Fett ist ein wesentlicher Bestandteil von Backwaren: Es verleiht ihnen Geschmack und Textur, sorgt für ein angenehmes Mundgefühl und verbessert ihr Aussehen. Allerdings bringt es auch Nachteile mit sich. Fette sind anfällig für Oxidation, die während der Lagerung zu Ranzigkeit und Fehlgeschmack führen kann. Diese langsame oxidative Zersetzung zu kontrollieren, ist entscheidend für die Produktqualität. Da Verbraucher synthetische Zusatzstoffe zunehmend meiden, sind natürliche Antioxidantien zur bevorzugten Lösung geworden: Sie schützen die Produkte und unterstützen zugleich Clean-Label-Rezepturen mit Zutaten, die Verbraucher wiedererkennen.
Oxidation in Backwaren: Ursachen, Auswirkungen und Grenzen bei der Rezeptur
Der oxidative Abbau von Lipiden ist eine Radikalkettenreaktion, die in drei Phasen abläuft: Initiierung, Kettenfortpflanzung und Abbruch. Die primären Oxidationsprodukte, Lipidhydroperoxide, sind selbst geruchs- und geschmacklos. Sie zerfallen jedoch in sekundäre Produkte, die für den typischen Fehlgeschmack ranziger Backwaren verantwortlich sind.
Wie schnell dieser Prozess abläuft, hängt von verschiedenen Faktoren ab, die sich in zwei Gruppen einteilen lassen.
- Die erste betrifft die Zusammensetzung der Rezeptur: Fette mit einem höheren Anteil ungesättigter Fettsäuren oxidieren leichter als stärker gesättigte Fette (durch das Schmelzen werden mehrfach ungesättigte Fettsäuren zudem besser zugänglich). Vollkorngetreide und körpereigene Enzyme wie Lipase und Lipoxygenase erhöhen die oxidative Belastung zusätzlich. Prooxidative Metalle wie Eisen und Kupfer können über Zutaten wie mit Eisen angereichertes Mehl oder Nüsse in das Produkt gelangen.
- Die zweite Gruppe umfasst die Verarbeitungs- und Lagerungsbedingungen: Die große, der Luft ausgesetzte Oberfläche, der beim Mischen eingearbeitete Sauerstoff, Wärme und lichtinduzierte Photooxidation beschleunigen die Reaktion.
Die Einschränkung bei der Rezeptur ist klar. Synthetische Antioxidantien wie BHA und BHT bieten eine hervorragende Prozessstabilität und beeinflussen den Geschmack kaum. In Tierstudien wurden einige von ihnen jedoch mit toxischen, mutagenen und krebserregenden Wirkungen in Verbindung gebracht. Das hat die Suche nach natürlichen Alternativen verstärkt.
Natürliche Antioxidantien in Backwaren: Quellen, Funktion und Verträglichkeit
Zu den natürlichen Antioxidantien, die bereits in Backwaren eingesetzt werden, zählen Tocopherole, β-Carotin und Ascorbinsäure. Hinzu kommen Pflanzenextrakte aus Rosmarin, Thymian, Salbei, Minze und Zimt sowie Zutaten wie Reiskleie, Mangoschale, Traubentrester und grüner Tee. Sie unterbrechen die Radikalkettenreaktion, indem sie Wasserstoffatome oder Elektronen abgeben und reaktive Radikale in stabile Produkte umwandeln.
Tocopherole sind die wichtigsten natürlichen Antioxidantien in pflanzlichen und tierischen Fetten. Sie sind fettlöslich und behalten – ein wichtiger Vorteil beim Backen – auch in gebackenen und frittierten Produkten eine gute Wirkung. Ihre relative Aktivität hängt von der Temperatur ab: Bei physiologischen Temperaturen ist α-Tocopherol am aktivsten, gefolgt von β > γ > δ. Bei den höheren Temperaturen von 50 bis 100 °C kehrt sich diese Reihenfolge jedoch um. Tocopherole wirken außerdem synergistisch mit anderen Antioxidantien und Synergisten wie Ascorbinsäure, Ascorbylpalmitat, Lecithin und Zitronensäure.
Für die Verträglichkeit ist entscheidend, wie sich die Stoffe auf die verschiedenen Phasen verteilen. Fettlösliche Antioxidantien verteilen sich in der Fettphase – genau dort, wo die Oxidation stattfindet. Eine gleichmäßige Verteilung ist deshalb wichtig, um den Schutz zu maximieren. Für Produkte mit neutralem Geschmack eignen sich desodorierte Extrakte oder von Natur aus geschmacksneutrale Optionen wie Tocopherole besser als aromatische Gewürzextrakte.
Thermische Stabilität von Antioxidantien: Wie sich Backen auf ihre Wirksamkeit auswirkt
Die Stabilität natürlicher Antioxidantien kann während der Verarbeitung beeinträchtigt werden. Ihr Verhalten unter Backbedingungen – üblicherweise bei 160 bis 180 °C – unterscheidet sich je nach Verbindung deutlich. Bei einigen Pflanzenextrakten ist nach kurzen Backzeiten kein Aktivitätsverlust festzustellen. Ein großer Teil der Polyphenole aus Mangoschalen bleibt erhalten, während der Gehalt an Catechinen aus grünem Tee nur leicht abnimmt.
Bei den Vitaminen fallen die Ergebnisse sehr unterschiedlich aus. Nach der Brotherstellung betragen die Verluste an Vitamin E nahezu 30 %. Dafür verantwortlich sind sowohl die direkte Oxidation während der Teigherstellung als auch der Abbau durch Hitze beim Backen. Das stabilere α-Tocopherylacetat behielt dagegen rund 96 % seines Gehalts im gegangenen Teig. Beim Backen und während einer siebentägigen Lagerung gingen keine weiteren Mengen verloren. Carotinoide sind am stärksten betroffen: Die Verluste werden durch die Lipoxygenase-Aktivität beim Kneten verursacht; beim Backen gehen 20 bis 30 % des β-Carotins verloren [1].
Anwendungshinweise: Dosierung, Form und Verarbeitung für die Rezepturentwicklung von Backwaren
Ein Antioxidans für Backwaren sollte mehrere Anforderungen erfüllen:
- Geringe Toxizität
- Keine negativen Auswirkungen auf Geruch, Geschmack oder Aussehen
- Wirksamkeit bei niedrigen Konzentrationen
- Stabilität bei hohen Temperaturen
- Löslichkeit oder gute Dispergierbarkeit im Endprodukt
Form und Zugabe sind ebenso wichtig wie die Dosierung. Wird das Antioxidans direkt in die Fettphase statt in den Teig gegeben, verbessert dies seine Verteilung und konzentriert den Schutz dort, wo die Oxidation stattfindet. Auch die Verarbeitung spielt eine Rolle: Eine möglichst geringe Sauerstoffaufnahme beim Mischen und die Kontrolle von Prooxidantien wie Metallen reduzieren die oxidative Belastung. Licht- und sauerstoffundurchlässige Verpackungen verlängern zusätzlich den Schutz durch Antioxidantien.
In der Praxis ergibt sich daraus ein recht genaues Zutatenprofil: ein natürliches, fettlösliches Antioxidans, das ausreichend hitzestabil ist, um den Backprozess zu überstehen, geschmacks- und farbneutral bleibt und sich leicht in der Fettphase verteilen lässt.
Genau dieses Profil bietet BTSA mit seiner Auswahl natürlicher Antioxidantien, darunter natürliche Tocopherole. Tocobiol® ist ein natürliches Antioxidans aus Tocopherolen, die aus gentechnikfreiem Pflanzenöl gewonnen werden. Es eignet sich ideal, um Lebensmittel zu schützen und ihre Haltbarkeit zu verlängern, während Frische und sensorische Qualität erhalten bleiben. Tocobiol® ist ein zu 100 % natürliches Antioxidans, das exklusiv von BTSA entwickelt wurde und einzigartig auf dem Markt ist. Es schützt Farbe und Geruch des Endprodukts und lässt sich sehr gut dispergieren. Indem es die Lipidphase von innen heraus stabilisiert, hilft es Herstellern von Backwaren, die Haltbarkeit zu verlängern und die Nährwertqualität zu bewahren – im Einklang mit den Erwartungen an ein Clean Label.
Das Sortiment ist außerdem auf die oben beschriebenen Anforderungen abgestimmt. Für Rezepturen, die mit Vitamin E angereichert werden sollen, ist Tocobiol® E in verschiedenen Konzentrationen von 1.000 bis 1.300 internationalen Einheiten erhältlich. Für Produkte, die eine höhere Stabilität erfordern, gibt es auch veresterte Formen (Acetat). Wenn ein verstärkter Schutz oder ein synergistisches System gefragt ist, kombinieren Tocobiol® Blends natürliche Tocopherole mit ergänzenden Zutaten wie Ascorbylpalmitat, Lecithin oder Rosmarinextrakt. Damit greifen sie Kombinationen aus Antioxidantien und Synergisten auf, die sich in Backwaren bewähren.
Quellen
[1] Nanditha B, Prabhasankar P. Antioxidants in bakery products: a review. Crit Rev Food Sci Nutr. 2009 Jan;49(1):1-27. doi: 10.1080/10408390701764104.