Logo des Forschungsinformationssystems Agrar und Ernährung

Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung

Informationsportal des Bundes und der Länder

Einfluss von Schaumkomposition und -struktur auf die Aromastofffreisetzung und Aromawahrnehmung gasbeaufschlagter Lebensmittelsysteme

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

Dieses Projekt leistet einen Beitrag zum Forschungsziel 'Ernährung und Verbraucherschutz'. Welche Förderer sind dazu aktiv? Welche Teilziele gibt es dazu? Schauen Sie nach:
Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: AiF 17126 N
Laufzeit: 01.01.2011 - 31.12.2014
Fördersumme: 423.850 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Schäume sind Dispersionen von Gasen in Flüssigkeiten. Milchbasierte Schäume können auf Basis ihrer Zusammensetzung, ihrer Struktur oder ihrer Stabilität in Fett- und Proteinschäume, Kugel- oder Polyederschäume sowie erstarrte und nicht-erstarrte Schäume unterschieden werden. Praktische Beispiele sind geschlagene Sahne oder Milchschaum. Der Gasphasenanteil vieler milchbasierter Schäume (Sprühsahne, Mousse, Frischkäsedesserts etc.) liegt unter 75 %, die Gasblasen sind räumlich weit voneinander entfernt. Aber auch Polyederschäume, wie beispielsweise Cappuccinoschaum, kommen vor. Von zentraler Bedeutung für die Schaumbildung und Schaumstabilität ist die Anwesenheit, Art und Konzentration von grenzflächenaktiven Substanzen, den Emulgatoren. Die langfristige Stabilisierung der Schaumstruktur, über den in der Milchindustrie notwendigen Haltbarkeitszeitraum von mehreren Monaten, erfolgt durch Quervernetzung von Proteinen über thermische Auffaltung mit Verfestigung der kontinuierlichen Phase, durch Erhöhung der Fließgrenze nach Zusatz von Gelbildnern, wie Gelatine, modifizierter Stärke oder Carrageenan, sowie durch Blasennetzwerkbildung aufgrund von Partikeladsorption, z.B. von Fett- oder Zuckerkristallen an der Grenzfläche. Milchbasierte Proteinschäume werden durch Dispergieren der Gasphase in der Matrix mittels mechanischer Agitation oder durch Injektion über Membranen hergestellt. Die Schaumstruktur bedingt das Mundgefühl und ist abhängig vom Gasphasenanteil sowie der Gasblasengrößenverteilung. Als disperse Phase werden sterilfiltrierte Luft, Stickstoff sowie Distickstoffmonoxid (Lachgas) eingesetzt. Das charakteristische 'Aroma' eines Lebensmittels bzw. eines geschäumten Produkts entsteht durch das Zusammenwirken einer Vielzahl verschiedener Aromastoffe. Für deren Verteilung von besonderer Bedeutung ist der log P-Wert als Maß ihrer Fettlöslichkeit. Der Verteilungskoeffizient 'K (Matrix:Luft)' beschreibt den Aromastoffanteil in der Matrix im Verhältnis zum Kopfraum im thermodynamischen Gleichgewicht. Hydrophobe Aromastoffe (log P > 0) werden in fetthaltigen Matrices sehr stark, in fettarmen hingegen kaum zurückgehalten. Die spezifische Verteilung der einzelnen Aromastoffe wirkt sich wiederum auf die tatsächliche Geruchs- (nasale Wahrnehmung) und Geschmacksintensität (retronasale Wahrnehmung) aus. Zur Aromatisierung eingesetzte Aromakompositionen für Lebensmittel enthalten mehrere als relevant erkannte Aromastoffe in einem spezifischen Verhältnis. Der vom Verbraucher erwartete Aromaeindruck kann nur gewährleistet werden, wenn dieses Verhältnis den jeweiligen Matrixeigenschaften, z.B. fettarm, geschäumt usw., angepasst wird. Aufgabe von Flavoristen ist es deshalb, das Verhältnis der einzelnen Aromastoffe in einer Komposition so aufeinander abzustimmen, dass der angestrebte Aromaeindruck auch in Produkten unterschiedlicher Zusammensetzung und Textur realisiert wird. Während für klassische Milchprodukte, wie Joghurt, bereits eine ausreichende Datenbasis vorhanden ist, um die notwendigen Adaptionsprozesse entlang von Kenngrößen der Milchmatrix-Aromastoff-Interaktion zielgerichtet vorantreiben zu können, liegen für geschäumte Systeme bislang keinerlei systematische Untersuchungen vor. Anpassungen in Hinblick auf die Schaumkomposition und die Schaumstruktur erfolgen rein empirisch ohne jegliche Kenntnis der für Aromastoffverteilung und -wahrnehmung entscheidenden Grenzflächeneigenschaften. Geschäumte Lebensmittelsysteme haben eine große Bedeutung in der Lebensmittelverarbeitung. Durch das Aufschäumen von Lebensmitteln kann das Masse-Volumen-Verhältnis und damit der kalorische Wert von Lebensmitteln reduziert werden. Geschäumte Produkte werden beim Verzehr oft als sensorisch angenehmer empfunden als nicht aufgeschäumte Produkte gleicher Zusammensetzung. Gleichzeitig steigt die Anzahl aromatisierter Lebensmittel insbesondere im fettreduzierten 'Low-fat'-Bereich kontinuierlich an, da mit der Herausnahme von Fett ein wesentlicher Aromaträger fehlt. Ziel des Vorhabens, Teilprojekt (TP) 4 des DFG/AiF-Clustervorhabens 'Proteinschäume in der Lebensmittelproduktion: Mechanismenauf-klärung, Modellierung und Simulation', ist es, systematisch zu erfassen, in welche Richtung und in welchem Ausmaß kompositorische und prozesstechnologische Parameter der Herstellung die Aromastoffverteilung und -wahrnehmung beeinflussen. Angestrebt wird eine Korrelation der stoffspezifischen chemisch-physikalischen Aromastoffeigenschaften mit den Eigenschaften der Schaummatrix in Hinblick auf die ortho- und retronasale Aromawahrnehmung. Die Forschungsergebnisse sollen es in der praktischen Anwendung ermöglichen, Aromakompositionen an die kompositorischen und strukturellen Schaumeigenschaften neu oder weiter entwickelter geschäumter Produkte zielgerichtet anzupassen.

mehr anzeigen weniger anzeigen

Fachgebiete

Erweiterte Suche