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Über dieses Buch

Kompetenz in Lebensmittelchemie erfordert fundiertes Wissen über Aufbau, Zusammensetzung und Herstellung der Lebensmittel sowie über deren mögliche Veränderungen. Das Lehrbuch stellt eine Sammlung relevanter Fakten und Informationen mit Formeln, Abbildungen und Tabellen bereit. Es bietet eine prägnante Übersicht über das gesamte Gebiet der modernen Lebensmittelchemie. Sein Ziel ist es, dazu beizutragen, Reaktionen und chemische Umwandlungen von Lebensmittelinhaltstoffen zu verstehen, unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln zu identifizieren und entsprechende Minimierungsstrategien entwickeln zu lernen sowie Lebensmittel hinsichtlich ihrer Qualität und ihren Sicherheitsbelangen beurteilen zu können. Neu aufgenommen wurden Kapitel zur Lebensmittelsicherung, Lebensmittelreformulation und Lebensmitteltoxikologie sowie beispielsweise die aktuell diskutierten Themen Zucker ohne Kalorien, Mineralölkomponenten MOSH/MOAH, Tropanalkaloide, Glycoalkaloide, Opiumalkaloide, Calystegine und dergleichen mehr. Die Weiterentwicklung des Buches 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.

Dieses Buch richtet sich gleichwohl an Professionale sowie Studierende der Lebensmittelchemie, Lebensmitteltechnologie und Ernährungswissenschaften sowie anderer Life Sciences. Lebensmittelchemisch arbeitende Einrichtungen der Wirtschaft, Behörden und Hochschulen finden hier ein modernes Arbeits- und Nachschlagewerk auf dem Höhepunkt seiner Zeit.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Kapitel 1. Lebensmittel – Mittel zum Leben

Zusammenfassung
Lebensmittel sind 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. Um eine angemessene Versorgung mit Lebensmitteln zu gewährleisten, ist auf allen Ebenen und über die gesamte Lebensmittelkette umfangreiches Wissen erforderlich. Die Lebensmittelwissenschaften leisten einen gewichtigen Beitrag zur Sicherung der Versorgung der Bevölkerung mit sicheren, unverfälschten, nahrhaften und gewissen Vorgaben entsprechenden Lebensmitteln in ausreichender Menge. Lebensmittelqualität ist die Gesamtheit aller Merkmale eines Lebensmittels in Bezug auf ihre Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. Lebensmittelsicherheit umfasst alle Maßnahmen und Konzepte, die sicherstellen, dass ein Lebensmittel für Verbraucher zum Verzehr geeignet ist und dass von diesem keine gesundheitlichen Gefahren ausgehen. Der Begriff Lebensmittelbetrug ist ein Sammelbegriff, der die vorsätzliche und unerlaubte Substitution, Addition, Imitation, Manipulation oder Falschdarstellung von Lebensmitteln umfasst, mit der Absicht, dadurch einen ökonomischen Vorteil zu erzielen. Unter Lebensmittelschutz wird der Produkt- und Produktionsschutz von Lebensmitteln vor mutwilliger Kontamination oder Verfälschung durch (mikro)biologische, chemische, physikalische oder auch radioaktive Stoffe verstanden. Authentizität von Lebensmitteln bedeutet Originalität, Echtheit bzw. Unverfälschtheit.
Reinhard Matissek

Kapitel 2. Lebensmittel und Ernährung

Zusammenfassung
Die Ernährung gehört zu den physiologischen Grundbedürfnissen jedes Menschen. Die Zufuhr von Stoffen, die der Ernährung dienen, erfolgt durch Lebensmittel. Aus heutiger Sicht erfüllt die Ernährung nicht nur die Aufgabe, den Körper mit Energie und allen Stoffen zu versorgen und Mangelerscheinungen zu vermeiden. Sie soll darüber hinaus zur langfristigen Gesundheit und zur Prävention chronisch degenerativer Erkrankungen beitragen. Zu den dafür erforderlichen Stoffen zählen die „klassischen“ Nährstoffe (Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine, Mineralstoffe), aber auch weitere Lebensmittelbestandteile (Ballaststoffe, sekundäre Pflanzenstoffe), deren Wirkungen erst teilweise verstanden sind. Neben der von den Fachgesellschaften empfohlenen Ernährungsweise finden sich zahlreiche davon abweichende Ernährungsformen, die einer differenzierten Betrachtung bedürfen, sie forcieren auch eine Differenzierung des Lebensmittelangebotes und neue Lebensmitteltrends wie beispielsweise vegetarische Ersatzprodukte.
Andreas Hahn

Kapitel 3. Wasser

Zusammenfassung
Wasser ist Grundlage allen Lebens. Der Aufbau des Wassermoleküls bedingt einige physikalisch-chemische Besonderheiten. Wasser besitzt eine dipolare Struktur und bildet hochgeordnete dreidimensionale Netzwerke (Cluster) aus, die von Wasserstoffbrücken stabilisiert werden. Daraus ergeben sich verschiedene ungewöhnliche Eigenschaften („Anomalien des Wassers“). Hierzu gehören die hohe Schmelz- und Siedetemperatur, die hohe spezifische Wärmekapazität sowie die Dichteanomalie. In Lebensmitteln besitzt Wasser unter anderem eine Bedeutung als Lösungs- und Transportmittel für polare und ionisierte Verbindungen sowie als Strukturbestandteil von Makromolekülen. Zudem dient Wasser als Substrat enzymatischer Reaktionen bzw. ist deren Endprodukt. Für Reaktionen und damit Veränderungen des Lebensmittels steht immer nur der Teil des enthaltenen Wassers bereit, der frei vorliegt. Als Maß hierfür dient die Wasseraktivität (aw-Wert: activity of water). Sie ist von zentraler Bedeutung für verschiedene Veränderungen, denen ein Lebensmittel bei der Lagerung unterliegt.
Andreas Hahn

Kapitel 4. Vitamine

Zusammenfassung
Vitamine sind erst Ende des 19. Jahrhunderts entdeckte essenzielle organische Nahrungsbestandteile. Ihre tägliche Aufnahme liegt im Milli- oder Mikrogrammbereich. Vitamine dienen weder als Baumaterial noch der Energiegewinnung, sondern werden für vielfältige katalytische (als Coenzyme), steuernde (Regulation der Genexpression, Signaltransduktion) und antioxidative Prozesse benötigt. Die Einteilung in wasser- und fettlösliche Verbindungen beruht darauf, dass verschiedene physiologische Eigenschaften mit dem physiko-chemischen Verhalten in Verbindung stehen. Ein Mangel an Vitaminen führt anfangs zu unspezifischen, später zu für den Stoff charakteristischen Mangelerscheinungen und schließlich zum Tode. Vitamin D und Niacin sind keine Vitamine im engeren Sinne, weil der menschliche Organismus in der Lage ist, sie selbst zu synthetisieren. Allerdings reicht diese Eigensynthese bei Vitamin D in der Praxis ebenso wenig aus wie die Aufnahme des Vitamins mit der Nahrung. Daher ist eine unzureichende Vitamin-D-Versorgung in Deutschland weit verbreitet. Als kritisch ist zudem vielfach die Versorgung mit Folat zu sehen, aber auch einige andere Vitamine werden nicht in allen Bevölkerungsgruppen in der wünschenswerten Menge aufgenommen.
Andreas Hahn

Kapitel 5. Mineralstoffe

Zusammenfassung
Unter dem Begriff Mineralstoffe werden die anorganischen Bestandteile des menschlichen Organismus zusammengefasst. Ihre Aufnahme über Lebensmittel erfolgt in Form anorganischer Salze (z. B. Natriumchlorid) und auch organisch gebunden (z. B. Eisen im Hämoglobin). Mineralstoffe erfüllen vielfältige Aufgaben, insbesondere katalytischer und regulatorischer Art, sind aber auch beim Aufbau von Hartgeweben und anderen Körpersubstanzen (z. B. Schilddrüsenhormonen) beteiligt. Als Mengenelemente werden definitionsgemäß Mineralstoffe bezeichnet, deren Konzentration im menschlichen Körper mehr als 50 mg pro kg Körpergewicht beträgt bzw. deren Tagesbedarf 100  mg überschreitet. Spurenelemente finden sich in einer Konzentration bis zu 50 mg pro kg Körpergewicht, ihr Tagesbedarf liegt unter 100 mg. Eisen nimmt eine Sonderstellung ein. Trotz einer Konzentration von über 60 mg pro kg Körpergewicht wird es den Spurenelementen zugeordnet, da es diesen auf Grund seiner Funktionen und des geringen Bedarfs näher steht.
Andreas Hahn

Kapitel 6. Enzyme

Zusammenfassung
Enzyme sind hocheffiziente Biokatalysatoren, die den Ablauf chemischer Reaktionen beschleunigen, ohne das Reaktionsgleichgewicht zu verändern. Strukturell handelt es sich dabei fast ausschließlich um Proteine, die das Substrat oder die Substrate an ihr aktives Zentrum binden und die für den Eintritt in den Übergangszustand erforderliche Aktivierungsenergie senken. Ein Großteil der Enzyme benötigt für die katalytische Aktivität jeweils spezifische Cofaktoren wie Metallionen oder Coenzyme. Enzyme lassen sich nach ihrem Reaktionstyp in sechs Hauptklassen und verschiedene Unterklassen einteilen. Ihre Aktivität lässt sich durch zahlreiche Faktoren beeinflussen, wodurch sich im Stoffwechsel und auch bei der Verarbeitung von Lebensmitteln die Möglichkeit ergibt, den Substratumsatz gezielt zu steuern. In Lebensmitteln finden sich auch natürlicherweise zahlreiche Enzyme. Sie entstammen dem Stoffwechsel der zugrundeliegenden Pflanzen und Tiere, sind Produkte von mit den Lebensmitteln assoziierten Mikroorganismen oder werden im Zuge der Be- und Verarbeitung gezielt hinzugesetzt. Sie führen sowohl zu erwünschten Wirkungen (z. B. Bildung von Aromen oder Alkohol) als auch zum Verderb von Lebensmitteln.
Andreas Hahn

Kapitel 7. Lipide

Zusammenfassung
Die eigentlichen Fette sind stickstofffreie organische Verbindungen, die im pflanzlichen und tierischen Stoffwechsel gebildet werden und physiologisch gesehen einen hohen Nährwert (Brennwert) besitzen. Unter den Nährstoffen zählen sie zu den größten Energielieferanten. Fette sind die Ester mehr oder weniger langkettiger Fettsäuren mit dem dreiwertigen Alkohol Glycerin (Triglyceride). Fettsäuren ist der Oberbegriff für aliphatische Monocarbonsäuren. Sie besitzen in der Regel eine gerade Kohlenstoffanzahl. Es sind aber auch Fettsäuren mit ungewöhnlichen Strukturen bekannt. Fettähnliche Stoffe werden als Lipoide bezeichnet; hierzu gehören Phosphatide, Sterole, Lipoproteine, Lipochrome, Terpenoide u. dgl. Fette können verschiedenen chemischen oder thermisch bedingten Veränderungen oder Verderbsprozessen unterliegen.
Reinhard Matissek

Kapitel 8. Kohlenhydrate

Zusammenfassung
Die Gruppe der Kohlenhydrate umfasst niedermolekulare sowie mittelmolekulare bis hochmolekulare, polymere Verbindungen. Kohlenhydrate werden deshalb unterteilt in Mono-, Di-, Oligo- und Polysaccharide. Chemisch betrachtet sind Kohlenhydrate mehrwertige Alkohole mit einer reaktiven Carbonylfunktion. Die Kohlenhydrate sind unter den Naturstoffen wohl mengenmäßig die bedeutendsten. Sie stehen auch in der Ernährung an erster Stelle. Kohlenhydrate sind außerdem wichtige Reservestoffe im Pflanzen- und Tierreich. Daneben stellen sie die wichtigsten Stützsubstanzen der Pflanzen dar und finden sich eingebaut in einer Reihe wichtiger Naturstoffe. Monosaccharide können je nach Milieu verschiedene Reaktionen eingehen. Durch Halbacetalringbildung aus der Carbonyl-Funktion des Monosaccharids entsteht eine sehr reaktive Hydroxylfunktion, die sog. glycosidische OH-Gruppe. Diese ist u. a. befähigt, im Sinne einer Acetalbildung mit Alkoholen und Phenolen zu Glycosiden zu reagieren. Die Maillard-Reaktion – eine Bräunungsreaktion zwischen reduzierenden Zuckern und Aminosäuren unter Hitzeeinwirkung – wird eingeleitet durch eine N-Glycosid-Bildung. Gleichzeitig werden charakteristische Aromastoffe freigesetzt, so dass der Maillard-Reaktion eine zentrale Bedeutung für die Aroma- und Farbentwicklung von erhitzten Lebensmitteln zukommt. Ebenso wie Alkohole und Phenole können auch Kohlenhydrate mit der glycosidischen Hydroxyl-Gruppe eines Zucker-Restes unter Glycosid-Bildung reagieren. Je nach Anzahl der verknüpften Reste wird dabei von Di-, Tri-, Tetra- usw. Sacchariden, allgemein von Oligosacchariden gesprochen. Hochmolekulare Kohlenhydrate sind als Reserve- und Stützsubstanzen in der Natur weit verbreitet. Sie sind nach dem gleichen Bauprinzip wie Oligosaccharide zusammengesetzt, erreichen jedoch Molekulargewichte bis über eine Million Dalton. Die wichtigsten Polysaccharide sind nur aus ein- und demselben Grundbaustein zusammengesetzt; daneben sind aber auch Polysaccharide bekannt, die sich aus mehreren verschiedenen Grundbausteinen aufbauen.
Reinhard Matissek

Kapitel 9. Aminosäuren, Peptide, Proteine und Nucleinsäuren

Zusammenfassung
Die Gesamtheit aller Proteine in einem biologischen System, z. B. einer Zelle, einem Zellkompartiment, einem Gewebe oder einem Lebewesen wird unter definierten Rahmenbedingungen als Proteom bezeichnet. Unter den Lebensmittelinhaltsstoffen sind Proteine mit Sicherheit die Wichtigsten. Proteine sind sehr kompliziert gebaut und können daher außerordentlich unterschiedliches Verhalten zeigen. Zweifellos hängt das mit den hohen Molekulargewichten zusammen, wobei hinzukommt, dass sie nicht wie Stärke und Cellulose aus einer Grundsubstanz aufgebaut sind, sondern aus etwa 20 verschiedenen Aminosäuren bestehen. Aminosäuren enthalten mindestens eine Carboxylgruppe und eine Aminogruppe im Molekül. Essenzielle Aminosäuren sind lebensnotwendig und müssen durch die Nahrung aufgenommen werden, da sie von einem heterotrophen Organismus nicht selbst aufgebaut werden können. Peptide können als kleine Proteine betrachtet werden. Die einzelnen Aminosäuren sind meist linear in einer definierten Reihenfolge als Kette angeordnet. Proteine sind Makromoleküle mit bestimmten räumlichen Strukturen (Konformation). Unterschieden wird weiter in Sphäroproteine, Skleroproteine und Proteide. Nucleinsäuren zählen wie die Proteine zu den Makromolekülen, die aus einzelnen Bausteinen, allerdings nicht aus den Aminosäuren, sondern aus den Nucleotiden, aufgebaut sind. Desoxyribonucleinsäure (DNA) ist der Hauptspeicher der Zellen für genetische Information.
Reinhard Matissek

Kapitel 10. LebensmittelkonservierungLebensmittelkonservierung

Zusammenfassung
Die industrielle Herstellung der Lebensmittel bedingt zwangsläufig größere Zeitspannen für die Verteilung an den Endverbraucher. Darüber hinaus werden viele Lebensmittel auf Vorrat gehalten, so dass vorbeugenden Maßnahmen zu ihrer Haltbarmachung große Bedeutung zukommen. Eine Hitzebehandlung kann Lebensmittel länger haltbar machen. Unter Kühllagerung wird die Aufbewahrung von Lebensmitteln bei Temperaturen von 0–6 °C verstanden. Das Tiefgefrieren unterscheidet sich vom Kühlen vor allem dadurch, dass hier das Wasser der Lebensmittel vom flüssigen in den festen Aggregatzustand übergeht, also kristallisiert, und Lagertemperaturen gewählt werden, bei denen einige Mikroorganismenarten bereits absterben und die Enzymwirkungen zumeist blockiert werden (unter −18 °C). Einige Lebensmittel, wie Mehl, Grieß und Zucker, liegen traditionell in trockener Form vor und besitzen dadurch optimale Haltbarkeit. Andere werden 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) von mindestens 70 bis 80 % benötigen, um existieren zu können. Lebensmittel können auch durch Salzen, Zuckern oder Säuern konserviert werden. Kochsalz steigert durch Quellung die Durchlässigkeit von Zellmembranen, wodurch sog. Fäulniskeime bereits ab 8 % Salz im Aufguss in ihrem Wachstum gehemmt werden. Auch Zucker kann konservierend wirken, da er Wasser außerordentlich stark bindet. Da die meisten Mikroorganismen in saurem Milieu nicht gedeihen, können auch Säuren zum Konservieren von Lebensmitteln herangezogen werden. Fleisch kann nicht nur durch Behandeln mit Kochsalz, sondern auch durch Pökeln haltbar gemacht werden. Energiereiche Strahlung kann dazu verwendet werden, den mikrobiologischen Status von Lebensmitteln zu verbessern. Unter Biokonservierung wird 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.
Reinhard Matissek

Kapitel 11. Zusatzstoffe

Zusammenfassung
Die Lebensmittelherstellung verlagert sich immer mehr in die Lebensmittelindustrie. Um die „bequem gemachten“ Lebensmittel (engl. convenience food) in ihrem halbfertigen, küchen- oder verzehrfertigen Zustand physikalisch, chemisch und mikrobiologisch handelsfähig zu machen, bedarf es stabilisierender Maßnahmen und Stoffe. Lebensmittelzusatzstoffe sollen die Eigenschaften von Lebensmitteln verbessern, ihren Geschmack beeinflussen, das Aussehen, die Haltbarkeit verbessern oder die technologische Verarbeitung erleichtern. EU-weit sind rund 320 Zusatzstoffe zugelassen. Zusatzstoffe dürfen nur verwendet werden, wenn und soweit sie ausdrücklich zugelassen worden sind. Die Zulassung darf nur erteilt werden, wenn erwiesen ist, dass ihre Verwendung keinerlei Gesundheitsrisiko bedeutet, technologisch notwendig ist und den Verbraucher nicht über die Eigenschaften des behandelten Lebensmittels täuscht. Außerdem wird ein weitgehendes Kenntlichmachen der verwendeten Zutaten und Zusatzstoffe vorgeschrieben. Hierfür gibt die EU jedem zugelassenen Stoff eine E-Nummer. Die Auswahl von Zusatzstoffen und die Festlegung von tolerierbaren Höchstmengen erfordert vom Gesetzgeber große Sorgfalt. So kommen chemische Verbindungen für eine Zulassung als Zusatzstoffe im Lebensmittelverkehr nur dann in Betracht, wenn ihre gesundheitliche Unbedenklichkeit von unabhängigen wissenschaftlichen Gremien genügend begründet und bewiesen ist. Zusatzstoffe werden je nach ihrem Verwendungszweck nach Funktionsklassen geordnet zugelassen: Süßungsmittel, Farbstoffe, Konservierungsstoffe, Antioxidationsmittel, Trägerstoffe, Säuerungsmittel, Säureregulatoren, Trennmittel, Schaumverhüter, Füllstoffe, Emulgatoren, Schmelzsalze, Festigungsmittel, Geschmacksverstärker, Schaummittel, Geliermittel, Überzugsmittel (einschließlich Gleitmittel), Feuchthaltemittel, Modifizierte Stärken, Packgase, Treibgase, Backtriebmittel, Komplexbildner, Stabilisatoren, Verdickungsmittel, Mehlbehandlungsmittel und Kontrastverstärker.
Reinhard Matissek

Kapitel 12. Unerwünschte Stoffe, KontaminantenKontaminante und Prozesskontaminanten in Lebensmitteln

Zusammenfassung
Die Auswahl pflanzlicher und tierischer Rohstoffe für die Ernährung erfolgt nicht nur nach ihrem Gehalt an Nährstoffen und ihrem Genusswert, sondern natürlich auch unter dem Aspekt ihrer gesundheitlichen Unbedenklichkeit. Beachtung findet dabei insbesondere die Problematik der Kontaminationen von Lebensmittel durch Standort-(Umwelt)bedingungen, durch Einwirkung von Mikroorganismen, durch Zusätze, Rückstände und Verunreinigungen oder durch thermische Reaktionsprodukte. Weiterhin ist aber auch zu beachten, dass Lebensmittel aus natürlichen Prozessen oder als Folge von Verderbnisvorgängen unerwünschte Stoffe enthalten können, die nicht anthropogenen Ursprungs sind. Für die Risikobewertung ist aber neben den Stoffen selbst auch deren Exposition gegenüber den Verbrauchern von grundlegender Bedeutung. Zur besseren Übersicht kann die Vielzahl der möglichen (gesundheitlich) nicht erwünschten Stoffe in Lebensmitteln wie folgt klassifiziert werden: toxikologisch relevante Pflanzeninhaltsstoffe, Toxine in Fischen und Muscheln, toxikologisch relevante Stoffe in verdorbenen Lebensmitteln, Bildung toxikologisch relevanter Stoffe bei der Herstellung bzw. Zubereitung von Lebensmitteln (Prozesskontaminanten), umweltrelevante Kontaminanten in Lebensmitteln, Kontaminanten aus Lebensmittelbedarfsgegenständen, Radionuklide in Lebensmitteln, toxikologisch relevante Stoffe zur Streckung oder Verfälschung von Lebensmitteln, Kontaminanten und Rückstände aus multiplen Quellen (und Rückstände in Lebensmitteln aus der landwirtschaftlichen Produktion).
Reinhard Matissek

Kapitel 13. Rückstände in Lebensmitteln

Zusammenfassung
Rückstände sind Reste von Stoffen, die bei der Herstellung von Lebensmitteln eingesetzt werden. Selbst bei korrekter Anwendung von Pflanzenschutzmitteln können noch so geringe Gehalte an Rückständen in Obst, Gemüse oder Getreide verbleiben. Auch wenn Nutztiere mit Arzneimitteln behandelt werden müssen, beispielsweise im Fall einer Erkrankung oder Infektion, können in Lebensmitteln, die vom Tier gewonnen werden, Rückstände der eingesetzten Stoffe enthalten sein. Rückstände aus der landwirtschaftlichen Produktion können entstammen aus der Anwendung von Pestiziden (Insektiziden, Fungiziden Herbiziden), Antibiotika, Anabolika, Thyreostatika, Beruhigungsmitteln sowie weiteren Tierarzneimitteln.
Reinhard Matissek

Kapitel 14. Unverträglichkeitsreaktionen/Allergien gegen Lebensmittel

Zusammenfassung
Der Genuss einer Reihe von Lebensmitteln kann bei bestimmten Menschen zu allergisch bedingten Unverträglichkeitsreaktionen führen. Die Reaktionen können sowohl an der Haut, an den Schleimhäuten des Mund- und Rachenraumes, der Atemwege und der Augen als auch im Magen-Darm-Trakt auftreten. Daneben sind auch lebensbedrohliche Schockreaktionen, z. B. der anaphylaktische Schock bekannt. Nur, wenn das Immunsystem an der Reaktion beteiligt ist, handelt es sich um eine echte Lebensmittelallergie. Eine allergische Lebensmittel-Hyperaktivität kann antikörper- und/oder zellvermittelt sein und führt bei den Betroffenen zu objektiven wiederholten Symptomen. Diese treten durch Exposition eines definierten Stimulus auf, der von Gesunden problemlos toleriert wird. Nahezu alle näher charakterisierten Lebensmittelallergene sind natürliche Proteine oder Glycoproteine. Die pollenassoziierte Lebensmitteallergie gegen frisches Obst, Gemüse und Nüsse ist in den deutschsprachigen Ländern die häufigste Lebensmittelallergie bei Jugendlichen und Erwachsenen. Pseudoallergische Reaktionen imitieren das klinische Bild der allergischen Reaktion; sie können eine nahezu identische Symptomatik zeigen. Sie beruhen ebenfalls auf einer Freisetzung physiologisch aktiver Mediatorsubstanzen. Diese ist allerdings nicht durch eine Immunreaktion ausgelöst bzw. eine solche ist nicht nachweisbar.
Reinhard Matissek

Kapitel 15. AromabildungAromabildung in Lebensmitteln

Zusammenfassung
Neben Geschmacksstoffen, die die sensorische Wahrnehmung der Eindrücke salzig, süß, bitter, sauer oder umami vermitteln, sind in Lebensmitteln Verbindungen enthalten, die seinen Geruch bzw. sein Aroma prägen. Nach heutigen Erkenntnissen befinden sich im Mund-Nasen-Raum spezielle Geruchsrezeptoren, an die solche Aromastoffe gebunden werden können und dadurch insgesamt den Aromaeindruck vermitteln. Neueste Forschungen zeigen, dass von den bislang ca. 10.000 in Lebensmitteln identifizierten flüchtigen Verbindungen nur ca. 230 zu den echten Schlüsselgeruchsstoffen gehören. Das typische arteigene Aroma von Lebensmitteln wird darüber hinaus durch das charakteristische Verhältnis von nur 3 bis 40 dieser Verbindungen kodiert. Nur wenige Aromastoffe besitzen die Eigenschaft, das Aroma eines Lebensmittels allein zu prägen. Solche Verbindungen werden auch als Schlüsselaromaverbindungen bezeichnet.
Reinhard Matissek

Kapitel 16. SpeisefetteSpeisefett/SpeiseöleSpeiseöl

Zusammenfassung
Fette bzw. Öle sind nicht nur wichtige Energielieferanten, sondern spielen auch eine wesentliche Rolle bei der Konsistenz, der Wasserretention, der Farbe und beim Geschmack unserer Lebensmittel. In erhitztem Zustand dienen sie der Wärmeübertragung und reagieren nicht zuletzt selber als Aromabildner. Veränderte Ernährungsgewohnheiten haben zu höheren Qualitätsansprüchen und speziellen Anforderungen in Bezug auf ihre Zusammensetzung und damit ihre Eigenschaften geführt. Während im Haushalt nach wie vor Margarine und Butter dominieren, fordern Lebensmittelindustrie, Catering-Bereich und Bäckereien speziell zusammengesetzte Fette: Siedefette, Frittierfette, Backfette und Spezialmargarinen sowie Pflanzenöle. Speisefette werden heute fast ausschließlich großindustriell hergestellt, da nur die professionellen Fetthersteller die Möglichkeit besitzen, Fettkompositionen den Wünschen der Kunden entsprechend herzustellen. Beschrieben wird die Gewinnung von Pflanzenfetten und tierischen Fetten sowie die Herstellung von Margarine, Spezialfetten, Mayonnaise und Salatsoßen.
Reinhard Matissek

Kapitel 17. Proteinreiche Lebensmittel

Zusammenfassung
Während im Pflanzenreich Cellulose als Bausubstanz und Stärke als Reservestoff dominieren, enthalten Lebensmittel tierischer Herkunft vorwiegend Proteine neben einer mehr oder minder ausgeprägten Fettreserve. Unter Fleisch wird in unserem Sprachgebrauch das quergestreifte Muskelgewebe warmblütiger Tiere verstanden, sofern es sich zum Genuss für den Menschen eignet. Fleisch kann auf vielerlei Weise zubereitet werden. Die vielen Fischarten, die unseren Speisezettel bereichern, werden in folgende Gruppen zusammengefasst: Salzwasserfische/Süßwasserfische, oder Fettfische/Magerfische. Die Krebstiere zeichnen sich durch eine große Formenvielfalt aus. Sie bilden einen Unterstamm innerhalb der Gliederfüßer. Die zu Lebensmittelzwecken verwendeten Krebstiere werden auch als Krustentiere bezeichnet. Unter Eiern werden grundsätzlich Hühnereier, d. h. das Ei der Haushenne, verstanden. Milch ist das durch ein- oder mehrmaliges Melken gewonnene Erzeugnis der normalen Eutersekretion von zur Milcherzeugung gehaltenen Tierarten. Als „Milch“ darf nur Milch von Kühen bezeichnet werden. Neben den tierischen Proteinquellen gibt es auch unter den Pflanzen recht gute Proteinlieferanten. In der Regel sind proteinhaltige pflanzliche Lebensmittel reich an Kohlenhydraten, Ballaststoffen und sekundären Pflanzenstoffen. Im Gegensatz zu tierischen Proteinlieferanten sind sie cholesterin- und purinfrei und fettarm zugleich. Zu den wichtigsten Proteinquellen pflanzlicher Natur gehören Kartoffeln, Gemüsesorten, Hülsenfrüchte, Saaten und Nüsse. Auch ausgewählte Getreidearten und Getreideerzeugnisse können den Proteinbedarf sinnvoll ergänzen.
Reinhard Matissek

Kapitel 18. Kohlenhydratreiche Lebensmittel

Zusammenfassung
Zucker (Saccharose) wird heute vor allem aus Zuckerrüben und Zuckerrohr gewonnen. Zuckerwaren sind eine vielfältige Gruppe von Lebensmitteln, die durch verkehrsübliche Zuckerarten, Süßungsmittel oder andere süßende Zutaten meist einen ausgeprägt süßen Geschmack haben. Sie haben entweder eine feste Beschaffenheit und sind dann in der Regel ausgeformt, oder sie sind pastös, flüssig oder pulverförmig. Beispiele sind Bonbons, Marzipan, Persipan, Krokant, Lakritz, Trüffel, Schaumzuckerwaten etc. Zu den Zuckerwaren zählen auch Füllungs-, Glasur- oder Konfektmassen sowie Schichten, Überzüge oder Füllungen von Süßwaren oder Feinen Backwaren. Die mengenmäßig wichtigsten Getreidesorten in Deutschland sind Weizen, Roggen und Gerste, während Hafer, Reis und Mais deutlich zurücktreten. Hirse wird häufig in Afrika, Asien und Südamerika angebaut. Weltweit sind Mais, Reis und Weizen die mit Abstand am häufigsten angebauten Getreidearten. Pseudocerealien sind Pflanzen, die zwar Körnerfrüchte tragen, die zum Verzehr geeignet sind, jedoch nicht in die Familie der Süßgräser einzuordnen sind. Pseudocerealien sind im Anbau oft robust und genügsam. Die Bezeichnung Backwaren dient als Oberbegriff für die beiden Lebensmittelgruppen Brot, einschließlich Kleingebäck (Brötchen), sowie Feine Backwaren, einschließlich Dauerbackwaren. Teigwaren (Nudeln) sind kochfertige Erzeugnisse, die aus Weizengrieß mit oder ohne Verwendung von Eiern hergestellt werden. Zur Gruppe der Knabberartikel gehören pikante, gewürzte und nussige (seltener auch gesüßte) Erzeugnisse, die zum Zweck des Knabberns dienen. Als Lebensmittelrohstoffe spielen Kartoffeln eine sehr wichtige Rolle (Kartoffelchips etc.) sowie Körner, Mehle und Griese von Getreide (z. B. Mais, Weizen), verschiedene Nüsse (Erd- und Edelnüsse), Nussmischungen und Trockenfrüchte.
Reinhard Matissek

Kapitel 19. Alkoholhaltige Lebensmittel

Zusammenfassung
Hefen haben die Fähigkeit, unter anaeroben Bedingungen ihren Stoffwechsel umzustellen. Während sie aerob Glucose zu Kohlendioxid und Wasser veratmen, scheiden sie anaerob Ethanol und Kohlendioxid ab. Da Hefen über die Enzyme Invertase und Maltase verfügen, können auch Saccharose und Maltose in den Gärprozess eingesetzt werden. Hefen wandeln über ihren Stoffwechsel nicht nur Zucker um, sondern auch andere Inhaltsstoffe der zur Gärung bestimmten Maischen. So stellen die Fuselöle, die wichtigsten unter den Gärungsnebenprodukten dar. Wein ist das durch alkoholische Gärung aus dem Saft der frischen Weintraube hergestellte Getränk. Es gibt Weiß-, Rose- und Rotweine. Bier wird aus Hopfen, gemälztem Getreide, Hefe und Wasser hergestellt. Bezüglich der angewandten Hefesorte wird unterschieden zwischen untergärigen und obergärigen Biersorten. Branntwein ist ein Oberbegriff für alle durch Brennen hergestellte zum menschlichen Verzehr geeigneten alkoholischen Flüssigkeiten mit mehr als 15 Vol.-% Alkohol. Bekannte Spirituosen sind: Cognac, Armagnac, Whisky, Wodka, Rum, Liköre, Bitterspirituosen u. dgl.
Reinhard Matissek

Kapitel 20. Alkaloidhaltige Lebensmittel

Zusammenfassung
Alkaloide sind nach einer allgemeinen Definition klassische Pflanzenstoffe mit vorwiegend heterocyclisch eingebautem, basischem Aminstickstoff, die eine starke, meist spezifische Wirkung auf verschiedene Bezirke des Nervensystems besitzen. Eine einheitliche Einteilung gibt es nicht, stattdessen werden die Alkaloide entweder nach ihrem Vorkommen oder nach ihrer chemischen Struktur geordnet. Sehr interessante und geschätzte Lebensmittel enthalten oftmals ein oder mehrere Methylxanthine wie Coffein, Theophyllin bzw. Theobromin. Grüner Kaffee ist der von Frucht- und Samenschale befreite Samen der Kaffeekirsche. Die Kaffekirschen werden entweder getrocknet oder fermentiert und dann getrocknet: Es entsteht der sog. Rohkaffee, der dann noch vor der Zubereitung als Kaffeegetränk geröstet wird. Tee wird aus Blattknospen und jungen Blättern von Camellia sinensis. Er ist nicht nur das Volksgetränk Ostasiens, sondern hat auch in Europa viele Freunde. Haupterzeuger von Kakao sind Länder in West-Afrika, daneben wird er in einigen weiteren süd- und mittelamerikanischen Ländern sowie in Ländern in Asien/Ozeanien erzeugt. Nach der Ernte werden die Samen fermentiert und getrocknet; es entsteht der Rohkakao. Dieser wird anschließend geröstet und zu Kakaomasse, Kakaopulver, Kakaobutter weiterverarbeitet. Schokolade wird durch Vermischen von Kakaomasse mit Zucker und eventuell Milchpulver (Milchschokolade) hergestellt.
Reinhard Matissek

Kapitel 21. Gemüse und Gemüseerzeugnisse

Zusammenfassung
Unter Gemüse werden essbare Pflanzenteile verstanden, die meist in zerkleinertem und gekochtem Zustand genossen werden. Es gibt Wurzelgemüse, Zwiebelgemüse, Stängel- und Sprossgemüse, Blütengemüse und Frucht- bzw. Samengemüse. Gemüse werden meist in Monokulturen gewonnen. Durch züchterische Maßnahmen werden die Sorten soweit verändert, dass optimale Erträge erwartet werden können. Sehr interessante Inhaltsstoffe in Pflanzen sind die vielfach vorkommenden Polyphenole. Kartoffeln sind eines der Hauptnahrungsmittel in Deutschland. Die ursprünglich in Südamerika beheimatete Pflanze entwickelt auch grüne Scheinfrüchte, die wegen ihres hohen Gehaltes an Solanin/Chaconin giftig sind. Allerdings enthalten auch unreife, grüne Kartoffeln oder solche, die dem Tageslicht ausgesetzt waren geringe Mengen an Solanin/Chaconin. Tomaten zählen zur Familie der Nachtschattengewächse und sind mit Kartoffel, Paprika und Aubergine verwandt. Tomaten enthalten bis zu 95 % Wasser, ferner sekundäre Pflanzeninhaltsstoffe sowie verschiedene Vitamine und Mineralstoffe. Die rote Farbe der Tomaten rührt vom Lycopin her, einem Carotinoid. Speisepilze bauen sich aus relativ viel Stickstoff-Substanz auf, von der nur 65 % Proteine sind. Daneben enthalten Pilze als Stützsubstanz anstelle der im Pflanzenreich üblichen Cellulose Chitin, dessen Grundsubstanz das N-Acetylglucosamin ist. Tafeloliven gehören je nach Herstellungsart eigentlich entweder in die Gruppe der Gärungsgemüse oder Essiggemüse.
Reinhard Matissek

Kapitel 22. Obst und Obsterzeugnisse

Zusammenfassung
Obst sind Früchte bzw. Scheinfrüchte mehrjähriger Pflanzen, die fast immer roh gegessen werden können. Folgende Gliederung ist möglich: Kernobst, Steinobst, Beerenobst, Schalenobst und Südfrüchte. 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. 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. 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. Fruchtsäfte sind flüssige Auszüge aus frischem Obst, die hieraus durch mechanische Verfahren gewonnen werden. Viele Blüten sind für den Menschen genießbar.
Reinhard Matissek

Kapitel 23. Gewürze

Zusammenfassung
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. Gewürze können in folgende Gruppen eingeteilt werden: Fruchtgewürze, Samengewürze, Blütengewürze, Rhizomgewürze, Rindengewürze, Blatt- und Krautgewürze.
Unter den Fruchtgewürzen ist der Pfeffer mit Abstand der wichtigste Vertreter. Bei Zimt werden zwei Arten wirtschaftlich genutzt: der Ceylon-Zimtbaum auch als Echter Zimtbaum oder Kaneel bezeichnet und der Chinesische oder Kassia-Zimtbaum. Ceylon-Zimt ist in Europa wegen seines feinen Aromas bekannt, während Kassia-Zimt wegen seiner höheren Gehalte an ätherischen Ölen sowie des höheren Cumarin-Gehaltes ein deutlich intensiveres Aroma hat. Gewürzmischungen sind 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.
Reinhard Matissek

Kapitel 24. Trinkwasser

Zusammenfassung
Trinkwasser soll appetitlich, klar, farblos und geruchlos sein. Es soll frei von Stoffen sein, die eine spätere Trübung bewirken könnten. 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, Amöbenruhr, Cholera und infektiöser Hepatitis, Milzbrand, spinaler Kinderlähmung oder Wurmkrankheiten bzw. Bindehautentzündungen auszuschließen. Daher ist die Entkeimung des Trinkwassers eine der wichtigsten Aufgaben bei seiner Aufbereitung. 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-, See- und Talsperrenwasser). Außerordentlich wichtig für die Beurteilung eines Wassers ist seine Härte. Wasserhärte ist die in einem Wasser gelöste Menge an Calcium und Magnesium-Ionen.
Reinhard Matissek

Kapitel 25. Erfrischungsgetränke

Zusammenfassung
Mineralwasser ist ein Grundwasser mit besonderen Eigenschaften. Seine Inhaltsstoffe dürfen nur unwesentlich schwanken; die Mineralstoff-Zusammensetzung muss angegeben werden. Mineralwasser muss aus unterirdischen Wasservorkommen stammen und von ursprünglicher Reinheit sein. Es wird direkt am Gewinnungsort abgefüllt und benötigt eine amtliche Anerkennung. Süße, alkoholfreie Erfrischungsgetränke 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 und als fertiges Getränk in die Flasche gefüllt. Der Alkoholgehalt muss unter 0,5 % liegen. Sie werden unterteilt in Fruchtsaftgetränke, Brausen und Limonaden.
Reinhard Matissek

Kapitel 26. Das europäische LebensmittelrechtLebensmittelKennzeichnung

Zusammenfassung
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. Aus dem ersten deutschen Nahrungsmittelgesetz (1879) entwickelte sich im Laufe der Zeit das Gesetz zur Neuordnung des Lebensmittel- und Futtermittelrechts (2005) mit dem darin enthaltenen Lebensmittel-, Bedarfsgegenstände- und Futtermittelgesetzbuch (LFGB) in Artikel 1. Von der Europäischen Kommission wurde unter dem Gesichtspunkt der Lebensmittelsicherheit die Basisverordnung erlassen. Auf Grundlage dessen haben sich im Laufe der Zeit viele Verordnungen und Richtlinien abgeleitet. Nationale Verordnungen werden durch europäische Verordnungen nach und nach ersetzt.
Julia Gelbert

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