Z. Lebensm. Unters.-Forsch. 153, 42--52 (1973) © by J. F. Bergmann, 5fiinchen

Obersichtsberichte

Lebensmittel von mittlerer Feuchtigkeit Erich Liiek*

Farbwerke Hoechst AG, vormals Meister Lucius & Briining Frankfur~/~-HOchst (BRD)

Eingegangen am 5. Mi~rz 1973

I n t e r m e d i a t e Moisture Foods

Summary. A review is given of the relationship between the absolute water content and the water activity of foodstuff, the influence of water activity on the shelflife, especially on lipid oxi- dation, non-enzymatic browning reactions, other kinds of chemical deterioration, enzyme activity and microbiological stability. Properties, composition and manufacture of intermediate moisture foods are covered as well as the future aspects of these products.

Zusammen/assung. Es wird ein ~berblick gegeben fiber die Zusammenh~inge yon absolutem Wassergehalt und Wasseraktivitgt, die Einflfisse der Wasseraktivit~t auf die Haltbarkeit yon Lebensmitteln unter besonderer Beriicksichtigung yon Lipidoxydation, nichtenzymatischen Brgu- nungsreaktionen, anderen chemischen Verderbsreaktionen, Enzymaktivitgt und mikrobiologischer Stabilit~t. Sodann werden Eigenschaften, Zusammensetzung und Herstellung yon Lebenslnitteln mittlerer Feuchtigkeit beschrieben einschliel]lich der Zukunftsaussichten ftir derartige Produkte.

Wasser als Lebensmittelbestandteil Obwohl Wasser keinen ±N~hrwert hat, ist es in vieler Hinsicht der wichtigste Bestandteil

unserer Lebensmittel. Es beeinfluBt wie keine andere Einzelkomponente eines Lebensmittels deren Eigenschaften, deren Textur, deren Verhalten und in entscheidender Weise ihre Haltbar- keit [1, 2]. Viele der diesbeziiglichen Erkenntnisse, die man heute wissenschaftlich zu durch- forschen und zu untermauern versucht, sind jahrhundertealtes empirisches Allgemeingut. Man denke z. B. an den Wasserentzug, die Trocknung, eines der iiltesten Konservierungsverfahren.

Absoluter Wassergehalt und Wasseraktivitiit I n der /~l teren L i t e r a t u r wird der Wasse rgeha l t yon Lebensmi t t e ln grunds/ i tzl ich

in I-Iundert tei len, bezogcn auf das Gesamtgewicht der Lebensmi t t e l angegeben. Ffir eine solche Berechnungsweise g ib t es sicher vernfinft ige Grfinde. Die H a l t b a r k e i t und die anderen hier zu erSr ternden Einflfisse des Wassergeha l tes h/~ngen aber keines- wegs v o m abso lu ten Wasse rgeha l t eines Lebensmi t t e l s ab, sondern yon der d a m i t in Z u s a m m e n h a n g s tehenden Wasserakt iv i t i~t (Abb. 1). Sic i s t deshalb ein besserer Vergleichsmal3stab, weft die vcrschiedenen Lebensmi t t e l t ro tz vSllig unterschiedl icher abso lu te r Wassergeha l te eine gleiehe Wasse rak t iv i t / i t aufweisen k5nnen und d a m i t ein gleiehart iges Verha l t en bei der Lagerung und in sonst iger Hins icht .

Setzt man ein Lebensmittel oder Futtermittel einer Atmosphere bestimmter relativer Luft- feuchtigkeit aus, so nimmt es innerhalb einer gewissen Zeit einen ganz bestimmten Wassergehalt an. Es stellt sich zwischen dem absoluten Wassergehalt des Lebensmittels und dem der Atmosphe- re ein Gleichgewicht ein. Diese Gleichgewichtsfeuehtigkeit hat man friiher in Prozent relativer Luftfeuchtigkeit, bezogen auf die Umgebungstemperatur, angegeben. Einem Vorschlag yon Scott [3] folgend hat sich der Begriff der Wasseraktivit~t (a~) eingebfirgert. Sic ist der Quotient zwi- schen dem I)ampfdruck des Wassers im Lebensmittel (P~) bzw. in der Umgebungsatmosph~re und dem S~ttigungsdruck des reinen Wassers bei der gleichen Temperatur (P0):

P~ a M - /)o

Der noch benutzte Begriff der Gleichgewichtsfeuchtigkeit, das ist die relative Luftfeuehtigkeit, mit der das Lebensmittel im Gleichgewicht steht, ist um den Faktor 100 kleiner als die Wasser- aktivit, iit.

* Hen'n Prof. Dr. Acker zum 60. Geburtstag gewidmet.

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~Tach dem 1Raoultschen Gesetz kann man in einiger Ann~herung die WasseraktivR~it auch definieren als den Quotienten zwischen der Zahl der Wassermole und der Summe der Zahl der Wassermole und der Zahl der Mole an gel6sten Substanzen (N~) [4]:

-/~Wasser CA w - - JVWasser -~ 2~ s

Die Zusammenhi~nge zwischen dem Wassergehalt eines Lebensmittels und der Wasseraktivit~t lassen sich durch die sogenannte Sorp~ionsisotheme graphisch darstellen, die fiblicherweise den in Abb. 1 dargestellten sigmoiden Verlauf hat. Sorptionsisothermen pr~sentieren sich etwas versehieden, je nachdem ob man dem Lebensmittel Wasser entzieht (Desorptionsisotherme) oder das Lebensmittel Wasser aufnehmen lgBt (Adsorptionsisotherme). Man nennt diese Erseheinung Hysterese. Die Desorptionsisotherme liegt stets fiber der Adsorptionsisotherme.

g

"5 "6

O,20 C~40 0#0 o, go

W a s s e r a k t [ v i t 6 (

Abb. 1. Beispiel einer Sorptionsisotherme

100

90

~:- 80

70

,~ 60 ~D 50

~ 40 e~ = 30

= 20

]0

Wasseraktivit~it (a~)

frisches Obst 0,97 frisches Gemfise 0,97 l%uchts~fte 0,97

Eier 0,97

~leisch 0,97

K~se 0,96 Brot 0,96 Marmelade 0,82--0,94 Sirupe 0,90 "Soft moist pet food" 0,83 Verzehffertige Trockenfrfichte 0,72--0,80 Honig 0,75

Dauerbackwaren 0,1 Zucker

Abb. 2. Zusammenhang zwischen Wasseraktivit~t und absolutem Wassergehalt bei einigen Lebensmitteln [4]

Der Gehalt yon Lebensmitteln und Futtermitteln an Wasser variiert zwisehen prakfiseh 0% (Beispiel: Rohrzucker) und praktisch 100% (Beispiel: Trinkwasser), also in den extremsten Gren- zen, die man sich vorstellen kann. Die WasseraktivitEt kann also zwisehen den Werten 0 und 1 liegen.

Bei einer n~iheren ]3etraehtung zeigt sieh aber, dab sieh die meisten herk6mmlichen Lebens- mittel und ~'uttermittel in zwei groBe Kategorien einordnen lassen, in ,,trockene" Erzeugnisse mit einem ,,niedrigen" Wassergehalt und in ,,feuchte" mit ,,hohem" Wassergehalt. Die Abb. 2 zeigt sehr fiberzeugend, dab die ,,feuchten" Lebensmittel in ihrem absoluten ~Tassergehalt zwi-

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schen 25 und knapp 100°/o liegen kSnnen, wobei sich die Wasseraktivit~ten nur etwa zwischen den Werten 0,9 und 1 bewegen. Bedenkt man weiterhin, dal~ der Wassergehalt der Atmosphiire nut etwa 0,5--2°/o absolut betriigt, so ist es durchaus erstaunlich, dab so kleine Wassergehalte mit so hohen Wassergehalten im Lebensmittel in Gleichgewicht stehen k6nnen [5].

Ausgehend yon Forsehungen in den USA, zun~ehst an Futtermitteln fiir Itaustiere, interessiert das Wasser, besser ausgedriiekt ein ganz genau eingestellter Wassergehalt yon Lebensmitteln, im Itinblick auf die Herstellung ,,verzehrfe1~iger Troekenlebensmittel". Es handelt sich dabei um Erzeugnisse, die weder Troekenprodukte im herkSmmlichen Sinne sind, noch ,,feuchte" Lebens- mittel; vielmehr sind hier die sogen~nnten LebensmRtel mit mittlerem Wassergehalt gemeint, Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkei~, englisch "intermediate moisture foods". Sie haben eine Wasseraktivitgt yon etwa 0,6--0,9. Hergestellt werden sie durch Adsorption aus trockenen Le- bensmitteln oder Desorption aus den normalen feuehten Lebensmitteln.

Einflug der Wasseraktivit~it auf die IIaltbarkeit yon Lebensmitteln Die Einflfisse des Wassers auf die Haltbarkeit von Lebensmitteln stied aul~eror-

dentlich vielf~ltig und komplex. Von der Wasseraktiviti~t ~bh£ngig sind z. B. die Oxydation der Lipide, d~s Ausmal~ der Bri~unungsreaktion, die Aktiviti~t der Enzyme und das Wachstum von Mikroorganismen. Im Gegensatz zu einer weir verbreiteten Ansicht sind trockene, wasserarme Lebensmittel keineswegs in jeder Beziehung haltbarer als solche mit mittlerem oder hohem Feuchtigkeitsgehalt. Einen ersten tJberblick fiber alle, im folgenden etwas eingehender zu besprechenden Faktoren gibt das in Abb. 3 festgehaltene ,Stabflit/~tsdiagramm '° (5--7].

T

~ L(pjdoxy ...... / /r, ..,~ )~j , L -~ \\F- / , , ' / / )' " " , / I l f l " i ~ / " /11 ~ , , z ~ o ~ ....

o,z o,~ o,6 o,s ~,o

Wosseroktlv(tat

Abb. 3. Stabilit~it yon Lebensmitteln in Abhiingigkeit yon der Wasseraktivi~t [6, 7]

Lipidoxydation

In der Beurteilung des Einflusses der Wasseraktiviti~t auf die chemisch bedingte Lipidoxydation scheint sich die Literatm- nicht einig zu sein; vielleicht haben andere Lebensmittelbestandtefle oder sonstige Faktoren einen weitergehenden Einflu~ als die Wasseraktivit~t selbst. So soll die Lipidoxydation in v611ig wasserfreien Systemen schnell ablaufen, wiihrend zwischen a w ~- 0,1 und aw ~ 0,75 kaum Unterschiede bestehen [8]. Naeh anderer Ansicht [9] verl~uft die Lipidoxydation in Fleischzu- bereitungen mit mittlerem Wassergehalt dentlich schneller als bei gefriergetrockneten Erzeugnissen. W~hrend Wasser bis a w --~ 0,5 ,,antioxydative" Eigenschaften hat, sind Lebensmittel yon mittlerer Feucbtigkeit gegen Oxydationen relativ empfindlich [6]. Beachtlich ist weiterhin, dal~ durch Adsorption hergestellte Produkte deutlich oxydationsstabfler sind als solche, die durch Desorption hergestellt worden sind [10]. Auf jeden Fall l~Bt sich die Lipidoxydation durch Zusatz yon Antioxydantien gut beherrsehen [7, 9].

Nichtenzymatische Br~iunungsreaktionen Soweit Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit Kohlenhydrate und Proteine

enthalten, was die Regel ist, mul~ mit nichtenzymatischen Br~unungsreaktionen

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gerechnet werden. Ihr Ausmag steigt mit zunehmender Wasseraktivit~t, weist bei etwa a w = 0,5 --0,7 ein Maximum auf [6--8, 11--13] und fifllt dann schnell ab.

Daraus folgt, dab bei Lebensmitteln yon mittlerer Feuchtigkeit durchaus die M6glichkeit einer Mafllard-Reaktion gegeben ist. Wogen des Maximums der Reak- tionsintensitiit bei a~ = 0,5--0,7 kann es gtinstig sein, die Wasseraktivitgt etwas hSher einzustellen [9]. }Veiter sollto man bei der tterstellung von Lebensmitteln yon mittlerer Feuchtigkeit den Zusatz yon reduzierenden Zuckern mSglichst einschriin- ken [9].

Vide Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit enthalten Glycerin odor andere Feuchthalter, die offenbar das Ausmal~ dot nichtenzymatischen Brgunungsreaktion dadurch verringern, dab sie den Wassertransport einschri~nken [9]. Interessant ist weiterhin, dab im Gegensatz zu Lipidoxydationen hinsichtlich der nichtenzymatischen Brgunung die durcl~: Desorption erhaltenen Produkte stabiler sind als die durch Adsorption hergeste]lten [9].

Andere chemische Verderbsrea]ctionen Von den chemischen Verderbsreaktionen auBer Lipidoxydation und nichtenzy-

matischor Briiunung ist auch der Chlorophyllabbau in Abh~ngigkeit yon der Wasser- aktivitgt nigher untersucht wordcn. Er n immt mit zunehmender Wasseraktivitgt his a~ = 0,75 kontinuierlich zu [14].

Der Vitaminabbau, untersucht wurden Niacin, Thiamin und Ascorbinsiiure, entspricht dem yon hitzesterilisierten Konserven [15].

Enzymalctivitiit ~75hrend man fiber die noch zu besprechende Abhiingigkeit mikrobieller Vori~nde-

rungen yon der }Vasseraktivit~t oines Substrates seit langem Bescheid weiB, watch die Zusammenhiinge zwischen Wasseraktivitgt und Enzymakt iv i tg t bis vor kurzem unbekannt. Erst Acker und seine Schule haben sich seit den 50er Jahren um die Aufklgrung dieser Fragen bemiiht [16--21], nach dem bereits vorher Kiermeier dieses Gebiet erstmals bearbeitet hat te [64--67]. Man wei~ aus diesen Untersuchungen, dal~ grundsi~tzlich die Enzymaktivi t i i t mit der ~Tasseraktivitiit steigt, dal] eine Enzymt~tigkeit auch noch bei a~ ---- 0,4 --0,5 und weniger mSglich ist, die sichcren Sehutz vor mikrobiellem Verderb gewi~hrleistet, und daI~ bei aw = 0,6--0,8 eino starke Enzymti~tigkeit mSglich ist.

Lebensmittel von mittlerer Feuchtigkeit sind somit grunds~tzlich gegen enzyma- tischen Verderb anf~llig. Da sic aber moist im Laufe ihrer Herstellung ohnehin er- hitzt werden oder eine Erhitzung ohne Schwierigkeiten mSglich ist, stellt der enzy- matische Verderb in der Praxis kaum eine Gefahr dar.

Mikrobiologische Stabilitiit Aus alten Zeiten weiii] man, dab ein Lebensmittel um so stabiler gegen mikrobiologischen Ver-

derb ist, je trockener es ist, d. h. je niedriger die Wasseraktivitiit liegt. ~icht alle Mikrobenarten stellen jedoch die gleichen Anforderungen an die Wasseraktivit~t des Substrates. In Tab. 1 finden sich die Grenzwerte fiir die Wasseraktivit~t, bei denen unter optimalen N~hrstoff-, Temperatur- und pH-Bedingungen gerade noch Wachstum stattfindet.

Es sei noch bemerk% dab Mikroorganismen nicht immer um so besser wachsen, je h5her die Wasseraktivit~t ist, sondern dab es ebenso wie ein pH-und ein Temperaturoptimum auch ein Optimum ffir die Wasseraktivit~t gibt, das nicht immer 1 betr~gt [22, 23].

Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit liegen, was die mikrobiologische Stabili- t~t anbetriift, in einem aw-Bereich , der das Wachstum vieler Schimmelpilze und Helen gestattet, nicht aber das Wachstum yon Bakterien. Vor allem pathogene Bakterien kSnnen in diesem aw-Beroich nicht existieren [15].

Gegen das Wachstum yon t tefen und Schimmelpilzen setzt man den Lebens- mitteln yon mittlerer Feuchtigkeit Kal iumsorbat zu. Sorbinsi~ure wJrkt spezifisch gegen Schimmelpilze und ttefen, also gerade die Mikroben, deren Wachstum auf den Lebensmitteln yon mittlerer Feuchtigkeit m6glich ist.

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Tabelle 1. Grenzwerte der Wasseraktivit~t ffir einige wichtige Mikroorganismen

auf Lebensmitteln vorkommende

Name des Keimes Grenz-a~ Literaturstelle

Schimmelpilze allgemein 0,85 - - 0,75 [50, 52, 57, 58] Alternaria 1,0 [58] Aspergillus n i g e r 0,90--0,87 [55, 58] andere Aspergillus-Arten 0,75--0,65 [52, 55, 58--61] Mueor 0,93 [52, 58] Penicillium 1,0 --0,9 [58] Rhizopus 1,0 --0,93 [52, 58] Xeromyces 0,62--0,60 [52, 55] xerophile Arten bis 0,60 [50]

Bakterien allgemein fiber 0,90 [49, 50] Clostridien 0,98--0~95 [51, 52] Pseudomonaden 0,96 [52] Lactobacillen 0,95--0,91 [52, 53] Salmonellen 0,95 [52, 55] S~aphylokokken 0,88 [3, 52, 54, 56] halophile Arten bis 0,75 [50, 52]

ttefen allgemein 0,95--0,87 [49, 50, 52, 53, 62] osmotolerante Arten bis 0,60 [50, 52, 63]

Lagerversuche haben ergeben, dal3 Kaliumsorbat eine monatelange Stabilit~t praxisiiblieher t)rodukte gewiihrleistet [15, 24]. Bei Hundefutter yon mittlerer Feuchtigkeit werden sogar Haltbarkeiten yon mehr als einem Jahr bei Zimmertem- peratur garantiert.

Systematisehe und vergleichende Untersuchungen an Lebensmitteln yon mittlerer Feuehtigkeit, die durch Adsorption und durch Desorption hergestellt worden sind, ergaben, dab die mikrobiologische Stabilit~t trotz gleicher Wasseraktivit~t unter- sehiedlieh sein kann [9, 25]. So konnten bei einer Bananenzubereitung Sehimmelpilze noch bei a w ~ 0,7 waehsen, wenn das ErzeugIfis durch Desorption (direkte Mischung) hergestellt worden war; wurde es durch Adsorption, z. B. aus zuvor gefriergetrockne- ten Vorprodukten hergestellt, so lag der kritische aw-Wert erst bei 0,9 [24].

EigenschaRen, Zusammensetzung und Iterstellung yon Lebensmitteln yon mittlerer Feuchtigkeit

De/initionen, allgemeine Eigenscha]ten und Geschichte Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkei~ sind teilweise entwi~sserte Lebensmittel

mit einer Wasseraktiviti~t yon 0,6--0,9, vorzugsweise 0,8--0,85. Der absolute Wasser- gehalt liegt dabei zwischen etwa 20 und 50% [10, 26].

W~hrend echte Trockenlebensmittel aus verschiedenen Grfinden im allgemeinen nicht ohne weitere Vorbehandlung verzehrt werden kSnnen, sind Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit unmittelbar verzehrsfertig. Sic brauchen nicht eingeweicht, aufgelSst oder auf andere ~Veise rehydratisiert zu werden, sind aber auf der anderen Seite fast ebenso haltbar wie echte Trockenlebensmittel. Dies beruht aufihrem hohen Gehalt an gelSsten Stoffen in der Wasserphase. Er sorgt fiir efi~ hohes Wasserbinde- und WasserhaltevermSgen, die Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit trocknen weder aus noeh werden sie feueht. Daraus folgt, dal~ sie an ihre Verpaekung nur relativ geringe Anforderungen stellen.

Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit sind keineswegs neu. Einige yon ihnen sind lange bekannt, z. B. der 1)emmikan, das halbgetrocknete Fleisch der Indianer, gesfiBte Kondensmileh und Marmelade. Ein typisches Lebensmittel yon mit~lerer Feuehtigkeit, das in neuerer Zeit an Bedeutung gewonnen hat, sind verzehrsfertige Trockenpflaumen, die aus den Troekenpflaumen alter Art dureh teilweise Rehydra- ration hergestellt werden.

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Man hat in den letzten Jahren eine ganze Anzahl weiterer Lebensmittel yon mittlerer Feuch- tigkei~ entwiekelt. Wenn man die diesbeziigliche Patentliteratur ernst nehmen darf, so scheinen der Phantasie kaum Grenzen gesetzt zu sein. Als Beispiele seien erw~hnt: Fleischzubereitungen [15, 24, 27, 28], Fischprodukte [28--30], Garnelen [28], Eigelb [28, 31], Tomatensuppenkon- zentrat [32], vorgekochter Reis [33], Karotten [15, 24, 27], Apfelzubereitungen [27], Melonen [28], Teigwaren [34], Toastbrot [35] und Fertiggerichte verschiedenster Art [15, 24, 27, 36].

Wegen der fehlcnden Notwendigkeit einer weiteren Zubereitung, der einfachen Verpa.ckungsm6glichkeit, der guten Hal tbarkci t ohne Sterilisation oder Kiihlung und des hohen und in einem kleinen Volumen konzentrierten calorischen Wertes hat man an die Verwendung solcher Lebensmittel im milit~rischen Bereich gedacht [24, 36--39] und an den Einsatz als Astronautenverpflegung [26, 40, 41].

Die Futtermittelindustrie hat, systematisch Produkte entwickelt, deren Wasseraktivit~t im mi~tleren Bereich liegt, die sogenannten "soft moist pet foods". Es handelt sich dabei um Erzeug- nisse, die zwischen den al~bekannten l:[undekuchen und den Fer~igkonserven bzw. andercr ,,feuchter" Nahrung liegcn. Sind sind cbenfalls unmittelbar verzehrsfertig, andererseits aber ohne Sterilisation und in eirffacher Kartonverpackung haltbar [42--44].

Einstellung der Wassera]ctivitiit Die Wasseraktiw'.t~t eines Lebensmittels wird im wesentlichen durch Art und

Gehalt an gelSsten Sabstanzen in der Wasserphase bestimmt. Sic kama aufgrund des Raoultschen Gesetzes anni~hernd berechnet werden [4, 7, 9, 45]. I m Bereieh der

Tabelle 2. ~olalit~t einiger gel6ster Stoffe f6r verschiedene Wasseraktivit~ten [7, 9]

~w

ideale wahre Molalit~t fiir

MoIMit~ NaCl CaCl2 Glycerin Saceharose

0,995 0,281 0,300 0,101 0,277 0,99 0,566 0,600 0,215 0,554 0,96 2,13 2,406 0,770 2,21 0,90 6,17 5,66 1,58 5,57 0,85 9,80 8,06 2,12 8,47 0,80 13,90 10,30 2,58 11,5 0,75 18,50 - - 3,00 14,8 0,70 23,8 - - 3,40 18,3 0,65 30,0 - - 3,80 22,0

0,272 0,534 1,92 4,11 5,98

Wasseraktivit£ten, die Lebensmittel yon mittlercr Fcuchtigkeit aufweisen, weicht der berechnete Wert allerdings mehr oder weniger stark yore Idealverhalten ab, weft nicht das gesamte Wasser Ms LSsungsmittel verffigbar ist und nicht die Gesamt- menge an Feststoff aufgelSst werden kann. Weiterhin sind in solch komplizierten ~[ischungen, wie sic Lebensmittel darstellen, Intermedii~rreaktionen m6glich; diese entziehen dem System weiteres Wasser und weitere Feststoffe [9, 45]. So ist das t~aoultsche Gesetz im vorliegenden Fall nicht mehr als ein erster Anhalt, wie aus Tab. 2 hervorgeht.

AuBcr den in dcr Tab. 2 aufgeffihrten Stoffen shld noeh folgende zum Herabsetzen der Wasseraktivi tat diskutiert worden: Fructose, Glucose, Sorbit, Mannit, ~thanol, 1,3-Butandiol und 1,2-Propylenglykol [9, 45].

Fiir die Praxis ist aus Tab. 2 die Folgerung zu ziehen, dab ffir die Einstellung einer mittleren WasseraktJ[vitat mSglichst niedermolekulare Substanzen mit mSglichst guter WasserlSsliehkeit anzuwenden sin& Dabei ist auf der anderen Seite der Ge- schmacksfaktor ebe~so zu bedenken Me die toxikologischen Eigenschaften der j eweiligen Substanzen.

Herstellung in der Praxis

Es erscheint zunaehst naheliegend, Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit dureh elnfachcs partielles [rroeknen aus den wasserreichen Normal]ebensmitteln herzustel-

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len. Dieses Verfahren ist abet in den meisten Fallen technologiseh nur schwcr zu realisieren und ein derart hergestelltes Erzeugnis neigt leicht dazu, je nach der Um- gebungsfcuchtigkeit, Wasser aufzunehmen oder Wasser abzugebcn und damit auszutrocknen. Auch geschmacklich und yon der Textur her befriedigen solche Pro- dukte keincswegs.

Wegcn dieser Probleme neigt man in der Praxis, das Ziel, die gewfinschte Wasser- aktivit/it einzustellen, auf folgende Wcise zu erreichen:

1. Man behandelt das wasserreiche Ausgangslebensmittel mit den im vorange- gangenen I{apitel genannten Stoffen.

2. Man trocknet das wasserreiche Ausgangslebensmittel vor und feuchtet es teilwcise wieder an.

3. Man kombiniert die unter 1 und 2 genannten Verfahren.

Das zucrst genannte Verfahren l&uft auf eine Desorl0tion des Normallebensmittels hinaus. Das Lebensmittel wh-d mit einer LSsung yon Glycerin, Glykol oder anderen wasserbindenden Stoffen gekocht oder in solchc L6sungen eingelegt. Dabei kann man mit einiger Ann/~herung durch folgende Formel die notwendigen I{onzentratio- nen an wasserbindenden Zusatzstoffen errechnen [24]:

W~ • C~ W~+ Wf

C ~ Gewiinschte Konzentration an wasserbindendem Zusatzstoff in der Wasserphase des Tel'- tigproduktes,

W, = Anfangsgewicht an Zusatzstoff in der Infusionsl6sung, C, ~ Anfangskonzentration an Zusatzstoff in der InfusionslSsung, Wt ~ Anfangsgewicht des Wassers im Ausgangslebensmittel.

Von den Zusatzstoffen zur Wasserbindung hat Glycerin zur Zeit die gr613te Be- dcutung. Man mischt es mit Wasser ab, um die Viscosit~t zu erniedrigen, die ein Eindringen in das Inhere des Lebensmittels erschwert [24]. Kochen des Lebensmittels unter Druck mit der Infusionsl6sung erleichtert das Eindringen des Glycerins in das Lebensmittel und ffihrt zu einem schncllen Ausgleich [46].

Auch 1,2-Propylenglyko], racist in Mischung mit Glycerin oder anderen Stoffen, ist yon Intercsse. Es scheint geschmackliche Vortefle zu bieten [27]. 1,2-1)ropylen - glykol wirkt darfibcr hinaus besser antimykotisch als Glycerin und verbessert dadurch die I-Ialtbarkeit der Produktc.

Zucker als wasserbindender Stoff wird schon lange bei Obsterzcugnissen verwen- det. So kann man fibliche Marmeladcn durchaus zu den Lebensmittcln yon mittlcrer Feuehtigkeit z~hlen. Dutch seincn besonders intensiven Sfil3geschmack sind seiner Anwendung bci Lebensmitteln tierischer I-Ierkunft allerdings Grenzen gesetzt.

Als ein weiterer Stoff, dcssen Verwcndung yon der gcschmacklichen Seite her ebenfalls nicht unbegrenzt mSglich ist, wi~re noch Kochsalz zu nennen. Von alters her benutzt man es zum Beispiel zur Herstellung yon Fleischerzeugnissen, einige yon ihncn, z. B. Bfindnerfleisch (a~ ~ 0,86), l~ohschinken (aw ~ 0,86), Salami (aw = 0,83) lassen sich schon zu den Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit z£hlen [47].

Als ein typisches Beispiel fiir ein Lebensmittel yon mittlerer Feuehtigkeit soll in Tab. 3 die Rezeptur ffir ein I-Iiihnerfertiggericht angeffihrt wcrden [15, 27]. Die festen Bestandteile werden mit den InfusionslSsungen 2- -5 rain ]ang auf 93 ° C ge- halten und dann 4--24 Std lang ziehen gelassen. Anschliel~end werden sie mit der SoBe vermischt.

In i~hnlichcr ~Veise lassen sich gulaschi~hnlichc Gerichte, Schinken in Sol]e, Thunfiseh in Cremcsol~e, Irisch Stew, Maccaroni-Kise-Auflauf, Gemfiseeintopf, Obstzubereitungen und Fischfcrtiggerichtc berciten [9, 15, 24, 27, 30, 38].

])as zweite Verfahrcn, ein teilweise Wicdcranfeuchten eines vorgetrockncten Produktes, kann als Adsorptionsverfahren bezeichnet werden, t t ier wird das Aus- gangsmaterial zun~chst vorgetrocknet, meist durch Gefriertrocknung. Sodann legt

Tabelle 3a. Rezeptur fiir ein Hiihnerfertiggericht von mittlerer :Feuchtigkeit

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Bestandteile (in %) a~

absoluter Wassergehalt (in %)

CremesoBe 53,8 0,855 19,6 Huhn 41,0 0,836 37,6 Pilze 2,6 0,823 38,6 Grfiner Paprika 1,34 0,850 25,7 Ro~er Paprika 1,26 0,820 39,2

a~ des fertigen Produktes ca. 0,845 absoluter Wassergehalt des fertigen Produktes ca. 31,2%

Tabelle 3b. Rezeptur der CremesoBe

Bestandt, eil (in %)

]3aumwollsaatS1 47,20 Wasser 14,10 Trockenmagermileh 12,75 Glycerin 11,75 :Pliissigeigelb 10,00 Stiirkesirup 2,00 Salz 1,00 Mono- und Diglyceride 0,90 Kaliumsorbat 0,30

100,00

Tabelle 3c. Vorbehandlung der Einzelbestandtcile gemiiB Tab. 3a

Rohes in Slbiicke in Stiicke in Slbiicke Hfihner- geschnitte- geschnitte- geschnitte- fleisch ne Pilze ner grfiner ner roter

Paprika Paprika

Gewicht in g 1928 226 354 Menge an Infusionsl6sung in g 3865 483 634 Zusammensetzung der InfusionslSsung in %

Glycerin 39,7 64,6 66,6 Wasser 45,1 31,7 24,9 Kochsalz 4,5 3,2 4,8 1,2-Propylenglykol - - - - 3,2 Gewfirzzutaten 10,1 - - - - Kaliumsorbat 0,6 0,5 0,5

673 1276

67,8 25,7 6,0

0,5

Tabelle 4. Rezeptur fiir ein Htmdefutter yon mittlerer Feuchtigkeit [4]

Bestandteil (in %)

Flcischabf~lle 32,0 Sojaflocken 33,0 Trockenmagermilch 2,5 Zucker 22,0 tierisches Fett 1,0 Vitamine, Mineralstoffe, Spurenelemente, Emulgatoren 4,6 Kochsalz 0,6 1,2-Propylenglykol 2,0 Sorbit 2,0 Kaliumsorbat 0,3

4 Z. Lebensmitt.-Untersueh., Band 153

50

man es in Stabilisierungsl6sungen, die wie beim vorher beschriebenen Desorptions- verfahren aus Glycerin, Wasser, Kochsalz, 1,2-Propylenglykol und Kaliumsorbat bestehen.

Ein bereits im Handel befindliehes und iiblieherweise naeh der Adsorptionsme- rhode hergestelltes Produkt sind die auch in der Bundesrepublik Deutschland auf dem Markt zu findenden verzehrsfertigen Trockenpflaumen. Aueh sie enthalten als Xonservierungsstoff grunds/~tzlich Kaliumsorbat.

Grunds~ttzlich kann gesagt werden, dab die Adsorptionstechnik zwar mikrobio- logisch stabilere Produkte liefert, aber hinsichtlich der Br/~unung weniger stabile [9]. Sie ist wesentlieh aufwendiger als die Desorptionstechnik.

Ein drittes Verfahren der Herstellung yon Lebensmitteln yon mittlerer Feuch- tigkeit ist die Kombination yon Adsorptions- und Desorptionsteehnik. Man nutzt es kommerziell bei der tIerstellung yon Kleintierfutter. Das Prinzip ist die gleiehm~gi- ge Vermisehung yon wasserreichen mit wasserarmen Ausgangsstoffen unter Zusatz der bereits beschriebenen wasserbindenden Zusgtze, bier meist Saceharose [42, 43]. Ein typisehes Formulierungsbeispiel ist in Tab. 4 wiedergegeben. Es ist auch vorgeschlagen worden, 2-Phasen-Lebensmittel herzustellen, z. B. einen Teig mit Ffillung, wobei beide Phasen sieh in ihrer Wasseraktivit£t unterscheiden und nach dem Ausgleieh stabil bleiben sollen [48]. Die tterstellung naeh der dritten Methode seheint einfacher zu sein als die Adsorptions- nnd Desorptionstechniken jeweils flit sich allein.

Organoleptische Eigenscha/ten

Im Gegensatz zu echten Trockenlebensmitteln verlangen Lebensmittel yon mitt- lerer Feuchtigkeit keine zeitraubende Rehydratation. Sie sind unmittelbar genuBf~hig.

In ihrer Textur entsprechen sic weitgehend gekochten Produkten, wenn sie aueh vielfach gerade hinsichtlieh der Textnr noeh W/insche often lassen. Dies gilt vorzugsweise f/Jr Fleischerzeugnisse, die einen ungewohnt plastisch-gummiartigen BiB aufweisen [15, 24]. Infolge ihrer Plastizit/~t lassen sieh Lebensmittel yon mittlerer Feuehtigkeit leieht in beliebige Formen pressen, was die Verpaekung vereinfacht.

Geschmacklieh und hinsichtlieh des Aromas sind die Produkte naeh einigen ?¢ionaten Lagerzeit nicht mehr so gut wie ein friseh hergestelltes Produkt, aber dureh- aus noch akzeptabel [15, 24]. Vor allem das FMseharoma verliert sieh. Ein Problem ist noeh der mehr oder weniger starke SfiBgeschmaek einiger Produkte, der auf dem Gehalt an Glycerin beruht und der zum Beispiel bei Fleiseh- und Fiseherzeugnissen sicher nicht jedermann anspricht.

Bei Futtermitteln, die als wasserbindendes Agens Saccharose enthalten, wird der s~Be Ge- schmack eher geschEtzt, derm ttunde h'essen stifle Lebensmittel durchaus gem, offenbar auch sfige Fleischzubereitungen [4].

Bei Karot ten wh~d die gute Erhaltung von Farbe nnd Aroma gelobt, w~hrend Erbsenzubereitungen yon mittlerer Feuchtigkeit im L~ufe der L~gerung stark ab- fallen sollen [38].

Ausblicke au] die Zulcun/t

Bei den Lebensmittel yon mittlerer Feuchtigkeit handelt es sich, abgesehen yon den wenigen erw~hnten altbekarmten Beispielen, um grundlegend neuartige Er- zeugnisse. In ihren Eigenschaften weiehen sic in vieler Hinsicht yon herkSmmliehen Produkten ab. Dies wird ihre Einf~hrung sieher nieht erleiehtern, da sie aus psyeholo- gisch verst/~ndliehen Grtinden mit der Elle herkSmmlicher Prodnkte gemessen werden. Dabei sei vor allem auf den Stiggesehmaek maneher Erzeugnisse hingewiesen. Viel- leieht lassen sieh aber in Zukunft dutch systematisehe Reihenversuehe noeh wasser- bindende Stoffe herausfinden, die physiologiseh akzeptabel sind, sich gesehmaeklich neutraler verhalten und den bisherigen Produkten fiberlegen sind.

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Auch hinsichtlich der Erha l tung des Aromas der Lebensmittel yon mitt lcrer Feucht igkci t sind sicher noch ausgedehnte Forschungen notwendig, um zu wirklich gutcn Erzeugnissen zu gelangcn.

Gleiches gilt ffir die Textur. I t ier sei aber die Meinung erlaubt, dab die gegen/iber normalen Lebcnsmit te ln ver/inderte Tcxtur , je nach Produkt , durchaus auch positiv ankommen kann. Man m ug sich mlr vor Augcn halten, dab Lebensmit tel yon mittle- rer Feuchtigkei t kehm Trockcnlebensmittel sind, keine frisehen Lebensmittcl , keine gekochten, kcine sterilisierten oder sonstwie in bekannter Wcise vorbehandelten, sondern eben Lebensmittel eigener Art.

Andcrerseits weiscn die Lebensmittel yon mitt lerer Feuchtigkei t aber besondcrs gegeniiber den Trockenprodukten manchen Vorteil auf, der sins weitere Bcarbei- tung aussiehtsreieh erseheinen l/£l?t. Es w/ire durchaus denkbar, dab sich manche Produkte entwickeln lassen, an dis man heute/ iberhaupt noch nicht denkt. Der Phantasie eines einfallreichsn, kreativen und schSlofsrisch veranlagtcn Fachmannes sind hisr k a u m Grenzen gcsetzt. Die Lebensmittel yon mitt lerer Feuchtigkei t sind sicher des Nachdenkens wert :ffir die Fleisehwaren-, Suppen-, Fertiggerichte-, Konserven-, SfiBwaren-, Fisch-, Snack-, N_ilch-, Nahrmit tel- , Baekwarcn-, Obst- und GcnuB- mittelindustrie. Dis Fut termit te l industr is ha t mit den soft moist pet [oods gezeigt, dab man durch die systematische Entwicklung soleher Fut termi t te l yon mitt lerer Feuchtigkei t einen vSllig neuen Markt aufbauen kann.

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