Proteinriegel sind aus dem Markt für funktionelle Lebensmittel nicht mehr wegzudenken und bieten praktische Nährstoffe für verschiedene Bereiche, darunter Sporternährung und Mahlzeitenersatz. Es überrascht daher nicht, dass der Einzelhandelsumsatz mit Snack-, Ernährungs- und Leistungsriegeln im Jahr 2023 8,9 Milliarden US-Dollar erreichte [1].
Aufgrund ihres Protein- und Lipidgehalts sind sie jedoch anfällig für Oxidation, was zu einer Verschlechterung der Textur, Ranzigkeit und einer verkürzten Haltbarkeit der Proteinriegel führt. Dieser Artikel untersucht die Mechanismen hinter der Oxidation in Proteinriegeln, die Rolle des Lipidabbaus und wie natürliche Antioxidantien wirksam eingesetzt werden können, um die Produktintegrität und die Zufriedenheit der Verbraucher zu gewährleisten.
Warum oxidieren Proteinriegel? Mechanismen des Lipid- und Proteinabbaus
Die Haltbarkeit von Proteinriegeln wird häufig durch oxidative Reaktionen beeinträchtigt, die sowohl Lipide als auch Proteine betreffen. Die größte Gefahr für die sensorische und strukturelle Qualität des Endprodukts geht jedoch von der Lipidoxidation aus. Während der Lagerung durchlaufen die Lipide in Proteinriegeln eine primäre und sekundäre Oxidation. In der ersten Phase entstehen Hydroperoxide, die schnell zu Aldehyden, Ketonen und Alkoholen abgebaut werden, Verbindungen, die für ranzigen Geschmack und Geruch verantwortlich sind.
Sekundäre Oxidationsprodukte, insbesondere Aldehyde, beeinträchtigen nicht nur den Geschmack, sondern können auch mit Proteinen reagieren und so den Abbau weiter vorantreiben. Diese Kaskade von Reaktionen kann zu einer Proteinaggregation in Proteinriegeln, zum Verlust funktioneller Eigenschaften und zu einer Verhärtung der Textur führen. Obwohl die Proteinoxidation selbst zu strukturellen Veränderungen beiträgt, wird sie oft durch Lipidradikale ausgelöst oder verstärkt, sodass der Schutz der Lipide eine zentrale Strategie zur Erhaltung der Produktqualität darstellt.
Jüngste Studien zeigen, dass Riegel mit pflanzlichen Proteinen wie Erbsen- und Milchproteinen wie Molke besonders anfällig für oxidationsbedingte Verhärtung sind. Im Gegensatz dazu unterliegt Reisprotein aufgrund seiner intrinsischen Unlöslichkeit und geringen Reaktivität nur einer minimalen Oxidation und verhärtet langsamer [1]. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Lipid-Protein-Matrix in Proteinriegeln sorgfältig kontrolliert werden muss, um oxidative Veränderungen zu minimieren.
Bewährte Verfahren zur Verlängerung der Haltbarkeit von Proteinriegeln: Erkenntnisse zu Lagerung und Verpackung
Die richtigen Lagerungs- und Verpackungsbedingungen sind entscheidend, um die Oxidationsrate in Proteinriegeln zu reduzieren. Feuchtigkeitsmigration und Sauerstoffeinwirkung sind zwei kritische Faktoren, die den Lipidabbau beschleunigen. Da Riegel während der Lagerung Wasser verlieren, fördert das Fehlen von Feuchtigkeit als Weichmacher die Phasentrennung und erleichtert die Sauerstoffdiffusion, wodurch die Anfälligkeit für Oxidation erhöht wird.
Die Temperatur ist eine weitere wichtige Variable. Bei Riegeln, die bei erhöhten Temperaturen (z. B. 37 °C) gelagert werden, wurde eine schnellere Lipidperoxidation festgestellt, was zu höheren Konzentrationen von Thiobarbitursäure-reaktiven Substanzen (TBARS) führt, die als Marker für sekundäre Oxidation dienen [1]. Daher sind temperaturkontrollierte Umgebungen für die Aufrechterhaltung der Stabilität unerlässlich.
Eine Verpackung, die Sauerstoff und Feuchtigkeit abhält, ist ebenfalls von grundlegender Bedeutung. Modifizierte Schutzatmosphäre (MAP) mit reduziertem Sauerstoffgehalt kann den Beginn der Lipidoxidation weiter verzögern. Die Kombination dieser physikalischen Strategien mit dem Einsatz von Antioxidantien bietet einen umfassenderen Ansatz zur Kontrolle der Oxidation.
Verhindern von Ranzigkeit und Verhärtung: Antioxidative Strategien bei der Formulierung von Proteinriegeln
Zu den wirksamsten Ansätzen zur Verhinderung der Lipidoxidation in Proteinriegeln gehört die Zugabe von Antioxidantien zur Rezeptur. Natürliche Antioxidantien, insbesondere Tocopherole (Vitamin E), sind für ihre Fähigkeit bekannt, freie Radikale zu neutralisieren und die Bildung oxidativer Nebenprodukte zu verzögern.
Wenn sie in die Lipidphase von Proteinriegeln eingebracht werden, fangen natürliche Antioxidantien wie D-Alpha-Tocopherol reaktive Sauerstoffspezies ab und stabilisieren Fettsäuren. Dies reduziert nicht nur die Bildung von Fehlaromen, sondern kann auch die Sekundärreaktionen zwischen Lipidoxidationsprodukten und Proteinmolekülen minimieren. Das Ergebnis ist eine verbesserte Texturstabilität, verzögerte Verhärtung und längere Haltbarkeit. Im Gegensatz zu synthetischen Antioxidantien, die regulatorische Bedenken und Bedenken der Verbraucher hervorrufen können, werden natürliche Antioxidantien aus Pflanzenölen als sauberere und nachhaltigere Optionen wahrgenommen.
Btsa, Europas führender Hersteller von natürlichen Antioxidantien und natürlichem Vitamin E, bietet maßgeschneiderte Antioxidanslösungen zur Verbesserung der Oxidationsstabilität von lipidreichen Lebensmitteln, darunter auch Proteinriegel. Tocobiol® ist ein natürliches Antioxidans aus Tocopherolen aus gentechnikfreiem Pflanzenöl. Es eignet sich ideal zum Schutz von Lebensmitteln und zur Verlängerung ihrer Haltbarkeit, wobei die Frische und sensorische Qualität des Produkts erhalten bleiben, ohne dass sich Farbe oder Geruch des Endprodukts verändern.
Die Kontrolle der Oxidation in Proteinriegeln ist eine vielschichtige Herausforderung, die eine sorgfältige Rezeptur, Lagerung und Auswahl der Inhaltsstoffe erfordert. Da die Nachfrage nach proteinreichen Produkten weiter steigt, ist die Erhaltung ihrer sensorischen und strukturellen Integrität für die Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt von entscheidender Bedeutung. Die Verhinderung der Lipidoxidation in Proteinriegeln ist für dieses Ziel von zentraler Bedeutung, da sie sich direkt auf die Textur, den Geschmack und die Haltbarkeit auswirkt. Btsa möchte Herstellern mit seinen innovativen natürlichen Antioxidantien dabei helfen, den oxidativen Abbau deutlich zu reduzieren, die Verhärtung zu verzögern und die Haltbarkeit der Produkte zu verlängern.
Quellen
[1] Dietrich RB, Lincoln L, Momen S, Minkoff BB, Sussman MR, Girard AL. Role of protein and lipid oxidation in hardening of high-protein bars during storage. J Food Sci. 2025 Jan;90(1):e17657. doi: 10.1111/1750-3841.17663.
