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Untersuchungen von Alterungsvorgängen der Anthocyane im Hinblick auf die Saftqualität und Festlegung des Mindesthaltbarkeitsdatums bei Buntsäften und Buntsaftkonzentraten
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 13587 N
Laufzeit: 01.01.2003
- 31.12.2006
Fördersumme: 305.450 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Fruchtsäfte und Nektare aus anthocyanhaltigen Früchten besitzen in der Wertschätzung des Verbrauchers einen hohen Stellenwert. Hierzuzählen Rote Traubensäfte, Nektare aus Schwarzen Johannisbeeren oder Sauerkirschen sowie Mehrfruchtprodukte. In letzteren werden auch Früchte verwendet, die als 100 %-Saft wegen fehlender Zucker-Säure-Harmonie oder Geschmacksproblemen nicht akzeptabel sind (Produkte mit Holunder, Vogelbeeren, Aronia, Cranberry u.v.m.) Neben den sensorisch ansprechenden Eigenschaften ist bei Buntsaftprodukten die Farbe auch ein Kriterium für die Kaufentscheidung. Eine Vielzahl von wissenschaftlichen Studien weist auf die Bedeutung der farbgebenden Anthocyane und begleitenden farblosen Phenole für diemenschliche Gesundheit hin, wie z.B. antioxidative Wirkungen, Schutz von Herz und Kreislauf, Krebsprävention, antientzündliche Wirkungen, immunmodulierende Eigenschaften. Nachdem auch die Bioverfügbarkeit von Phenolcarbonsäurenund von Flavonoiden, zu denen die Anthocyane zählen, bewiesen wurde, haben Getränke aus „Buntfrüchten“ wachsende Marktanteile. Es zeigt sich aber, dass Anthocyane im Medium des Saftes signifikante Veränderungen erfahren können, entwederschon bei der Verarbeitung oder bei der Lagerung. So sind in manchen Säften und Nektaren nach einem halben Jahr kaum noch die originären Frucht-Anthocyane nachweisbar. Dies ist um so bemerkenswerter, als Buntsäfte und Nektare häufig ein sehr langes Mindesthaltbarkeitsdatum von zwei Jahren und mehr aufweisen. Nicht in allen Fällen ist die Abnahme mit einer signifikanten Veränderung der visuell bewerteten Farbe verbunden. Auch wenn ein Großteil der originären Anthocyane verschwunden ist, kann die Farbe solcher Produkte durchaus noch ansprechend sein, zumal Rotbrauntöne bei intensiv-farbigen Säften schwierig zu erkennen sind. Die schnelle Alterung von Fruchtsäften und Konzentraten aus anthocyanhaltigen Früchten stellt ein wirtschaftlich relevantes Problem dar. Die zugrunde liegenden chemischen Veränderungenund die Strukturen der entstehenden höhermolekularen Anthocyanderivate sind in wieten Teilen unbekannt. Ziel des Forschungsvorhabens war der weitgehende Erhalt wertgebender Sekundärmetabolite (fruchteigene Anthocyane und Polyphenole) in Buntsäften durch technologische Maßnahmen. Aufbauend auf diesen Untersuchungen sollten die Hersteller von Buntsäften und Buntsaftkonzentraten bei der Festlegung des Mindesthaltbarkeitsdatums beraten werden.
Forschungsergebnis:
Unter Berücksichtigung verschiedener Einflussfaktoren (u.a. Temperatur) wurden die Kinetiken der Abnahme von primären Anthocyanen und Polyphenolen während der Herstellung und mehrmonatiger Lagerung von Buntsäften aus Roter Traube, Schwarzer Johannisbeere, Aronia, Erdbeere, Sauerkirsche und Holunder ermittelt sowie Änderungungen der antioxidativen Kapazität (TEAC), Gesamtphenolgehalte (Folin- Ciocalteu), Farbe (CIELAB-Werte) und der sensorischen Eigenschaften bestimmt. Die relativ einfach durchzuführende „Monomerindex-Methode“ wurde erfolgreich zur Abschätzung der Monomer/ Polymer Anteile eingesetzt und steht nun der Praxis als Screeningmethode zur Abschätzung der Saftqualität (Monomeranteil) zur Verfügung. Es wurde gezeigt, dass die Stabilität der Anthocyane im Wesentlichen von der Matrix eines Saftes und der Ausgangskonzentration abhängt. Bei den Versuchen zur Copigmentierung zeigte sich, dass lediglich hohe Dosen an Copigmenten (v.a. Hydroxyzimtsäuren) eine Farbstabilisierung ermöglichen und dieses Verfahren für die Praxis nicht realistisch bzw. finanziell nicht umsetzbar ist. Verschiedene Pyranoanthocyane (Vitisine) konnten erstmals in Buntsäften identifiziert und die mittels HSCCC abgetrennten polymeren Pigmente über Elementaranalyse, photometrische Summenparameter, Farbmetrik und chemischen Abbau (Phloroglucinolyse) charakterisiert werden. Erstmals wurde das „Farbaktivitäts- Konzept“ auf Buntsäfte angewendet und hierdurch der Farbbeitrags der einzelnen Pigmente zur Gesamtfarbe bestimmt. Aufbauend auf den Untersuchungsergebnissen wurden für die untersuchten Buntsäfte jeweils produktspezifische Mindesthaltbarkeitsdaten vorgeschlagen.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Lebensmittelchemie
Ausführende Einrichtung
Zentrum für Analytische Chemie und Mikrobiologie - Institut für Weinanalytik und Getränkeforschung
