Inhaltsstoffe von Fruchtsäften

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1 Informationsmaterialien über den ökologischen Landbau und zur Verarbeitung ökologischer Erzeugnisse für die Aus- und Weiterbildung im Ernährungshandwerk und in der Ernährungswirtschaft (Initiiert durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau) BLE 2010 Fruchtsafttechnik Inhaltsstoffe von Fruchtsäften B1 Rohstoff Obst Autorin: Gliederung 1 Obstsorten Inhaltsstoffe in Fruchtsäften Einfluss der Fruchtsaftbereitung auf die Inhaltsstoffe und die Zusammensetzung... 5

2 1 Obstsorten Die derzeit von ökologisch wirtschaftenden Fruchtsaftherstellern wichtigsten verwendeten Obstsorten zur Herstellung von Fruchtsaft verteilen sich wie folgt: 1. Kernobst: Apfel, Birne, Quitte 2. Steinobst: Sauerkirsche (für Fruchtsaftmischungen, Fruchttrunke und Erfrischungsgetränke: Aprikose, Holunder, Mango, Pfirsich, Pflaume) 3. Beerenobst: Traube weiß/rot (für Fruchtsaftmischungen, Fruchttrunke und Erfrischungsgetränke: Brombeere, Erdbeere, Himbeere, Johannisbeere weiß/rot/schwarz) 4. Zitrusfrüchte: Mandarine, Orange, Grapefruit, Zitrone 5. Exotische Früchte: Ananas (für Fruchtsaftmischungen, Fruchttrunke und Erfrischungsgetränke: Banane, Guave, Maracuja) 2 Inhaltsstoffe in Fruchtsäften 2.1 Inhaltsstoffe und Qualität: Unterschiede zwischen ökologischem und konventionellem Obst? (Quelle: aid-heft 1218/2009, Lebensmittel aus ökologischem Landbau) In zahlreichen Studien sind die Gehalte an Vitaminen, Mineralstoffen und anderen Nährstoffen von Produkten aus konventionellem und ökologischem Anbau miteinander verglichen worden. Ein eindeutiges Ergebnis gab es nicht. Dies liegt daran, dass der Gehalt an Nährstoffen von vielen Faktoren beeinflusst wird, etwa vom Standort, der Bodenqualität, vom Wetter oder von der Sortenwahl und Erntezeit. In vielen dieser Studien schnitten die Bio- Lebensmittel allerdings tendenziell besser ab. Bio-Obst und -gemüse wies höhere Gehalte an gesundheitsfördernden sekundären Pflanzeninhaltsstoffen auf und zum Teil auch höhere Mengen an Vitamin C. Dafür gibt es zwei Erklärungen: Bio-Erzeugnisse müssen sich auf dem Feld selbst gegen Fressfeinde und Krankheitserreger verteidigen, weil sie nicht durch chemische Mittel geschützt sind. Deshalb bilden sie mehr Wirkstoffe wie z. B. Antioxidantien. Zum anderen nehmen stark gedüngte Pflanzen mehr Wasser auf, dadurch verdünnt sich ihr Gehalt an Nährstoffen. 2 BLE 2010

3 Durch viele Analysen ist belegt, dass Produkte aus ökologischem Anbau im Vergleich zu konventionellen deutlich weniger Nitrat und nur selten Rückstände chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel enthalten. Da Öko-Landwirte auf den Einsatz chemisch-synthetischer Pflanzenschutzmittel verzichten, ist die geringere Belastung leicht zu erklären. Werde Rückstände nachgewiesen, so stammen sie zum Teil aus Verwehungen von Nachbarfeldern oder Verunreinigungen mit konventionellen Rohstoffen bei der Verarbeitung. Es kommen aber auch Betrugsfälle vor, in denen konventionelle Produkte um deklariert werden. Kaum Unterschiede in der Belastung gibt es bei Schadstoffen wie Schwermetallen oder schwerabbaubaren Chlorchemikalien wie DDT oder PCB. Sie finden sich in Spuren in der ganzen Umwelt, also auch in Bio-Produkten. In puncto pflanzliche Lebensmittel, also auch Obst, gibt es folgende nachgewiesene Vorteile für Bio-Obst: weniger bzw. keine Rückstände von chemisch-synthetischen Pflanzenschutzmitteln deutlich weniger Nitrate höhere Trockenmassegehalte Trend zu höherer Nährstoffdichte höhere Gehalte wertgebender Inhaltsstoffe (z. B. sekundäre Pflanzenbegleitstoffe), Trend zu höherem Genusswert 2.2 Methodik zur Unterscheidung biologisch bzw. konventionell erzeugter Lebensmittel (Quelle: aid-heft 1218/2009, Lebensmittel aus ökologischem Landbau) Manche Forscher gehen davon aus, dass ein Lebensmittel eine bestimmte Lebenskraft oder Vitalität hat und dass solche vitale Lebensmittel besonders gesund sind. Um diesen bei Ernährungswissenschaftlern umstrittenen Ansatz zu erklären, verwenden sie folgendes Beispiel: Wird ein Weizenkorn als Ganzes ausgesät, entsteht daraus eine neue Pflanze. Wird das Korn zerschnitten, bleibt die Menge der analysierbaren Inhaltsstoffe gleich. Aber es wächst nicht mehr. Ein Lebensmittel muss als etwas wie eine formgebende Kraft enthalten, die aus leblosen Molekülen einen funktionierenden Organismus bildet. Um diese Vitalität zu messen, haben Wissenschaftler mehrere Verfahren entwickelt. Bei der Bio-Photonen- Methode werden kleine Lichtteilchen gemessen, die von den Zellen ausgehen. Je mehr die Zellen leuchten, desto vitaler ist das Lebensmittel. Bei den so genannten bildschaffenden 3 BLE 2010

4 Methoden werden wässerige Extrakte aus einem Lebensmittel und Mineralsalze auf Löschpapier aufgetragen. Dabei entstehen je nach Vitalkraft unterschiedliche Bilder. Mit beiden Methoden lassen sich nicht nur zuverlässig Käfigeier von Eiern freilaufender Tiere unterscheiden. Auch zwischen Lebensmitteln aus konventionellem und ökologischem Anbau gibt es deutliche Vitalitätsunterschiede. 2.3 Wertgebende Inhaltsstoffe von Obstsäften Als wertgebende Inhaltsstoffe der Obstsäfte gelten insbesondere Aromastoffe, Vitamine, Mineralstoffe, Fruchtsäuren und Zucker. Allerdings kommen diese Wertstoffe in den einzelnen Obstarten in sehr unterschiedlichen Konzentrationen vor Natürliche Aromastoffe Natürliche Aromastoffe kommen in großer Vielfalt vor. Es handelt sich dabei vorwiegend um Fruchtester, Alkohole, Aldehyde, Ketone, Kohlenwasserstoffe und ätherische Öle. Einige Aromastoffe sind leicht flüchtig. Zu Aromaverlusten kann auch ein enzymaktiver oder chemischer Umbau von Aromastoffen führen. Diese Abbauvorgänge werden durch Anwesenheit von Luftsauerstoff beschleunigt Fruchtsäuren Die Fruchtsäuren haben große Bedeutung für den Geschmack; sie sollen insbesondere mit dem Zuckergehalt harmonieren. Als angenehm wird ein Zucker-Säure-Verhältnis um 12:1 empfunden. Vorherrschend sind im Stein- und Kernobst die Apfelsäure, im Beerenobst die Zitronensäure und in Trauben die Weinsäure Natürliche, obsteigene Farbstoffe Natürliche, obsteigene Farbstoffe wie karotinverwandte Verbindungen (in gelborangenen Früchten wie Aprikosen), Flavonoide wie die Anthocyane (rote Farbstoffe, vor allem in Trauben) aus den jeweiligen Früchten geben den Getränken ein ansprechendes Aussehen. Diese Stoffgruppe ist empfindlich gegen Einwirkung von Luftsauerstoff. Die obsteigenen Farbstoffe zählen zu den sekundären Pflanzenstoffen Mineralstoffe Von den Mineralstoffen spielt Kalium die wichtigste Rolle. Weiterhin kommen Magnesium, Phosphor und nur wenig Calcium vor. 4 BLE 2010

5 2.3.5 Vitamine Vor allem die Vitamine A und C haben bei Fruchtsäften Bedeutung. Bekannt sind für Vitamin C Zitrus- und Schwarzer Johannisbeersaft. Vitamin C ist jedoch sauerstoffempfindlich, so dass bereits während der Verarbeitung der Vitamin-C-Gehalt reduziert wird. Auch nach der Abfüllung bleibt er nicht stabil: ein 18-monatiger Lagerversuch von Orangensaft bei verschiedenen Temperaturen ergab bei 10 C einen Abbau von 4 %, bei 18 C von 16 % und bei 27 C von 38 %. Da Fruchtsäfte vor allem auf Grund ihres Vitamin- und Mineralstoffgehaltes als gesund gelten, sind die durchschnittlichen Gehalte an Vitaminen und Mineralstoffen einiger Fruchtsäfte im Foliensatz Inhaltstoffe in Fruchtsäften tabellarisch aufgeführt Ballaststoffe Selbst Produkte, die unter Mitverwendung von Mark hergestellt werden, liefern nur einen geringen Beitrag zur Versorgung mit Ballaststoffen. Pektin geht zu einem großen Teil durch den technologisch erforderlichen Pektinabbau verloren Eiweiß und Fett Der Eiweiß- und Fettanteil in Fruchtsäften ist unerheblich Kohlenhydrate und Wasser Hauptbestandteil der Fruchtsäfte ist in jedem Fall Wasser. Fruchtsäfte und -nektare enthalten 82 bis 90 % Wasser, je nach Gehalt an Kohlehydraten, die etwa 10 bis 16 % ausmachen und überwiegend als Saccharose, Fructose und Glucose vorliegen. 3 Einfluss der Fruchtsaftbereitung auf die Inhaltsstoffe und die Zusammensetzung Zwischen den typischen Aromastoffen der Früchte und denen der Fruchtsäfte bestehen meist deutliche Unterschiede. Es können sich Komponenten bilden, die im natürlichen Zellverband der Frucht nicht oder nur in untergeordneten Mengen vorkommen, während andere Aromastoffe mehr oder weniger stark abnehmen oder gar verschwinden. Bei der Herstellung von Säften gehen die wasserlöslichen Inhaltsstoffe (Zucker, Säuren, freie Aminosäuren, Vitamin C (Ascorbinsäure) und die Vitamine der B-Gruppe, ein beträchtlicher Teil der Mineralstoffe, phenolische Inhaltsstoffe) praktisch vollständig in den Saft über, wäh- 5 BLE 2010

6 rend die in Wasser nicht oder nur schwer löslichen Stoffe (Polysaccharide mit Ausnahme löslichen Pektins, Lipide, Carotinoide) mehr oder weniger vollständig im Pressrückstand verbleiben. Daneben sind solche Veränderungen zu berücksichtigen, die durch Enzyme und/oder Wärmebehandlung und durch spätere Lagerung eintreten. Neben der Umwandlung von Inhaltsstoffen ist sowohl mit dem Verlust als auch der Neubildung von Stoffen zu rechnen. Durch Wärmeeinwirkung und/oder Lagerung kann es zu Veränderungen der Farbe, des Geschmacks und des Geruchs kommen. 3.1 Verfärbungen, Bräunungen Durch Einwirken von fruchteigenen Oxidationsenzymen (Oxidasen) kommt es zur enzymatischen Bräunung. Sie kann durch rasches Arbeiten vor der Hitzebehandlung und Inaktivierung der Enzyme durch Hitze vermieden werden. Bei den heutigen technologischen Möglichkeiten dürfte die enzymatische Bräunung keine größere Rolle als Herstellungs- und Lagerschaden spielen. Besonders Fruchtsaftkonzentrate unterliegen zudem während der Lagerung einer nicht enzymatischen Bräunung (auch Maillard-Reaktion genannt). Hieran sind in erster Linie reduzierende Zucker und Aminosäuren, ferner Uronsäuren, Ascorbinsäure, Amine und andere Inhaltsstoffe beteiligt. Der erste Schritt der Reaktion besteht in der Verknüpfung der Aminogruppe mit der acetalischen (reduzierenden) Hydroxylgruppe der Zucker zu so genannten N- Glykosiden. Über kompliziert verlaufene Polykondensationen entstehen schließlich höhermolekulare, braune Produkte (Melanoide). Der Bräunungsmechanismus selbst ist zum Teil noch ungeklärt. Sauerstoff beschleunigt die Reaktion; sie läuft allerdings auch ohne Sauerstoff ab, dann erheblich verzögert. Eine Zugabe von geringen Säuremengen stoppt die Reaktion. Die Temperatur und Dauer der Lagerung beeinflussen das Ausmaß der Bräunung. Mit der Bräunung sind Beeinträchtigungen des Geschmacks, des Aromas sowie Vitamin C-Verlust verbunden. 3.2 Schädigung der roten und blauen Anthocyane Neben der Herstellungstemperatur üben Lagertemperatur und -zeit einen starken Einfluss auf den Anthocyanabbau aus. 6 BLE 2010

7 3.3 Aromaveränderungen Aromastoffe können durch Enzyme, auch die fruchteigenen ( endogenen ), verändert werden. In der intakten Frucht liegen Enzyme und ihre Substrate getrennt vor. Wird der Zellverband der Früchte durch Mahlen, Maischen, Pressen usw. zerstört, so setzen unverzüglich enzymatische Vorgänge ein, die mit erstaunlicher Reaktionsgeschwindigkeit ablaufen können. Unter der Einwirkung von Luftsauerstoff bilden sich sehr geruchs- und geschmacksintensive Stoffe. Bei einer Kurzzeiterhitzung der Maische können diese Veränderungen weitgehend unterdrückt werden, die endogenen Enzyme spielen dann keine Rolle mehr. Schließlich führt die Verwendung von Filtrationsenzymen zu einem enzymatischen Abbau bestimmter Aromastoffe in Abhängigkeit von Art, Menge und Wirkungsdauer der Enzyme. Erhitzen, Konzentrieren und Lagern von Fruchtsäften wirken sich negativ auf die Zusammensetzung der Aromastoffe aus bzw. vernichten einige. 3.4 Vitaminverluste Durch Aufnahme von Sauerstoff und/oder Schwermetallen (Kupfer und Eisen) kann Vitamin C erheblich vermindert werden. Daher sollten jede Luftberührung und Schwermetallaufnahme, zum Beispiel durch ungeeignete Tankbehältnisse, vermieden werden. Ein Vitamin-C- Verlust ist zum Beispiel von Bedeutung für Zitrussäfte, Schwarze Johannisbeer- und Erdbeernektare, während Apfel- und Traubensäfte ohnehin kaum Ascorbinsäure aufweisen. Die Verluste sind unter anderem von der gewählten Verarbeitungsmethodik und den Lagerungsbedingungen abhängig. Thiamin ist unter den sauren Bedingungen der Fruchtsäfte ziemlich stabil. Auch der Gehalt an Karotin, Riboflavin und Niacin wird während der Herstellung und Lagerung weniger verändert. 3.5 Veränderungen des Mineralstoffgehaltes Die Mineralstoffe des Obstes sind unterschiedlich wasserlöslich: der Kaliumgehalt der Säfte bleibt im Saft weitgehend erhalten der Magnesiumgehalt bleibt nur bei einigen Obstarten erhalten Phosphat und Calcium gehen nur in relativ geringem Umfang in den Saft über. 7 BLE 2010

8 Beim Entsaften bleibt also ein beträchtlicher Teil vom Phosphat, Magnesium und Calcium in den Trestern zurück. Weiterer Einflussfaktor auf den Mineralstoffgehalt des Saftes ist der Druck, mit dem entsaftet wird. 8 BLE 2010