� Fraktioniermittel, Transporthilfen, Oberflächenbehandlungsmittel, Reaktionsbeeinflusser
� Enzyme
Technische Hilfsstoffe2
Technische Hilfsstoffe3
Grauzone der Zusatzstoffe
Bei der Herstellung aus technologischen Gründen Bei der Herstellung aus technologischen Gründen verwendet
Technische Hilfsstoffe4
� Weitgehend wieder entfernt
� Nur Reste, die technisch unvermeidbar, unwirksam, gesundheitlich unbedenklich, weder riechen noch schmecken
� Grenze zw. Hilfsstoffen und Zusatzstoffen fließend
Ca. 300 (z.T. nicht genau bekannte) nicht zulassungsbedürftige � Ca. 300 (z.T. nicht genau bekannte) nicht zulassungsbedürftige Stoffe
� Fachleute schätzen Anwendung höher als mit deklarationspflichtigen Zusatzstoffen
� Adsorbtionsmittel
� Trägerstoffe
�Vereinfachen Einsatz von Zusatzstoffen ohne technologische Funktion zu beeinflussen
Fraktioniermittel5
technologische Funktion zu beeinflussen
�Bes. bei sehr niedrige Konz. wäre Dosierung ohne fast unmöglich, Süßstoffe durch hohe Süßkraft oft an Träger gebunden
�Müssen nicht gekennzeichnet werden
� Detergenzien
� Entfärber
� Enzym-Fixiermittel
� Extraktions-Lösungsmittel
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Fraktioniermittel
� Extraktions-Lösungsmittel
� Fällmittel
� Molekularsiebe
� Reinigungshilfen
� Schälmittel
� Waschmittel
� Antiklumpmittel� (wirkt wie einst das Reiskorn im Salzstreuer)
� Formtrennmittel
Schwemmwasser
Transporthilfen7
� Schwemmwasser
� Treibgase
(um Öle o. Sahneerzeugnisse zu pumpen, abzufüllen;
Schutzgasatmosphäre)
� Kohlendioxid,
� Argon,
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Transporthilfen
� Argon,
� Helium
� Stickstoff,
� Distockstoffmonooxid,
� Butan,
� Isobutan,
� Propan,
� Sauerstoff,
� Wasserstoff
� Antischaummittel
� Freifleißmittel
� Hydrophobiermittel
� Hydrophiliermittel
Oberflächenbehandlungsmittel9
� Hydrophiliermittel
� Instantisiermittel
� Entfernbare Überzüge
� Äpfel werden gewachst,
� Rosinen wird die nat. Wachsschicht der Trauben mit Kaliumcarbonat entfernt, damit sie schneller trocknen,
10
Oberflächenbehandlungsmittel
trocknen,
� Zitrusfrüchte, Bananen weden mit Diphenyl bzw. Thiabendazol gegen Fäulnis und Schimmel behandelt,
� Chitosan (aus Krabbenabfällen) zur Klärung von Säften, Abtrennung Milchfett von Molke, Antiklumpmittel, fungizid, Antioxidanz
� Entkeimungsmittel
� Enzyme
� Katalysatoren
� Kontakt Geliermittel
Reaktionsbeeinflusser11
� Kontakt Geliermittel
� Mikroben-Kontrollmittel
� Packgas
� Reaktionsvermittler
� Solubisiermittel
Kommen in allen lebenden Systemen vor, sind jedoch nicht an sie gebunden � endogene Enzyme in
12 Enzyme
nicht an sie gebunden � endogene Enzyme in Lebensmitteln als auch als Food additives
Biologische Katalysatoren
Charakteristische Endsilbe –ase
� Apoenzym + Cofaktor
� Wirkspezifität im Apoenzym lokalisiert (Art des Arbeitens)
� Substratspezifität
� begrenzte Zahl von Substraten pro Enzym,
13
Enzyme
� ist abhängig von der räumlichen Struktur und Ladung
� Z.B. Esterasen spalten fast alle Ester = geringe Substratspezifität
� Glycosidasen sind sehr substratspezifisch
� Schlüssel-Schloss-Prinzip
� besser mit Hand (Substrat) in einem zerknüllten Handschuh (Enzym) vergleichbar
Grundgleichung
14
Enzyme
� Grundgleichung
Enzym + Substrat Enzym-Substrat-Komplex Enzym + Produkt
Wichtigste nach Aktivität
1. Amylase
2. Xylanase
3. Lipoxygenase
� Erniedrigung der Aktivierungsenergie
� Mind. Millionenfache Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit (ist damit anorganischen Katalysatoren weit überlegen)
� Zusatz von Enzympräperaten beschleunigt die Reifung
� Oft lang andauernde nat. Reifungsprozesse beruhen immer auf
Enzyme - Eigenschaften16
� Oft lang andauernde nat. Reifungsprozesse beruhen immer auf Enzymaktivität
� Arbeiten hochspezifisch
� Beeinflussbar durch
� Inhibitoren = kein Erkennen falscher Substrate � Interaktion ohne Erfolg
z.B. Schwermetalle wie Quecksilber
� Aktivatoren = beschleunigte Reaktion
z.B. Metallionen wie Magnesium, Calzium
internationale Klassifizierung IUB (nach Wirkungsweise)
� Oxidoreduktasen Redoxreaktionen
� Transferasen Gruppentransfer
� Hydrolasen hydrolytische Spaltung chem. Bindungen unter
Enzyme - Einteilung17
� Hydrolasen hydrolytische Spaltung chem. Bindungen unter
Wassereinlagerungen (Proteasen, Lipasen, Phosphatasen,
Esterasen, Lysozym)
� Lyasen hinterlässt Doppelbindungen oder Reaktion an
Doppelbindungen
� Isomerasen Isomerisierungen (Umwandlungen innerhalb des
Substratmoleküls)
� Ligasen Reaktion zweier Moleküle in Verbindung mit Verbrauch
energiereicher Bindungen (ATP)
� Jedes Enzym hat eigene Codenummer
� z.B. Glucoseoxidase
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E. C. 1. 1. 3. 4.
Enzyme - Einteilung
Klasse Gruppe Untergruppe Seriennummer
Vorteile:
� Einsatz steigert die Arbeitsproduktivität, da Produktionsprozess verkürzt werden kann
� Erhöhung der Ausbeuten, Verringerung der Verluste
Einsatz oft Voraussetzung für Einführung kontinuierlicher und
Enzyme - Einsatz19
� Einsatz oft Voraussetzung für Einführung kontinuierlicher und automatisierter Produktionsverfahren
� Leicht erfüllbare Anforderungen an Reaktionsbedingungen (PH, Temperatur, …)
� Physiologische Unbedenklichkeit
� Leichte Inaktivierbarkeit
� Pflanzensamen
� Papaya, Ananas, Malz, Soja
� tierische Organe
Enzyme - Vorkommen20
� tierische Organe
� Kälbermägen, Krill, Pankreas, Fischreste
� gezüchtete MO
� Bakterien, Schimmelpilze, Hefen, Mikroalgen
� Fleischindustrie – Verwendung von Peptidhydrolasen(Papaine) als Fleischmürbesalz
� Käseherstellung – Lab Enzym zur Fällung des Milcheiweißes
� Stärkeverarbeitende
Industrie – Glykosidhydrolasen zur Spaltung von
Enzyme - Anwendung21
Industrie – Glykosidhydrolasen zur Spaltung von Stärke in Glukose z.B. „Dextropur“ aus Maisstärke
� Süßwarenindustrie – Invertase zur Kunsthonigherstellung, Geschmeidighaltung von Pralinen
� Bierherstellung – Peptidhydrolasen gegen Trübungen
� Backwaren
�Malzmehle und Malzextrakte schon über 100 Jahre im Einsatz
�Verbesserung der mehleigenschaften, gärungsfördernde Backmittel enthalten Amylasen
Enzyme in Backwaren22
gärungsfördernde Backmittel enthalten Amylasen und Teigverbessernde Backmittel mit Peptidhydrolase
� Enzyme aus der Gruppe der Oxidoreduktasen
�Beeinflussen Rheologie von Teigen und Massen maßgeschneidert
�Reichhaltigste Quelle sind MO
�Anpassung durch Auswahl an geeigneten Stämmen und Wachstumsbedingungen
�Gentechnik üblich
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Enzyme in Backwaren
�Gentechnik üblich
�Mehrere Eintragungswege bei Teigbereitung� Direkt als enzymhaltiger Rohstoff z.B. Malzmehl, Malzextrakte, Sojamehle, …
� Als Bestandteil von Mehlen (in der Mühle)
�Als Bestandteil von Backmitteln, Backmischungen,
Fertigmehlen
� Einsatz bei der Herstellung von Weizenbroten und –brötchen�a-Amylase als Malzprodukt und/oder Enzympräperate aus Aspergillus, Bacillusstämmen
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Enzyme in Backwaren
Enzympräperate aus Aspergillus, Bacillusstämmen
�Xylanase aus Aspergillus, Bacillus
(für Hemicellulosen, Pentosane)
� Lipoxygenasehaltige Leguminosenmehle (für Lipide, Proteine)
�Sonstige mikrobiellen Enzympräperate wieGlucoseoxidase, peroxidase, Protease,
Amyloglucosidase und Lipase
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Wirkung Schlüsselenzyme
Teigentwicklung Xylanasen, Glucoseoxidase
Trockene, nicht klebende Teige Xylanasen
Enzyme in Backwaren
Gärstabilität, Gärtoleranz Xylanasen
Gebäckvolumen Xylanasen, Amylasen
Gebäckfarbe, Geschmack Amylasen, Proteasen, Peptidasen
Frischhaltung Amylasen, Xylanasen, Lipasen
Seit > 20 Jahren verwendet
Beeinflussen die Nicht-Stärke-KH (NRS)
Xylanasen / Pentosanasen26
Beeinflussen die Nicht-Stärke-KH (NRS)
= Cellulose, Hemicellulosen (1-3%) wie Arabinoxylane (Hauptfraktion mit Hauptkette = Xylose), Galactomannan, Glucan
Sind im Weizenmehl zwar nur gering aber dennoch Einfluss auf die Backfähigkeit
Wirkung noch nicht vollständig geklärt
z.B. Produktion aus Aspergillusstämmen am besten für Weizengebäcke geeignet
Sojamehl hat nat. Lipoxygenase LOX
Aktivität = 200x höher als Weizen LOX
Lipoxygenasehaltige Leguminosen27
Aktivität = 200x höher als Weizen LOX
Produziert während der Teigfermentation Glucose aus den von Amylasen gebildeten
Amyloglucosidase28
Glucose aus den von Amylasen gebildeten Dextrinen
Hefe hat so kontinuierlich vergärbare Glukose
Bes. bei Gebäcken aus TK Teigen dadurch bessere Erhaltung des Hefetriebes nach Auftauen
Glucoseoxidase, Peroxidase
Oxidoreduktasen29
Herstellung mit Hilfe von Aspergillus niger
Katalysiert in Weizenteigen die Oxidation von Glukose durch Sauerstoff wobei sich Wasserstoffperoxid bildet
= starkes Oxidationsmittel – verfestigt Kleberstruktur durch Vernetzung freier Sulfhydylgruppen zu Disulfidbrücken
Gemeinsam mit Xylanase entstehen feste, trockene Teige mit erhöhter Knettoleranz, Gärstabilität (dennoch nicht auf Emulgatoren verzichtbar) aber Ascorbinsäure verzichtbar
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