR-Technik etc.)

60 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Zusammenfassung und Schlussfolgerungen Die Bestimmung der Partikelladung (PCD) kann neuartige Wege weisen zur Aufklärung von Stoffveränderungen und /oder Generierung von Textur, Emulsionsstabilität, etc. Sensorische Größen wie Aroma, Geschmack sind u.a. abhängig von der jeweiligen Matrix und seinen Eigenschaften. So vermitteln Materialeigenschaften ( weich, fest, elastisch, spröde, knusprig etc.) neben anderen Eindrücken immer auch ein entsprechendes Aroma-, Geschmacks – und Genusserlebnis…  Viele neuartige und realistische Ansatzpunkte zur Generierung authentischer Qualitätsmerkmale (Sensorik) bei verschiedenen Lebensmitteln liegen vor, sie werden aktuell noch zu wenig genutzt….

61 Bäckerei- und GetreidetechnologieBioverfahrenstechnik/Lebensmitteltechnologie Prof. Dr. Klaus Lösche ttz Bremerhaven Am Lunedeich Bremerhaven Tel. : Fax.: Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Bäckerei- und Getreidetechnologie


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