Lebensmittel unterliegen während der Verarbeitung, des Transports und der Lagerung chemischen Veränderungen, die sich auf ihre Qualität und Zusammensetzung auswirken können. Fette und Öle sind besonders anfällig, da sie sehr leicht oxidieren, was eine der Hauptursachen für den Verderb von tierischen und pflanzlichen Lebensmitteln ist. Dieser Prozess beeinträchtigt nicht nur den Geschmack und das Aussehen, sondern auch den Nährwert und die Haltbarkeit des Produkts.
Wer diese Veränderungen versteht und weiß, wie man sie verhindern kann, ist bei der Verbesserung der Stabilität und Haltbarkeit von Lebensmitteln einen Schritt voraus.
Qualitätsveränderungen durch die Oxidation von Fetten und Ölen in Lebensmitteln
Die Lipidoxidation in Lebensmitteln ist ein komplexer und fortschreitender Prozess, bei dem ungesättigte Fettsäuren mit Sauerstoff reagieren und reaktive Verbindungen wie Hydroperoxide, Aldehyde und Ketone entstehen. Dieser Prozess kann durch Einwirkung von Licht, Wärme oder Metallionen ausgelöst werden und verläuft in drei Hauptphasen: Initiation, Propagation und Termination. Während der Initiierung verlieren Fettsäuren Wasserstoffatome und bilden Lipidradikale. Diese Radikale reagieren schnell mit Sauerstoff und produzieren Lipidperoxylradikale, die wiederum neue Radikale erzeugen, indem sie andere Lipide angreifen – eine Kettenreaktion, die so lange andauert, bis es durch die Kombination der Radikale zur Terminierung kommt.
Die bei der Oxidation von Fetten und Ölen entstehenden Abbauprodukte beeinträchtigen die chemischen und funktionellen Eigenschaften von Lebensmitteln erheblich. Insbesondere die Oxidation von mehrfach ungesättigten Fettsäuren (PUFAs) führt zu einem erheblichen Verlust an Nährwert, einschließlich der Verringerung essenzieller Fettsäuren und fettlöslicher Vitamine wie Vitamin E. Darüber hinaus geht die Oxidation von Lipiden häufig mit einer Proteinoxidation einher, insbesondere in Fleischprodukten, wo freie Radikale aus Lipiden die Proteinstrukturen verändern und die Verdaulichkeit, die Gelierfähigkeit und die Bioverfügbarkeit beeinträchtigen können.
Sichtbare Anzeichen und Auswirkungen der Lipidoxidation in Lebensmitteln
Die sensorischen Folgen sind für Verbraucher am unmittelbarsten wahrnehmbar, wenn Fette und Öle in Lebensmitteln oxidieren. Ranzigkeit, die durch unangenehme Aromen und Gerüche gekennzeichnet ist, ist eine direkte Folge von sekundären Oxidationsprodukten wie Aldehyden und Ketonen. Diese kleinen Moleküle und freien Radikale, die durch die Lipidoxidation entstehen, können wiederum die Proteinoxidation induzieren und zu einer Proteinaggregation führen.
Die Auswirkungen der Lipidoxidation können auch zu Farbveränderungen führen. In Fleischprodukten ist die durch Lipidoxidation verursachte Proteinoxidation mit Verfärbungen verbunden, die aufgrund des Abbaus von Oxymyoglobin häufig von leuchtend rot zu braun übergehen. Durch Lipidoxidation induzierte Proteinaggregation kann auch zu strukturellen Veränderungen wie Texturverlust führen, darunter verminderte Zartheit und Wasserbindungsfähigkeit in Fleisch wie Schweinefleisch. In Getreide wie Reis kann Oxidation zu verminderter Weißheit und verändertem Aroma führen.
Diese sichtbaren und sensorischen Veränderungen werden durch weniger wahrnehmbare, aber ebenso kritische Veränderungen der Nährwert- und Funktionsqualität noch verstärkt. Die Lipidoxidation ist nicht auf eine Lebensmittelkategorie beschränkt, sondern ihre Auswirkungen sind in einer Vielzahl von Produkten zu finden, von Milchprodukten und Backwaren bis hin zu Fertiggerichten und Snacks, insbesondere solchen mit einem hohen Gehalt an ungesättigten Fetten. Wenn sie nicht angemessen kontrolliert wird, kann sie zu einer verkürzten Haltbarkeit, erhöhten Produktrückgaben und wirtschaftlichen Verlusten entlang der gesamten Lieferkette führen.
Natürliche Strategien zur Verhinderung der Oxidation von Fetten und Ölen: Verlängerung der Haltbarkeit und Verbesserung des Nährwerts
Um die Lipidoxidation in Lebensmitteln zu bekämpfen und gleichzeitig den Marktpräferenzen für natürliche Inhaltsstoffe gerecht zu werden, setzen Hersteller zunehmend natürliche Antioxidantien ein. Dazu gehören unter anderem Tocopherole (Vitamin E), Ascorbinsäure (Vitamin C) und Polyphenole aus Kräutern und Gewürzen. Diese Verbindungen wirken, indem sie freie Radikale abfangen oder Metallionen chelatisieren, die die Oxidation katalysieren, und so die Oxidationskettenreaktionen in verschiedenen Stadien unterbrechen.
Unter den natürlichen Antioxidantien sind Tocopherole (Vitamin E) besonders wirksam bei der Kontrolle der Lipidoxidation in ölhaltigen Produkten. Mit Antioxidantien angereicherte Lebensmittel profitieren von der stabilisierenden Wirkung der Tocopherole, die dazu beitragen, ihr Nährstoffprofil zu erhalten, indem sie essentielle Fettsäuren vor dem Abbau schützen.
Tocobiol®, entwickelt von Btsa, ist ein natürliches Antioxidans aus Tocopherolen aus gentechnikfreiem Pflanzenöl. Dank seiner Lipidlöslichkeit lässt sich Tocobiol® in die Fettmatrix integrieren und bietet so während der gesamten Haltbarkeitsdauer des Produkts einen gleichmäßigen Schutz für gesättigte und ungesättigte Fette. Es hat keinen Einfluss auf den Geruch oder Geschmack des Endprodukts.
Die Lipidoxidation bleibt eine große Herausforderung für die Lebensmittelindustrie, aber wirksame natürliche Lösungen sind jetzt leicht verfügbar. Mit einem umfassenden Verständnis der Oxidationsmechanismen und dem Zugang zu hochwirksamen natürlichen Antioxidantien können Hersteller die Produktqualität schützen, die Haltbarkeit verlängern und die wachsende Nachfrage der Verbraucher nach sauberen und nachhaltigen Lebensmittellösungen erfüllen.
