Forschung: Keine Kompromisse bei Geschmack, Sensorik und Lebensmittelsicherheit

Die Lebensmittelindustrie profitiert von Forschungsergebnissen und neuen Technologien

  • Abb. 1: In den letzten Jahren wurde in den BRAIN–Laboren eine Sammlung von mehr als 60 süßen Naturstoffen isoliert, charakterisiert und in der „Sweetbox“ zusammengestellt.Abb. 1: In den letzten Jahren wurde in den BRAIN–Laboren eine Sammlung von mehr als 60 süßen Naturstoffen isoliert, charakterisiert und in der „Sweetbox“ zusammengestellt.
  • Abb. 1: In den letzten Jahren wurde in den BRAIN–Laboren eine Sammlung von mehr als 60 süßen Naturstoffen isoliert, charakterisiert und in der „Sweetbox“ zusammengestellt.
  • Abb. 2: Mikroskopische Aufnahme der sogenannten Human Taste Cells. Diese Zellen können als eine Art „molekulare Zunge“ für Screenings von Stoffsammlungen eingesetzt werden.
  • Abb. 3: Dr. Martin Langer, BRAIN.

In einer Arbeit von Dr. Toni Meier et al. von der Universität Halle-Wittenberg, die vor einigen Monaten in der Fachzeitschrift PLOS One veröffentlicht wurde, sind erstmals die durch Fehlernährung bedingten Gesundheitskosten in der Bundesrepublik Deutschland ermittelt worden. Bei der Fehlernährung wurde dabei auf drei Inhaltsstoffe fokussiert, die in vielen prozessierten Lebensmitteln zum Einsatz kommen: Fett, Salz und Zucker. Die Autoren errechneten Kosten von 16,8 Mrd. € pro Jahr.

Zucker hatte dabei mit 8,6 Mrd. € jährlichen Gesundheitskosten mit Abstand den höchsten Anteil, gefolgt von Salz (5,3 Mrd. €) und Fett (2,9 Mrd. €). Die Themen Fehlernährung und Gesundheitskosten sind dabei nicht nur in den Industrienationen in der Diskussion. Als eines der ersten Länder hat Mexiko, gemäß der Weltgesundheitsorganisation WHO das Land mit den meisten übergewichtigen Einwohnern weltweit, bereits 2014 eine Zuckersteuer für stark gesüßte Lebensmittel eingeführt. Der Pro-Kopf-Konsum von diesen Produkten ging daraufhin zurück. Die WHO hat im Oktober 2016 empfohlen, eine globale Zuckersteuer von 20 % einzuführen. Großbritannien geht 2017 voran. Aktuelle Diskussionen gibt es z.B. in Spanien, Portugal, Indien, Australien, Neuseeland uvm.

Wandel in der Nahrungsmittelindustrie

Die traditionellen Aufgaben von Nahrungsmittelherstellern, nämlich die Ermöglichung des Zugangs zu sicherem und nahrhaftem Essen haben sich in den letzten Jahren erweitert. Beispiele sind allergenfreie Lebensmittel (Lactose, Gluten, Histamin) und zunehmend auch kalorienreduzierte Produkte (light). Die Verbraucher in den Industrienationen tendieren darüber hinaus immer mehr zu „Clean Label“- und „All Natural“-Produkten, die frei von chemischen Inhaltsstoffen sind.

Auf der Suche nach Zuckerersatz

Einer der spannendsten Märkte für natürliche Geschmackslösungen ist der Zuckerersatz. Laut Markets & Markets betrug der Zuckerersatzmarkt im Jahr 2014 13,3 Mrd. US-$ und Experten erwarten für 2016 sogar ein Wachstum bis auf 16,5 Mrd. US-$. Der vermutlich größte Absatz dieser Süßungsmittel ist dabei die Getränkeindustrie.

Gemäß Beverage Digest wurden im Jahr 2014 mit dem globalen Verkauf von 800 Mrd. l Getränken etwa 1.000 Mrd. US-$ Umsatz erzielt. Die aktuell eingesetzten Süßstoffe sind zumeist chemischer Natur und müssen auf den Etiketten ausgewiesen werden. Ziel ist es, einen natürlichen Süßstoff zu finden, der keinen Nebengeschmack, wie z.B. bitter oder metallisch, hat.

60 süße Naturstoffe in der „Sweetbox“

Auf der Suche nach solchen natürlichen Süßstoffen kann man rational herangehen und Pflanzen analysieren, die historisch als süß oder den Geschmack verstärkend empfunden wurden. In den letzten Jahren wurde in der BRAIN Gruppe eine Sammlung von mehr als 60 süßen Naturstoffen isoliert und charakterisiert und in der „Sweetbox“ zusammengestellt, darunter auch das Pflanzenpeptid Brazzein, das eine etwa 1.200 Mal stärkere Süßkraft als Zucker aufweist und in externen Verkostungen schon in vielen Formulierungen überzeugte. Auch die Suche nach den Süßgeschmack von Zuckern verstärkenden Naturstoffen ist für viele industrielle Anwendungen von Relevanz, da in der Nahrungsmittelproduktion oft auch die physikalischen Effekte des Zuckers benötigt werden: als Füllmaterial bei Keksen, als Klebemittel bei Müsliriegeln oder bspw. für das wohlklingende Knuspergeräusch/-gefühl bei z.B. Cornflakes. Die Entwicklung und Produktion der Stoffe erfolgt in der im August 2016 geschlossenen DOLCE-Partnerschaft, in welcher verschiedene Konsumgüterunternehmen gemeinsam mit Technologieunternehmen wie BRAIN und Analyticon und dem Produzenten Roquette die nächste Generation von Süßungsmitteln auf Basis von Naturstoffen entwickeln.

Human Taste Cell (HTC)-Technologie

Um sich jedoch nicht ausschließlich auf bekannte süße oder geschmacksverstärkende Pflanzenmaterialien als Quellen beschränken zu müssen, hat BRAIN in den letzten Jahren eine auf humanen Geschmackszellen basierende Screening-Technologie, die sogenannte Human Taste Cell (HTC)-Technologie, entwickelt und patentiert. Diese Zellen können als eine Art „molekulare Zunge“ für Screenings von Stoffsammlungen eingesetzt werden. Charakteristisch für diese Zellen ist die Zusammensetzung der jeweiligen Geschmacksrezeptoren.

Aktuell wird in der wissenschaftlichen Welt kontrovers diskutiert, ob neben den fünf bereits akzeptierten Geschmackswahrnehmungen süß, sauer, bitter, salzig und umami noch ein sechster Geschmack, nämlich fett, existiert. Einzelne der etablierten Human Taste Cells reagieren tatsächlich auf Fette und Fettsäuren und stellen somit ein zukünftiges Forschungsfeld zur Verbesserung von Lebensmittelformulierungen dar.

Keine Kompromisse bei Geschmack und Lebensmittelsicherheit

In der Lebensmittelindustrie wird es bei Geschmack und Lebensmittelsicherheit niemals Kompromisse geben. Hinzu kommt, dass die Naturstoffe preiswert herstellbar sein müssen. Dass dies gelingen kann, zeigt eine Kooperation der BRAIN und der Analyticon mit der Nummer Vier der globalen Konsumgüterherstellern aus den USA, in welcher die Partner einen natürlichen Salzgeschmacksverstärker entwickelt haben, der aktuell in den USA in verschiedenen Produkten in der Konsumentenverkostung ist. Dieser erlaubt eine 52 %ige Reduktion von Natriumchlorid in den Formulierungen. Bei gleichem Geschmack und gleichen Kosten der Produkte.

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