Alternativen zu Milch eine vergleichende technologische Bewertung

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1 Universität für Bodenkultur Wien Department für Lebensmittelwissenschaften und -technologie Alternativen zu Milch eine vergleichende technologische Bewertung AMA Milchsymposium 2017, Wien Henry Jäger BOKU Institut für Lebensmitteltechnologie

2 Milch und Alternativen 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 2

3 Nomenklatur Verordnung (EG) Nr. 1308/ Die Bezeichnung Milch ist ausschließlich dem durch einoder mehrmaliges Melken gewonnenen Erzeugnis der normalen Eutersekretion (...) vorbehalten. - Gemelk einer oder mehrerer Kühe Verordnung (EU) Nr. 1169/ Allergenkennzeichnung verpflichtend seit 12/2014; relevant bei - Milch und daraus gewonnenen Erzeugnissen - Sojabohnen u.d.g.e. - glutenhaltigem Getreide u.d. - Lupine u.d.g.e. - Schalenfrüchte u.d.g.e. 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 3

4 Qual der Wahl? Maßgeschneiderte Lebensmittel hinsichtlich Konsumenten-relevanter Eigenschaften: according to Windhab 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 4

5 Inhaltsstoffe pro 100 g Vollmilch Sojadrink Reisdrink Protein (g) 3,3 3 0,3 Fett (g) 3,5 1,7 1 Zucker (g) 4,8 2,9 5,3 Calcium (mg) (127)* 10(119)* Riboflavin (mg) 0,18 0,07 (0,2)* 0,01 (0,12)* Vitamin D (µg) 0,28 0 (1,25)* 0 (1,1)* Vitamin A (µg) 31 3 (63)* 0 (62)* Vitamin B12 (µg) 0,5 0 (0,38)* 0 (0,63)* Kalium (mg) ,4 Phosphor (mg) ,5 Magnesium (mg) Zink (mg) 0,4 0,25 0,13 * angereichert 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 5

6 Die Natur als Technologe - Milch als multi-disperses System - Fett in stabiler Emulsion - Eiweiß in kolloidaler Suspension bzw. Lösung - Milchzucker echt gelöst adapted from Weiss (2014) 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 6

7 Milchsynthese 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 7

8 Milchsynthese Larson and Jorgensen, 1974 Gravert, 1983 Bargmann, /05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 8

9 Sojabohne Zellen: μm Durchmesser; μm Länge Proteinkörperchen (P): Proteineinlagerung (10µm) Lipidkörperchen: Ölspeicherung (0,5µm) Zytoplasmatisches Netzwerk: Faserbestandteile (Okara) 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 9

10 Gewinnung der Inhaltsstoffe 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 10

11 Gewinnung der Inhaltsstoffe Lipoxygenase-Reaktion beany flavor Mehrfach ungesättigte Fettsäuren + Lipoxygenase Oxidationsprodukte (Aldehyde, Ketone, Alkohole) Unerwünschter Geschmack 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 11

12 Entfettung der Sojabohnen 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 12

13 Proteingewinnung/-extraktion Quelle: TetraPak 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 13

14 Entfettung von Milch Quelle: TetraPak 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 14

15 Homogenisieren Weitere Stabilisierung der Milchalternativgetränke: Einsatz von Stabilisatoren (Verdickungsmitteln) zur Viskositätserhöhung im Dispersionsmittel Quelle: TetraPak z.b. Gellan 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 15

16 Getreidebasierte Getränke pro 100 g Hafer (entspelzt) Weizen Reis (unpoliert) Wasser (g) 13,0 12,7 13,1 Protein (g) 10,7 11,4 7,8 Lipide (g) 7,1 1,8 2,2 Kohlenhydrate (g) 55,7 59,6 74,1 Ballaststoffe (g) 9,7 13,3 2,2 Mineralstoffe (g) 2,9 1,7 1,2 Ernte Reinigung Entspelzen (Schälen) Mahlen (Zerkleinern) 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 16

17 Stärkeverzuckerung - Reisdrink Modern Traditionel Vermahlung (~ 0,5 mm Durchmesser) Kochen von weißem Reis (Überkochen) Vermischung mit kaltem Wasser (W-R 2:1) Einweichen von Gerstenkeimen oder Süßkartoffelmehl (3h) Erwärmung auf 80 C (Haltezeit 30 min) Zugabe des flüssigen Gerstenbzw. Süßkartoffelsuds zum gekochten Reis Eventuell Anreicherung mit Öl, Vitaminen oder weiteren Nährstoffen Erwärmung auf 100 C (Haltezeit 15 min) Fermentation bei 60 C (Haltezeit 6h) Trennung von festen Bestandteilen Abkühlung auf 60 C Erhitzung (enzymatische Prozesse stoppen) 2 h bei 60 C Zugabe von β-amylase und Glucosidase Abkühlen und gewünschten Zuckergehalt einstellen 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 17

18 Laktosefreie Milch enzym. Abbau Süßstoff Süßkraft Saccharose 1 Glucose 0.5 bis 0.7 Galactose 0.4 bis 0.7 Lactose 0.2 bis /05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 18

19 Weiterverarbeitung - Käse Labinduzierte Gerinnung Bildung eines Kasein-Netzwerkes über Calciumbrücken 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 19

20 Weiterverarbeitung zu Tofu 2-stufige Gerinnung des Sojaeiweiß - Thermisch (78 C) - Salzfällung (traditionell z.b. Nigari mit Hauptbestandteil Magnesiumchlorid) 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 20

21 Weiterverarbeitung zu Tofu Industrielle Produktionsmethode: - Einstellung Proteingehalt durch Zugabe von Sojaprotein - Quellen, Erhitzung, Homogenisierung - Nutzung von Calciumsalzen zur Gerinnung - Pressen, Nachbehandlung (Einlegen, Räuchern) oder: In-pack Gerinnung durch Nutzung von Glucono-delta-lacton Seidentofu 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 21

22 Texturierung durch Extrusion Extrusion Nachbehandlung Quelle: S. Töpfl, DIL 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 22

23 Texturierung durch Extrusion Liu et al., /05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 23

24 Zusammenfassung - Alternativen zu Milch: notwendig bei Milchproteinallergie sowie bei veganer Ernährung - Notwendigkeit der Anreicherung von Inhaltsstoffen in Alternativprodukten bzw. Konsumentenverantwortung bzgl. einer vollwertigen Ernährung - Komplexe Milchzusammensetzung, ernährungsphysiologische Bedeutung sowie Vielfalt der Weiterverarbeitungsmöglichkeiten durch keine Milchalternative abbildbar - Aufwändige Prozessierung alternativer Rohstoffe durch zusätzliche Extraktions- und Aufreinigungsschritte - Teilweise ähnliche Grundoperationen (zentrifugale Trennung, Homogenisierung, Haltbarmachung und Abfüllung, ggf. Enzymierung, Gerinnungsprozesse, Strukturierung) mit rohstoffspezifischen Besonderheiten Alternative mit Einschränkungen 31/05/2016 BOKU Wien Inst. für Lebensmitteltechnologie Henry Jäger 24

25 Universität für Bodenkultur Wien Department für Lebensmittelwissenschaften und -technologie Danke für Ihre Aufmerksamkeit! AMA Milchsymposium 2017, Wien Henry Jäger BOKU Institut für Lebensmitteltechnologie