Lebensmittelchemie (German Edition) [10., neu bearb. und aktualisierte Aufl. 2023] 3662669242, 9783662669242

Table of contents :
Proömium – Kompetenz und Exzellenz in Lebensmittelchemie
Hinweis
Inhaltsverzeichnis
Über die Autoren
Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole
I Lebensmittel – Mittel zum Leben
Inhaltsverzeichnis
1 Lebensmittelkompetenz
1.1  Exzerpt
1.2  Was sind Lebensmittel?
1.2.1  Definition und Abgrenzung
1.2.2  Basale Bausteine der Lebensmittel
1.2.3  Züchtungsmethoden
1.3  Lebensmittelkette
1.4  Lebensmittelsicherung
1.4.1  Lebensmittelqualität
1.4.2  Lebensmittelsicherheit
1.4.3  Lebensmittelbetrug und Lebensmittelverfälschung
1.4.4  Lebensmittelschutz
1.5  Sichere Lebensmittel
1.5.1  Erwünschte versus unerwünschte Faktoren/Stoffe
1.5.2  Unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln
1.5.2.1  Kontaminanten
Unabsichtliche Kontaminanten
Absichtliche Kontaminanten
1.5.2.2  Rückstände
1.5.2.3  Biotoxine
1.5.3  Mengenbegrenzung bei unerwünschten Stoffen
1.5.3.1  Höchstmengen, Höchstwerte
1.5.3.2  Nachweisgrenze, Erfassungsgrenze, Bestimmungsgrenze
1.5.3.3  Nulltoleranz
1.6  Sicherheitsrelevante Stoffe
1.7  „Schadstoff“
1.8  Lebensmittelanalytik
1.8.1  Untersuchungsfokus
1.8.2  Untersuchungsniveau
1.9  Lebensmittelnachhaltigkeit, Lebensmittelverschwendung
1.10  Lebensmittelauthentizität
1.10.1  Was bedeutet Lebensmittelauthentizität?
1.10.2  Ansätze zur Authentizitätsprüfung
1.11  Lebensmittelreformulation
1.11.1  Was bedeutet Reformulation?
1.11.2  Warum Reformulation?
1.11.3  Herausforderung und Chance zugleich
1.11.4  Reformulation bei Fetten
1.11.5  Reformulation bei Zucker (Saccharose)
1.11.6  Reformulation bei Salz (Kochsalz)
1.11.7  Kompensation durch multisensorische Interaktion
1.11.8  Innovation (Reformulation) durch Blue Printing
1.12  Lebensmitteltoxikologie
1.12.1  Toxikologische Risikobewertung im Lebensmittelbereich
1.12.2  Toxikologische Kenngrößen/Grenzwerte
1.12.2.1  NOAEL
1.12.2.2  LOAEL
1.12.2.3  ADI
1.12.2.4  TDI, TWI, PTWI, TMI
1.12.2.5  ARfD
1.12.2.6  Benchmark-Verfahren
1.12.2.7  MOE
1.12.2.8  TTC-Konzept
1.12.2.9  Bewertungs- oder Unsicherheitsfaktoren
1.13  Risikoanalyse
1.13.1  Risikobewertung
1.13.2  Risikomanagement
1.13.3  Risikokommunikation
1.14  ALARA-Prinzip
1.15  Spezialregelung in Kalifornien – Proposition 65
1.15.1  Warnung vor Cancerogenen
1.15.2  Konzeption
1.15.3  Substanz-Pool
1.15.4  Konsequenzen
Literatur
2 Lebensmittel und Ernährung
2.1  Exzerpt
2.1.1  Perspektive von Lebensmittelchemie und Ernährungswissenschaft
2.1.2  Perspektive anderer Fachdisziplinen
2.2  Nutrikinetik und Nutridynamik
2.3  Physiologische Bedeutung der Nährstoffe
2.3.1  Energie
2.3.1.1  Brennwert von Lebensmitteln
2.3.1.2  Energiegewinnung in den Zellen
2.3.1.3  Energiebedarf
2.3.2  Kohlenhydrate
2.3.2.1  Allgemeine Aspekte
2.3.2.2  Stoffwechsel und Funktionen
2.3.2.3  Zufuhrempfehlungen und Versorgungslage
2.3.3  Fette
2.3.3.1  Allgemeine Aspekte
2.3.3.2  Stoffwechsel und Funktionen
2.3.3.3  Zufuhrempfehlungen und Versorgungslage
2.3.4  Proteine
2.3.4.1  Allgemeine Aspekte
2.3.4.2  Stoffwechsel und Funktionen
2.3.4.3  Zufuhrempfehlungen und Versorgungslage
2.3.5  Ballaststoffe
2.3.5.1  Allgemeine Aspekte
2.3.5.2  Physiologische Wirkungen
2.3.5.3  Zufuhrempfehlungen und tatsächliche Aufnahme
2.3.6  Sekundäre Pflanzenstoffe
2.3.7  Pro- und Präbiotika
2.3.7.1  Probiotika
2.3.7.2  Präbiotika
2.4  Merkmale der Lebensmittelqualität
2.4.1  Allgemeine Aspekte
2.4.2  Gesundheitliche Qualität von Lebensmitteln
2.4.3  Verarbeitungsgrad von Lebensmitteln
2.4.4  Ernährung und Nachhaltigkeit
2.5  Empfehlungen für eine gesunderhaltende Ernährung
2.5.1  Nährstoffebene
2.5.2  Lebensmittelebene
2.6  Alternative Ernährungsformen
2.6.1  Allgemeine Aspekte und Einteilung
2.6.2  Vegetarische und vegane Ernährungsformen
2.6.3  Paleo-Diet
2.7  Ernährungsassoziierte Erkrankungen
2.7.1  Übergewicht und Adipositas
2.7.1.1  Definition und allgemeine Aspekte
2.7.1.2  Entstehung und Folgen
2.7.2  Diabetes mellitus Typ 2
2.7.2.1  Definition und allgemeine Aspekte
2.7.2.2  Entstehung und Folgen
2.7.3  Krebserkrankungen
2.7.3.1  Definition und allgemeine Aspekte
2.7.3.2  Entstehung und Folgen
2.8  Verschiedene Gruppen von Lebensmitteln
2.8.1  Allgemeine Aspekte
2.8.2  Funktionelle und angereicherte Lebensmittel
2.8.3  Nahrungsergänzungsmittel
2.8.4  Lebensmittel für spezielle Gruppen
2.8.5  Neuartige Lebensmittel (Novel Foods)
2.8.6  Gentechnisch veränderte Lebensmittel
2.8.7  Vegetarische und vegane Lebensmittel
2.9  Ernährungstrends
2.9.1  Clean Eating
2.9.2  Superfoods
2.9.3  Insekten als Lebensmittel
2.9.4  In vitro-Fleisch
2.9.5  SIRT-Food
Literatur
II Lebensmittelinhaltsstoffe
Inhaltsverzeichnis
3 Wasser
3.1  Exzerpt
3.2  Eigenschaften
3.2.1  Anomalie des Wassers
3.2.2  Struktur des Wassermoleküls
3.2.3  Tetraedrische Anordnung von Wassermolekülen
3.2.4  Besondere Eigenheiten des Wassers
3.2.5  Polarität
3.2.6  Phasendiagramm, Tripelpunkt
3.3  Wasser in Lebensmitteln
3.3.1  Wassergehalte
3.3.2  Wasseraktivität
3.3.3  Sorptionsisotherme
3.3.4  Wasseraktivität und Stabilität von Lebensmitteln
3.4  Bedeutung von Wasser für die Ernährung
3.4.1  Wasser als essentieller Nährstoff
3.4.2  Körperwasser
3.4.3  Wasserbilanz, Regulation des Wasserhaushalts
Literatur
4 Vitamine
4.1  Exzerpt
4.2  Allgemeine Aspekte
4.2.1  Historie
4.2.2  Definition und Klassifizierung
4.2.3  Vorkommen, Stabilität und Verfügbarkeit
4.2.4  Grundsätzliche Funktionen
4.2.5  Metabolismus und Homöostase
4.2.6  Versorgungssituation
4.2.7  Präventive Wirkungen
4.2.8  Risiken einer überhöhten Zufuhr
4.3  Hydrophile Vitamine
4.3.1  Vitamin C (Ascorbinsäure)
4.3.1.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.1.2  Funktionen
4.3.1.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.2  Thiamin (Vitamin B1)
4.3.2.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.2.2  Funktionen
4.3.2.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.3  Riboflavin (Vitamin B2)
4.3.3.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.3.2  Funktionen
4.3.3.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.4  Pyridoxin (Vitamin B6)
4.3.4.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.4.2  Funktionen
4.3.4.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.5  Cobalamin (Vitamin B12)
4.3.5.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.5.2  Funktionen
4.3.5.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.6  Folat
4.3.6.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.6.2  Funktionen
4.3.6.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.7  Niacin
4.3.7.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.7.2  Funktionen
4.3.7.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.8  Pantothensäure
4.3.8.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.8.2  Funktionen
4.3.8.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.3.9  Biotin
4.3.9.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.3.9.2  Funktionen
4.3.9.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.4  Lipophile Vitamine
4.4.1  Retinol (Vitamin A)
4.4.1.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.4.1.2  Funktionen
4.4.1.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.4.2  Calciferole (Vitamin D)
4.4.2.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.4.2.2  Funktionen
4.4.2.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.4.3  Tocopherole und Tocotrienole (Vitamin E)
4.4.3.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.4.3.2  Funktionen
4.4.3.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.4.4  Phyllochinon und Menachinone (Vitamin K)
4.4.4.1  Struktur, Vorkommen und Verfügbarkeit
4.4.4.2  Funktionen
4.4.4.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
4.5  Vitaminoide
Literatur
5 Mineralstoffe
5.1  Exzerpt
5.1.1  Definition und Klassifizierung
5.1.2  Grundsätzliche Funktionen
5.1.3  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.1.4  Metabolismus und Homöostase
5.1.5  Versorgungssituation
5.1.6  Präventive und toxikologische Aspekte
5.2  Mengenelemente
5.2.1  Natrium
5.2.1.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.2.1.2  Funktionen
5.2.1.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.2.2  Kalium
5.2.2.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.2.2.2  Funktionen
5.2.2.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.2.3  Magnesium
5.2.3.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.2.3.2  Funktionen
5.2.3.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.2.4  Calcium
5.2.4.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.2.4.2  Funktionen
5.2.4.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.2.5  Chlor, Schwefel und Phosphor
5.2.5.1  Chlorid
5.2.5.2  Schwefel
5.2.5.3  Phosphor
5.3  Spurenelemente
5.3.1  Eisen
5.3.1.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.3.1.2  Funktionen
5.3.1.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.3.2  Zink
5.3.2.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.3.2.2  Funktionen
5.3.2.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.3.3  Selen
5.3.3.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.3.3.2  Funktionen
5.3.3.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.3.4  Iod
5.3.4.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.3.4.2  Funktionen
5.3.4.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.3.5  Fluor
5.3.5.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.3.5.2  Funktionen
5.3.5.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.3.6  Kupfer
5.3.6.1  Vorkommen und Verfügbarkeit
5.3.6.2  Funktionen
5.3.6.3  Versorgungssituation, Mangel und überhöhte Zufuhr
5.3.7  Chrom
5.3.8  Weitere Spurenelemente
Literatur
6 Enzyme
6.1  Exzerpt
6.2  Thermodynamik und Kinetik chemischer Reaktionen
6.3  Struktur und Wirkweise von Enzymen
6.4  Cofaktoren von Enzymen
6.5  Enzymkinetik
6.5.1  Bedeutung der Substratkonzentration
6.5.2  Bedeutung von Temperatur und pH-Wert
6.5.3  Aktivatoren und Inhibitoren
6.6  Nomenklatur und Einteilung von Enzymen
6.7  Bestimmung der enzymatischen Aktivität
6.8  Enzyme in Lebensmitteln
6.8.1  Oxidoreduktasen
6.8.2  Transferasen
6.8.3  Hydrolasen
6.8.3.1  Esterasen
6.8.3.2  Glycosidasen
6.8.3.3  Peptidasen
6.8.4  Lyasen
6.8.5  Isomerasen
6.8.6  Ligasen
Literatur
7 Lipide
7.1  Exzerpt
7.2  Fette
7.2.1  Aufbau der Fette
7.2.2  Eigenschaften der Fette
7.2.2.1  Fettmodifikationen und Schmelzpunkt
7.2.2.2  Kristallaufbau von Triglyceriden
7.2.3  Verseifung der Fette
7.3  Fettsäuren
7.3.1  Aufbau und Struktur von Fettsäuren
7.3.2  Essenzielle Fettsäuren
7.3.3  Fettsäuren mit ungewöhnlichen Strukturen
7.3.3.1  Verzweigte Fettsäuren
7.3.3.2  Substituierte Fettsäuren
7.3.3.3  Epoxyfettsäuren
7.3.3.4  Furanfettsäuren
7.3.3.5  Trans-Fettsäuren
7.3.3.6  Konjuen-Fettsäuren
7.3.4  β-Oxidation von Fettsäuren
7.4  Fettähnliche Stoffe (Lipoide)
7.4.1  Phosphatide
7.4.2  Sterole (Sterine)
7.4.3  Lipoproteine
7.4.4  Kohlenwasserstoffe, Terpenoide
7.4.5  Fettalkohole, Glycerinether
7.4.6  Lipochrome
7.5  Weitere Fettbestandteile
7.6  Lipidveränderungen
7.6.1  Umesterung
7.6.2  Fetthärtung
7.6.3  Fettverderb, Lipiddegradation
7.6.3.1  Oxidationsreaktionen
Autoxidation
Radikalkettenreaktion
Photooxidation
Enzymatische Oxidation
Verzögerung autoxidativen Fettverderbs
7.6.3.2  Hydrolysereaktionen
Chemische Hydrolyse
Enzymatische Hydrolyse
Methylketonbildung
7.6.3.3  Thermisch bedingte Veränderungen bei Fetten und Ölen
Polymerisation
Oxipolymerisation
Lipiddegradation
7.7  Analytik von Lipiden
Literatur
8 Kohlenhydrate
8.1  Exzerpt
8.2  Monosaccharide
8.2.1  Nomenklatur
8.2.2  Aldosen
8.2.3  Ketosen
8.2.4  Stammbäume
8.2.5  Mutarotation, optische Drehung
8.2.6  Konformere
8.2.7  Desoxyzucker
8.2.8  Reaktivität
8.2.8.1  In saurer Lösung
8.2.8.2  In alkalischer Lösung
8.2.8.3  Reduktion
8.2.8.4  Oxidation
8.2.9  Glycoside
8.3  Maillard-Reaktion
8.4  Disaccharide, Trisaccharide, Oligosaccharide
8.5  Polysaccharide (Glycane)
8.5.1  Stärke
8.5.2  Modifizierte Stärken
8.5.3  Resistente Stärke
8.5.4  Enzymatische Stärke-Spaltung
8.5.5  Glykogen
8.5.6  Cellulose
8.5.7  Chitin
8.5.8  Murein
8.5.9  Fructane
8.5.10  Hemicellulosen
8.5.11  Pektine
8.5.12  Alginsäure/Alginate
8.5.13  Xanthan
8.5.14  Pflanzengummis
8.5.15  Ballaststoffe, Nahrungsfaser, Rohfaser
8.5.16  Exopolysaccharide
8.6  Analytik von Kohlenhydraten
8.7  Zuckerkonsum und Gesundheitsprobleme
Literatur
9 Aminosäuren, Peptide, Proteine und Nucleinsäuren
9.1  Exzerpt
9.2  Aminosäuren
9.2.1  Aufbau und Grundstrukturen
9.2.2  Kanonische und nicht-kanonische Aminosäuren
9.2.3  Seltene Aminosäuren
9.2.4  Essenzielle Aminosäuren
9.3  Peptide
9.3.1  Aufbau
9.3.2  Die Peptidbindung
9.3.3  Grundstrukturen
9.4  Proteine
9.4.1  Aufbau
9.4.2  Strukturebenen
9.4.3  Nebenvalenzbindungen in Proteinen
9.4.4  Einteilung der Proteine
9.4.4.1  Sphäroproteine
9.4.4.2  Skleroproteine
9.4.4.3  Zusammengesetzte Proteine (Proteide)
9.4.5  Funktion der Proteine
9.4.6  Proteinoxidation
9.4.7  Proteinwertigkeit
9.4.8  Löslichkeit von Proteinen
9.4.9  Chemische Eigenschaften von Proteinen
9.4.9.1  Denaturierung
9.4.9.2  Isopeptidbindungen
9.4.10  Abbau von Proteinen
9.5  Prionen
9.6  Profiline
9.7  Nucleinsäuren
9.7.1  Aufbau und Grundstrukturen
9.7.2  Nucleoside
9.7.3  Nucleotide
9.8  Analytik von Aminosäuren, Peptiden, Proteinen und Nucleinsäuren
9.8.1  Analytik von Aminosäuren
9.8.2  Analytik von Peptiden und Proteinen
9.8.3  Analytik von Nucleinsäuren (PCR)
Literatur
III Lebensmittelerhaltung und Lebensmittelzusatzstoffe
Inhaltsverzeichnis
10 Lebensmittelkonservierung
10.1  Exzerpt
10.2  Grundzüge der Konservierung/Haltbarmachung
10.3  Lebensmittelintoxikationen und Lebensmittelinfektionen
10.4  Verfahren zur Konservierung/Haltbarmachung
10.4.1  Hitzebehandlung
10.4.1.1  Hitzebehandlungsverfahren
10.4.1.2  Haltbarmachung von Milch
10.4.2  Heißhalten von Speisen
10.4.3  Hochdruckeinwirkung
10.4.4  Kühllagerung
10.4.4.1  Kühllagerungsverfahren
10.4.4.2  Veränderungen in Lebensmitteln durch Kühllagerung
10.4.4.3  CA-Lagerung
10.4.5  Tiefgefrierlagerung
10.4.5.1  Gefrierverfahren
10.4.5.2  Veränderungen In Lebensmitteln durch Tiefgefrieren
10.4.6  Trocknen
10.4.6.1  Gleichgewichtsfeuchte, Wasseraktivität
10.4.6.2  Trocknungsverfahren
10.4.6.3  Veränderungen in Lebensmitteln durch Trocknung
10.4.7  Salzen, Zuckern, Säuern
10.4.7.1  Salzen
10.4.7.2  Zuckern
10.4.7.3  Säuern
10.4.8  Pökeln, Räuchern
10.4.8.1  Pökeln
10.4.8.2  Räuchern
10.4.9  Bestrahlung
10.4.9.1  Energiereiche Strahlung
10.4.9.2  Veränderungen in Lebensmitteln durch Bestrahlung
10.4.10  Biokonservierung
10.4.10.1  Eigentlich ein altes Konzept
10.4.10.2  Neuere Entwicklungen
10.4.11  Schutzüberzüge
Literatur
11 Zusatzstoffe
11.1  Exzerpt
11.1.1  Funktionsklassen
11.1.2  Zulassung und Sicherheit
11.2  Konservierungsstoffe
11.2.1  Übersicht und Einteilung
11.2.2  Quantum satis
11.2.3  Sorbinsäure
11.2.4  Benzoesäure
11.2.5  PHB-Ester
11.2.6  Propionsäure
11.2.7  Schweflige Säure
11.2.8  Räucherrauch, Raucharomen
11.2.9  Nitrit, Nitrat
11.2.10  Natamycin
11.2.11  Nisin
11.2.12  Lysozym
11.2.13  Ethyllaurylarginat
11.2.14  Pyrokohlensäuredimethylester
11.3  Weitere konservierend wirkende Stoffe
11.3.1  Ameisensäure
11.3.2  Borsäure
11.3.3  Bromessigsäure
11.3.4  Hexamethylentetramin
11.3.5  Salicylsäure
11.3.6  Wasserstoffperoxid
11.3.7  Antibiotika
11.3.8  Ethylenoxid, Propylenoxid
11.3.9  Biphenyl, Orthophenylphenol, Thiabendazol
11.3.10  Zum Konservieren nicht zugelassene Stoffe
11.4  Antioxidantien
11.4.1  Wirkungsmechanismus
11.4.2  Tocopherole, Ascorbinsäure, Palmitoyl-l-Ascorbinsäure
11.4.3  Citronensäure, Weinsäure
11.4.4  Gallussäureester
11.4.5  Butylhydroxytoluol, Butylhydroxyanisol, tert.-Butylhydroxychinon
11.4.6  Carnosol
11.5  Emulgatoren
11.5.1  Wirkungsweise
11.5.2  HLB-Wert
11.5.3  Übersicht und Einteilung
11.5.4  Monoglyceride, Diglyceride, An-Ester, An-Ether
11.5.5  Nicht-zulassungsbedürftige Emulgatoren und zugelassene Emulgatoren mit quantum satis
11.5.6  Zugelassene Emulgatoren mit Mengenbegrenzung
11.6  Verdickungs- und Geliermittel
11.6.1  Übersicht und Einteilung
11.6.2  Wirkungsweise
11.6.3  Pektine
11.6.4  Alginate
11.6.5  Agar Agar, Carrageen, Gummi arabicum, Carubin
11.6.6  Methylcellulose, Carboxymethylcellulose
11.6.7  Modifizierte Stärken
11.7  Stabilisatoren
11.7.1  Übersicht und Einteilung
11.7.2  Phosphate
11.7.3  Glucono-δ-lacton
11.8  Feuchthaltemittel
11.8.1  Übersicht und Einteilung
11.8.2  Wirkungsweise
11.8.3  Sorbit
11.8.4  Glycerin, Propylenglycol
11.8.5  Weitere Feuchthaltemittel
11.9  Geschmacksstoffe
11.9.1  Übersicht und Einteilung
11.9.2  Wirkungsweise
11.9.3  Kochsalz, Kochsalzersatz
11.9.4  Fruchtsäuren/Saure Verbindungen
11.9.5  Zuckeraustauschstoffe, Zuckeralkohole
11.9.5.1  Übersicht und Einteilung
11.9.5.2  Wirkweise
11.9.5.3  Sorbit, Xylit, Maltit
11.9.5.4  Isomalt
11.9.5.5  Lactit
11.9.5.6  Erythrit
11.9.5.7  Inulin
11.9.5.8  Polydextrose
11.9.6  Süßstoffe
11.9.6.1  Übersicht und Einteilung
11.9.6.2  Wirkweise
11.9.6.3  Saccharin
11.9.6.4  Cyclamat
11.9.6.5  Aspartam
11.9.6.6  Acesulfam K
11.9.6.7  Thaumatin
11.9.6.8  Neohesperdin-dihydrochalcon
11.9.6.9  Steviolglycoside
11.9.6.10  Sucralose
11.9.6.11  Neotam, Alitam
11.9.6.12  Advantam
11.9.6.13  Miraculin
11.9.6.14  Glycyrrhizin
11.9.6.15  Synergistische Effekte
11.9.7  Fettersatzstoffe
11.9.7.1  Saccharosepolyester
11.9.7.2  Stärkederivate, Cellulose-Derivate
11.9.7.3  Mikropartikulierte Proteine
11.9.8  Bitterstoffe, Bitterblocker
11.9.8.1  Bitterstoffe
11.9.8.2  Bitterblocker
11.9.9  Geschmacksverstärker
11.9.9.1  Glutamat
11.9.9.2  Inosinmonophosphat, Guanylmonophosphat
11.9.9.3  Maltol, Ethylmaltol
11.9.9.4  Weitere
11.10  Lebensmittelfarbstoffe
11.10.1  Übersicht und Einteilung
11.10.2  Synthetische Lebensmittelfarbstoffe
11.10.2.1  Titandioxid
11.10.2.2  Tartrazin, Amaranth
11.10.2.3  Karmin
11.10.2.4  Patentblau, Brillantsäuregrün, Brillantblau
11.10.2.5  Chinolingelb, Erythrosin
11.10.2.6  Indigotin
11.10.3  Natürliche Lebensmittelfarbstoffe
11.10.3.1  Carotinoide
11.10.3.2  Anthocyane
11.10.3.3  Betanin
11.10.3.4  Curcumin
11.10.3.5  Chlorophyll
11.10.4  Zuckerkulör
11.11  Sonstige technologische Zusatzstoffe
11.12  Technische Hilfsstoffe
Literatur
IV Aromastoffe in Lebensmitteln
Inhaltsverzeichnis
12 Aromabildung
12.1  Exzerpt
12.1.1  Aroma
12.1.2  Flavour
12.1.3  Geruch
12.1.4  Geschmack
12.2  Aromastoffe
12.3  Prinzipien der Aromabildung bei Obst und Gemüse
12.4  Hitzebedingte Aromabildung
12.5  Fehlaromen in Lebensmitteln
12.5.1  Fehlaromen durch Übertragen von Chemikalien
12.5.2  Fehlaromen durch Befall mit Mikroorganismen
12.5.3  Fehlaromen durch chemische Veränderungen von Inhaltsstoffen
12.6  Aromen, Essenzen
12.6.1  Natürliche Aromastoffe
12.6.2  Naturidentische Aromastoffe
12.6.3  Künstliche Aromastoffe
12.6.4  Aromaextrakte, Essenzen
12.6.5  Reaktionsaromen
12.6.6  Raucharomen
12.6.7  Lösemittel und Trägerstoffe für Aromen
12.7  Tingeling-Effekt
12.8  Food Pairing
Literatur
V Kontaminanten in Lebensmitteln
Inhaltsverzeichnis
13 Umweltkontaminanten
13.1  Exzerpt
13.2  Anorganische Umweltkontaminanten
13.2.1  Metalle, Schwermetalle, Halbmetalle
13.2.1.1  Blei
13.2.1.2  Cadmium
13.2.1.3  Quecksilber
13.2.1.4  Aluminium
13.2.1.5  Arsen
13.2.2  Radionuklide
13.2.2.1  Wirkung von Radionukliden
13.2.2.2  Radionuklide im menschlichen Umfeld
13.2.2.3  Abschätzung der Strahlenexposition
13.2.2.4  Rechtliche Regelungen
13.2.3  Perchlorat, Chlorat
13.2.4  Chlorethanol
13.3  Organische Umweltkontaminanten
13.3.1  Polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane
13.3.2  Polychlorierte Biphenyle
13.3.3  Perfluoralkyl-Substanzen, Polyfluoralkyl-Substanzen
13.3.4  Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
13.3.5  Perchlorethylen
13.3.6  Benzol, Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Styrol
13.3.7  Quartäre Ammonium-Verbindungen
13.3.8  Mineralölkohlenwasserstoffe
13.3.9  Nicotin
13.3.10  Weichmacher
Literatur
14 Migrationskontaminanten
14.1  Exzerpt
14.2  Kontaminanten aus recycelten Cellulosefasern (Papier, Karton, Pappe)
14.2.1  MOSH, MOAH & MORE
14.2.1.1  Grundlagen
14.2.1.2  MOH, MOSH, MOAH
14.2.1.3  MOSH-Analoga, MORE, POH
14.2.1.4  Cancerogenität von Mineralöl – Der IP346-Assay
14.2.1.5  Eintragspfade in Lebensmittel
14.2.1.6  Gehalte in Lebensmitteln
14.2.1.7  Gesundheitliche Bewertung, Expositionsabschätzung
14.2.1.8  Spezialanalytik als Schlüssel zum Verständnis
14.2.1.9  Leitfaden und Toolboxen
14.2.1.10  Orientierungswerte
14.2.1.11  Minimierungsansätze
14.2.1.12  Mineralöl-Verordnung
14.2.1.13  Weitere Eintragsquellen für Mineralölkohlenwasserstoffe
14.2.2  Diisopropylnaphthaline
14.3  Kontaminanten aus Kunststoffmaterialien
14.3.1  Grundzüge
14.3.2  Vinylchlorid
14.3.3  Abbauprodukte von Polymeren
14.3.4  Bisphenole
14.3.5  Non-Intentionally Added Substances (NIAS)
14.3.6  Acrylamid
14.3.7  Melamin
14.3.8  Formaldehyd
14.3.9  Acetaldehyd
14.3.10  Antimon
14.3.11  Anthranilamid
14.3.12  Styrol
14.3.13  Polychlorierte Biphenyle
14.3.14  Weichmacher
14.4  Kontaminanten aus Keramikgeschirr
14.4.1  Blei-Lässigkeit
14.4.2  Cadmium-Lässigkeit
14.4.3  Antimon-Lässigkeit
Literatur
15 Manipulationskontaminanten
15.1  Exzerpt
15.2  Melamin
15.3  Sudanfarbstoffe
15.4  Reaktivfarbstoffe
15.5  Diethylenglycol
15.6  Polychlorierte Biphenyle
15.7  Methanol
15.8  Quecksilber
15.9  Ricin
Literatur
16 Prozesskontaminanten
16.1  Exzerpt
16.2  Maillard-Reaktion
16.3  Acrylamid
16.4  Acrolein
16.5  Furan und seine Methyl-Analoga
16.6  Furfurylalkohol
16.7  Chlorpropanole, MCPD-Ester, Glycidyl-Ester
16.8  Imidazole
16.8.1  Methylimidazole
16.8.1.1  4-MEI
16.8.1.2  2-MEI
16.8.2  Tetrahydroxyimidazol (THI)
16.9  Hydroxymethylfurfural
16.10  Chlorhydroxyfurfural
16.11  Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe
16.12  Nitrosamine
16.13  Benzol
16.14  Styrol
16.15  Methanol
16.16  Ethylcarbamat
16.17  Heterocyclische aromatische Amine
16.18  Polymere Fettmoleküle
16.19  trans-Fettsäuren
16.19.1  Aufbau, Bildung, Bewertung
16.19.2  Fetthärtung, Fettteilhärtung
16.20  Epoxyfettsäuren, Oxofettsäuren
16.21  Nebenprodukte der alkoholischen Gärung
Literatur
VI Rückstände in Lebensmitteln
Inhaltsverzeichnis
17 Pflanzenschutzmittel
17.1  Exzerpt
17.2  Schicksal von ausgebrachten Pestiziden
17.3  Persistenz
17.4  Pestizide
17.4.1  Einteilung der Pestizide
17.4.2  Herbizide
17.4.3  Fungizide
17.5  Rückstände aus der landwirtschaftlichen Produktion
17.5.1  DDT
17.5.2  Thiophosphorsäureester (Parathion)
17.5.3  Carbamate
17.5.4  Lindan
17.5.5  Fipronil
17.5.6  Glyphosat
17.5.7  Quintozen
17.5.8  Pyrethrum, Pyrethrine, Pyrethroide
17.5.9  Nicotin
17.5.10  Neonitocinoide
17.5.11  Weitere Pestizide
17.6  Keimhemmungsmittel
17.7  Vorratsschutzmittel
17.7.1  Grundlagen
17.7.2  Ethylenoxid und sein primärer Metabolit 2-Chlorethanol
17.8  Rückstandshöchstgehalte
17.8.1  Grundlagen
17.8.2  Beurteilung bei Überschreitungen
17.8.3  Konzentrationsangaben
Literatur
18 Tierbehandlungsmittel
18.1  Exzerpt
18.2  Antibiotika, Chemotherapeutika
18.2.1  Antibiotika
18.2.2  Sulfonamide
18.3  Thyreostatika
18.4  Beruhigungsmittel
18.5  Anabolika
18.6  β-Agonisten
18.7  Antiparasitika
Literatur
VII Biotoxine in Lebensmitteln
Inhaltsverzeichnis
19 Mykotoxine
19.1  Exzerpt
19.2  Kontaminationspfade
19.3  Toxikologische Bewertung
19.4  Aflatoxine
19.5  Patulin
19.6  Ochratoxin A
19.7  Sterigmatocystin
19.8  Citrinin
19.9  Fusarien-Toxine
19.9.1  Fumonisine
19.9.2  Zearalenon
19.9.3  Trichothecene
19.9.3.1  Typ-A-Trichothecene
T-2-Toxin/HT-2-Toxin
Diacetoxyscirpenol
19.9.3.2  Typ-B-Trichothecene
Deoxynivalenol
Nivalenol
19.9.4  Ergotalkaloide/Mutterkorn
19.9.5  PR-Toxin
19.9.6  Weitere Mykotoxine
19.10  Höchstmengenregelungen
Literatur
20 Biogene Amine
20.1  Exzerpt
20.2  Aufbau und Grundstrukturen
20.3  Vorkommen und wichtige biogene Amine
20.3.1  Trimethylamin
20.3.2  Histamin
20.3.3  Phenylethylamin
20.3.4  Tyramin
20.3.5  3-Aminopropionamid
20.4  Biogene Amine mit halluzinogener Wirkung
20.5  Melatonin
Literatur
21 Phytotoxine
21.1  Exzerpt
21.2  Alkaloide
21.2.1  Glycoalkaloide
21.2.2  Pyrrolizidinalkaloide
21.2.3  Tropanalkaloide
21.2.4  Nortropanalkaloide
21.2.5  Opiumalkaloide
21.3  Active Principles
21.3.1  Myristicin, Elemicin
21.3.2  Apiol
21.3.3  Estragol, Methyleugenol
21.3.4  Safrol
21.3.5  Cumarin
21.3.6  Thujon
21.4  Weitere toxische Stoffe in Pflanzen
21.4.1  Blausäure
21.4.2  Nitrat
21.4.3  Oxalsäure, Glyoxylsäure
21.4.4  Erucasäure
21.4.5  Goitrogene Stoffe
21.4.6  Favismus
21.4.7  Lathyrismus
21.4.8  Toxische Bohnenproteine
21.4.9  Toxische Karotteninhaltsstoffe
21.4.10  Toxische Honiginhaltsstoffe
21.4.11  Phytoalexine
21.4.12  Phytoestrogene
21.4.13  Cycasin
21.4.14  Nicotin
21.4.15  Myosmin
21.4.16  Hypoglycin, Methylencyclopropylglycin
21.4.17  Ricin
21.5  Cannabinoide
21.6  Toxische Stoffe in essbaren Pilzen
21.6.1  Gyromitrin
21.6.2  Agaritin
21.7  Toxische Stoffe in Algen
21.7.1  Pheophorbide
Literatur
22 Bakterientoxine
22.1  Exzerpt
22.2  Lebensmittelinfektion versus Lebensmittelintoxikation
22.3  Exotoxine
22.3.1  Botulinum-Toxin
22.3.2  Cereulid
22.3.3  Verotoxin
22.3.4  Enterotoxine
22.4  Endotoxine
Literatur
23 Marine Biotoxine
23.1  Exzerpt
23.2  Anmesie bewirkende Muschelgifte
23.3  Diarrhoeisch wirkende Muschelgifte
23.4  Neurotoxisch wirkende Muschelgifte
23.5  Azaspironsäure-Schalentiervergiftung
23.6  Ciguatera-Fischvergiftung
23.7  Tetrodotoxin
23.8  Toxine in Fischen
Literatur
VIII Lebensmittelallergien und Lebensmittelallergene
Inhaltsverzeichnis
24 Unverträglichkeitsreaktionen/Allergien
24.1  Exzerpt
24.2  Nichttoxische Reaktionen
24.2.1  Allergische Reaktionen (Allergien)
24.2.1.1  Sensibilisierungsreaktion
24.2.1.2  Allergenkontaktreaktion
24.2.2  Lebensmittelallergene
24.2.3  Sensibilisierungstypen
24.2.3.1  Klassische Lebensmittelallergie
24.2.3.2  Pollenassoziierte Lebensmittelallergie
24.2.3.3  Profiline
24.2.3.4  Echte Lebensmittelallergien
24.2.4  Pseudoallergische Reaktionen
24.2.4.1  Pseudoallergene
24.2.5  Intoleranzreaktionen durch Enzymdefekte
24.3  Toxische Reaktionen
24.4  Allergene Cross-Contact-Einträge
24.4.1  VITAL-Konzept
Literatur
IX Lebensmittel
Inhaltsverzeichnis
25 Speisefette/Speiseöle und fettbasierte Lebensmittel
25.1  Exzerpt
25.2  Gewinnung von pflanzlichen Fetten/Ölen
25.3  Wichtige pflanzliche Fette/Öle
25.3.1  Arganöl
25.3.2  Baumwollsaatöl
25.3.3  Erdnussöl
25.3.4  Maiskeim-/Weizenkeimöl
25.3.5  Kakaobutter
25.3.6  Kokosfett/Kokosöl
25.3.7  Macaubaöl
25.3.8  Olivenöl
25.3.9  Palmkernfett
25.3.10  Palmöl/Palmfett
25.3.11  Rapsöl
25.3.12  Safloröl
25.3.13  Sanddornöl
25.3.14  Sesamöl
25.3.15  Sojaöl
25.3.16  Sonnenblumenöl
25.3.17  Kokoskernfett/Palmkernfett
25.4  Gewinnung von tierischen Fetten
25.5  Wichtige tierische Nicht-Milchfette
25.5.1  Schweineschmalz
25.5.2  Rindertalg
25.5.3  Gänseschmalz
25.5.4  Fischöle
25.6  Butter
25.7  Butterschmalz
25.8  Margarine
25.8.1  Die Idee dahinter
25.8.2  Herstellung von Margarine
25.9  Spezialmargarinen
25.9.1  Backmargarine
25.9.2  Ziehmargarine
25.9.3  Crememargarine
25.10  Spezialfette
25.10.1  Shortenings
25.10.2  Superglycerinierte Shortenings
25.10.3  Plattenfette
25.10.4  Frittierfette
25.10.5  Salatöle
25.10.6  Konservenöle
25.11  Trennöle
25.12  Mayonnaise, Salatsoßen
25.12.1  Mayonnaise
25.12.2  Remoulade
Literatur
26 Proteinbasierte Lebensmittel
26.1  Exzerpt
26.2  Fleisch
26.2.1  Begriff
26.2.2  Fleischbeschau
26.2.2.1  Rindfleisch
26.2.2.2  Kalbfleisch
26.2.2.3  Schweinefleisch
26.2.2.4  Schaffleisch
26.2.2.5  Pferdefleisch
26.2.2.6  Geflügelfleisch
26.2.3  Schlachtung
26.2.4  Rigor Mortis und Fleischreifung
26.2.5  Bindegewebe
26.2.6  Fleischfarbe und Umrötung
26.2.7  Schlachtabgänge
26.2.8  Blut
26.2.9  Zusammensetzung von Fleisch
26.2.9.1  Wassergehalt
26.2.9.2  Fettgehalt
26.2.9.3  Proteingehalt
26.2.9.4  Stickstoff-Verbindungen
26.3  Fleischerzeugnisse
26.3.1  Zubereitung von Fleisch
26.3.1.1  Pökeln
26.3.1.2  Räuchern
26.3.1.3  Zerkleinern
26.3.2  Wurst
26.3.2.1  Rohwurst
26.3.2.2  Kochwurst
26.3.2.3  Brühwurst
26.3.3  Fleischextrakt
26.3.4  Brühwürze, Brühen, Consommés, Suppen
26.3.4.1  Brühwürze
26.3.4.2  Brühen und Consommés
26.3.4.3  Suppen
26.4  Gelatine
26.5  Fisch, Krusten-, Schalen- und Weichtiere
26.5.1  Fischfang
26.5.2  Seefische
26.5.3  Süßwasserfische
26.5.4  Fischkrankheiten und Parasiten
26.5.5  Krebstiere
26.5.6  Krabben
26.5.7  Weichtiere
26.5.8  Stachelhäuter
26.5.9  Kleines Fischwörterbuch
26.6  Fischerzeugnisse
26.6.1  Frischfische
26.6.2  Trockenfische
26.6.3  Salzfische
26.6.4  Marinaden
26.6.5  Räucherfisch
26.6.6  Surimi
26.6.7  Kaviar
26.7  Eier
26.7.1  Einführung
26.7.2  Aufbau des Hühnereis
26.7.2.1  Eiklar
26.7.2.2  Eidotter
26.7.3  Konservierung von Eiern
26.7.4  Eiprodukte
26.8  Milch
26.8.1  Einführung
26.8.2  Chemische Zusammensetzung von Kuhmilch
26.8.2.1  Milchfett
26.8.2.2  Milchproteine
26.8.2.3  Milchkohlenhydrate
26.8.2.4  Milchmineralstoffe, Milchvitamine, Milchenzyme
26.8.2.5  Unerwünschte Stoffe und Rückstände in Milch
26.8.2.6  Neuartige Infektionserreger (BMMF)
26.8.3  Bio-Milch, Heumilch, Weidemilch
26.8.4  Milchmischgetränke
26.9  Andere Milcharten
26.10  Milcherzeugnisse
26.10.1  Buttermilch
26.10.2  Sauermilch, Sauermilcherzeugnisse
26.10.3  Quark
26.10.4  Schichtkäse
26.10.5  Joghurt, Kefir
26.10.6  Sahne, Rahm
26.10.7  Kondensmilch
26.10.8  Milchpulver
26.11  Käse
26.11.1  Begriffsbestimmung
26.11.2  Herstellung
26.11.3  Schmelzkäse
26.11.4  Halloumi
26.11.5  Milbenkäse
26.11.6  Fliegenkäse
26.11.7  Pflanzliche Proteinlieferanten
26.12  Speiseeis
26.12.1  Begriffsbestimmung
26.12.2  Zusammensetzung
26.12.3  Speiseeissorten
26.12.4  Herstellung
26.12.5  Eis-strukturierendes Protein (ISP)
26.12.5.1  Grundlagen
26.12.5.2  ISP als Novel Food
26.12.5.3  Spezifikationen von ISP
26.13  Produkte mit höheren Proteingehalten aus Pflanzen
26.13.1  Sojadrink (Sojamilch), Haferdrink (Hafermilch)
26.13.2  Tofu (Sojaquark)
26.13.3  Lupinenquark, Lupinenproteinisolate
26.13.4  Tempeh
26.13.5  Natto
26.13.6  Miso
26.13.7  Seitan
26.14  Alternative Wege zur Proteingewinnung
26.14.1  Fischproteinkonzentrat
26.14.2  Fleischähnliche Produkte aus Pflanzenprotein
26.14.3  Einzellerprotein
26.14.4  In-vitro-Fleisch
26.15  Mit Protein angereicherte Lebensmittel
Literatur
27 Kohlenhydratbasierte Lebensmittel
27.1  Exzerpt
27.2  Zucker (Saccharose)
27.2.1  Definition und Begriffsbestimmung
27.2.2  Rübenzucker, Rübenzuckermelasse
27.2.3  Rohrzucker, Rohrzuckermelasse
27.2.4  Ahornzucker
27.2.5  Palmzucker
27.2.6  Zuckerarten mit vermindertem Brennwert
27.3  Spezielle Zuckerprodukte
27.3.1  Flüssigzucker
27.3.2  Invertzucker
27.3.3  Glucose-Sirup
27.3.4  Glucose-Fructose-Sirup
27.3.5  Isoglucose
27.3.6  Maltodextrine
27.3.7  Speisesirup
27.3.8  Kandiszucker
27.3.9  Karamell
27.4  Zuckeralkohole
27.5  Zuckerwaren
27.5.1  Definition und Begriffsbestimmung
27.5.2  Hartkaramellen, Weichkaramellen
27.5.3  Marzipan, Persipan
27.5.4  Nugat, Noisette, Nugatcreme
27.5.5  Krokant
27.5.6  Lakritz, Lakritzerzeugnisse
27.5.7  Trüffel, Ganache
27.5.8  Invertzuckercreme
27.6  Honig
27.7  Getreide (Cerealien)
27.7.1  Wichtige Getreidesorten – Übersicht
27.7.2  Weizen
27.7.3  Roggen
27.7.4  Gerste
27.7.5  Hafer
27.7.6  Mais
27.7.7  Reis
27.7.8  Hirse
27.7.9  Spezielle Produkte aus Getreidekörnern (Couscous, Bulgur, Maghrabieh, Fregula)
27.7.10  Aufbau und chemische Zusammensetzung
27.7.11  Müllerei
27.7.12  Mehlbehandlung
27.7.13  Malz, Malzextrakt
27.8  Pseudogetreide (Pseudocerealien)
27.8.1  Wichtige Pseudogetreidesorten – Übersicht
27.8.2  Amaranth
27.8.3  Buchweizen
27.8.4  Quinoa
27.9  Brot und Backwaren
27.9.1  Einteilung
27.9.2  Teige, Massen
27.9.3  Brot und Kleingebäck
27.9.4  Feine Backwaren
27.9.5  Backmittel
27.9.6  Backpulver
27.10  Teigwaren
27.10.1  Nudeln, Pasta
27.10.2  Herstellung
27.11  Stärken
27.11.1  Native Stärken
27.11.2  Modifizierte Stärken
27.11.3  Verwendung von nativen und modifizierten Stärken
27.12  Knabberartikel
27.12.1  Chips, Sticks
27.12.2  Extrudierte, expandierte Erzeugnisse
27.12.3  Nüsse, Nussmischungen
27.12.4  Salzgebäck, Laugengebäck, Käsegebäck
27.13  Hanf
Literatur
28 Alkoholbasierte Lebensmittel
28.1  Exzerpt
28.2  Alkohol
28.2.1  Alkoholische Gärung
28.2.2  Nebenprodukte der alkoholischen Gärung
28.2.3  Alkoholkonsum und Kater
28.2.3.1  Alkoholkonsum und Folgen
28.2.3.2  Ethanol im Körper
28.2.3.3  Chemie des Katers
28.3  Wein
28.3.1  Einführung
28.3.2  Weinbereitung
28.3.3  Weinbehandlung
28.3.4  Qualitätsstufen
28.3.5  Schädlinge im Weinbau
28.3.6  Weinfehler
28.3.7  Methoden zum Verfälschungsnachweis von Weinen
28.3.8  Dessertwein (Süßwein)
28.3.8.1  Portwein
28.3.8.2  Sherrywein
28.3.9  Wermutwein
28.3.10  Retsina, Sake
28.4  Schaumwein
28.5  Bier
28.5.1  Reinheitsgebot
28.5.2  Bierherstellung
28.5.3  Hopfen
28.5.4  Biersorten, Stammwürze
28.5.5  Bieralterung, Trübungsbildung
28.5.6  Alkoholfreie Biere
28.6  Spirituosen
28.6.1  Begriffsbestimmung und Definitionen
28.6.2  Spirituosenherstellung
28.6.3  Klassifizierung, Kategorisierung
28.6.3.1  Rum
28.6.3.2  Whisky, Whiskey
28.6.3.3  Getreidespirituose, Korn
28.6.3.4  Weinbrand, Brandy
28.6.3.5  Tresterbrand, Trester
28.6.3.6  Wodka
28.6.3.7  Arrak
28.6.3.8  Mezcal, Tequila
28.6.3.9  Spirituosen mit Bittergeschmack, Bitter
28.6.3.10  Likör
28.6.3.11  Eierlikör, Advokat
28.7  Alkohol in Lebensmitteln
28.7.1  Wie gelangt Alkohol in geringen Mengen in Lebensmittel?
28.7.1.1  Natürliche alkoholische Gärung
28.7.1.2  Nebenreaktion bei der natürlichen Milchsäuregärung
28.7.1.3  Zusatz in reiner Form oder von alkoholhaltigen Getränken
28.7.2  Schwellenwert von Alkohol in Lebensmitteln
Literatur
29 Alkaloidbasierte Lebensmittel
29.1  Exzerpt
29.2  Methylxanthine
29.2.1  Coffein
29.2.2  Theobromin
29.2.3  Theophyllin
29.3  Kaffee
29.3.1  Grüner Kaffee
29.3.2  Röstung
29.3.3  Zubereitungen von Kaffeegetränken
29.3.4  Entcoffeinierter Kaffee
29.3.5  Pulverkaffee
29.3.6  Kaffeeersatz
29.4  Tee (Camellia sinensis)
29.4.1  Teeanbau, Teeherstellung
29.4.2  Teesorten
29.4.2.1  Grüner Tee
29.4.2.2  Schwarzer Tee
29.4.2.3  Oolong-Tee
29.4.2.4  Earl Grey-Tee
29.4.2.5  Blatttees
29.4.2.6  Pu Erh-Tee
29.4.2.7  Matcha
29.4.2.8  Aluminium in Tee
29.4.3  Inhaltsstoffe und Zusammensetzung
29.5  Kakao und Schokolade
29.5.1  Kakao
29.5.1.1  Kakaovarietäten
29.5.1.2  Anbau von Kakao
29.5.1.3  Kakaobohnen
29.5.1.4  Kakaogrus
29.5.1.5  Kakaopulver
29.5.1.6  Nebenprodukte der Kakaoproduktion
29.5.1.7  Fehlaromen in Kakao und Schokoladen
29.5.1.8  Cadmium in Kakao und Schokoladen
29.5.1.9  Aluminium in Kakao und Schokoladen
29.5.2  Schokolade und Schokoladenerzeugnisse
29.5.2.1  Zusammensetzung von Schokoladen
29.5.2.2  Milchschokoladen
29.5.2.3  Bittere Schokoladen
29.5.2.4  Ruby-Schokolade
29.5.2.5  Kuvertüre
29.5.2.6  Schokoladenpulver
29.5.2.7  Fettglasur
29.5.3  Fette in Schokoladen
29.5.3.1  Kakaobutter
29.5.3.2  Andere Fette
29.5.4  Polyphenole in Kakao und Schokolade
29.5.4.1  Grundlagen und Einteilung
29.5.4.2  Polyphenole der Kakaobohne
29.5.4.3  Health Claim für Kakaoflavanole
29.5.5  Caruben (Kakaoersatz)
29.6  Opiumalkaloide
29.7  Mohn
Literatur
30 Gemüse und Gemüseerzeugnisse
30.1  Exzerpt
30.2  Einteilung
30.3  Chemische Zusammensetzung
30.3.1  Übersicht
30.3.2  Oxalsäure
30.3.3  Aromabildung in Gemüse
30.3.4  Lacrimatorisches Prinzip
30.3.5  Senföle
30.3.6  Pflanzenphenole
30.4  Wichtige Gemüse
30.4.1  Kartoffeln
30.4.2  Tomaten
30.4.3  Kohlgemüse
30.4.4  Samengemüse/Hülsenfrüchte
30.4.5  Speisepilze
30.4.6  Spargel
30.4.7  Salat
30.5  Lagerung von Gemüse
30.6  Gemüseerzeugnisse
30.6.1  Tiefkühlware
30.6.2  Dosengemüse
30.6.3  Trockengemüse
30.6.4  Gärungsgemüse
30.6.5  Essiggemüse
30.6.6  Oliven (Tafeloliven)
30.6.6.1  Grüne Oliven
30.6.6.2  Schwarze (dunkelviolette) Oliven
30.6.6.3  Geschwärzte Oliven
30.6.6.4  Trockene Oliven
30.7  Smoothies
30.8  Botanicals
Literatur
31 Obst, Obsterzeugnisse und Blüten
31.1  Exzerpt
31.2  Einteilung
31.3  Chemische Zusammensetzung
31.3.1  Übersicht
31.3.2  Fruchtsäuren
31.3.3  Aromabildung in Obst
31.3.4  Terpene
31.3.5  Farbstoffe
31.3.6  Reifungshormone
31.4  Wichtige Obstsorten
31.4.1  Steinobst
31.4.2  Kernobst
31.4.3  Beerenobst
31.4.4  Schalenobst
31.4.5  Südfrüchte/Exotische Früchte
31.4.5.1  Kiwi
31.4.5.2  Avocado
31.4.5.3  Nispero
31.4.5.4  Akees
31.4.5.5  Litschis
31.4.5.6  Yuzu
31.4.6  Wildfrüchte
31.5  Lagerung von Obst
31.6  Trockenobst
31.7  Kandierte Früchte
31.8  Konfitüre, Marmelade, Gelee, Fruchtaufstrich, Konzentrate
31.9  Smoothies
31.10  Fruchtsäfte
31.11  Fruchtnektare
31.12  Früchtetees
31.13  Blüten (Blütenblätter)
31.14  Botanicals
Literatur
32 Gewürze, Kochsalz und Essig
32.1  Exzerpt
32.2  Einteilung
32.3  Gewürze
32.3.1  Fruchtgewürze
32.3.1.1  Pfeffer
32.3.1.2  Pfefferähnliche Gewürze
32.3.1.3  Weitere Fruchtgewürze
32.3.2  Samengewürze
32.3.2.1  Muskatnuss, Macis
32.3.2.2  Senfkörner, Speisesenf
32.3.2.3  Bockshornkleesamen
32.3.3  Blütengewürze
32.3.3.1  Gewürznelken
32.3.3.2  Kapern
32.3.3.3  Safran
32.3.4  Wurzelgewürze, Rhizomgewürze
32.3.4.1  Knoblauch
32.3.4.2  Kurkuma
32.3.4.3  Kalmus
32.3.4.4  Ingwer
32.3.4.5  Galgant
32.3.4.6  Meerrettich
32.3.4.7  Wasabi
32.3.5  Rindengewürze
32.3.5.1  Zimt
32.3.6  Blattgewürze, Krautgewürze
32.3.6.1  Einteilung
32.3.6.2  Wichtige Blattgewürze, Krautgewürze
32.4  Gewürzmischungen
32.5  Botanicals
32.6  Würzsoßen
32.6.1  Würzsoße auf Weizenproteinbasis
32.6.2  Worcestershiresoße
32.6.3  Sojasoße
32.6.4  Ponzu Soße
32.6.5  Fischsoße
32.7  Würzmittel
32.8  Essenzen/Gewürzaromazubereitungen
32.9  Kräutertee, Blütentee
32.10  Gewürze im weiteren Sinne
32.10.1  Salz
32.10.2  Essig
32.10.2.1  Speiseessig, Essigessenz
32.10.2.2  Gärungsessig
32.10.2.3  Essigarten
32.10.2.4  Aceto Balsamico (Balsamessig)
Literatur
33 Trinkwasser
33.1  Exzerpt
33.2  Zusammensetzung
33.3  Herkunft
33.3.1  Oberflächenwasser
33.3.2  Grundwasser
33.3.3  Quellwasser
33.4  Anforderungen/Qualitätsparameter
33.4.1  Mikrobiologische Anforderungen
33.4.2  Chemische Parameter und Indikatorparameter
33.5  Wasserhärte
33.5.1  Härtegrad
33.5.2  Carbonathärte, Nicht-Carbonathärte
33.5.3  Aggressive Kohlensäure
33.6  Aufbereitung
33.6.1  Entfernung von Trübungen
33.6.2  Filtrationsverfahren
33.6.3  Belüftung
33.6.4  Entsäuerung
33.6.5  Entfernung geruchlich und geschmacklich störender Stoffe
33.6.6  Nitrat-Entfernung
33.6.7  Entkeimung/Desinfektion
33.7  Trinkwasser aus Meerwasser
Literatur
34 Mineralwasser und alkoholfreie Erfrischungsgetränke
34.1  Exzerpt
34.2  Mineralwasser, Quellwasser, Tafelwasser
34.2.1  Natürliches Mineralwasser
34.2.2  Quellwasser
34.2.3  Tafelwasser
34.2.4  Mineralwasser in Kunststoffflaschen
34.3  Heilwasser
34.4  Alkoholfreie Erfrischungsgetränke
34.4.1  Begriffsbestimmungen
34.4.2  Fruchtsaftgetränke
34.4.3  Fruchtschorlen, Shrubs
34.4.4  Limonaden
34.4.5  Brausen
34.4.6  Bionade
34.4.7  Coffein-haltige Erfrischungsgetränke
34.4.8  Chinin-haltige Erfrischungsgetränke
34.4.9  Energy-Drinks
34.4.10  Weitere Erfrischungsgetränke
34.4.10.1  Eistee
34.4.10.2  Bubble Tea
34.4.10.3  Natürliches Mineralwasser mit Fruchtgeschmack
34.4.10.4  ACE-Getränke, FACE-Getränke
34.4.10.5  Sportlergetränke
34.4.10.6  Isotonische Getränke
34.4.11  Milchmischgetränke
Literatur
35 Insekten als Lebensmittel/Futtermittel
35.1  Exzerpt
35.2  Grundlagen
35.3  Einteilung
35.4  Insektenspecies
35.4.1  Wichtige Insektenspecies
35.4.2  Zugelassene Speiseinsekten
35.5  Chemische Zusammensetzung und Nährwert
35.5.1  Übersicht
35.5.2  Brennwert/Energiegehalt
35.5.3  Nährstoffe, Vitamine, Mineralstoffe
35.6  Produktion und Verarbeitung
35.6.1  Aufzucht, Produktionsprozess
35.6.2  Verarbeitung, Fraktionierung
35.7  Verwendung von Insekten und Insektenprodukten
35.8  Aspekte der Lebensmittelsicherheit
35.8.1  Risikoanalyse
35.8.2  Mikrobiologische/Biologische Gefährdungen
35.8.3  Chemische Gefährdungen
Literatur
X Lebensmittelrecht
Inhaltsverzeichnis
36 Das europäische Lebensmittelrecht
36.1  Exzerpt
36.1.1  Entwicklung des deutschen Lebensmittelrechts
36.1.2  Entwicklung des europäischen Lebensmittelrechts
36.2  Die europäische Basis-Verordnung zum Lebensmittelrecht
36.3  Einfluss des europäischen Rechts auf die nationale Gesetzgebung
36.4  Das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch
36.5  Lebensmittelkennzeichnung
36.6  Lebensmittelzusatzstoffe, Aromen, Enzyme
36.6.1  Zusatzstoffe
36.6.2  Aromen
36.6.3  Enzyme
36.7  Rückstände und Kontaminanten
36.7.1  Rückstände
36.7.2  Kontaminanten
36.8  Gentechnisch veränderte Lebensmittel
36.9  Novel Foods
36.10  Lebensmittelhygiene
36.10.1  Hygieneverordnungen
36.10.2  Gute Hygienepraxis
36.11  Nahrungsergänzungsmittel, Functional Foods
36.11.1  Nahrungsergänzungsmittel
36.11.2  Functional Foods
36.12  Lebensmittel aus ökologischem Landbau
36.12.1  Ökoverordnung
36.12.2  Bio-Logo
36.13  EU-Kontrollverordnung
36.14  Vertikale Produktregelungen
36.15  Lebensmittelrecht im ständigen Wandel
36.16  Neue Ausrichtung des Lebensmittelrechts – Der Weg zu mehr Nachhaltigkeit
Literatur
Anhang
Buchstabencodes der Monosaccharide
Glossar
Stichwortverzeichnis

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Reinhard Matissek · Andreas Hahn

Lebensmittelchemie 10. Auflage

Lebensmittelchemie

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Reinhard Matissek · Andreas Hahn

Lebensmittelchemie 10., neu bearbeitete und aktualisierte Auflage Unter Mitarbeit von Julia Gelbert

Reinhard Matissek Lebensmittelchemie Technische Universität Berlin (i. R.) Berlin, Deutschland

Andreas Hahn Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover Hannover, Deutschland

ISBN 978-3-662-66924-2 ISBN 978-3-662-66925-9  (eBook) https://doi.org/10.1007/978-3-662-66925-9 Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; ­detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über 7 http://dnb.d-nb.de abrufbar. 1.-9. Auflage: © Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature 1983, 1989, 1992, 1995, 2000, 2007, 2011, 2016, 2019 10. Auflage: © Der/die Herausgeber bzw. der/die Autor(en), exklusiv lizenziert an Springer-Verlag GmbH, DE, ein Teil von Springer Nature 2023 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von allgemein beschreibenden Bezeichnungen, Marken, Unternehmensnamen etc. in diesem Werk bedeutet nicht, dass diese frei durch jedermann benutzt werden dürfen. Die Berechtigung zur Benutzung unterliegt, auch ohne gesonderten Hinweis hierzu, den Regeln des Markenrechts. Die Rechte des jeweiligen Zeicheninhabers sind zu beachten. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Der Verlag bleibt im Hinblick auf geografische Zuordnungen und Gebietsbezeichnungen in veröffentlichten Karten und Institutionsadressen neutral. © Pauli N. / Stock.adobe.com Abbildungen: Prof. Dr. Reinhard Matissek (Kap. 1, 7–35) und Prof. Dr. Andreas Hahn (Kap. 2–6) Planung/Lektorat: Ken Kissinger Redaktion: Prof. Reinhard Matissek Springer Spektrum ist ein Imprint der eingetragenen Gesellschaft Springer-Verlag GmbH, DE und ist ein Teil von Springer Nature. Die Anschrift der Gesellschaft ist: Heidelberger Platz 3, 14197 Berlin, Germany

V

Proömium – Kompetenz und Exzellenz in Lebensmittelchemie Leben ist Chemie – Chemie ist Leben! Lebensmittelchemie ist die Lehre von Aufbau, Zusammensetzung, Eigenschaften und Umwandlungen der Inhaltsstoffe von Lebensmitteln. (Reinhard Matissek)

Lebensmittelchemie ist ein interdisziplinäres Fach mit Anknüpfungspunkten an zahlreiche andere Wissenschaften. Aber wie lassen sich fundierte Kompetenzen in Lebensmittelchemie erlangen? Wieso ist hierzu in der heutigen Zeit der überall frei verfügbaren Informationen überhaupt noch ein Lehrbuch wichtig? Die Antworten liegen auf der Hand: Information ist nicht gleich Wissen! Wissen basiert auf der Kompetenz, Informationen einzuordnen, zu bewerten und sinnvoll miteinander zu verknüpfen. Nichts hilft dabei besser als ein Lehrbuch mit systematischem und klar gegliedertem Gesamtkonzept, gepaart mit einer Sammlung relevanter Fakten und Informationen, Formeln, Abbildungen und Tabellen. Diese Gestaltung ermöglicht den Leserinnen und Lesern: 5 Vertieftes Wissen über Aufbau, Zusammensetzung und Eigenschaften unserer Lebensmittel zu erwerben 5 Reaktionen und chemische Umwandlungen von Lebensmittelinhaltstoffen zu verstehen 5 Lebensmittel umfassend im Hinblick auf ihre Qualität und ihre Sicherheitsbelangen zu beurteilen 5 Unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln zu identifizieren und entsprechende Minimierungsstrategien zu entwickeln. Zentrale Merkmale des Lehrbuches sind ferner: 5 Digitale Übungsfragen (SN Flashcards) zur Lernkontrolle und Prüfungsvorbereitung 5 Umfangreiches Glossar zum Nachschlagen von Definitionen 5 Prägnante Merksätze mit Begriffsbestimmungen sowie Hervorhebung des Wichtigsten 5 Zahlreiche praktische Beispiele zur Verbindung von Theorie und Praxis. Das weithin bekannte und etablierte Standardwerk liegt nunmehr in seiner 10. Auflage vor und wurde als Jubiläumsausgabe umfassend überarbeitet, aktualisiert und erweitert. Die Weiterentwicklung der Inhalte basiert auf neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen und trägt auch den gesellschaftlichen Veränderungen in Bezug auf die Wahrnehmung von Lebensmitteln und Ernährung Rechnung. Besonderer Dank gebührt Frau Lebensmittelchemikerin Julia Gelbert vom Lebensmittelverband Deutschland für die erneute Überarbeitung des Kapitels Lebensmittelrecht. Danken möchten wir namentlich ferner Herrn Prof. Dr. Jan Philipp Schuchardt, Frau Dr. Isabel Behrendt, Frau M. Sc. Katharina Mansouri und Frau Klara Lilia Hahn, alle vom Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung der Universität Hannover, für die wertvolle Unterstützung bei der Erstellung von Abbildungen und den Korrekturarbeiten.

VI

Proömium – Kompetenz und Exzellenz in Lebensmittelchemie

Der Dank gilt weiterhin zahlreichen Fachkolleginnen und Fachkollegen sowie vielen Studierenden für ihre interessanten Hinweise und Verbesserungsvorschläge. Last but not least sei dem Springer-Verlag wiederholt für die hervorragende Zusammenarbeit gedankt. Reinhard Matissek Andreas Hahn

Köln und Hannover

VII

Hinweis Das Werk setzt Chemie-Schulwissen voraus und nimmt in vielerlei Hinsicht Bezug auf lebensmittelrechtliche Vorschriften und Vorgaben sowohl auf nationaler und europäischer, aber auch vereinzelt auf internationaler Ebene. Es ist evident, dass rechtliche Regelwerke vielfältigen und ständigen Aktualisierungen, Weiterentwicklungen und Neuregelungen unterliegen. Die Autoren gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Erstellung vollständig und korrekt sind, übernehmen aber dennoch ausdrücklich oder implizit keine Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen.

VIII

Sicherheitshinweis zum Arbeiten im Labor

Sicherheitshinweis zum Arbeiten im Labor Im Laboratorium wird mit Chemikalien gearbeitet, die bei Einwirkung auf den menschlichen Organismus zu Erkrankungen oder Schädigungen führen können. Eine Aufnahme ist über den Verdauungsweg, den Atemweg oder durch Resorption über die Haut möglich. Da die Giftigkeit von Chemikalien eine Frage der Konzentration ist, wurden Grenzwerte für die maximal zulässigen Konzentrationen am Arbeitsplatz (MAK-Werte) festgelegt. Deshalb sind Arbeiten im Labor unter dem Abzug durchzuführen und es muss entsprechende Schutzkleidung (Laborkittel, Schutzbrille, geschlossenes Schuhwerk, Schutzhandschuhe) getragen werden. Bei Arbeiten mit giftigen oder krebserzeugenden Stoffen sind grundsätzlich geeignete Schutzhandschuhe zu tragen. Die gesetzlichen Regelungen der Gefahrstoffverordnung, der Technischen Regeln für Gefahrstoffe (TRGS), sowie der Vorgaben der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und Chemie (BG RCI) sind zu beachten und einzuhalten.

IX

Inhaltsverzeichnis I

Lebensmittel – Mittel zum Leben

1 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.4 1.4.1 1.4.2 1.4.3 1.4.4 1.5

Lebensmittelkompetenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Was sind Lebensmittel?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Definition und Abgrenzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Basale Bausteine der Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Züchtungsmethoden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Lebensmittelkette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Lebensmittelsicherung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Lebensmittelqualität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Lebensmittelsicherheit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Lebensmittelbetrug und Lebensmittelverfälschung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Lebensmittelschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Sichere Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.5.1 Erwünschte versus unerwünschte Faktoren/Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.5.2 Unerwünschte Stoffe in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5.3 Mengenbegrenzung bei unerwünschten Stoffen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.6 Sicherheitsrelevante Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.7 „Schadstoff“. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.8 Lebensmittelanalytik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.8.1 Untersuchungsfokus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.8.2 Untersuchungsniveau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.9 Lebensmittelnachhaltigkeit, Lebensmittelverschwendung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.10 Lebensmittelauthentizität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.10.1 Was bedeutet Lebensmittelauthentizität?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.10.2 Ansätze zur Authentizitätsprüfung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.11 Lebensmittelreformulation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.11.1 Was bedeutet Reformulation?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.11.2 Warum Reformulation?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.11.3 Herausforderung und Chance zugleich. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.11.4 Reformulation bei Fetten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.11.5 Reformulation bei Zucker (Saccharose). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.11.6 Reformulation bei Salz (Kochsalz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.11.7 Kompensation durch multisensorische Interaktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.11.8 Innovation (Reformulation) durch Blue Printing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.12 Lebensmitteltoxikologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.12.1 Toxikologische Risikobewertung im Lebensmittelbereich. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.12.2 Toxikologische Kenngrößen/Grenzwerte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.13 Risikoanalyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.13.1 Risikobewertung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.13.2 Risikomanagement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.13.3 Risikokommunikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.14 ALARA-Prinzip. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.15 Spezialregelung in Kalifornien – Proposition 65 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.15.1 Warnung vor Cancerogenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.15.2 Konzeption. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 1.15.3 Substanz-Pool. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 1.15.4 Konsequenzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

X

2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.2 2.3 2.3.1 2.3.2 2.3.3 2.3.4 2.3.5 2.3.6 2.3.7 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.5

Inhaltsverzeichnis

Lebensmittel und Ernährung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Perspektive von Lebensmittelchemie und Ernährungswissenschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Perspektive anderer Fachdisziplinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Nutrikinetik und Nutridynamik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Physiologische Bedeutung der Nährstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 Energie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Kohlenhydrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Fette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Ballaststoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 Sekundäre Pflanzenstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Pro- und Präbiotika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Merkmale der Lebensmittelqualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Allgemeine Aspekte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Gesundheitliche Qualität von Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Verarbeitungsgrad von Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Ernährung und Nachhaltigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 Empfehlungen für eine gesunderhaltende Ernährung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.5.1 Nährstoffebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 2.5.2 Lebensmittelebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 2.6 Alternative Ernährungsformen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2.6.1 Allgemeine Aspekte und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 2.6.2 Vegetarische und vegane Ernährungsformen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73 2.6.3 Paleo-Diet. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 2.7 Ernährungsassoziierte Erkrankungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 2.7.1 Übergewicht und Adipositas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 2.7.2 Diabetes mellitus Typ 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79 2.7.3 Krebserkrankungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.8 Verschiedene Gruppen von Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.8.1 Allgemeine Aspekte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.8.2 Funktionelle und angereicherte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 2.8.3 Nahrungsergänzungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83 2.8.4 Lebensmittel für spezielle Gruppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.8.5 Neuartige Lebensmittel (Novel Foods) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 2.8.6 Gentechnisch veränderte Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86 2.8.7 Vegetarische und vegane Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 2.9 Ernährungstrends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.9.1 Clean Eating. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.9.2 Superfoods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 2.9.3 Insekten als Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 2.9.4 In vitro-Fleisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 2.9.5 SIRT-Food. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

II Lebensmittelinhaltsstoffe 3 3.1 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5

Wasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Anomalie des Wassers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 Struktur des Wassermoleküls. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Tetraedrische Anordnung von Wassermolekülen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 Besondere Eigenheiten des Wassers. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Polarität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98

XI Inhaltsverzeichnis

3.2.6

Phasendiagramm, Tripelpunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98 Wasser in Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Wassergehalte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 Wasseraktivität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Sorptionsisotherme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101 Wasseraktivität und Stabilität von Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102 Bedeutung von Wasser für die Ernährung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Wasser als essentieller Nährstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Körperwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 Wasserbilanz, Regulation des Wasserhaushalts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3

4 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3

Vitamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

5 5.1 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 5.1.5 5.1.6 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.3

Mineralstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Allgemeine Aspekte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Historie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Definition und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 Vorkommen, Stabilität und Verfügbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 4.2.4 Grundsätzliche Funktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.2.5 Metabolismus und Homöostase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 4.2.6 Versorgungssituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112 4.2.7 Präventive Wirkungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 4.2.8 Risiken einer überhöhten Zufuhr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4.3 Hydrophile Vitamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.3.1 Vitamin C (Ascorbinsäure). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 4.3.2 Thiamin (Vitamin B1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.3.3 Riboflavin (Vitamin B2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 4.3.4 Pyridoxin (Vitamin B6). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 4.3.5 Cobalamin (Vitamin B12). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 4.3.6 Folat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 4.3.7 Niacin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 4.3.8 Pantothensäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 4.3.9 Biotin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.4 Lipophile Vitamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 4.4.1 Retinol (Vitamin A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4.4.2 Calciferole (Vitamin D) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136 4.4.3 Tocopherole und Tocotrienole (Vitamin E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 4.4.4 Phyllochinon und Menachinone (Vitamin K). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.5 Vitaminoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Definition und Klassifizierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 Grundsätzliche Funktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Vorkommen und Verfügbarkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 Metabolismus und Homöostase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Versorgungssituation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 Präventive und toxikologische Aspekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152 Mengenelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Natrium. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 Kalium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Magnesium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155 Calcium . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Chlor, Schwefel und Phosphor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Spurenelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160



XII

Inhaltsverzeichnis

5.3.1 Eisen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160 5.3.2 Zink. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 5.3.3 Selen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166 5.3.4 Iod . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 5.3.5 Fluor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 5.3.6 Kupfer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 5.3.7 Chrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 5.3.8 Weitere Spurenelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173 6 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.5.1 6.5.2

Enzyme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

7 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 7.3.1 7.3.2

Lipide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Thermodynamik und Kinetik chemischer Reaktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 Struktur und Wirkweise von Enzymen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178 Cofaktoren von Enzymen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 Enzymkinetik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Bedeutung der Substratkonzentration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 Bedeutung von Temperatur und pH-Wert. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 6.5.3 Aktivatoren und Inhibitoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183 6.6 Nomenklatur und Einteilung von Enzymen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184 6.7 Bestimmung der enzymatischen Aktivität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 6.8 Enzyme in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 6.8.1 Oxidoreduktasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 6.8.2 Transferasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189 6.8.3 Hydrolasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190 6.8.4 Lyasen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 6.8.5 Isomerasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 6.8.6 Ligasen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Fette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 Aufbau der Fette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Eigenschaften der Fette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Verseifung der Fette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203 Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Aufbau und Struktur von Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 Essenzielle Fettsäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206 7.3.3 Fettsäuren mit ungewöhnlichen Strukturen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 7.3.4 β-Oxidation von Fettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218 7.4 Fettähnliche Stoffe (Lipoide) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 7.4.1 Phosphatide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 7.4.2 Sterole (Sterine). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 7.4.3 Lipoproteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 7.4.4 Kohlenwasserstoffe, Terpenoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 7.4.5 Fettalkohole, Glycerinether. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 7.4.6 Lipochrome. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 7.5 Weitere Fettbestandteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 7.6 Lipidveränderungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 7.6.1 Umesterung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 7.6.2 Fetthärtung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 7.6.3 Fettverderb, Lipiddegradation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 7.7 Analytik von Lipiden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

XIII Inhaltsverzeichnis

8

Kohlenhydrate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 Monosaccharide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Nomenklatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Aldosen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Ketosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Stammbäume. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Mutarotation, optische Drehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 Konformere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 Desoxyzucker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 Reaktivität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Glycoside . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 Maillard-Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Disaccharide, Trisaccharide, Oligosaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 Polysaccharide (Glycane). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Stärke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Modifizierte Stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Resistente Stärke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 8.5.4 Enzymatische Stärke-Spaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285 8.5.5 Glykogen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8.5.6 Cellulose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8.5.7 Chitin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8.5.8 Murein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8.5.9 Fructane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 8.5.10 Hemicellulosen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 8.5.11 Pektine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288 8.5.12 Alginsäure/Alginate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.5.13 Xanthan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 8.5.14 Pflanzengummis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 8.5.15 Ballaststoffe, Nahrungsfaser, Rohfaser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290 8.5.16 Exopolysaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 8.6 Analytik von Kohlenhydraten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 8.7 Zuckerkonsum und Gesundheitsprobleme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 8.1 8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.2.5 8.2.6 8.2.7 8.2.8 8.2.9 8.3 8.4 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3

9 9.1 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.3 9.3.1 9.3.2 9.3.3 9.4 9.4.1 9.4.2 9.4.3 9.4.4 9.4.5 9.4.6 9.4.7 9.4.8 9.4.9

Aminosäuren, Peptide, Proteine und Nucleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Aufbau und Grundstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Kanonische und nicht-kanonische Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 Seltene Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 Essenzielle Aminosäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303 Peptide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Aufbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Die Peptidbindung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 Grundstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 Proteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Aufbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Strukturebenen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307 Nebenvalenzbindungen in Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Einteilung der Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 Funktion der Proteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Proteinoxidation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Proteinwertigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 Löslichkeit von Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 Chemische Eigenschaften von Proteinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314



XIV

Inhaltsverzeichnis

9.4.10 Abbau von Proteinen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 9.5 Prionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 9.6 Profiline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 9.7 Nucleinsäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 9.7.1 Aufbau und Grundstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 9.7.2 Nucleoside. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 9.7.3 Nucleotide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 9.8 Analytik von Aminosäuren, Peptiden, Proteinen und Nucleinsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 9.8.1 Analytik von Aminosäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 9.8.2 Analytik von Peptiden und Proteinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 9.8.3 Analytik von Nucleinsäuren (PCR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325

III

Lebensmittelerhaltung und Lebensmittelzusatzstoffe

10 10.1 10.2

Lebensmittelkonservierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

11 11.1 11.1.1 11.1.2 11.2

Zusatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 Grundzüge der Konservierung/Haltbarmachung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 10.3 Lebensmittelintoxikationen und Lebensmittelinfektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 10.4 Verfahren zur Konservierung/Haltbarmachung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 10.4.1 Hitzebehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 10.4.2 Heißhalten von Speisen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 10.4.3 Hochdruckeinwirkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 10.4.4 Kühllagerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 10.4.5 Tiefgefrierlagerung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 10.4.6 Trocknen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345 10.4.7 Salzen, Zuckern, Säuern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 10.4.8 Pökeln, Räuchern. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 10.4.9 Bestrahlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 10.4.10 Biokonservierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 10.4.11 Schutzüberzüge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 351 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Funktionsklassen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 356 Zulassung und Sicherheit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 Konservierungsstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 11.2.1 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 11.2.2 Quantum satis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 11.2.3 Sorbinsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 11.2.4 Benzoesäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 11.2.5 PHB-Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 11.2.6 Propionsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 11.2.7 Schweflige Säure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 11.2.8 Räucherrauch, Raucharomen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 11.2.9 Nitrit, Nitrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362 11.2.10 Natamycin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 11.2.11 Nisin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 11.2.12 Lysozym. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 11.2.13 Ethyllaurylarginat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 11.2.14 Pyrokohlensäuredimethylester. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 11.3 Weitere konservierend wirkende Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 11.3.1 Ameisensäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 11.3.2 Borsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

XV Inhaltsverzeichnis

11.3.3 Bromessigsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 11.3.4 Hexamethylentetramin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 11.3.5 Salicylsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 11.3.6 Wasserstoffperoxid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 11.3.7 Antibiotika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 11.3.8 Ethylenoxid, Propylenoxid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 11.3.9 Biphenyl, Orthophenylphenol, Thiabendazol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 11.3.10 Zum Konservieren nicht zugelassene Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 11.4 Antioxidantien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 11.4.1 Wirkungsmechanismus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 366 11.4.2 Tocopherole, Ascorbinsäure, Palmitoyl-l-Ascorbinsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 11.4.3 Citronensäure, Weinsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 11.4.4 Gallussäureester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 11.4.5 Butylhydroxytoluol, Butylhydroxyanisol, tert.-Butylhydroxychinon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.4.6 Carnosol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.5 Emulgatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.5.1 Wirkungsweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 11.5.2 HLB-Wert. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 11.5.3 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 11.5.4 Monoglyceride, Diglyceride, An-Ester, An-Ether . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369 11.5.5 Nicht-zulassungsbedürftige Emulgatoren und zugelassene Emulgatoren mit quantum satis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 11.5.6 Zugelassene Emulgatoren mit Mengenbegrenzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 11.6 Verdickungs- und Geliermittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 11.6.1 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 370 11.6.2 Wirkungsweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 11.6.3 Pektine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 11.6.4 Alginate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 11.6.5 Agar Agar, Carrageen, Gummi arabicum, Carubin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 11.6.6 Methylcellulose, Carboxymethylcellulose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 11.6.7 Modifizierte Stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 11.7 Stabilisatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 11.7.1 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 11.7.2 Phosphate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 373 11.7.3 Glucono-δ-lacton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375 11.8 Feuchthaltemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.8.1 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.8.2 Wirkungsweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.8.3 Sorbit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.8.4 Glycerin, Propylenglycol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.8.5 Weitere Feuchthaltemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.9 Geschmacksstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.9.1 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376 11.9.2 Wirkungsweise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 11.9.3 Kochsalz, Kochsalzersatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 11.9.4 Fruchtsäuren/Saure Verbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 378 11.9.5 Zuckeraustauschstoffe, Zuckeralkohole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 11.9.6 Süßstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384 11.9.7 Fettersatzstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 11.9.8 Bitterstoffe, Bitterblocker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390 11.9.9 Geschmacksverstärker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 11.10 Lebensmittelfarbstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 11.10.1 Übersicht und Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 11.10.2 Synthetische Lebensmittelfarbstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393 11.10.3 Natürliche Lebensmittelfarbstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396 11.10.4 Zuckerkulör . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401



XVI

Inhaltsverzeichnis

Sonstige technologische Zusatzstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Technische Hilfsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 402 11.11 11.12

IV

Aromastoffe in Lebensmitteln

12 12.1 12.1.1 12.1.2 12.1.3 12.1.4 12.2 12.3 12.4 12.5 12.5.1

Aromabildung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407

V

Kontaminanten in Lebensmitteln

13 13.1 13.2 13.2.1 13.2.2 13.2.3 13.2.4 13.3 13.3.1 13.3.2 13.3.3 13.3.4 13.3.5 13.3.6 13.3.7

Umweltkontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Aroma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Flavour. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Geruch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Geschmack. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 Aromastoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409 Prinzipien der Aromabildung bei Obst und Gemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 Hitzebedingte Aromabildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 Fehlaromen in Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 Fehlaromen durch Übertragen von Chemikalien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 12.5.2 Fehlaromen durch Befall mit Mikroorganismen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.5.3 Fehlaromen durch chemische Veränderungen von Inhaltsstoffen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.6 Aromen, Essenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.6.1 Natürliche Aromastoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.6.2 Naturidentische Aromastoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.6.3 Künstliche Aromastoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 424 12.6.4 Aromaextrakte, Essenzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 12.6.5 Reaktionsaromen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 12.6.6 Raucharomen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 12.6.7 Lösemittel und Trägerstoffe für Aromen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 12.7 Tingeling-Effekt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 12.8 Food Pairing. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 Anorganische Umweltkontaminanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 Metalle, Schwermetalle, Halbmetalle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432 Radionuklide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438 Perchlorat, Chlorat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Chlorethanol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Organische Umweltkontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Polychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Polychlorierte Biphenyle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445 Perfluoralkyl-Substanzen, Polyfluoralkyl-Substanzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 Perchlorethylen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 Benzol, Toluol, Xylole, Ethylbenzol, Styrol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 Quartäre Ammonium-Verbindungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448 13.3.8 Mineralölkohlenwasserstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 13.3.9 Nicotin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 13.3.10 Weichmacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450

XVII Inhaltsverzeichnis

Migrationskontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 14.1 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 14.2 Kontaminanten aus recycelten Cellulosefasern (Papier, Karton, Pappe) . . . . . . . . . . . . . . . . 455 14.2.1 MOSH, MOAH & MORE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 14.2.2 Diisopropylnaphthaline. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472 14.3 Kontaminanten aus Kunststoffmaterialien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 14.3.1 Grundzüge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 14.3.2 Vinylchlorid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 14.3.3 Abbauprodukte von Polymeren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 14.3.4 Bisphenole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 14.3.5 Non-Intentionally Added Substances (NIAS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 474 14.3.6 Acrylamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 14.3.7 Melamin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475 14.3.8 Formaldehyd. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 14.3.9 Acetaldehyd . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477 14.3.10 Antimon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 14.3.11 Anthranilamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479 14.3.12 Styrol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 14

14.3.13 Polychlorierte Biphenyle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 14.3.14 Weichmacher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480 14.4 Kontaminanten aus Keramikgeschirr. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481 14.4.1 Blei-Lässigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 14.4.2 Cadmium-Lässigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 14.4.3 Antimon-Lässigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 482 15 15.1 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.8 15.9

Manipulationskontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

16 16.1 16.2 16.3 16.4 16.5 16.6 16.7 16.8 16.8.1 16.8.2 16.9 16.10 16.11 16.12 16.13

Prozesskontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 Melamin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 486 Sudanfarbstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487 Reaktivfarbstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489 Diethylenglycol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 489 Polychlorierte Biphenyle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 490 Methanol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 Quecksilber. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491 Ricin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 492

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496 Maillard-Reaktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 Acrylamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 501 Acrolein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 511 Furan und seine Methyl-Analoga. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 512 Furfurylalkohol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 515 Chlorpropanole, MCPD-Ester, Glycidyl-Ester . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516 Imidazole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 Methylimidazole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 Tetrahydroxyimidazol (THI). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521 Hydroxymethylfurfural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523 Chlorhydroxyfurfural. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523 Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526 Nitrosamine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529 Benzol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530



XVIII

Inhaltsverzeichnis

16.14 Styrol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 532 16.15 Methanol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533 16.16 Ethylcarbamat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 16.17 Heterocyclische aromatische Amine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 534 16.18 Polymere Fettmoleküle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 536 16.19 trans-Fettsäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538 16.19.1 Aufbau, Bildung, Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 538 16.19.2 Fetthärtung, Fettteilhärtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541 16.20 Epoxyfettsäuren, Oxofettsäuren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543 16.21 Nebenprodukte der alkoholischen Gärung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 546

VI

Rückstände in Lebensmitteln

17 17.1 17.2 17.3

Pflanzenschutzmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553

18 18.1 18.2 18.2.1 18.2.2 18.3

Tierbehandlungsmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 579

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 554 Schicksal von ausgebrachten Pestiziden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555 Persistenz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555 17.4 Pestizide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 556 17.4.1 Einteilung der Pestizide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557 17.4.2 Herbizide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557 17.4.3 Fungizide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 558 17.5 Rückstände aus der landwirtschaftlichen Produktion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562 17.5.1 DDT. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 562 17.5.2 Thiophosphorsäureester (Parathion) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563 17.5.3 Carbamate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563 17.5.4 Lindan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563 17.5.5 Fipronil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564 17.5.6 Glyphosat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 564 17.5.7 Quintozen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 17.5.8 Pyrethrum, Pyrethrine, Pyrethroide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 17.5.9 Nicotin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565 17.5.10 Neonitocinoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 566 17.5.11 Weitere Pestizide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 567 17.6 Keimhemmungsmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571 17.7 Vorratsschutzmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572 17.7.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572 17.7.2 Ethylenoxid und sein primärer Metabolit 2-Chlorethanol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572 Rückstandshöchstgehalte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 17.8 17.8.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 17.8.2 Beurteilung bei Überschreitungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 17.8.3 Konzentrationsangaben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 575 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 577

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580 Antibiotika, Chemotherapeutika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580 Antibiotika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 580 Sulfonamide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581 Thyreostatika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582 18.4 Beruhigungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582 18.5 Anabolika. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583 18.6 β-Agonisten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 18.7 Antiparasitika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 586

XIX Inhaltsverzeichnis

VII Biotoxine in Lebensmitteln 19 19.1 19.2 19.3 19.4 19.5 19.6 19.7 19.8 19.9 19.9.1 19.9.2 19.9.3 19.9.4 19.9.5 19.9.6 19.10

Mykotoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 589

20 20.1 20.2 20.3 20.3.1 20.3.2 20.3.3 20.3.4 20.3.5 20.4 20.5

Biogene Amine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 603

21 21.1 21.2 21.2.1 21.2.2

Phytotoxine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 611

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 Kontaminationspfade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 590 Toxikologische Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591 Aflatoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 591 Patulin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593 Ochratoxin A. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 593 Sterigmatocystin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Citrinin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Fusarien-Toxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Fumonisine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 596 Zearalenon. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597 Trichothecene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 597 Ergotalkaloide/Mutterkorn. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 598 PR-Toxin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 Weitere Mykotoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601 Höchstmengenregelungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 Aufbau und Grundstrukturen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 Vorkommen und wichtige biogene Amine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 Trimethylamin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 Histamin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 605 Phenylethylamin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 Tyramin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 3-Aminopropionamid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 608 Biogene Amine mit halluzinogener Wirkung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Melatonin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 609 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 610

21.2.3 21.2.4 21.2.5 21.3

21.3.1 21.3.2 21.3.3 21.3.4 21.3.5 21.3.6 21.4

21.4.1 21.4.2 21.4.3 21.4.4 21.4.5 21.4.6

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612 Alkaloide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612 Glycoalkaloide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 612 Pyrrolizidinalkaloide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 615 Tropanalkaloide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619 Nortropanalkaloide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 621 Opiumalkaloide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 Active Principles. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 Myristicin, Elemicin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 Apiol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624 Estragol, Methyleugenol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626 Safrol. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626 Cumarin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 628 Thujon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629 Weitere toxische Stoffe in Pflanzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629 Blausäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629 Nitrat. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 631 Oxalsäure, Glyoxylsäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 Erucasäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 632 Goitrogene Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 634 Favismus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636



XX

Inhaltsverzeichnis

21.4.7 Lathyrismus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637 21.4.8 Toxische Bohnenproteine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638 21.4.9 Toxische Karotteninhaltsstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638 21.4.10 Toxische Honiginhaltsstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638 21.4.11 Phytoalexine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 640 21.4.12 Phytoestrogene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 21.4.13 Cycasin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 21.4.14 Nicotin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641 21.4.15 Myosmin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 642 21.4.16 Hypoglycin, Methylencyclopropylglycin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 643 21.4.17 Ricin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 21.5 Cannabinoide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 644 21.6 Toxische Stoffe in essbaren Pilzen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 21.6.1 Gyromitrin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 647 21.6.2 Agaritin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 21.7 Toxische Stoffe in Algen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 21.7.1 Pheophorbide. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 648 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 649 22

Bakterientoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 651

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652 Lebensmittelinfektion versus Lebensmittelintoxikation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652 Exotoxine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 652 Botulinum-Toxin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 Cereulid. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 653 Verotoxin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 Enterotoxine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 Endotoxine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 654 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655 22.1 22.2 22.3 22.3.1 22.3.2 22.3.3 22.3.4 22.4

23 23.1 23.2 23.3 23.4 23.5 23.6 23.7 23.8

Marine Biotoxine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 657

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 658 Anmesie bewirkende Muschelgifte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 659 Diarrhoeisch wirkende Muschelgifte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 660 Neurotoxisch wirkende Muschelgifte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661 Azaspironsäure-Schalentiervergiftung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661 Ciguatera-Fischvergiftung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661 Tetrodotoxin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 661 Toxine in Fischen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 663

VIII Lebensmittelallergien und Lebensmittelallergene 24 24.1 24.2 24.2.1 24.2.2 24.2.3 24.2.4 24.2.5 24.3 24.4 24.4.1

Unverträglichkeitsreaktionen/Allergien. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 667

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 668 Nichttoxische Reaktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669 Allergische Reaktionen (Allergien). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 669 Lebensmittelallergene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 670 Sensibilisierungstypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 673 Pseudoallergische Reaktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676 Intoleranzreaktionen durch Enzymdefekte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 676 Toxische Reaktionen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 Allergene Cross-Contact-Einträge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 677 VITAL-Konzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 678

XXI Inhaltsverzeichnis

IX Lebensmittel 25 Speisefette/Speiseöle und fettbasierte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 681 25.1 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682 25.2 Gewinnung von pflanzlichen Fetten/Ölen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 682 25.3 Wichtige pflanzliche Fette/Öle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.1 Arganöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.2 Baumwollsaatöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.3 Erdnussöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.4 Maiskeim-/Weizenkeimöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.5 Kakaobutter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.6 Kokosfett/Kokosöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 684 25.3.7 Macaubaöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686 25.3.8 Olivenöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686 25.3.9 Palmkernfett . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687 25.3.10 Palmöl/Palmfett. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 687 25.3.11 Rapsöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.3.12 Safloröl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.3.13 Sanddornöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.3.14 Sesamöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.3.15 Sojaöl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.3.16 Sonnenblumenöl. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.3.17 Kokoskernfett/Palmkernfett. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 688 25.4 Gewinnung von tierischen Fetten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 25.5 Wichtige tierische Nicht-Milchfette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 25.5.1 Schweineschmalz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 25.5.2 Rindertalg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 25.5.3 Gänseschmalz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 25.5.4 Fischöle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689 25.6 Butter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 690 25.7 Butterschmalz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 25.8 Margarine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 25.8.1 Die Idee dahinter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 691 25.8.2 Herstellung von Margarine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 692 25.9 Spezialmargarinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 25.9.1 Backmargarine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 25.9.2 Ziehmargarine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 25.9.3 Crememargarine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 25.10 Spezialfette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693

25.10.1 Shortenings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 693 25.10.2 Superglycerinierte Shortenings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.10.3 Plattenfette . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.10.4 Frittierfette. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.10.5 Salatöle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.10.6 Konservenöle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.11 Trennöle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.12 Mayonnaise, Salatsoßen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.12.1 Mayonnaise. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 694 25.12.2 Remoulade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 695 26 26.1 26.2 26.2.1 26.2.2

Proteinbasierte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 697 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Fleisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Begriff. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698 Fleischbeschau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 698



XXII

26.2.3 26.2.4 26.2.5 26.2.6 26.2.7 26.2.8 26.2.9

Inhaltsverzeichnis

Schlachtung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 701 Rigor Mortis und Fleischreifung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 702 Bindegewebe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704 Fleischfarbe und Umrötung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 704 Schlachtabgänge. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706 Blut . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 706 Zusammensetzung von Fleisch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 26.3 Fleischerzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 26.3.1 Zubereitung von Fleisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 707 26.3.2 Wurst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 710 26.3.3 Fleischextrakt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712 26.3.4 Brühwürze, Brühen, Consommés, Suppen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713 26.4 Gelatine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715 26.5 Fisch, Krusten-, Schalen- und Weichtiere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 715 26.5.1 Fischfang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 716 26.5.2 Seefische. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 717 26.5.3 Süßwasserfische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719 26.5.4 Fischkrankheiten und Parasiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 719 26.5.5 Krebstiere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 720 26.5.6 Krabben. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725 26.5.7 Weichtiere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 725 26.5.8 Stachelhäuter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.5.9 Kleines Fischwörterbuch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.6 Fischerzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.6.1 Frischfische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.6.2 Trockenfische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.6.3 Salzfische . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.6.4 Marinaden . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 726 26.6.5 Räucherfisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 26.6.6 Surimi. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 26.6.7 Kaviar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 26.7 Eier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 26.7.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 727 26.7.2 Aufbau des Hühnereis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 728 26.7.3 Konservierung von Eiern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 26.7.4 Eiprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 26.8 Milch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 26.8.1 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 731 26.8.2 Chemische Zusammensetzung von Kuhmilch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733 26.8.3 Bio-Milch, Heumilch, Weidemilch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 737 26.8.4 Milchmischgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 738 26.9 Andere Milcharten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 26.10 Milcherzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 26.10.1 Buttermilch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 26.10.2 Sauermilch, Sauermilcherzeugnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 739 26.10.3 Quark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740 26.10.4 Schichtkäse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740 26.10.5 Joghurt, Kefir. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 740 26.10.6 Sahne, Rahm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741 26.10.7 Kondensmilch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741 26.10.8 Milchpulver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 741 26.11 Käse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742 26.11.1 Begriffsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 742 26.11.2 Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 744 26.11.3 Schmelzkäse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 26.11.4 Halloumi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747

XXIII Inhaltsverzeichnis

26.11.5 Milbenkäse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 747 26.11.6 Fliegenkäse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 26.11.7 Pflanzliche Proteinlieferanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 26.12 Speiseeis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 26.12.1 Begriffsbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 748 26.12.2 Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 749 26.12.3 Speiseeissorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 750 26.12.4 Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 751 26.12.5 Eis-strukturierendes Protein (ISP). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 752 26.13 Produkte mit höheren Proteingehalten aus Pflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 26.13.1 Sojadrink (Sojamilch), Haferdrink (Hafermilch). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 26.13.2 Tofu (Sojaquark). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 753 26.13.3 Lupinenquark, Lupinenproteinisolate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 26.13.4 Tempeh. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 26.13.5 Natto. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 26.13.6 Miso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 26.13.7 Seitan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 754 26.14 Alternative Wege zur Proteingewinnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 26.14.1 Fischproteinkonzentrat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 26.14.2 Fleischähnliche Produkte aus Pflanzenprotein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 26.14.3 Einzellerprotein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 26.14.4 In-vitro-Fleisch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 26.15 Mit Protein angereicherte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 756 27 27.1 27.2 27.2.1 27.2.2 27.2.3 27.2.4 27.2.5 27.2.6 27.3 27.3.1 27.3.2 27.3.3 27.3.4

27.3.5 27.3.6 27.3.7 27.3.8 27.3.9 27.4 27.5 27.5.1 27.5.2 27.5.3 27.5.4 27.5.5 27.5.6 27.5.7 27.5.8 27.6

Kohlenhydratbasierte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 759 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760 Zucker (Saccharose) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760 Definition und Begriffsbestimmung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 760 Rübenzucker, Rübenzuckermelasse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 761 Rohrzucker, Rohrzuckermelasse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 762 Ahornzucker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Palmzucker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Zuckerarten mit vermindertem Brennwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Spezielle Zuckerprodukte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Flüssigzucker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Invertzucker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 763 Glucose-Sirup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764 Glucose-Fructose-Sirup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764 Isoglucose. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 764 Maltodextrine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765 Speisesirup. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765 Kandiszucker. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765 Karamell . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 765 Zuckeralkohole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Zuckerwaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Definition und Begriffsbestimmung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Hartkaramellen, Weichkaramellen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Marzipan, Persipan. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Nugat, Noisette, Nugatcreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 766 Krokant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 Lakritz, Lakritzerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 767 Trüffel, Ganache. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769 Invertzuckercreme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769 Honig. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 769



XXIV

Inhaltsverzeichnis

27.7 Getreide (Cerealien) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 27.7.1 Wichtige Getreidesorten – Übersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 27.7.2 Weizen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 771 27.7.3 Roggen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 27.7.4 Gerste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 27.7.5 Hafer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 27.7.6 Mais. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 27.7.7 Reis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 773 27.7.8 Hirse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 774 27.7.9 Spezielle Produkte aus Getreidekörnern (Couscous, Bulgur, Maghrabieh, Fregula) . . . . . . . 774 27.7.10 Aufbau und chemische Zusammensetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 775 27.7.11 Müllerei. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 777 27.7.12 Mehlbehandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779 27.7.13 Malz, Malzextrakt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 779 27.8 Pseudogetreide (Pseudocerealien). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780 27.8.1 Wichtige Pseudogetreidesorten – Übersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780 27.8.2 Amaranth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 780 27.8.3 Buchweizen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781

27.8.4 Quinoa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 781 27.9 Brot und Backwaren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 27.9.1 Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 27.9.2 Teige, Massen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 782 27.9.3 Brot und Kleingebäck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784 27.9.4 Feine Backwaren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 784 27.9.5 Backmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 786 27.9.6 Backpulver. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 787 27.10 Teigwaren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 27.10.1 Nudeln, Pasta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 788 27.10.2 Herstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 27.11 Stärken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 27.11.1 Native Stärken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 27.11.2 Modifizierte Stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 790 27.11.3 Verwendung von nativen und modifizierten Stärken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 791 27.12 Knabberartikel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 792 27.12.1 Chips, Sticks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 793 27.12.2 Extrudierte, expandierte Erzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 794 27.12.3 Nüsse, Nussmischungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 27.12.4 Salzgebäck, Laugengebäck, Käsegebäck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 27.13 Hanf . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 795 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 797 28 28.1 28.2 28.2.1 28.2.2 28.2.3 28.3 28.3.1 28.3.2

28.3.3 28.3.4 28.3.5 28.3.6 28.3.7 28.3.8

Alkoholbasierte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 799 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800 Alkohol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800 Alkoholische Gärung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 800 Nebenprodukte der alkoholischen Gärung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 802 Alkoholkonsum und Kater. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 804 Wein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806 Einführung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 806 Weinbereitung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 807 Weinbehandlung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 810 Qualitätsstufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 812 Schädlinge im Weinbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Weinfehler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814 Methoden zum Verfälschungsnachweis von Weinen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 815 Dessertwein (Süßwein). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 816

XXV Inhaltsverzeichnis

28.3.9 Wermutwein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818 28.3.10 Retsina, Sake. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818 28.4 Schaumwein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 818 28.5 Bier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819 28.5.1 Reinheitsgebot. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 819 28.5.2 Bierherstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820 28.5.3 Hopfen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 820 28.5.4 Biersorten, Stammwürze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 822 28.5.5 Bieralterung, Trübungsbildung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 823 28.5.6 Alkoholfreie Biere . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 28.6 Spirituosen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 28.6.1 Begriffsbestimmung und Definitionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 28.6.2 Spirituosenherstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 824 28.6.3 Klassifizierung, Kategorisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 825 28.7 Alkohol in Lebensmitteln. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829 28.7.1 Wie gelangt Alkohol in geringen Mengen in Lebensmittel?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 829 28.7.2 Schwellenwert von Alkohol in Lebensmitteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 830 29

Alkaloidbasierte Lebensmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 833

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 Methylxanthine. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 Coffein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 834 Theobromin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 835 Theophyllin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836 Kaffee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836 Grüner Kaffee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 836 Röstung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837 Zubereitungen von Kaffeegetränken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 837 Entcoffeinierter Kaffee . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 838 Pulverkaffee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 Kaffeeersatz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 Tee (Camellia sinensis). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 839 Teeanbau, Teeherstellung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 840 Teesorten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 841 Inhaltsstoffe und Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 842 Kakao und Schokolade . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843 Kakao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 843 Schokolade und Schokoladenerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 848 29.5.3 Fette in Schokoladen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 852 29.5.4 Polyphenole in Kakao und Schokolade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 854 29.5.5 Caruben (Kakaoersatz) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 29.6 Opiumalkaloide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 29.7 Mohn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 857

29.1 29.2 29.2.1 29.2.2 29.2.3 29.3 29.3.1 29.3.2 29.3.3 29.3.4 29.3.5 29.3.6 29.4 29.4.1 29.4.2 29.4.3 29.5 29.5.1 29.5.2

30 30.1 30.2 30.3 30.3.1 30.3.2 30.3.3 30.3.4 30.3.5 30.3.6

Gemüse und Gemüseerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 859 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 860 Chemische Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 Übersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 Oxalsäure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 Aromabildung in Gemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 862 Lacrimatorisches Prinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 864 Senföle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865 Pflanzenphenole. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 865



XXVI

Inhaltsverzeichnis

Wichtige Gemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 Kartoffeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 870 Tomaten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 871 Kohlgemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 872 Samengemüse/Hülsenfrüchte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873 Speisepilze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 873 Spargel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875 Salat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 876 Lagerung von Gemüse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877 Gemüseerzeugnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877 Tiefkühlware . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 877 Dosengemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 Trockengemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 Gärungsgemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 Essiggemüse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 Oliven (Tafeloliven). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 878 Smoothies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880 Botanicals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 880 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 883 30.4 30.4.1 30.4.2 30.4.3 30.4.4 30.4.5 30.4.6 30.4.7 30.5 30.6 30.6.1 30.6.2 30.6.3 30.6.4 30.6.5 30.6.6 30.7 30.8

31 31.1 31.2 31.3 31.3.1 31.3.2 31.3.3 31.3.4 31.3.5 31.3.6 31.4 31.4.1 31.4.2 31.4.3 31.4.4 31.4.5 31.4.6 31.5 31.6 31.7 31.8 31.9 31.10 31.11 31.12 31.13 31.14

Obst, Obsterzeugnisse und Blüten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885

32 32.1

Gewürze, Kochsalz und Essig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 903

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886 Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886 Chemische Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886 Übersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 886 Fruchtsäuren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 Aromabildung in Obst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 Terpene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 888 Farbstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891 Reifungshormone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 891 Wichtige Obstsorten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892 Steinobst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 892 Kernobst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 Beerenobst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 Schalenobst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 Südfrüchte/Exotische Früchte. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 894 Wildfrüchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895 Lagerung von Obst. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 895 Trockenobst . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896 Kandierte Früchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896 Konfitüre, Marmelade, Gelee, Fruchtaufstrich, Konzentrate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 896 Smoothies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 897 Fruchtsäfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898 Fruchtnektare . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 898 Früchtetees. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899 Blüten (Blütenblätter) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 899 Botanicals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 901

32.2 32.3 32.3.1 32.3.2 32.3.3

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904 Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 904 Gewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Fruchtgewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905 Samengewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 911 Blütengewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912

XXVII Inhaltsverzeichnis

32.3.4 Wurzelgewürze, Rhizomgewürze. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 912 32.3.5 Rindengewürze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 913 32.3.6 Blattgewürze, Krautgewürze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 914 32.4 Gewürzmischungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.5 Botanicals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.6 Würzsoßen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.6.1 Würzsoße auf Weizenproteinbasis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.6.2 Worcestershiresoße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.6.3 Sojasoße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.6.4 Ponzu Soße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.6.5 Fischsoße . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 916 32.7 Würzmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917 32.8 Essenzen/Gewürzaromazubereitungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917 32.9 Kräutertee, Blütentee. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917 32.10 Gewürze im weiteren Sinne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917 32.10.1 Salz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 917 32.10.2 Essig . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 918 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 920 33

Trinkwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 923

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924 Zusammensetzung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924 Herkunft. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 924 Oberflächenwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 Grundwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 Quellwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 Anforderungen/Qualitätsparameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 Mikrobiologische Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 Chemische Parameter und Indikatorparameter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 925 Wasserhärte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926 Härtegrad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926 Carbonathärte, Nicht-Carbonathärte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926 Aggressive Kohlensäure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 928 Aufbereitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929 Entfernung von Trübungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 929 Filtrationsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931 Belüftung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 931 Entsäuerung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 932 Entfernung geruchlich und geschmacklich störender Stoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933 33.6.6 Nitrat-Entfernung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933 33.6.7 Entkeimung/Desinfektion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933 33.7 Trinkwasser aus Meerwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 933 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 934 33.1 33.2 33.3 33.3.1 33.3.2 33.3.3 33.4 33.4.1 33.4.2 33.5 33.5.1 33.5.2 33.5.3 33.6 33.6.1 33.6.2 33.6.3 33.6.4 33.6.5

34 34.1 34.2 34.2.1 34.2.2 34.2.3 34.2.4 34.3 34.4 34.4.1 34.4.2 34.4.3

Mineralwasser und alkoholfreie Erfrischungsgetränke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 935 Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936 Mineralwasser, Quellwasser, Tafelwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936 Natürliches Mineralwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 936 Quellwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 938 Tafelwasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 938 Mineralwasser in Kunststoffflaschen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 938 Heilwasser. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 939 Alkoholfreie Erfrischungsgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 939 Begriffsbestimmungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 939 Fruchtsaftgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 939 Fruchtschorlen, Shrubs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 939



XXVIII

Inhaltsverzeichnis

34.4.4 Limonaden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 34.4.5 Brausen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 34.4.6 Bionade. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 34.4.7 Coffein-haltige Erfrischungsgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 34.4.8 Chinin-haltige Erfrischungsgetränke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 34.4.9 Energy-Drinks. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 940 34.4.10 Weitere Erfrischungsgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 34.4.11 Milchmischgetränke. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 941 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 942 35 35.1 35.2 35.3 35.4 35.4.1 35.4.2 35.5

Insekten als Lebensmittel/Futtermittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 943

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 944 Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 945 Einteilung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 946 Insektenspecies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947 Wichtige Insektenspecies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947 Zugelassene Speiseinsekten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 947 Chemische Zusammensetzung und Nährwert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 35.5.1 Übersicht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 35.5.2 Brennwert/Energiegehalt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 948 35.5.3 Nährstoffe, Vitamine, Mineralstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949 35.6 Produktion und Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949 35.6.1 Aufzucht, Produktionsprozess. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 949 35.6.2 Verarbeitung, Fraktionierung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950 35.7 Verwendung von Insekten und Insektenprodukten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 950 35.8 Aspekte der Lebensmittelsicherheit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 952 35.8.1 Risikoanalyse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953 35.8.2 Mikrobiologische/Biologische Gefährdungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 953 35.8.3 Chemische Gefährdungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 954

X Lebensmittelrecht 36 36.1 36.1.1 36.1.2 36.2 36.3

Das europäische Lebensmittelrecht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 959

Exzerpt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960 Entwicklung des deutschen Lebensmittelrechts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 960 Entwicklung des europäischen Lebensmittelrechts. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 961 Die europäische Basis-Verordnung zum Lebensmittelrecht. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962 Einfluss des europäischen Rechts auf die nationale Gesetzgebung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 962 36.4 Das Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 963 36.5 Lebensmittelkennzeichnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 964 36.6 Lebensmittelzusatzstoffe, Aromen, Enzyme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965 36.6.1 Zusatzstoffe. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 965 36.6.2 Aromen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966 36.6.3 Enzyme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966 36.7 Rückstände und Kontaminanten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966 36.7.1 Rückstände. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 966 36.7.2 Kontaminanten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 967 36.8 Gentechnisch veränderte Lebensmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 967 36.9 Novel Foods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 967 36.10 Lebensmittelhygiene. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 36.10.1 Hygieneverordnungen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 36.10.2 Gute Hygienepraxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 968 36.11 Nahrungsergänzungsmittel, Functional Foods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 36.11.1 Nahrungsergänzungsmittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969

XXIX Inhaltsverzeichnis

36.11.2 Functional Foods. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 36.12 Lebensmittel aus ökologischem Landbau. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 36.12.1 Ökoverordnung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 969 36.12.2 Bio-Logo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970 36.13 EU-Kontrollverordnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 970 36.14 Vertikale Produktregelungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 971 36.15 Lebensmittelrecht im ständigen Wandel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 971 36.16 Neue Ausrichtung des Lebensmittelrechts – Der Weg zu mehr Nachhaltigkeit . . . . . . . . . 971 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 972

Serviceteil Anhang. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974 Buchstabencodes der Monosaccharide . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 974 Glossar. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 975 Stichwortverzeichnis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 991



Über die Autoren Julia Gelbert hat in Berlin Lebensmittelchemie und Rechtswissenschaften studiert. 2001 promovierte sie zum Dr. jur. an der juristischen Fakultät der Universität Bayreuth/Deutschland zum lebensmittelrechtlichen Thema „Risikobewältigung im Lebensmitterecht“. Nach einer Tätigkeit als staatlich geprüfte Lebensmittelchemikerin in der Lebensmittelüberwachung wechselte Julia Gelbert 2002 zum Lebensmittelverband Deutschland e. V., Berlin/Deutschland (früher BLL, Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde) und betreut dort seitdem in der wissenschaftlichen Leitung u. a. die Schwerpunktthemen Zusatzstoffe, Aromen, Enzyme und Nanotechnologie sowie die Produktregelungen. Seit 2006 ist sie Lehrbeauftragte für Lebensmittelrecht an der Technischen Universität Berlin (TUB), Berlin/ Deutschland.

Andreas Hahn Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaftler, studierte Ernährungswissenschaft an der JustusLiebig-Universität Gießen/Deutschland (Diplom und Zusatzprüfung Angewandte Biochemie 1986). 1990 promovierte er am dortigen Lehrstuhl für Biochemie der Ernährung im Rahmen eines von der DFG geförderten Projekts zu den Mechanismen der intestinalen Absorption wasserlöslicher Vitamine. Bis 1993 war Andreas Hahn als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Ernährungswissenschaft der Universität Gießen tätig und nahm parallel Lehraufträge an verschiedenen Universitäten wahr. Seit 1993 ist er Hochschuldozent für Ernährungsphysiologie und Humanernährung an der Universität Hannover/Deutschland. 2001 habilitierte er sich zudem für das Fach Lebensmittelwissenschaft, 2003 erfolgte die Ernennung zum apl. Professor. Er ist Autor und Koautor von mehr als 550 wissenschaftlichen Publikationen, darunter diverse Lehrund Fachbücher sowie eine größere Zahl lebensmittelrechtlicher Arbeiten. In der Lehre für verschiedene Studiengänge vertritt er die Fächer Biochemie, Physiologie und Pathophysiologie der Ernährung, Allgemeine Humanernährung, Toxikologie sowie Humanbiologie und Allgemeine Physiologie sowie Lebensmittelrecht. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in der Untersuchung der präventiven und therapeutischen Wirkung von Mikronährstoffen und anderen Lebensmittelbestandteilen, der ernährungsphysiologischen und lebensmittelrechtlichen Bewertung von Nahrungsergänzungsmitteln und verwandten Produktgruppen sowie der Beurteilung von alternativen Ernährungsformen. Er ist Träger mehrerer Wissenschaftspreise und regelmäßig als RefeAndreas Hahn Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaftler, studierte Ernährungswissenschaft an der Justus-Liebig-Universität Gießen/Deutschland (Diplom und Zusatzprüfung Angewandte Biochemie 1986). 1990 promovierte er am dortigen Lehrstuhl für Biochemie der Ernährung im Rahmen eines von der DFG geförderten Projekts zu den Mechanismen der intestinalen Absorption wasserlöslicher Vitamine. Bis 1993 war Andreas Hahn als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Ernährungswissenschaft der Universität Gießen tätig und nahm parallel Lehraufträge an verschiedenen Universitäten wahr. Seit 1993 ist er Hochschuldozent für Ernährungsphysiologie und Humanernährung an der Universität Hannover/Deutschland. 2001 habilitierte er sich zudem für das Fach Lebensmittelwissenschaft, 2003 erfolgte die Ernennung zum apl. Professor. Er ist Autor und Koautor von mehr als 550 wissenschaftlichen Publikationen, darunter diverse Lehr- und Fachbücher sowie eine größere Zahl lebensmittelrechtlicher Arbeiten. In der Lehre für verschiedene Studiengänge vertritt er die Fächer Biochemie, Physiologie und Pathophysiologie der Ernährung, Allgemeine Humanernährung, Toxikologie sowie Humanbiologie und Allgemeine Physiologie sowie Lebensmittelrecht. Seine Forschungsschwerpunkte liegen in der Untersuchung der präventiven und therapeutischen Wirkung von Mikronährstoffen und anderen Lebensmittelbestandteilen, der ernährungsphysiologischen und lebensmittelrechtlichen Bewertung von Nahrungsergänzungsmitteln und verwandten Produktgruppen sowie der Beurteilung von alternativen Ernährungsformen. Er ist Träger mehrerer Wissenschaftspreise und regelmäßig als Referent bei Veranstaltungen im In- und Ausland tätig.

XXXI Über die Autoren

Reinhard Matissek Staatlich geprüfter Lebensmittelchemiker und Diplom-Lebensmitteltechnologe, bis 2019 außerplanmäßiger Professor für Lebensmittelchemie am Institut für Lebensmittelchemie und Lebensmitteltechnologie der Technischen Universität Berlin (TUB), Berlin/Deutschland. Nach einer Ausbildung zum Chemielaboranten in einem Handelslaboratorium in Bremen/Deutschland und dem anschließenden Studium der Lebensmittelchemie und Lebensmitteltechnologie in Berlin/Deutschland war er zunächst als Wissenschaftlicher Angestellter beim damaligen Bundesgesundheitsamt (BGA; heute als Nachfolgeinstitution: Bundesinstitut für Risikobewertung, BfR) in Berlin/Deutschland (Promotion zum Dr. rer. nat. in Lebensmittelanalytik, 1980) und anschließend als Wissenschaftlicher Mitarbeiter an der TUB, Berlin/Deutschland tätig. Nach einer Zeit als Hochschulassistent/Assistenzprofessor (Habilitation im Fachgebiet Lebensmittelchemie, 1986) wechselte er 1988 als Institutsleiter und Direktor zum Lebensmittelchemischen Institut (LCI) des Bundesverbandes der Deutschen Süßwarenindustrie e. V. in Köln/Deutschland. Im Sommer 2019 ging er in den Ruhestand (i. R.). Die Hauptarbeitsgebiete von Reinhard Matissek umfassen die Analytik von Lebensmitteln insbesondere Kakao und Schokolade, Feine Backwaren und Knabberartikel sowie von Bedarfsgegenständen und kosmetischen Mitteln. Schwerpunkte der wissenschaftlichen Forschung betreffen Tenside, Biozide, Kontaminanten, Prozesskontaminanten und Phytochemicals (z. B. Polyphenole). Reinhard Matissek nahm vielfältige Aufgaben in Gremien der Wissenschaft und der Lebensmittelindustrie wahr, so als Mitglied der DFG-Senatskommission zur gesundheitlichen Bewertung von Lebensmitteln (SKLM), als Mitglied der Kommission für Kontaminanten und anderer gesundheitlich unerwünschter Stoffe in der Lebensmittelkette (Kontam) des Bundesinstituts für Risikobewertung (BfR), als Mitglied der Kommission für Lebensmittelzusatzstoffe, Aromastoffe und Verarbeitungshilfsstoffe (LAV) des BfR, als Mitglied mehrerer Arbeitsgruppen im Rahmen der § 64-Arbeiten an amtlichen Analysenmethoden des Bundesamtes für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL), als Mitglied des Kuratoriums der Deutschen Gesellschaft für Ernährung (DGE), als Mitglied des Kuratoriums des Fraunhofer Instituts für Verpackung und Verfahrenstechnik (IVV-FhG) in Freising, als Wissenschaftlicher Leiter und stellvertretender Vorstandsvorsitzender des Instituts für Qualitätsförderung in der Süßwarenwirtschaft (IQ. Köln) in Köln, als Mitglied des Wissenschaftlichen Ausschusses des Forschungskreises der Ernährungsindustrie (FEI/AIF) in Bonn, als Mitglied des Beirates Naturwissenschaften des Lebensmittelverbandes Deutschland, als Vorstandmitglied der Stiftung der Deutschen Kakaound Schokoladenwirtschaft in Hamburg, als Mitglied diverser Fachbeiräte der Stiftung Warentest sowie in verschiedenen Fachbeiräten von Zeitschriften. Reinhard Matissek ist durch zahlreiche Veröffentlichungen und Vorträge sowie Bücher und Buchbeiträge hervorgetreten und Inhaber mehrerer wissenschaftlicher Auszeichnungen. Er ist Seniorautor der bekannten Lehrbücher Lebensmittelanalytik, Lebensmittelchemie sowie Lebensmittelsicherheit, alle im Springer-Verlag erschienen. Seit 2015 ist Reinhard Matissek Herausgeber für das Fachgebiet Lebensmittelchemie bei der römpp Online-Enzyklopädie Chemie des Thieme-Verlages. Sein ganz besonderes Interesse gilt Büchern, Reisen und dem Genuss – sowie dem Licht (h·v).



Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole α Drehwinkel α alpha [α] spezifische Drehung a. f. Assessment Factor

AMP Adenosin-5’-mono-

(Bewertungsfaktor) a Jahr Å Ångström (0,1 nm = 10−10 m) A Adenin AA Acrylamid AAS Atomabsortionsspektrometrie AAS Amino Acid Score; Aminosäuren-Score AAT Alkoholacyltransferase Abb. Abbildung Abk. Abkürzung Abs. Absatz Abschn. Abschnitt ADI Acceptable Daily Intake ADH Alkoholdehydrogenase ADHS Aufmerksamkeits-Defizit-HyperaktivitätsStörung ADP Adenosindiphosphat ADS Aufmerksamkeits-Defizit-Syndrom Adv. Adverb AEF Alternative Ernährungsformen AfG Alkoholfreie Erfrischungsgetränke AGE Advanced Glycosylation Endproducts Al Aluminium ALARA As Low As Reasonably Achievable ALB Länderarbeitsgemeinschaft Verbraucherschutz, Arbeitsgruppe Lebensmittel- und Bedarfsgegenstände, Wein und Kosmetika ALDH Aldehyddehyrodogenase Alt.  Alternarium altgr. altgriechisch am. amerikanisch

APA Aminopropionamid ARA Arachidonsäure ARfD Akute Referenzdosis Arg Arginin Art. Artikel As Arsen Asn Asparagin Asp.  Aspergillus Asp Asparagin ASP Amnesie Shellfish Poi-

phosphat ANZFA Australia New Zea-

land Food Authority

sons ASS Acetylsalicylsäure Assoc Association ATP Adenosintriphosphat Az. Aktenzeichen ATP Azaspiracid Shellfish

Poisons AUC Area Under Curve;

Blutzuckerkurve AVV Rüb Allgemeine Verwal-

tungsvorschrift über Grundsätze zur Durchführung der amtlichen Überwachung ausgen. ausgenommen aw Wasseraktivität β beta b. A. biogene Amine BAC Benzalkoniumchlorid BAnz. Bundesanzeiger BaP Benzo[a]pyren BAP Biological Active Principles BAT Behensäuretryptamid BaWü Baden-Württemberg Bay Bayern BBP Benzylbutylphthalat BDSI Bundesverband der Deutschen Süßwarenindustrie e. V. BE Broteinheit BEFFE Bindegewebseiweißfreies Fleischeiweiß BET Brunauer S, Emmelt PH, Teller E (Glei-

XXXIII Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

chung für Adsorptionsisotherme) BfR Bundesinstitut für Risikobewertung, Deutschland BAG Bundesamt für Gesundheit, Schweiz BHA Butylhydroxyanisol BHT Butylhydroxytoluol bp Basenpaar BG Bestimmungsgrenze BGA Bundesgesundheitsamt BGBl. Bundesgesetzblatt BgVV Bundesinstitut für gesundheitlichen Verbraucherschutz und Veterinärmedizin BLL Bund für Lebensmittelrecht und Lebensmittelkunde, Berlin BMD Benchmark Dose BMDL Benchmark Dose Lower Limit BMEL Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft BMELV Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz BMI Body Mass Index BMMF Bovine Milk and Meat Factors BMR Basal Metabolic Rate; Grundumsatz BMZ Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung bot. botanisch BPA Bisphenol A Bq Bequerel BfR Bundesinstitut für Risikobewertung BRT Bruttoregistertonne BSE Bovine Spongiforme Encephalopathie Bt  Bacillus thuringiensis BTCM Bromtrichlormethan BtMG Betäubungsmittel-Gesetz BTXE, BTX Benzol/Toluol/Xylole/ Ethylbenzol BTX Botulismus-Toxin BVerfG Bundesverfassungsgericht

BVL Bundesamt für Ver-

braucherschutz und Lebensmittelsicherheit, Deutschland BW Biologische Wertigkeit C Konzentration C Cytosin C Kohlenstoff C.  Claviceps °C Grad Celsius Ca Calcium Ca. circa CA Controlled Atmosphere cal Kalorie CaIEPA California Environmental Protection Agency CBA Kakaobutter-Alternative CBD Cannabidiol CBDA Cannabidiol Acid CBE Kakaobutter-Äquivalente CBI Kakaobutter-Improver CBN Cannabinol CBR Kakaobutter-Austauschstoffe CBS Kakaobutter-Substitute CCP Critical Control Points Ca. circa Ca Calcium CAS Chemical Abstract Service Cd Cadmium CEN European Committee for Standardization Ci Curie CI Colour Index Cl Chlor Cl⊝ Chlorid CEPT Cyanoepithiopropane CFP Ciguatera-Fischvergiftung CFU Colony Forming Units; Koloniebildende Einheiten chem. chemisch CIP Cahn-Ingold-Prelog CIT Citrinin CJD Creutzfeld-JakobSyndrom CLA Conjugated Linoleic Acid; konjugierte Linolsäure



XXXIV

Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

CMC Carboxymethylcellu-

DEGS Studie zur Gesund-

lose CMF Chlormethylfurfural CML Carboxymethyllysin Co Cobalt CO2 Kohlendioxid CoA Coenzym A Corp. Corporate Covid-19 Coronavirus  Disease 2019; Coronavirus-Krankheit-2019 Cr Chrom CTC Crushing, Tearing, Curling Cu Kupfer CVUA Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt CVUA-MEL Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Münsterland-Emscher-Lippe CVUAS Chemisches und Veterinäruntersuchungsamt Stuttgart Cys Cystein CYP450 Cytochrom P450 d Tag d20/20 Relative Dichte d Symbol zur Kennzeichnung der Konfiguration (Petit-Schrift) 2,4-D 2,4-Dichlorphenoxyessigsäure D Deutsch D Deuterium D Dissoziationsenergie Da Dalton DAS Diactoxyscirpenol DBP Dibutylphthalat DCT Divalent Cation Transporter DDA Dichlordiphenylessigsäure DDAC Didecyldimethylammoniumchlorid DDE Dichlordiphenylethen DDT Dichlordiphenyltrichlorethan DE Dextroseäquivalent DEG Diethylenglycol DEHP Diethylhexylphthalat DERA Deutsche Rohstoffagentur DES Diethylstilbestrol

heit Erwachsener in Deutschland DFD Dark–Firm–Dry DGE Deutsche Gesellschaft für Ernährung d. h. das heißt °dH Grad deutsche Härte DHA Docosahexansäure DHF Dihydro-Folsäure DHS Deutsche Hauptstelle für Suchtfragen DiätV Diätverordnung DIDP Diisodecylphthalat DIN Deutsches Institut für Normung DINP Diisononylphthalat DIPN Diisopropylnaphthalin DIT Diet Induced Thermogenesis DKFZ Deutsches Krebsforschungszentrum DLMB Deutsche Lebensmittelbuch-Kommission dl-PCB dioxin-ähnliches PCB DMDC Dimethyldicarbonat DMSO Dimethylsulfoxid DNA Desoxyribonucleic Acid DNS Desoxyribonucleinsäure DON Deoxynivalenol DOP Denominazione d’Origine Protetta; geschützte geographische Ursprungsbezeichnung (g. U.) Dopa, DOPA Dihydroxyphenylalanin Dr. jur.  Doctor juris, Doktor der Rechtswissenschaft Dr. rer. nat.  Doctor rerum naturalium, Doktor der Naturwissenschaften DSP Diarrhoiec Shellfish Poisons dt. deutsch dTMP Desoxy-Thymidylssäure dUMP Desoxy-Uridylsäure E Edukt E Enzym E Spanisch EAA Essential Amino Acid Index; Aminosäure-­ Index

XXXV Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

EAR Estimated Average Re-

FDE Food Drink Europe;

quirement E.C. Enzyme Commission (Number) E. coli  Escherichia coli ed. editor EFA Epoxy Fatty Acid; Epoxyfettsäure EFCS Enriched-Fructose Corn Syrup EFSA European Food Safety Agency; Europäische Lebensmittelbehörde EG Europäische Gemeinschaft ED Erfassungsgrenze EHEC Enterohämorrhagische Escherichia coli EN Europäische Norm engl. englisch EO Ethylenoxid EP Enzym-Produkt-Komplex EPA Eicospentaensäure EPA Environmental Protection Agency, USA EPS Epoxypolysaccharid ES Enzym-Substrat-Komplex ESL Extended Shelf Life ESP Epithiospecifier Protein et al. et alii etc.  et cetera EU Europäische Union EuGH Europäischer Gerichtshof evtl. eventuell EWG Europäische Wirtschaftsgemeinschaft F Französisch F Fluor F.  Fusarium FA Fusariensäure FAD Flavinadenindinucleotid FÄ Folat-Äquivalent FAO Food and Agriculture Organization der WHO FCKW Fluorchlorkohlenwasserstoff FCA Food Contact Articles FCM Food Contact Materials FDA Food and Drug Administration USA

Europäischer Verband der Lebensmittelindustrie Fe Eisen FE Fettsäureester FFC Food with Functional Claim FFKTM Fettfreie Kakaotrockenmasse FID Flammenionisationsdetektor FLOH Fischer links, oben Haworth FMN Flavinmononucleotid Forts. Fortsetzung FOS Fructooligosaccharid FOSHU Foods for Special Health Use Fp. Fließpunkt, Fließgrenze, Schmelzpunkt FPC Fish Protein Concentrate franz. französisch FS Fettsäure FS Fumonisine FSG Foods for Special Groups FTS Fluortelomersulfonsäure FUFOSE European Commission Concerted Action on Functional Food Science in Europe FusX Fusarenon-X γ gamma g Gramm G Guanin G-6-P Glucose-6-phosphat GA Glycoalkaloide GAP Good Agricultural Practice Gbp Giga Basenpaare GC Gaschromatographie GCxGC-TOF-MS Multidimensionale umfassende Kopplung von GC mit GC und Time-Of-Flight-Massen-spektrometer GC-MS Gaschromatographie mit massenspektrometrischer Detektion GD gestrichener Chromoduplexkarton GDCh Gesellschaft Deutscher Chemiker GDL Glucono-δ-lacton



XXXVI

Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

GFSI Global Food Safety

Initiative GG Grundgesetz g. g. A. geschützte geographische Angabe GI Gastrointestinaltrakt GI Glycämischer Index GL Glycämische Last Gln Glutamin GLP Gute landwirtschaftliche Praxis Glu Glutaminsäure GMO Genetically Modified Organism GMP Good Manufacturing Practice GMP Guanylmonophosphat GOS Galactoseoligisaccharid GRAS Generally recognized as safe GSH Glutathion GU Grundumsatz Gmbl Gemeinsames Ministerialblatt GSW Geruchsschwellenwert g. t. S. garantierte traditionelle Spezialität GTX Gonyautoxin GU Grundumsatz g. U. geschützte Ursprungsbezeichnung GVO Gentechnisch veränderte Organismen Gy Gray h Stunde h Planck’sches Wirkungsquantum 6,62620 ×10−34 Js H Wasserstoff HAA Heterocyclische aromatische Amine HACCP Hazard Analysis of Critical Control Points HbA Hämoglobin HBGV Health-Based Guidance Values HCB Hexachlorbenzol HCN Blausäure, Cyanwasserstoff HCP Heme Carrier Protein HD-PE High Density Polyethylene HDL High Density Lipoprotein

HFCS High Fructose Corn

Syrup Hg Quecksilber HGA Hypoglycin His Histidin HLB Hydrophilic Lipophilic

Balance HM Höchstmenge HMF Hydroxymethylfurfu-

ral HOSO High Oleic Sunflower

Oil HPA Hydroxypropional-

dehyd HpCDF Heptachlorodibenzo-

furan HPL Hydroperoxidlyase HPLC Hochleistungs-Flüs-

sigchromatographie HPLC-GC-FID Kopplung von Hoch-

leistungs-Flüssigchromatographie mit Gaschromatographie und Flammenionisationsdetektor Hrsg Herausgeber HT High Temperatur HTST High Temperature Short Time; Kurzzeiterhitzung HxCDD Hexachlorodibenzodioxin HxCDF Hexachlorodibenzofuran Hz Hertz H4PFOS Perfluoroctansulfonsäure I Iod I Italienisch IARC International Agency for Research on Cancer IBS Irritable Bowel Syndrome; Reizdarmsyndrom ICP-MS Massenspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma IDL Intermediate Density Lipoproteins i. d. R. in der Regel i. E. Internationale Einheit IEA Internationale Energy Agency; Internationale Energieagentur

XXXVII Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

IEP Isoelektrischer Punkt IF Intrinsic Factor IgE Immunglobulin E IgG Immunglobulin G IGP Indicazione Geo-

grafica Protetta; geschützte geographische Angabe (g. g. A.) IJO International Jute Organisation IJSG International Jute Study Group Ile Isoleucin ILW Institut für Lebensmittelwissenschaft und Humanernährung der Gottfried-Wilhelm-Leibniz-Universität, Hannover IMP Inosinmonophosphat inkl. Inklusive IOM Institute of Medicine (USA) i. p. intraperitoneal IP Isoelektrischer Punkt IQ Imidazolylchinoline IQ-1 2-Amino-3-methylimidazo[4,5-f]chinolin i. R. im Ruhestand ISAPP International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics ISO International Organization for Standardization ISP ice-structuring proteins ital. italienisch i. T. in der Trockenmasse i. Tr. in der Trockenmasse IUBMB International Union of Biochemistry and Molecular Biology IUIS International Union of Immunological Societies IUBMB International Union of Biochemistry and Molecular Biology IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry IWGSC International Wheat Genome Sequencing Consortium i. v.  in vivo

J Joule J Journal jap. japanisch JECFA Joint FAO/WHO Ex-

pert Committee on Food Additives JECFI Joint Expert Committee Food Irradiation JRC Joint Research Centre, EU Commission K Kalium K Katal K Kelvin k. A. keine Angabe Kap. Kapitel KB Kakaobutter KbE Koloniebildende Einheit kcal Kilokalorien kDa Kilodalton kg Kilogramm KG Körpergewicht kGy Kilogray KHK koronare Herzkrankheit kJ Kilojoule km Michaeliskonstante Kontam. Kontaminante Kp. Kochpunkt, Siedepunkt kPa Kilopascal KTM Kakaotrockenmasse l Symbol zur Kennzeichnung der Konfiguration (Petit-Schrift) L Liter L. Linnè (Carl von Linnè); Linnaeus; Linnæus LADME Liberation, Absorption, Distribution, Metabolisierung, Elimination lat. lateinisch LAT Lignocerinsäuretryptamid LAV Länderarbeitsgemeinschaft Verbraucherschutz LBV Late Bottled Vintage LChG Lebensmittelchemische Gesellschaft – Fachgruppe in der GDCh LCI Lebensmittelchemisches Institut des Bun-



XXXVIII

Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

desverbandes der Deutschen Süßwarenindustrie e. V., Köln LC-GC-FID Flüssigchromatographie-Gaschromatographie-Kopplung mit Flammenionisationsdetektor LCL Lower Confidence Limit LC-MS/MS Flüssigchromatographie mit Tandem-massenspektrometrischer Detektion LCT Long Chain Triglycerides LD Letale Dosis LD-PE Low Density Polyethylene LDL Low Density Lipoprotein LEAR Low Erucic Acid Rapeseed Leu Leucin LFGB Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch LG Lipoxygenase LGL Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit LMBG Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz LMG Lebensmittelgesetz LMIDV Lebensmittelinformations-Durchführungsverordnung LMIV Lebensmittelinformations-Verordnung LMKV Lebensmittelkennzeichnungs-Verordnung LMuR Lebensmittel & Recht LMZDV Lebensmittelzusatzstoff-Durchführungsverordnung LNC Level of no Concern for Nephrotoxicity LOAEL Lowest Observed Adverse Effect Level LOD Limit of Detection; Nachweisgrenze LOGI Low Glycemic Index LOQ Limit of Quantification; Bestimmungsgrenze LnOOH Linolensäureperoxid

LOOH Linolsäureperoxid Lys Lysin M molare Masse M Microfold (m) männlich MAK Maximale Arbeits-

platzkonzentration MAT Margarinsäuretrypta-

mid max. maximal MCC Mikrokristalline Cellu-

lose MCPD Monochlorpropandiol 3-MCPD-FE 3-Monochlorpropan-

diol-Fettsäureester MCPG Methylencyclopropy-

lglycin MCT Middle Chain Trigly-

ceride; mittelkettiges Triglycerid MDG Mono- und Diglyceride von Speisefettsäuren MDMP 5-Methoxy-3,5-Dimethylpyrazin MeBr Methylbromid MEI Methylimidazol MeIQ 2-Amino-3,4-dimethylimidazo[4,5-f] chinolin MEOS Mikrosomales Ethanol-oxidierendes System Met Methionin MeV Megaelektronenvolt MF Mikrofiltration MFH Melamin-Formaldehyd-Kondensationsharz mg Milligramm Mg Magnesium MHD Mindesthaltbarkeitsdatum min Minuten mind., Mind. Mindestens Mio. Millionen MIV Milchindustrie-Verband MJ Megajoule mJ Millijoule mL Milliliter mm Millimeter Mn Mangan Mo Molybdän MOAH Mineral Oil Aromatic Hydrocarbons

XXXIX Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

MOE Margin of Exposure MOH Mineral Oil Hydrocar-

bons MORE Mineral Oil Refined (Paraffinic) Hydrocarbons MOS Margin of Safety MOSH Mineral Oil Saturated Hydrocarbons MPa Megapascal mrem milli röntgen equivalent man MRO Max Rubner Institut MRL Maximum Residue ­Level MSC Marine Stewardship Council MSG Mono Sodium Glutamat MTVO Mineral- und Tafelwasser-Verordnung MUFA Mono Unsaturated Fatty Acid; einfach ungesättigte Fettsäure mval Milliäquivalente MW Molecular Weight m/z Masse zu Ladungsverhältnis µg Mikrogramm ν Frequenz n, N Anzahl nAChR nicotinische Acetylcholin-Rezeptoren N Stickstoff Na Natrium NAD

Nicotinamidadenindinucleotid, oxidiert NADH Nicotinamidadenindinucleotid, reduziert NADP

Nicotinamid-adenin-dinucleotid-phosphat, oxidiert NADPH Nicotinamid-adenin-dinucleotid-phosphat, reduziert NCD Non-Communicable Diseases ndl-PCB nicht dioxin-ähnliches PCB NEF Nitrogen-Free Extract NEM Nahrungsergänzungsmittel NemV Nahrungsergänzungsmittelverordnung NG Nachweisgrenze

NGO Non-Governmental

Organization (Nichtregierungsorganisation) NIAS Non-Intentionally Added Substances NIV Nivalenol NMA Nahrungsmittelallergie NMR Nuclear Magnetic Resonance n. n. nicht nachweisbar NO Stickstoffmonoxid NOAEL No Observed Adverse Effect Level NOEL No Observed Effect Level NNR Nordic Nutrition Recommendations NOVA aus dem Portugiesischen für ☞ „neu“; ist kein A cronym, sondern ein Wort NPU Net Protein Utilization; Netto-Proteinverwertung Nr. Nummer NSO-PAC Polycyclic Aromatic Compounds mit N, S bzw. O NSP Neurotoxic Shellfish Poisons NSRL No Significant Risk Level NSTX Neosaxitoxin nt nucleotid NTA Nitrilotriacetat NVS Nationale Verzehrstudie Ω, ω omega O Sauerstoff OA Okada Acid; Okadasäure OAS Orales Allergiesyndrom °Oe Grad Oechsle OEHHA Office of Environmental Health Hazard Assessment, California/ USA OLG Oberlandesgericht Orn Ornithin OTA Ochratoxin A π pi Ⓟ Phosphat-Gruppe P Phosphor p Vertrauensbereich (Statistik) p. Person



XL

Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

P Produkt P.  Penicilium Pa Pascal PA Pyrrolizidinalkaloide PAC Polycyclic Aromatic

Compounds PAF Plättchenaktivierender

Faktor PAH Polycyclic Aromatic

Hydrocarbons PAL Physical Activity Level PAK Polycyclische aroma-

tische Kohlenwasserstoffe PALP Pyridoxal-5-phosphat PAO Poly-α-Olefine PAR Pseudoallergische Reaktion PAT Patulin Pb Blei PBM Peak Bone Mass PC Celluläres Protein PCB Polychlorierte Biphenyle PCDD Polychlorierte Dibenzodioxine PCDF Polychlorierte Dibenzofurane PCP Pentachlorphenol PcPR Pathogenesis Related Protein aus Petersilie PCR Polymerase Chain Reaction; Polymerase-Kettenreaktion PDA Photodiodenarray PE Polyethylen PeCDD Pentachlorodibenzodioxin PeCDF Pentachlorodibenzofuran PEF Plused Electric Fields PER Perchlorethylen (Tetrachlorethen) PE-POSH Polyolefin Oligomeric Hydrocarbons, aus PE stammend PP-POSH Polyolefin Oligomeric Hydrocarbons, aus PP stammend PET Polyethylenterephthalat PFOA Perfluorooctansäure PFOS Perfluorooctansulfonsäure

pH pH-Wert; pondus hy-

drogenii; Potential des Wasserstoffs PHB Parahydroxybenzoesäure, para-Hydroxybenzoat Phe Phenylalanin pI Isoelektrischer Punkt PKU Phenylkentonurie RMR Resting Metabolic Rate PMTDI Provisional Maximal Tolerable Intake PPO Polyphenoloxidase PO4 Phosphat POH Polyolefin Oligomeric Hydrocarbons POO 1-Palmitoyl-2,3-dioleoyl-glycerol POM Polyolefin Oligomeric Monounsaturated Hydrocarbons port. portugiesisch POS 1-Palmitoyl-2-oleoyl-3-stearoyl-glycerol POSH Polyolefin Oligomeric Hydrocarbons POZ Peroxidzahl PP Polypropylen ppb parts per billion (µg/ kg) ppm parts per million (mg/ kg) ppq parts per quadrillion (pg/kg) ppt parts per trillion (ng/ kg) Prop Proposition 65 PSCR Infektiöses Protein (Scrapie) PS Polystyrol PSE Pale–Soft–Exudative PSP Paralytic Shellfish Poisons PTDI Provisional Tolerable Daily Intake PTFE Polytetrafluorethylen PTMI Provisional Tolerable Monthly Intake PTWI Provisional Tolerable Weekly Intake PUFA Polyunsaturated Fatty Acid; mehrfach ungesättigte Fettsäure

XLI Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

PVC Polyvinylchlorid PVPP Polyvinylpyrrolidon phys. physikalisch QbA-Wein Qualitätswein be-

stimmter Anbaugebiete QM Qualitätsmanagement QS Qualitätssicherung qs  quantum satis quart. Quartär Quats Quartäre Ammonium-Verbindungen QUID Quantitative Ingredient Declaration ® Registered Trade Mark; Eingetragenes Warenzeichen R Rest rad röntgen absorbed dosis RAE Retinol Aktivitäts-Equivalente RÄ RetinolÄquivalente RAR Retinoic Adic Receptor RDA Reizdarmsyndrom REE Resting Energy Expenditure; Ruheenergieverbrauch rem röntgen equivalent man RGF Relative Gleichgewichtsfeuchte, Relative Gleichgewichtsfeuchtigkeit RGT Reaktionsgeschwindigkeits-Temperatur-Regel RHG Rückstandshöchstgehalt RL Richtlinie RMR Recommended Dietary Allowance RMR Resting Metabolic Rat; Ruheenergieverbrauch Rn. Randnummer RNA Ribonucleic Acid RNS Ribonucleinsäure RNS Reactive Nitrogen Species ROS Reactive Oxygen Species RPR Rice-Polishing Ratio RTE Ready-To-Eat RTK Rektifiziertes Traubenmost-Konzentrat RXR Retinoic X-Receptor

σ sigma s Sekunde s. siehe S Schwefel S Seite S Siemens S Sievert S Substrat [S] Substratkonzentration SAH  S-Adenoysl-Homocys-

tein SAM  S-Adenosyl-Methionin SARS-CoV-2 Severe Acute Res-

pirato­ry Syndrome Corona­virus type 2; Schweres-akutes-Atemwegssyndrom-Coronavirus-Typ 2 schw. schwarze SCI Systemic Chronic Inflammation SCP Single Cell Protein SCF Scientific Commitee for Food EU SDS-PAGE Sodium Dodecyl Sulphate Polyacrylamide Gel Electrophoresis SDW Spezifisch-Dynamische Wirkung Se Selen Sen Sebsibilisator Ser Serin SFA Saturated Fatty Acid; gesättigte Fettsäure SIRT Sirtuine SLT Shiga-like Toxin SMF Sulfooxymethylfurfural SML Specific Migration Limit; spezifisches Migrationslimit sn  stereo numbering SN SpringerNature SNIF-NMR Site Specific Natural Isotope Fractionation-NMR SO2⊝ Schwefeldioxid SO42⊝ Sulfat SOD Superoxiddistumase sog. sogenannt SPE Saccharosepolyester spp. Spezies = die Arten (Beispiel: Tuber spp. = „mehrere Arten der Gattung Tuber“)



XLII

Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

SPS Sekundäre Pflanzen-

stoffe stat. statistisch STER Sterigmatocystin STX Saxitoxin s. u. siehe unten SULT Sulfotransferase Sv Sievert Syn. Synonym synth. synthetisch T Temperatur T Thymin 2,4,5-T Trichlorphenoxyessigsäure Tab. Tabelle Tbc Tuberculum TBHQ tert.-Butylhydroxychinon TCA Trichloranisol(e) TCDD Tetrachlordibenzo-p-dioxin TCDF Tetrachlordibenzofuran TCM Traditionelle Chinesische Medizin TDI Tolerable Daily Intake TDP Thiamindiphosphat TE Toxicity Equivalents TEE Total Energie Expenditure; Totalenergieverbrauch TEF Toxizitätsäquivalentfaktoren TEQ Toxizitätsäquivalente TFA Trans Fatty Acid; Trans-Fettsäure: THC Tetrahydrocannabinol THF Tetrahydrofolat THI Acetyl-tetrahydroxyimidazol Thr Threonin TIA Transitorisch-Ischämische Attacke TM Trockenmasse TMA Trimethylamin TMAO Trimethylaminoxid TOC Total Organic Carbon Tr. Trockenmasse, Trockensubstanz TRH Thyreotropin-Releasing-Hormon TrinkwV Trinkwasserverordnung Trp Tryptophan TSH Thyroidea-stimulierendes Hormon

TTC Threshold of Toxico-

logical Concern TVP Texturized Vegetable

Protein TWI Tolerable Weekly In-

take TXE Toluol/Xylole/Ethyl-

benzol Tyr Tyrosin U unit u. und u. a. unter anderem/und an-

dere UBA Umweltbundesamt UCM Unresolved Complex

Mixture (hump) u. dgl. und dergleichen UGT Glucuronosyltrans-

ferase UHT Ultra High Tempera-

ture UK United Kingdom;

Englisch UL Tolerable Upper In-

take Level UNESCO United Nations

Educational, Scientific and Cultural Organization u. U. unter Umständen UV Ultraviolett V Geschwindigkeit, Reaktionsgeschwindigkeit V Volt Val Valin VC Vinylchlorid VCM Vinylchlorid-Monomer vgl. vergleiche VITAL Voluntary Incidental Allergen Trace Labelling VLDL Very Low Density Lipoprotein Vmax  maximale Geschwindigkeit Val Valin VC Vinylchlorid VEFCS Very Enriched Fructose Corn Syrup VO Verordnung Vol.-% Volumenprozent (≙ ml/100 ml) VR Oxidationsgeschwindigkeit

XLIII Abkürzungen, Akronyme, Einheiten und Symbole

VSOP Very Soft Superior Old

Pale (w) weiblich WBV Wasserbindungsvermögen WeinG Weingesetz WHO World Health Organization wiss. Wissenschaftlich(e)(r) z. B. zum Beispiel ZEA Zearalenon ZLR Zeitschrift für Lebensmittelrecht Zn Zink ZNS Zentralnervensystem ZON Zearalenon z. T. zum Teil z. Zt. zur Zeit % Prozent (hier immer ohne weitere Spezifizierung immer „Massenprozent“ (≙ g/100 g ≙ 10 g/kg) ‰ Promille (≙ g/1000 g ≙ 1 g/kg) Ø Durchschnitt, Mittel § Paragraph ∑ Summe

< kleiner als ≤ kleiner gleich > größer als ≥ größer gleich − minus; Rechenzeichen

für Subtraktion + plus; Rechenzeichen

für Addition ± plus/minus · Rechenzeichen für

Multiplikation (bei Variablenprodukten) × Rechenzeichen für Multiplikation (zweier Zahlen) : Doppelpunkt; Rechenzeichen für Division = gleich ungleich ≙ entsprechend, entspricht – bis ~ etwa, circa ↔  versus ⊝ Negative Ladung Positive Ladung ☞ Augenmerk ∞ unendlich



1

Lebensmittel – Mittel zum Leben Teil I befasst sich in zwei Kapiteln mit grundsätzlichen Themen im Spannungsfeld Lebensmittel und Ernährung. Zum einen geht es im Gesamtkomplex ­Lebensmittelkompetenz um die Definition des Lebensmittelbegriffs, den generellen Aufbau, die Zusammensetzung, die Sicherheit sowie die Authentizität von Lebensmitteln, außerdem werden Kernthesen zur Reformulation bei Lebensmitteln sowie lebensmitteltoxikologische Grundlagen behandelt. Zum anderen findet sich ein grundlegender Überblick zu Fragen der Humanernährung, insbesondere zur ernährungs physiologische Bedeutung der Lebensmittelinhaltsstoffe, den Anforderungen an eine gesunderhaltende Ernährung, ernährungsassoziierte Erkrankungen, alternative Ernährungsformen (u. a. Lebensmittel für vegetarische und vegane Ernährung) sowie zu aktuellen Ernährungstrends.

Inhaltsverzeichnis Kapitel 1

Lebensmittelkompetenz – 3

Kapitel 2

Lebensmittel und Ernährung – 37

I

3

Lebensmittelkompetenz Inhaltsverzeichnis 1.1 Exzerpt – 4 1.2 Was sind Lebensmittel? – 5 1.3 Lebensmittelkette – 8 1.4 Lebensmittelsicherung – 10 1.5 Sichere Lebensmittel – 13 1.6 Sicherheitsrelevante Stoffe – 20 1.7 „Schadstoff“ – 20 1.8 Lebensmittelanalytik – 20 1.9 Lebensmittelnachhaltigkeit, Lebensmittelverschwendung – 21 1.10 Lebensmittelauthentizität – 22 1.11 Lebensmittelreformulation – 24 1.12 Lebensmitteltoxikologie – 27 1.13 Risikoanalyse – 32 1.14 ALARA-Prinzip – 34 1.15 Spezialregelung in Kalifornien – Proposition 65 – 34 Literatur – 36

© Der/die Autor(en), exklusiv lizenziert an Springer-Verlag GmbH, DE, ein Teil von Springer Nature 2023 R. Matissek und A. Hahn, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-66925-9_1

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1

Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

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Zusammenfassung Lebensmittel sind alle Stoffe oder Erzeugnisse, die dazu bestimmt sind oder von denen nach vernünftigem Ermessen erwartet werden kann, dass sie in verarbeitetem, teilweise verarbeitetem oder unverarbeitetem Zustand von Menschen aufgenommen werden. Um eine angemessene Versorgung mit Lebensmitteln zu gewährleisten, ist auf allen Ebenen und über die gesamte Lebensmittelkette umfangreiches Wissen erforderlich. Die Lebensmittelwissenschaften leisten einen gewichtigen Beitrag zur Sicherung der Versorgung der Bevölkerung mit sicheren, unverfälschten, nahrhaften und gewissen Vorgaben entsprechenden Lebensmitteln in ausreichender Menge. Lebensmittelqualität ist die Gesamtheit aller Merkmale eines Lebensmittels in Bezug auf ihre Eignung, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. Lebensmittelsicherheit umfasst alle Maßnahmen und Konzepte, die sicherstellen, dass ein Lebensmittel für Verbraucher zum Verzehr geeignet ist und dass von diesem keine gesundheitlichen Gefahren ausgehen. Der Begriff Lebensmittelbetrug ist ein Sammelbegriff, der die vorsätzliche und unerlaubte Substitution, Addition, Imitation, Manipulation oder Falschdarstellung von Lebensmitteln umfasst, mit der Absicht, dadurch einen ökonomischen Vorteil zu erzielen. Unter Lebensmittelschutz wird der Produkt- und Produktionsschutz von Lebensmitteln vor mutwilliger Kontamination oder Verfälschung durch (mikro-)biologische, chemische, physikalische oder auch radioaktive Stoffe verstanden. Authentizität von Lebensmitteln bedeutet Originalität, Echtheit bzw. Unverfälschtheit. Lebensmittel sind im wahrsten Sinne des Wortes Mittel zum Leben. Nach moderner Vorstellung wird von Lebensmitteln erwartet, dass sie über den Grundanspruch hinaus ein Leben auf gutem gesundheitlichem Niveau ermöglichen. Lebensmittel können neben den erforderlichen

Nährstoffen wie z. B. Eiweiß, Fette, Kohlenhydrate, Vitamine, Mineralstoffe, Wasser, Enzyme und spezielle Inhaltsstoffe auch besonders erwünschte resp. unerwünschte Stoffe enthalten. Stoffe, deren Vorkommen aus toxikologischen bzw. gesundheitlichen Gründen in Lebensmitteln nicht erwünscht ist oder nur in den aller niedrigsten praktisch erreichbaren Konzentrationen geduldet wird, werden in der wissenschaftlichen Nomenklatur unter dem Term „unerwünschte Stoffe“ bzw. „sicherheitsrelevante Stoffe“ subsumiert. In weitere Themenbereiche werden in diesem Kapitel Einblicke gegeben, als da sind Lebensmittelanalytik, Lebensmittelauthentizität, Lebensmittelreformulation und Lebensmitteltoxikologie.

1.1  Exzerpt

Lebensmittelchemie ist eine wissenschaftliche Disziplin, die sich nicht nur aufgrund ihrer historischen Entwicklung als Fachgebiet definiert, sondern fortwährend Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln erforscht. Dazu bedienen sich Lebensmittelchemikerinnen und Lebensmittelchemiker eines umfangreichen methodischen Repertoires aus unterschiedlichen Wissenschaftsdisziplinen, um die Zusammensetzung von Lebensmitteln chemisch-analytisch und auch mikrobiologisch zu charakterisieren, Veränderungen während Lagerung und Verarbeitung zu erfassen und die Funktionalität von Lebensmittelinhaltsstoffen zu eruieren. Dies umfasst die Betrachtung gesundheitlich erwünschter Substanzen ebenso wie die Bewertung toxischer Stoffe, seien sie endogen entstanden (z. B. Amantine des Knollenblätterpilzes), unbeabsichtigt in das Lebensmittel gelangt (z. B. Quecksilber aus der Umwelt) oder auch im Zuge von Lagerung (z. B. Mykotoxine) und Verarbeitung (z. B. Acrylamid) gebildet worden. Lebensmittel dienen der Ernährung des Menschen. Bereits dies erklärt die enge Beziehung zwischen Lebensmittelchemie und Ernährungswissenschaft. Beide Disziplinen beschäftigen sich primär unter analytischtechnologischen bzw. physiologisch-biochemischen Aspekten mit Lebensmitteln und ergänzen sich gegenseitig. Nicht übersehen werden darf, dass Lebensmittel neben der Erfüllung physiologischer Funktionen auch soziale sowie kulturelle Bedürfnisse befriedigen und gleichermaßen unter ökonomischen und psychologischen Gesichtspunkten zu betrachten sind. So spielt insbesondere der Genusswert eine zentrale Rolle bei der Lebensmittelauswahl. Er ergibt sich vor allem aus einem spezifischen Geschmack oder einer anregenden Wirkung (z. B. coffein-haltige und alkoholische Getränke). Auf allen Ebenen der Lebensmittelerzeugung und des Lebensmittelkonsums gewinnen zudem Fragen der

1.2 · Was sind Lebensmittel?

Nachhaltigkeit und damit verbunden ökologische und welternährungspolitische Aspekte an Bedeutung. Sichere Lebensmittel sind Mittel zum guten Leben

5 Lebensmittelsicherheit und Verbrauchervertrauen gehören symbiotisch zusammen und können nur durch einen allumfassenden Ansatz erreicht werden.

1.2  Was sind Lebensmittel? 1.2.1  Definition und Abgrenzung

Rechtlich sind Lebensmittel durch Art. 2 der europäischen Lebensmittel-Basisverordnung (EG) Nr. 178/2002 definiert: ☞ Danach sind Lebensmittel alle Stoffe oder Erzeugnisse, die dazu bestimmt sind oder von denen nach vernünftigem Ermessen erwartet werden kann, dass sie in verarbeitetem, teilweise verarbeitetem oder unverarbeitetem Zustand von Menschen aufgenommen werden (Lebensmittelbasisverordnung 2002). Zu Lebensmitteln zählen auch Getränke, Kaugummi sowie alle Stoffe (einschließlich Wasser), die dem Lebensmittel bei seiner Herstellung oder Verarbeitung oder Bearbeitung absichtlich zugesetzt werden. Durch die sehr weit gefasste gesetzliche Definition des Begriffs Lebensmittel war es erforderlich, einige Produktgruppen explizit von den Lebensmitteln abzugrenzen. Nicht zu Lebensmitteln gehören somit: 5 Futtermittel 5 Lebende Tiere, soweit sie nicht für das Inverkehrbringen zum menschlichen Verzehr hergerichtet worden sind (z. B. frische Austern) 5 Pflanzen vor dem Ernten 5 Arzneimittel 5 Kosmetische Mittel 5 Tabak und Tabakerzeugnisse 5 Betäubungsmittel und psychotrope Stoffe 5 Rückstände und Kontaminanten Atemluft wird ebenfalls nicht zu den Lebensmitteln gezählt, auch wenn sie versehentlich verschluckt werden sollte. Grund dafür ist, dass Luft nicht über den Magen-Darm-Trakt aufgenommen wird – wie eben Lebensmittel – sondern über die Lunge. Gleiches gilt für Produkte zur parenteralen Ernährung schwerkranker Patienten, die unter Umgehung des MagenDarm-Trakts intravenös verabreicht werden. Erzeugnisse, die zur enteralen Ernährung von Patienten dienen

5

(z. B. flüssige Trinknahrungen), sind hingegen Lebensmittel auch dann wenn sie über eine Magen- oder Dünndarmsonde verabreicht werden. Sie fallen in die Kategorie der Lebensmittel für besondere medizinische Zwecke (7 Abschn. 2.8.4). Definiert wird durch die Lebensmittel-Basisverordnung allerdings nicht, welche Tier- oder Pflanzenarten oder welche Teile davon und welche sonstigen Lebewesen als Lebensmittel gelten; die Verordnung lässt dies bewusst offen. Was als Lebensmittel angesehen wird, ist stark beeinflusst von Gewohnheit, Geschichte, Lebensumständen, kulturellen und religiösen Aspekten sowie regionalen Eigenheiten – und kann sich je nach den Umständen und Entwicklungen durchaus auch ändern. Dass, was für den einen Teil der Menschheit als „normales Lebensmittel“ angesehen wird, gilt anderen als „skurrile Spezialität“ (engl. strange food) oder als Nahrungstabu (Hopkins J 1999). Im Bereich der tierischen Lebensmittel ist dabei die Spannweite der Skurrilität sicherlich größer als bei den pflanzlichen Lebensmitteln (siehe Kasten „Lebensmittel ↔ Skurrile Spezialitäten?“). Lebensmittel ↔ Skurrile Spezialitäten? „Für den einen Fleisch … für den anderen Gift.“

5 Säugetiere – Hunde und Katzen, Pferd, Ratte und Maus, Fledermäuse, Primaten und anderes Buschfleisch, Bison, Wasserbüffel, Yak, Wal – Innereien, Ohren, Augen, Nasen, Zunge, Lungen, Lippen, Zahnfleisch, Drüsen, Füße, Genitalien 5 Reptilien und Wasserlebewesen – Schlangen, Echsen, Alligator, Krokodil, Frösche, Kröten, Hai, Kugelfisch, Quallen, Schnecken, Würmer, Fischeier 5 Insekten, Spinnen und Skorpione – Heuschrecken, Ameisen, Termiten, Spinnen, Skorpione, Käfer, Grillen, Zikaden, Schmetterlinge, Falter, Fliegen, Libellen, Maden, Milben, Bienen (7 Kap. 36) 5 Vögel – Strauß, Emu, Singvögel, Tauben, Vogelnester, Balut (weichgekochte, 16–18 Tage alte Entenoder Hühnerembryos) 5 Pflanzen – Giftpflanzen, Blüten, Kakteen, Durian 5 Reste/Sonstiges – Blut, lebende bzw. fast lebende Lebensmittel, vergorene Lebensmittel, Gold, Silber, Perlen, Erde, Lehm Quelle: Hopkins J (1999).

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

„Disgusting Food“

5 Dem Thema skurrile bzw. „eklige, ekelhafte“ (engl. disgusting) Lebensmittel widmet sich seit 2018 ein Museum in Malmö (Schweden) und neuerdings auch dessen Ableger in Berlin (Deutschland) (DFM 2022). 5 Es nennt sich „Disgusting Food Museum“ und stellt einige Lebensmittelexponate aus, die für viele (Nord-)Europäer wahrlich gewöhnungsbedürftig erscheinen dürften. Das Museum will tradiertes Lebensmittelkonsumverhalten hinterfragen.

Die Zusammensetzung von Lebensmitteln unterliegt einer Vielzahl von Einflussfaktoren. In . Abb. 1.1 sind die prinzipiell denkbaren Einflüsse auf die Zusammensetzung eines Lebensmittels schematisch zusammengestellt. Die Graphik stellt ein simpleres Abbild als die Wirklichkeit dar, denn es ist evident, dass sich die ganze Komplexität um die Sphären eines Lebensmittels nicht prägnant darstellen lässt. Was in der Übersicht aber gut zu erkennen ist, sind die ­ grundsätzlichen ­Assoziationen. Auf den Term „sichere Lebensmittel“ wird in 7 Abschn. 1.5 näher eingegangen. Mit allen möglichen Bestandteilen eines Lebensmittels – angefangen von den natürlichen Inhaltsstoffen, den Zutaten über die Zusatzstoffe, die Kontaminanten und Rückstände bis hin zu den Allergenen, Enzymen, Aromen etc. beschäftigt sich das vorliegende Gesamtwerk in seinen jeweiligen diesbezüglichen Kapiteln. Lebensmittel ↔ Nahrungsmittel?

5 Beide Begriffe werden häufig synonym benutzt, aber bei genauerer Betrachtung gibt es Unterschiede, obwohl eine scharfe wissenschaftliche bzw. rechtliche Unterscheidung nicht existiert. In rechtlicher Hinsicht ist nur der Begriff Lebensmittel verbindlich. 5 Früher wurde versucht, zwischen Nahrungsmitteln und Genussmitteln strikt zu differenziert: – Als Nahrungsmittel wurden diejenigen Stoffe oder Erzeugnisse angesehen, die der Mensch vorwiegend zu Ernährungszwecken bzw. zur Nährstoffaufnahme zu sich nimmt, aber weniger zu Genusszwecken. – Im Gegensatz dazu wurden als Genussmittel solche Stoffe oder Erzeugnisse tituliert, die der Mensch unter anderem wegen ihres Geschmacksund Geruchserlebnisses und/oder wegen ihrer anregenden Wirkung etc. konsumiert (hierzu zählen insbesondere Nicotin- und Alkohol-haltige Produkte).

5 Die modernen Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften machen diesen Unterschied nicht mehr, da es zwischen den früher so bezeichneten Nahrungs- und Genussmitteln einen fließenden Übergang gibt und strikte Unterscheidungen durch die modernen Lebensmittelproduktion bis zur Unkenntlichkeit verwischt werden. Wie Lebensmittel in der EU definiert sind, ist in 7 Abschn. 1.2.1 wortgenau nachzulesen. In diesem Buch wird nur noch der Begriff „Lebensmittel“ verwendet – und bei Kategorien, die vielleicht nicht so klar zuzuordnen wären, wird definiert, dass sie zu den Lebensmitteln zählen, wie beispielsweise die Getränke, Kaugummi u. a. 5 Besonders in der medizinischen Literatur wird – vermutlich aus tradierten Gründen – sehr häufig der Begriff „Nahrungsmittel“ (statt Lebensmittel) verwendet, so z. B. bei „Nahrungsmittelallergie“ etc. 5 Es gibt darüber hinaus vereinzelte Literatur, in der Lebensmittel sehr eng als lebendige Nahrung definiert werden, d. h. solche Lebensmittel sollen noch sprossen und keimen können bzw. wenig verarbeitet sein und entsprechend schnell verderben. 5 Die Bezeichnung „Nahrung“ für die Gesamtheit der vom Menschen verzehrten Lebensmittel ist hingegen ein üblicher und viel verwendeter Begriff, z. B. im Sinne von Nahrungsauswahl, Zusammensetzung der Nahrung oder Grundnahrungsmittel. 5 Fazit: In diesem Buch wird dem EU-Lebensmittelrecht folgend und daher durchgehend der Begriff Lebensmittel verwendet. Wird Bezug auf die Nahrung genommen, ist damit die qualitative und quantitative Gesamtheit der Lebensmittelauswahl gemeint.

1.2.2  Basale Bausteine der Lebensmittel

Lebensmittel sind Stoffe oder Erzeugnisse, die – gegebenenfalls nach entsprechender Zubereitung – bei gesunden Menschen über den Mund aufgenommen werden und zum Zweck der Ernährung und dem Genuss dienen. Außer Trinkwasser und Mineralien (wie Salz) sind Lebensmittel üblicherweise lebende oder getötete Organismen (Lebewesen) pflanzlicher, tierischer, pilzlicher bzw. mikrobieller Herkunft (auch Algen) oder werden aus diesen gewonnen. Es gibt energieliefernde und nicht-energieliefernde Lebensmittelbestandteile. Doch was sind die grundlegenden Bausteine der Lebewesen und damit unserer Lebensmittel? Die sechs häufigsten Elemente in Biomolekülen sind Kohlenstoff (C), Wasserstoff (H), Sauerstoff (O),

7

1.2 · Was sind Lebensmittel

Lebensmiel Lebensmielrohstoff Ernten Schlachten Düngemiel Zutaten

Naturbelassen

Zusatzstoffe Enzyme Aromen Technische Hilfsstoffe Verarbeitungshilfsstoffe Prozesse/Technologie Verarbeitung/Zubereitung

Verpacken Transporeren Auewahren Lagern

Ferges Lebensmiel Lebensmiel zubereiten

Ernährung/Verzehr/Genuss

Kontaminanten insb. Umweltkontam. Rückstände Biotoxine Allergene

Prozesskontam. Manipulaonskontam.

Migraonskontam. Umweltkontam.

Kontaminanten

Reste/Abfall*

. Abb. 1.1  Sphären eines Lebensmittels – Schematisch. Erläuterung: Kontam. Kontaminanten; *Food Waste

Stickstoff (N), Phosphor (P) und Schwefel (S). Auf die ersten vier genannten Elemente entfallen allein 99 % der Biomasse der Erde. Zudem übernehmen Alkaliund Erdalkalimetalle und Eisen wichtige Funktionen bei biochemischen Prozessen. Unsere Lebensmittel enthalten aus diesem Grund die vorgenannten konstituie-

renden Elemente der Biomoleküle auch als Bausteine. Eine ganz zentrale Bedeutung bei allen Biomolekülen kommt jedoch dem Kohlenstoff zu, der vier Bindungsstellen aufweist und damit äußerst vielfältige Verbindungen aufbauen kann, von kleinen Molekülen wie beispielsweise Methan bis hin zu großen Polymeren wie

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

komplexen Zuckern, Proteinen oder Nucleinsäuren. Da die Bindungsenergien zwischen C–C- und C–O-Bindungen ähnlich hoch sind, hat die Evolution Myriaden von Biomolekülen hervorgebracht, die auf C–C-Verknüpfungen basieren. Proteine bestehen aus Aminosäuren, die neben C, H, O auch N enthalten und zu Ketten verknüpft sind. In den Aminosäuren Cystein und Methionin findet sich außerdem Schwefel, ebenso in den B-Vitamine Biotin und Thiamin. Nucleinsäuren sind Makromoleküle und bilden sog. Doppelhelices, die aus C, H, O, N und P bestehen. Ihr Gerüst besteht aus spezifischen Zuckern und Phosphat; die Querverstrebungen bilden Nucleinbasen mit Hilfe von Wasserstoffbrücken, deren charakteristische Reihenfolge das Alphabet des Lebens darstellt. Fette und Kohlenhydrate setzen sich lediglich aus C, H und O zusammen. Phospholipide und energiereiche Verbindungen wie ATP enthalten zusätzlich organisch gebunden P. Phosphor wie Schwefel kommen zudem auch in Anionen vor, vor allem als Phosphat-/Dihydrogenphosphat-Puffersystem bzw. als Sulfat. Mengenmäßig bedeutsam sind ferner die Elemente Natrium (Na), Kalium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg) und Chlor (Cl), wobei die ersten vier in biologischen Systemen als Kationen vorliegen, Chlor findet sich hingegen als Anion. Beim Aufbau harter Strukturen spielt Calcium eine tragende Rolle: So bestehen Muschelschalen, Schneckenhäuser und die Skelette von Steinkorallen aus Calciumcarbonat (CaCO3). Die Knochen der Wirbeltiere enthalten das Skleroprotein Kollagen (s. 7 Abschn. 9.4.3.2), an das sich Kristalle aus Hydroxylapatit (Ca5[(OH)/(PO4)3]) anlagern. Elemente wie Eisen (Fe), Fluor (F), Iod (I), Kobalt (Co), Kupfer (Cu), Magnesium (Mg), Mangan (Mn), Molybdän (Mo), Zink (Zn), Selen (Se) u. a. kommen in geringeren Konzentrationen in Organismen vor und haben dennoch wichtige Funktionen bei biochemischen Prozessen. So spielt Eisen eine äußerst wichtige Rolle im Hämoglobin, dem roten Blutfarbstoff der Wirbeltiere. Entscheidend für die Funktion des Blutfarbstoffs ist, dass das zentrale Fe(II)-Atom ein Sauerstoff-Molekül reversibel binden und in Organen oder im Muskelgewebe wieder freisetzen kann (Grundlage des Atmens). Gliedertiere wie Krebse und Spinnen und Weichtiere wie Schnecken oder Muscheln nutzen den Blutfarbstoff Hämocyanin zur Sauerstoff-Atmung. Diesbezüglich bindet ein Sauerstoff-Molekül an zwei Cu-Atome, die zwischen den Oxidationsstufen + I und + II wechseln. In der Pflanzenwelt kommt Magnesium eine überragende Funktion zu: ☞ Es bildet das Zentralatom des grünen Blattfarbstoffs Chlorophyll, der dem Hämoglobin strukturell ähnlich ist. Chlorophyll kommt in den Chloroplasten der Zellen vor und verleiht den Blättern höherer Pflanzen ihre grüne Farbe. Chlorophyll dient als (Sonnen-)Lichtfänger bei der Photosynthese

(s. . Abb. 8.2). Bei diesem biochemischen Vorgang wird Lichtenergie in chemische Energie umgewandelt, die in der Folge zum Aufbau von energiereichen organischen Verbindungen (primär Kohlenhydrate) aus energiearmen anorganischen Stoffen (CO2 und H2O) eingesetzt wird (Assimilation) (GDCh 2019). Chemische Elemente

5 Ein chemisches Element ist ein Reinstoff, der mit chemischen Methoden nicht mehr weiter in andere Stoffe zerlegt werden kann. Die Elemente sind die Grundstoffe der chemischen Reaktionen. Die kleinste mögliche Menge eines Elements ist das Atom. 5 Die chemischen Elemente sind somit die grundlegenden arteigenen Bausteine der anorganischen und organischen Materie, eben auch der Lebewesen und damit den daraus gewonnenen Lebensmitteln.

1.2.3  Züchtungsmethoden

Pflanzen und Tiere werden seit vielen Tausend Jahren vom Menschen zu seinem Nutzen verändert. Für jede Neuerung müssen Änderungen im Erbgut stattfinden. Früher dauerte die Züchtung oft Jahrzehnte oder länger, bis sich der gewünschte Erfolg einstellte, jedoch wurden die Methoden immer effizienter und zielgenauer. . Tab. 1.1 gibt eine Übersicht über Methoden der Züchtung und Erbgutveränderung bei Pflanzen. Einige der Methoden werden auch in der Tierzüchtung angewandt. Ethische Fragen spielen hier aber eine stärkere Rolle. Verbreitet ist die Kreuzungszüchtung, kombiniert mit der genomische Selektion. Auch reproduktionsbiologische Verfahren wie künstliche Besamung oder Embryotransfer kommen zu Einsatz. In der EU gibt es bislang keine Zulassungen für gentechnische veränderte oder genom-editierte Nutztiere (BMEL 2020). 1.3  Lebensmittelkette

Um eine angemessene Versorgung aller Menschen mit Lebensmitteln (Lebensmittelsicherung) zu gewährleisten, ist auf allen Ebenen und entlang der gesamten Lebensmittelkette (engl. food chain; auch: Versorgungskette, engl. supply chain) umfangreiche Kenntnisse erforderlich über: 5 Die stoffliche Zusammensetzung, Veränderung und Sicherheit der Lebensmittel selbst, aber auch über deren Rohstoffe und deren Verpackung, also den Kontakt zu den sog. Lebensmittelkontaktmaterialien (Lebensmittelbedarfsgegenstände)

Samen werden ausgewählt und vermehrt

Gerste

Sehr langwierig, schwer planbar

Viele Kulturpflanzen sind so entstanden

Prinzip

Beispiel

Effizienz

Hintergrund

Es braucht viele zeitintensive Rückkreuzungen; wird heute meist mit genomischer Selektion kombiniert

Langwierig, schwer planbar

Apfelsorte Elstar, als Kreuzung von Golden Delicious und Ingrid Marie

Zwei artverwandte Pflanzen werden gekreuzt (z. B. durch Bestäubung)

1900

Kreuzung

– Keine Angabe; DNA 7 Abschn. 9.7 – CRISPR/Cas Siehe Kasten „Genome Editing“ 7 Abschn. 9.7.3 Quelle: BMEL (2020)

10.000 v. Chr

Einsatz seit

Selektion

. Tab. 1.1  Züchtungsmethoden bei Pflanzen – Übersicht

Mutationen finden auch natürlicherweise statt; Züchtung durch Mutation unterliegt nicht den strengen Zulassungsregularien; neue Varianten müssen rückgekreuzt werden

Zeitintensiv, zufällig, ungerichtet

Grapefruit mit rosarotem Fleisch

Stoffe oder Prozesse lösen im Samen Mutationen aus (z. B. Röntgenstrahlen, chemische Stoffe)

1930

Mutation

Genomeditierte Pflanzen fallen in der EU immer unter Gentechnik-Regulierungen; CRISPR/Cas ist häufigstes Verfahren; Ergebnis vergleichbar mit natürlichen Mutationen oder Gentechnik

Übertragung arteigener Gene (Cis-Genese) oder artfremder Gene (Trans-Genese) möglich; strenge Zulassungs- und Kennzeichnungsregeln in der EU

Keine eigenständige Züchtungsmethode, wichtiges Diagnoseverfahren, das andere Methoden unterstützt; Voraussetzung sind ausführliche Informationen zu den einzelnen Gensequenzen; zuerst in der Tierzüchtung angewandt

–

–

Soja mit ω-3-Fettsäuren

Sehr schnell, gezielt, wenige Kreuzungsschritte nötig

Aus einer großen Menge werden die Samen mit den gewünschten Eigenschaften mittels bioinformatischer Programme ausgewählt

2009

Genomische Selektion

Spezielle Enzyme zerschneiden DNA, die wieder repariert wird, wobei punktgenau kleine Modifikationen fremder Organismen eingebaut werden

1996

Genom-Editierung

Schneller, planbarer als herkömmliche Methoden

Kartoffeln mit Resistenz gegen Kraut- und Knollenfäule

Isolierte Gene werden direkt in das Erbgut eingeführt (z. B. Beschießen mit winzigen Partikeln)

1983

Gentechnik

1.3 · Lebensmittelkette 9

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

– Wissenschaftliche Fachgebiete: Lebensmittelchemie, Lebensmittelanalytik, Lebensmittelphysik, Lebensmitteltoxikologie, Ernährungswissenschaften, Mikrobiologie, Chemie, Biochemie, Biologie, Botanik, Veterinärmedizin, Materialwissenschaften u. dgl. 5 Deren Verarbeitung/Gewinnung/Herstellung/Bear­ beitung/Behandlung – Wissenschaftliche Fachgebiete: Lebensmitteltechnologie, Lebensmittelverfahrenstechnik, Biotechnologie u. dgl. 5 Den Transport, die (weltweiten) Vertriebswege und den (globalen) Markt – Wissenschaftliche Fachgebiete: Logistik, Ökonomie u. dgl. In diesem Spannungsfeld „vom Acker bis zum Teller“ (auch „vom Hof auf den Tisch“, engl. „from farm to fork“) ist die Lebensmittelchemie als die Wissenschaft von Aufbau, Zusammensetzung, Eigenschaften und Umwandlungen der Inhaltsstoffe von Lebensmitteln heute mehr denn je ein zentraler Angelpunkt. Sie ist dabei – insbesondere neben den (mikro-)biologischen und technologischen Wissenschaften – ein sehr mächtiger Schlüssel zum Verständnis der Produktion sicherer Lebensmittel wie auch in Zusammenarbeit mit der Ernährungswissenschaft zur Beurteilung ihrer gesundheitlichen Wirkungen. Lebensmittelkette ↔ Resilienz

5 Als Lebensmittelkette (Lebensmittelversorgungskette, Lieferkette, logistische Kette, Wertschöpfungskette) wird das gesamte Ineinandergreifen von aktiv handelnden Einheiten bei der Herstellung von Lebensmitteln verstanden. 5 Der Begriff umfasst die Landwirtschaft, die Agrarund Lebensmittelindustrie, das Lebensmittelhandwerk sowie den Handel. Kernthema der Betrachtung ist, wie und wo welche Lebensmittel produziert und wie diese entsorgt werden (. Abb. 1.2). Wie resilient ist unsere Lebensmittelversorgung? 5 Die garantierte Versorgung mit sicheren, hochwertigen Lebensmitteln ist eine der wesentlichen systemrelevanten Aufgaben innerhalb der Lebensmittelkette. Die Zeiten in der Corona-Pandemie (Erregername ☞ SARS-CoV-2; Krank-

Erzeugung

Lagerung

. Abb. 1.2  Lebensmittelkette – Schematisch, allgemein

Verarbeitung

heitsbezeichnung ☞ COVID-19) haben deutlich gemacht, welch vielschichtigen Einflüssen sie unterliegt und wie disruptiv sich unvorhergesehene Ereignisse auswirken können. 5 Es ist daher eine der wichtigsten Aufgaben, die Resilienz der Lebensmittelversorgungkette zu stärken und zu sichern, um auf diese Weise eine robustere und krisensichere Versorgung der Bevölkerung zu begründen.

1.4  Lebensmittelsicherung

Die Lebensmittelwissenschaften leisten einen gewichtigen Beitrag zur Sicherung der Versorgung der Bevölkerung mit sicheren, unverfälschten, nahrhaften und gewissen Vorgaben entsprechenden Lebensmitteln in ausreichender Menge (sog. Lebensmittelsicherung). Der Begriff Lebensmittelsicherung (engl. food security; auch als Ernährungssicherung bezeichnet) beschreibt die Versorgungssicherung und folglich den ausreichenden Zugang der Weltbevölkerung zu Lebensmitteln, damit ein aktives, gesundes Leben möglich ist. Systematisch betrachtet, wird die Lebensmittelsicherung beeinflusst durch die Faktoren (Kategorien): 5 Lebensmittelqualität 5 Lebensmittelsicherheit 5 Lebensmittelbetrug und Lebensmittelverfälschung 5 Lebensmittelschutz . Abb. 1.3 zeigt schematisch die Konstitution der Lebensmittelsicherung. Die aufgezeigten Kategorien sind nicht immer scharf voneinander zu trennen, sondern können sich überschneiden, wie in . Abb. 1.4 schematisch dargestellt. 1.4.1  Lebensmittelqualität

Lebensmittelqualität (engl. food quality) ist die Gesamtheit aller Merkmale (Eigenschaften) eines Lebensmittels in Bezug auf ihre Eignung für einen bestimmten Zweck. Daher müssen sie jeweils, festgelegte und vorausgesetzte Erfordernisse zu erfüllen. Kurzum: ☞ Qualität ist die Erfüllung der vorher festgelegten Merkmale/Eigenschaften (. Abb. 1.5).

Transport

Verkauf

Verbrauch

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1.4 · Lebensmittelsicherung

Lebensmielqualität

Lebensmielbetrug Lebensmielverfälschung

Kontrollierbar und nachweisbar

Lebensmielsicherung

Lebensmielsicherheit

Wenn der Kunde wieder kommt

Lebensmielqualität

Lebensmielschutz

Hervorragende Prozessleistung

Konnuierliche Verbesserung

. Abb. 1.3  Konstitution der Lebensmittelsicherung

. Abb. 1.5  Attribute der Lebensmittelqualität

Zu den Ansprüchen an die einzelnen Merkmale/ Eigenschaften eines Lebensmittels zählen: 5 Sensorische Parameter – Aussehen, Geruch, Geschmack, Konsistenz etc. 5 Physikalische Parameter – Gewicht, Größe, Geometrie etc. 5 Chemische Parameter – Gehalte an Makro- und Mikronährstoffen oder unerwünschten/sicherheitsrelevanten Stoffen 5 Mikrobiologische Parameter – Erwünschte Mikroorganismen z. B. in Joghurt oder unerwünschte Mikroorganismen wie Schimmel, Salmonellen etc.

5 Ernährungsphysiologische Parameter  (vgl. hierzu auch Abschn. 2.4) – Kaloriengehalt/Brennwert, An- oder Abwesenheit bestimmter Inhaltsstoffe wie Allergene, Vitamine, Mineralstoffe etc. Die genannten Parameter können definiert sein in Rechtsvorschriften (EU oder national), in Leitsätzen des Deutschen Lebensmittelbuches, durch die Rechtsprechung, in Normen (ISO/EN/DIN), in Richtlinien entsprechender Industriebranchen sowie in Beschreibungen des Herstellers auf der Verpackung (Kennzeichnung, engl. Labelling), in Begleitdokumenten oder in Werbeaussagen. Darüber hinaus gewinnen zunehmend auch andere Qualitätspara-

Absichtliche Verfälschung Unabsichtliche Verfälschung

- Ökonomisch getrieben Lebensmielbetrug - Movaon ist „Gewinn“ Lebensmielverfälschung

Lebensmielqualität Lebensmielschutz

- Zufällig - Lebensmielvergiung

Lebensmielsicherheit

. Abb. 1.4  Lebensmittelsicherung – Kategorien und ihre Konvergenz. (Nach GFSI 2017)

- Ideologisch getrieben - Movaon ist „Schaden“

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

meter an Bedeutung, z. B. der gesundheitliche sowie der ökologische Wert (vgl. 7 Abschn. 2.4). Die Erfüllung der vorgenannten beispielhaften – in technischen Spezifikationen niedergelegten – Ansprüche ist die Aufgabe des Lebensmittelherstellers und bestimmt die Qualität des Produktes im engeren Sinne. Die Nichterfüllung eines oder mehrerer dieser Parameter führt zu einem oder mehreren Fehlern – und damit zur Nicht-Qualität. Qualität ↔ Nicht-Qualität ↔ Qualitätsmanagement

5 Qualität – Qualität (lat. qualitas) bedeutet Beschaffenheit (lat. qualis ☞ dt. adv. wie beschaffen) und sagt aus, wie ein Produkt beschaffen und ob es für einen bestimmten Zweck geeignet ist. – Qualität ist, wenn der Kunde wiederkommt. – Qualität heißt: Gewöhnliches außergewöhnlich gut tun. – Qualität ist die Erfüllung der vorher festgelegten Eigenschaften/Merkmale, also die Erfüllung von Spezifikationen oder Vorgaben. 5 Nicht-Qualität – Das Gegenteil von Qualität ist Nicht-Qualität. 5 Qualitätsmanagement (QM) – Zum Qualitätsmanagement gehören alle Tätigkeiten der Gesamtführungsaufgabe in einem Unternehmen, die Qualitätspolitik, Ziele und Verantwortungen festlegen sowie diese durch Mittel wie Qualitätsplanung, Qualitätslenkung, Qualitätssicherung (QS) und Qualitätsverbesserung im Rahmen einem QM-Systems verwirklichen (nach DIN ISO 8402).

Exkurs Quantität ↔ Qualität

5 Quantität ist messbar. Qualität bemisst ebenfalls, hat aber etwas mit Bewertung zu tun. Das bedeutet nicht, dass das, was gemessen wird, nicht auch bewertet werden kann. 5 Quantität ist eine Größe, die die Möglichkeit bietet, Ordnung zu schaffen, ohne direkt bewerten zu müssen. Der Begriff Qualität bezieht sich dagegen auf komplexe Sachverhalte. Qualitäten wie das Gute, das Wahre oder das Schöne sind viel schwerer zu beschreiben, zu definieren oder zu messen. Qualitäten, die in dieser Weise als Qualia aufgefasst werden, entziehen sich einer rein quantitativen Beschreibung (nach Lesch H und Schwartz T 2020). 5 Unter Qualia (von lat. qualis; engl. raw feels) wird der subjektive Erlebnisgehalt mentaler Zustände verstanden (nach Lewis CI 1929).

1.4.2  Lebensmittelsicherheit

Lebensmittelsicherheit (engl. food safety) umfasst alle Maßnahmen und Konzepte, die sicherstellen, dass ein Lebensmittel zum Verzehr geeignet ist und dass von diesem keine gesundheitlichen Gefahren ausgehen. Nach Art. 14 der Lebensmittelbasisverordnung (Verordnung (EG) Nr. 178/2002) gilt: 5 Lebensmittel, die nicht sicher sind, dürfen nicht in Verkehr gebracht werden. 5 Lebensmittel gelten als nicht sicher, wenn davon auszugehen ist, dass sie: – gesundheitsschädlich sind oder – für den Verzehr ungeeignet sind. Lebensmittelsicherheit als System

5 Lebensmittelsicherheit umfasst alle Maßnahmen und Konzepte, die sicherstellen, dass ein Lebensmittel für Verbraucherinnen und Verbraucher zum Verzehr geeignet ist und dass von diesem keine gesundheitlichen Gefahren ausgehen. Eine Nezessität ersten Ranges für alle  an der gesamten Lebensmittelkette Beteiligten muss es sein, sichere Lebensmittel herzustellen. Dazu ist ein gut funktionierendes System notwendig, in dem die Verantwortlichkeiten und Aufgaben für alle Stakeholder klarzugewiesen sind. Der rechtliche Rahmen für die Erzeugung von und den Handel mit Lebensmitteln ist in der EU weitgehend harmonisiert. 5 Der allumfassende Sicherheitsansatz „vom Acker bis zum Teller“ gilt in der EU für die gesamte Lebensmittelkette und basiert auf den sieben Grundprinzipien (BMEL 2018): ☞ Unternehmerverantwortung ☞ Rückverfolgbarkeit ☞ Amtliche Lebensmittelüberwachung ☞  Vorsorge­prinzip ☞ Unabhängige Risikobewertung ☞ Trennung von Risikobewertung und Risikomamagement ☞ Transparente Risikokommikation (ausführliche Darstellung siehe Matissek R 2020).

1.4.3  Lebensmittelbetrug und

Lebensmittelverfälschung

Der Begriff Lebensmittelbetrug (engl. food fraud, food fakery) ist ein Sammelbegriff, der die vorsätzliche und unerlaubte Substitution, Addition, Beimischung, Verdünnung, Fälschung, Imitation, Manipulation oder Falschdarstellung (engl. misrepresentation; auch gefälschte oder nicht erlaubte Siegel oder Verschweigen wichtiger Informationen) von Lebensmitteln umfasst,

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1.5 · Sichere Lebensmittel

 Glycol im Wein  Mineralöle in Speiseölen  Melamin in Milchpulver

 Methanol in Spirituosen durch fehlerhae Frakonierung  MHD-Umekeerung

Gesundheitsgefährdend

Produktbezogen  Olivenölstreckung mit anderen Pflanzenölen  ZuchŒisch sta Wildfang  Gestreckte Gewürze in Gewürzmischungen

Prozessbezogen Nicht gesundheitsgefährdend

 Unrichger Zuschni bei Fleisch  Glasierwasser bei Tie€ühlErzeugnissen (z. B. Garnelen)  Fehlerhae Einwaagen  Umekeerung

. Abb. 1.6  Lebensmittelbetrug und Lebensmittelverfälschung – Kategorisierung und Beispiele. Erläuterung: MHD Mindesthaltbarkeitsdatum (nähere Ausführungen zum MHD s. 7 Abschn. 10.2)

mit der Absicht, dadurch einen ökonomischen Vorteil zu erzielen (vgl. auch 7 Abschn. 26.13). In Deutschland verwenden die Aufsichtsbehörden dafür zunehmend den Begriff Lebensmittelkriminalität. Die Vortäuschung einer anderen, in der Regel besseren Beschaffenheit eines Lebensmittels als der tatsächlich gegebenen wird als Lebensmittelverfälschung (engl. food fakery) bezeichnet. Es ergibt sich daraus meist eine Wertminderung im Nährwert, im Genusswert oder in der Brauchbarkeit des Lebensmittels. Ein wertgemindertes Lebensmittel ist verkehrsfähig, wenn die Abweichung deutlich kenntlich gemacht ist und diese dem Verbraucher ermöglicht, die abweichende Beschaffenheit deutlich zu erkennen. . Abb. 1.6 zeigt die Möglichkeit der Kategorisierung im Bereich Lebensmittelbetrug/Lebensmittelverfälschung und benennt einige bekanntgewordene Beispiele. 1.4.4  Lebensmittelschutz

Unter Lebensmittelschutz (engl. food defense) wird der Produkt- und Produktionsschutz von Lebensmitteln vor möglicher mutwilliger (krimineller) Kontamination oder Verfälschung durch (mikro-)biologische, chemische, physikalische oder auch radioaktive Stoffe verstanden. Aktionen dieser Art können das Potential eines kriminellen (Erpressung) oder terroristischen (Anschlag auf Leib und Seele) Hintergrunds haben. Grundvoraussetzung für einen erfolgreichen Lebensmittelschutz ist unter anderem eine Gefahrenanalyse, die die entsprechenden Risiken bewertet. Auch die Einführung eines Sicherungssystems und eine Schwachstellenbewertung ist zwingend notwendig. Zum Food Defense gehören operative und personelle Schutzmaßnahmen (Kontrolle des Zutritts in Produktionsbetriebe, Schutz von Transporten etc.) sowie der Schutz des Produktes mit Hilfe der Ver-

packung (Sicherheitsverschluss). Durch die Anwendung eines Sicherheitsverschlusses (Siegel) besteht die Möglichkeit, dass Verbraucher/Käufer/Empfänger die Unversehrtheit einer Verpackung erkennen können. 1.5  Sichere Lebensmittel 1.5.1  Erwünschte versus unerwünschte

Faktoren/Stoffe

Lebensmittel erfüllen mehrere Funktionen (7 Abschn. 2.1). Zunächst dienen sie als Mittel zum Leben dazu, Energie und alle für Erhalt, Wachstum und Reproduktion notwendigen Substanzen in ausreichender Menge zuzuführen – also das Überleben zu sichern und ernährungsbedingte Mangelerscheinungen zu vermeiden. Diese einseitige und historisch bedingte Betrachtung ist allerdings inzwischen überholt. Lebensmittel dienen gleichermaßen dazu Leistungsfähigkeit, Gesundheit und Wohlbefinden langfristig zu erhalten. Das bedeutet ☞ Lebensmittel sind Mittel zum guten Leben. Diese Betrachtung hat auch dazu geführt, dass verstärkt über Lebensmittel mit einem funktionellen Zusatznutzen (Functional Food; siehe 7 Abschn. 2.8.2) diskutiert wird, ebenso über die zusätzliche Gabe von Nährstoffen in Form von Nahrungsergänzungsmitteln (NEM) (vgl. 7 Abschn. 2.8.3). Lebensmittel können neben den hierzu erforderlichen Nährstoffen wie z. B. Eiweiß, Fette, Kohlenhydrate, Vitamine, Mineralstoffe, Wasser, Ballaststoffe, sekundäre Pflanzenstoffe auch unerwünschte Stoffe enthalten. Für die gesundheitliche Bewertung von Lebensmitteln ist folgerichtig neben der Nährstoffversorgung die Berücksichtigung der möglichen Ingestion von toxikologisch relevanten Faktoren (unter Faktoren werden hier Stoffe und Mikroorganismen bzw. Vektoren verstanden) von

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

zentraler Bedeutung, beispielsweise durch mikrobiologisch kontrollierte oder biologisch/ökologisch oder entsprechend „frei von“ oder nach ALARA (As Low As Reasonably Achievable) erzeugte Lebensmittel. Noch weitergehend werden zunehmend auch die Möglichkeiten einer forcierten Zufuhr von gesundheitlich vorteilhaften Faktoren, wie beispielsweise solcher mit funktionellen Eigenschaften (engl. functional foods) oder solcher mit Zusatznutzen (engl. health claims) oder Nahrungsergänzungsmittel (engl. dietary supplements) in die Betrachtungen inkludiert. Eine globale Übersicht über das Spannungsfeld erwünschter versus unerwünschter Faktoren in Lebensmitteln gibt . Abb. 1.7. Ersichtlich sind Zuordnung und Abgrenzung untereinander. Die in Lebensmitteln unerwünschten Stoffgruppen können dabei anthropogenen oder biogenen/genuinen Ursprungs sein. 1.5.2  Unerwünschte Stoffe

in Lebensmitteln

Stoffe, deren Vorkommen aus toxikologischen bzw. gesundheitlichen Gründen in Lebensmitteln nicht erwünscht ist oder die nur in den aller niedrigsten praktisch erreichbaren Konzentrationen geduldet wird (ALARA-Prinzip), werden in der wissenschaftlichen Nomenklatur unter dem Term unerwünschte Stoffe (engl. undesirable substances) bzw. sicherheitsrelevante Stoffe (engl. relevant to safety) subsumiert. Definitionsgemäß spielt es dabei keine Rolle, ob diese Stoffe absichtlich oder unabsichtlich in das Lebensmittel gelangt

sind. Der Begriff „sicherheitsrelevante Stoffe“ ist aber umfassender als der Term „unerwünschte Stoffe“, wie am Beispiel der Allergene deutlich wird (. Abb. 1.7). Betrachtungsgegenstand in diesem chemisch basierten Lehrbuch sind ausschließlich die in Lebensmitteln vorkommenden unerwünschten Stoffe anthropogenen und/oder biogenen/genuinen Ursprungs. Der Begriff Stoffe meint hier chemisch definierte Substanzen (Elemente, Verbindungen, Gemische mit bestimmten Eigenschaften) und keine Mikroorganismen/Lebensmittelpathogene bzw. Vektoren. Unerwünscht sind in Lebensmitteln aber auch Verunreinigungen physikalischen Ursprungs wie Splitter bzw. Gegenstände aus Metall, Glas, Holz, Plastik, Stein, Steinschalen von Nüssen etc., die hier ebenfalls nicht Gegenstand der Betrachtungen sind. Fokussiert wird dementsprechend im Folgenden auf chemische Stoffe aus den Stoffklassen/Kategorien Kontaminanten, Rückstände und Biotoxine. Eine Besonderheit stellen in diesem Zusammenhang die Allergene (allergenwirkende Stoffe; vgl. ausführliche Erläuterungen hierzu in 7 Kap. 24) dar, deren Anwesenheit in Lebensmitteln in signifikanter Menge (Dosis) für bestimmte (gefährdete) Personenkreise von höchster gesundheitlicher Relevanz (bis zum lebensbedrohlichen anaphylaktischen Schock) sein. Allergene sind aber vice versa für den Kreis der Nicht-Allergiker keine unerwünschten Stoffe (also durchaus erwünscht), so dass die Allergene nicht generell als unerwünscht bezeichnet werden können, gleichwohl sind sie aber in diesen Fällen für Allergiker (hoch-) sicherheitsrelevant (dies ist in . Abb. 1.7 durch den ausbleichenden Farbverlauf symbolisiert).

MIKROORGANISMEN

MIKROORGANISMEN erwünschte akzeperte

STOFFE

erwünschte akzeperte

unerwünschte

LEBENSMITTELPATHOGENE

DINGLICHE

LEBENSMITTEL

MATERIALIEN

ALLERGENE

unerwünschte (tolerierte)

unerwünschte

STOFFE

Rückstände

Kontaminanten

Biotoxine

Sicherheitsrelevante Faktoren

. Abb. 1.7  Lebensmittel im Spannungsfeld erwünschter vs. unerwünschter Faktoren – Schematisch. (Nach Matissek R 2020). Erläuterung: Linke Bildhälfte ☞ Erwünschte Faktoren; Rechte Bildhälfte ☞ Unerwünschte Faktoren. Allergene gehören war zu den sicherheitsrelevanten Faktoren, sind aber nicht für alle Konsumierende generell unerwünscht (hier durch den Farbverlauf symbolisiert)

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1.5 · Sichere Lebensmittel

Unabsichtlich Exogen

Unerwünschte Stoffe in Lebensmieln

Absichtlich

Umweltkontaminanten Migraonskontaminanten Manipulaonskontaminanten

Kontaminanten

Rückstände

Endogen

Unabsichtlich

Exogen

Absichtlich

Endogen

Biotoxine Exogen

Pflanzliche

Prozesskontaminanten

Pflanzenschutzmiel Tierbehandlungsmiel Phytotoxine

Tierische

Marine Biotoxine

Pilzliche

Mykotoxine

Bakterielle

Bakterientoxine

Enzymasche/ Bakterielle

Biogene Amine

. Abb. 1.8  Einteilung, der in Lebensmitteln unerwünschten Stoffe in Stoffklassen/Kategorie – Schematisch. (Nach Matissek R 2020)

Eine systematische Übersicht über die Einteilung der unerwünschten Stoffe in Lebensmitteln zeigt . Abb. 1.8. Bezüglich der Kategorie der Kontaminanten kann differenziert werden in Kontaminanten exogenen und endogenen Eintrags, bei den Biotoxinen in solche, endogener und exogener Herkunft. Rückstände sind immer das Resultat einer bewusst/gezielten Anwendung und daher auch immer exogener Art. Unerwünschte Stoffe ↔  Unabsichtlich vorkommende unerwünschte Stoffe ↔  Kontaminanten ↔ Biotoxine

5 Unerwünschte Stoffe Lebensmittel können neben den erwünschten Nährstoffen wie z. B. Proteine, Fette, Vitamine und Mineralien auch unerwünschte Stoffe enthalten. Alle Stoffe, deren Vorkommen aus toxikologischen bzw. gesundheitlichen Gründen in Lebensmitteln nicht erwünscht ist oder nur in den aller niedrigsten praktisch erreichbaren Konzentrationen geduldet wird, werden unter dem Obergriff unerwünschte Stoffe subsumiert. Hierbei spielt es keine Rolle, ob diese Stoffe absichtlich oder unabsichtlich in das Lebensmittel gelangt sind. 5 Unabsichtlich vorkommende unerwünschte Stoffe Teilmenge der unerwünschten Stoffe, reduziert um die bei der Lebensmittelerzeugung/Gewinnung/

Herstellung absichtlich/bewusst verwendeten Stoffe (wie Pflanzenschutzmittel, Tierbehandlungsmittel), die zwar zu grundsätzlich unerwünschten, aber dennoch geduldeten (akzeptierten) Rückständen führen können. 5 Kontaminanten Solche Stoffe, die einem Lebensmittel oder Rohstoff in der Regel nicht bewusst (nicht absichtlich) zugesetzt werden, sondern unabsichtlich in es hineingelangen oder in ihnen gebildet werden. Es gibt aber auch Fälle zu unterscheiden, bei denen (toxische) Stoffe einem Lebensmittel „verdeckt“, d. h. mit kriminellem oder terroristischem Hintergrund absichtlich zugefügt werden. 5 Biotoxine Toxikologisch relevante Stoffe, die von lebenden Organismen (Mikroorganismen, Pilze, Algen, Pflanzen, Tieren) produziert werden. Es gibt Stoffe, die nur für bestimmte Arten toxisch sind, weil sie ganz spezifische Stoffwechselfunktionen beeinflussen. Andere Toxine zeichnen sich durch einen artenübergreifenden Wirkungsmechanismus aus. Viele in kleinen Konzentrationen harmlose Stoffe sind in hohen Dosen toxisch. Es sind aber auch Stoffe bekannt, die bereits in äußerst geringen Dosen schädliche oder gar tödliche Wirkung haben – und daher als unerwünscht gelten.

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

1.5.2.1  Kontaminanten

Unabhängig von ihrer Erzeugung – ob beispielsweise durch konventionelle oder ökologische Landwirtschaft, aber durchaus abhängig von der weiteren Behandlung oder Lagerung – können Lebensmittel verschiedene unerwünschte Stoffe enthalten. Dieses Vorkommen kann aus Sicht des Lebensmittels als exogen bezeichnet, wenn die Stoffe von „außen“ auf bzw. in die Lebensmittel eingetragen werden. Demgegenüber steht das Vorkommen unerwünschter Stoffe endogener Art, was bedeutet, dass diese Stoffe im Lebensmittel selbst gebildet werden bzw. entstehen können (. Abb. 1.8). Endogen ↔ Exogen

5 Der Begriff endogen hat seinen Ursprung im Griechischen und bedeutet im Inneren erzeugt. 5 In der Medizin – wo dieser Begriff sehr gebräuchlich ist – meint dies, dass etwas innerhalb des (menschlichen) Körpers entstanden ist. Der Begriff findet aber in vielen Wissenschaften Verwendung. In diesem chemischen Werk wird damit gemeint, dass etwas aus inneren Ursachen in einem Lebensmittel/Lebensmittelsystem entsteht. 5 Das Gegenteil ist exogen und bedeutet vice versa, dass etwas aus äußeren Ursachen entsteht. Im lebensmittelchemischen Sinne meint dies folglich, dass etwas von außen in oder auf ein Lebensmittel übergegangen ist/übergeht.

Kontaminanten sind (prinzipiell) also Stoffe, die einem Lebensmittel oder Rohstoff nicht bewusst (nicht absichtlich, nicht beabsichtigt) zugesetzt werden, sondern unabsichtlich hineingelangen oder in ihm selbst gebildet werden können. Diese Kontaminanten werden hier als „unabsichtlich“ bezeichnet, um sie von den Kontaminanten zu unterscheiden, die einem Lebensmittel „verdeckt“, d. h. mit kriminellem oder terroristischem Hintergrund absichtlich zugefügt werden; sie sind nachfolgend als Manipulationskontaminanten betitelt. Die wichtigsten Kontaminanten in Lebensmitteln werden in Teil V des Buches abgehandelt. Hier erfolgend in den nächsten beiden Abschnitten eine systematische Unterklassifizierung.

Unabsichtliche Kontaminanten Systematisch betrachtet können bei den unabsichtlichen Kontaminanten (engl. unintentionally) folgenden Quellen zugeordnet werden: 5 Eintrag aus der Umwelt (Luft, Wasser, Boden) – Dioxine und andere persistente Verbindungen, Schwermetalle, Radionuklide u. a. 5 Eintrag während des Herstellungsprozesses

– Aus technischen Geräten 5 Eintrag während der Aufbewahrung, der Lagerung und dem Transport durch den Kontakt mit Lebensmittelbedarfsgegenständen (engl. food contact materials) – Beispielsweise aus Verpackungsmaterial 5 Entstehung bei den Prozessen der Verarbeitung/Bearbeitung/Zubereitung im Lebensmittel selbst – Acrylamid, Chlorpropandiole u. a. Prozesskontaminanten Je nach Ursprung lassen sich die unabsichtlichen Kontaminanten wie folgt gruppieren: 5 Exogene Kontaminanten – Umweltkontaminanten (engl. environmental contaminants) (7 Kap. 13) – Migrationskontaminanten (engl. migration contaminants) (7 Kap. 14) 5 Endogene Kontaminanten – Prozesskontaminanten, Reaktionskontaminanten (engl. process contaminants, foodborne toxicants) (7 Kap. 16) . Zwischen den hier aufgestellten Gruppenzuordnungen gibt es Überschneidungen, da multiple Quellen zu multiplen Kontaminationen führen können. Solche Stoffe werden deshalb als multi-originäre Kontaminanten bezeichnet (Beispiele: PAH sowie Acrylamid).

Absichtliche Kontaminanten Kontaminanten, die einem Lebensmittel „verdeckt“, d. h. in krimineller oder terroristischer Absicht zugesetzt werden, erhalten hier die Bezeichnung absichtliche Kontaminanten (engl. intentionally), um auszudrücken, dass sie zwar auf Grund der betrügerischen/ terroristischen Tat absichtlich – aber (zunächst) in unbekannter Art und Weise dotiert wurden. Aus Sicht des Lebensmittelunternehmens bzw. der Lebensmittelüberwachung kann das Auftreten dieser Stoffe aufgrund der fehlenden Informationen so eingestuft werden, als wären sie scheinbar unabsichtlich vorhanden. Hinzukommt, dass es sich durchaus auch um die gleichen Stoffe handeln kann wie in unabsichtlichen Kontaminationsfällen. Diese Art der Kontaminanten sind folglich chemisch definierte Stoffe, die bei aufgedeckten Lebensmittelbetrugs- oder Verfälschungsfällen bzw. Food Defense-Sachverhalten identifiziert wurden. Ein passender Term dafür ist Manipulationskontaminanten (engl. manipulation contaminants) (7 Kap. 15). 1.5.2.2  Rückstände

Unter Rückständen werden Reste von Stoffen verstanden, die während der Produktion pflanzlicher oder tierischer Lebensmittel oder während deren La-

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1.5 · Sichere Lebensmittel

gerung bewusst und zielgerichtet eingesetzt werden. Hierzu zählen beispielsweise Pflanzenschutzmittel und Schädlingsbekämpfungsmittel (7 Kap. 17) oder Tierbehandlungsmittel (7 Kap. 18). Die entsprechenden Wirkstoffe und Mittel müssen vor ihrer Verwendung zugelassen sein. Wenn diese Stoffe oder deren Umwandlungsprodukte bis zur Ernte oder während der Lebenszeit der Tiere bzw. bis zum Verzehr des Lebensmittels nicht vollständig abgebaut oder ausgeschieden werden, können sie als sog. Rückstände im Lebensmittel auftreten. Da Rückstände immer das Resultat einer bewusst-gezielten Anwendung sind, ist ihr Vorkommen auch immer absichtlicher Natur; definitionsgemäß kann es folgerichtig keine unabsichtlichen Rückstände geben. Eine Übersicht diesbezüglich befindet sich in . Abb. 1.8. Die wichtigsten Rückstände in Lebensmitteln werden in Teil VI des Buches abgehandelt. 1.5.2.3  Biotoxine

Pflanzliche oder tierische Lebensmittel können ferner toxikologisch relevante Inhaltsstoffe bzw. Stoffe, sog. Biotoxine (engl. biotoxins) bzw. Naturtoxine (engl. natural toxins) – beherbergen, die aus wissenschaftlicher Sicht streng genommen nicht den Kontaminanten zugeordnet werden sollten (aus rechtlich-systematischen Gründen geschieht dies aber meist), weil sie biogenen/ genuinen Ursprungs sind (. Abb. 1.8). Endogene (aus Sicht des Lebensmittels bzw. Rohstoffes) Biotoxine kommen in pflanzlichen oder tierischen Lebensmitteln vor, weil sie in deren eigenem Stoffwechsel gebildet werden. Als exogene Biotoxine lassen sich solche Stoffe klassifizieren, die natürlicherweise nicht im Lebensmittel/Rohstoff selbst entstehen, sondern während der Wachstumsphase der Pflanzen auf dem Feld und/oder der Gewinnung bzw. Lagerung im oder auf dem Lebensmittelsubstrat beispielsweise durch Schimmelpilze gebildet werden und diese damit verunreinigen („kontaminieren“). Eine Einteilung kann nach Art und Weise des Ursprungs diese Stoffe erfolgen: 5 Endogene Biotoxine – Pflanzliche oder tierische Herkunft, wie Biotoxine bzw. Naturtoxine wie Phytotoxine, Active Principles, Alkaloide, Marine Biotoxine 5 Exogene Biotoxine – Pilzliche Toxine, wie Mykotoxine (sekundär gebildete Stoffwechselprodukte durch Schimmelpilze; in der Mehrzahl Ascomyceten und Zygomyceten) – Bakterientoxine – Biogene Amine Die wichtigsten Biotoxine in Lebensmitteln werden im 7 Kap. 19 bis 23 abgehandelt.

1.5.3  Mengenbegrenzung bei

unerwünschten Stoffen

1.5.3.1  Höchstmengen, Höchstwerte

Kontaminanten und Rückstände sind vielfach nicht vermeidbar. Biotoxine haben aufgrund ihres natürlichen Vorkommens ihre eigene Problematik. Um Verbraucherinnen und Verbraucher bestmöglich vor diesen Stoffen zu schützen, ist es eine grundsätzliche Forderung des gesundheitlichen Verbraucherschutzes, den Gehalt an unerwünschten Stoffen möglichst zu minimieren. Der Gesetzgeber hat für viele der Stoffe Höchstmengen/Höchstwerte (7 Kap. 17) festgelegt, um verbindliche Regelungen über die Belastung von Lebensmitteln zu schaffen. Lebensmittel, bei denen diese Höchstwerte überschritten werden, gelten als nicht verkehrsfähig. 1.5.3.2  Nachweisgrenze, Erfassungsgrenze,

Bestimmungsgrenze

Null ↔ Abwesend?

5 „Die Abwesenheit eines Dinges kann nicht positiv bewiesen werden.“ Quelle: Philosophische Weisheit

Wird bei einer Probenanalyse ein geringfügig über Null (bzw. Blindwert) liegender Messwert gewonnen, so sind zwei Interpretationen möglich: 1. Die Probe enthält die gesuchte Substanz nicht. – Der Messwert ist lediglich auf die Unpräzision des Analysenverfahrens zurückzuführen und der Messwert ist dem Streubereich des Blindwertes zuzuordnen. 2. Die Probe enthält die gesuchte Substanz. – Wiederholte Analysen würden einen Messwert ergeben, in dessen Streubereich der erste, in Frage gestellte Messwert liegt. Eine statistische Entscheidungshilfe bei der Interpretation von kleinen Messwerten ist die Angabe von Nachweisgrenze, Erfassungsgrenze und Bestimmungsgrenze einer Methode. NG ↔ LOD || BG ↔ LOQ

5 Die Begriffsdefinitionen von Nachweisgrenze und Bestimmungsgrenze sind aus der DIN 32645 (2008) übernommen worden; diese werden aber nicht immer einheitlich verwendet. 5 An der Nachweisgrenze (NG) xNG (diese entspricht in der Regel dem englischen Ausdruck „Limit Of

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

Detection“, LOD; siehe Kasten „NG ↔ LOD || BG ↔ LOQ“) wird der Analyt nur in 50 % der Messungen qualitativ erkannt. Die Wahrscheinlichkeit für eine falsch-negative Entscheidung (βFehler) liegt bei 50 %, für eine falsch-positive Entscheidung (α-Fehler) bei 5 % (vgl. Kasten „Statistische Fehler: α-Fehler ↔ β-Fehler“). 5 An der Erfassungsgrenze (EG) xEG wird der Analyt in 95 % der Messungen qualitativ erkannt. Die Wahrscheinlichkeit für eine falsch-negative Entscheidung (β-Fehler) liegt bei 5 %, für eine falsch-positive Entscheidung (α-Fehler) bei ebenfalls 5 % (vgl. Kasten „Statistische Fehler: αFehler ↔ β-Fehler“). 5 Ab der Bestimmungsgrenze (BG) xBG (diese entspricht in der Regel dem englischen Begriff „Limit of Quantification“ oder „Limit of Quantitation“, LOQ; siehe Kasten „NG ↔ LOD || BG ↔ LOQ“) kann der Analyt mit einer bestimmten Ergebnisunsicherheit α sicher quantifiziert werden. Ausführliche Erläuterungen finden sich hierzu ☞ siehe unten. 5 Hinweis: Die englischen Begriffe LOQ und LOD werden hier synonym zu den entsprechenden deutschen Begriffen verwendet, können aber in der Literatur bzw. Praxis durchaus anders definiert sein.

Statistische Fehler: α-Fehler ↔ β-Fehler (Fehler 1. Art ↔ Fehler 2. Art)

5 Ein α-Fehler (oder Fehler 1. Art) bezeichnet eine falsch-positive Entscheidung. Dies bedeutet, dass beim Test die Nullhypothese zurückgewiesen wird, obwohl sie in Wirklichkeit korrekt ist. 5 Ein β-Fehler (oder Fehler 2. Art) bezeichnet eine falsch-negative Entscheidung. Dies bedeutet, dass der Test die Nullhypothese fälschlicherweise bestätigt, obwohl die Alternativhypothese korrekt ist. Weitere Erläuterungen siehe Kasten „Hypothese“.

Basis empirischer Daten geprüft wird. Dabei wird zwischen Nullhypothese und Alternativhypothese unterschieden. 5 Die Nullhypothese sagt dabei aus, dass kein Effekt bzw. Unterschied vorliegt oder dass ein bestimmter Zusammenhang nicht besteht. 5 Wenn diese These nach Prüfung verworfen wird, bleibt die Alternativhypothese als Möglichkeit übrig. Auf diese Weise soll die Wahrscheinlichkeit für eine irrtümliche Verwerfung der Nullhypothese kontrolliert klein bleiben.

Ab der Bestimmungsgrenze xBG kann der Analyt mit einer bestimmten Ergebnisunsicherheit α sicher quantifiziert werden (. Abb. 1.9 und 1.10). Die Bestimmungsgrenze ist somit der kleinste Gehalt einer Substanz in einer Probe, die bei vorgegebener statistischer Sicherheit und einem festgelegten relativen Vertrauensbereich ΔxLOQ/xLOQ quantitativ bestimmbar ist. ΔxLOQ entspricht dabei der halben Breite des zweiseitigen Vorhersagebereichs 1–α. Als Faustregel gilt: Die BG entspricht dem dreifachen Wert der NG. Die Visualisierung der Bestimmungsgrenze mit Kalibriergerade/Kalibrierfunktion und Vertrauensband ist . Abb. 1.10 zu entnehmen. Die Verteilungskurven im Bereich der Bestimmungsgrenze zeigt . Abb. 1.10. Merke: Liegt der Analytgehalt unterhalb der BG, so gilt dieser zwar mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit als qualitativ nachgewiesen, sinnvolle quantitative Aussagen können jedoch erst oberhalb der BG gemacht werden (. Tab. 1.2). Liegt der Analytgehalt unterhalb der BG, so gilt dieser zwar mit einer bestimmten Wahrscheinlichkeit als qualitativ nachgewiesen, sinnvolle quantitative Aussagen können jedoch erst oberhalb der BG gemacht werden; siehe . Tab. 1.2. Zur Beurteilung von Überschreitungen bzw. Unterschreitungen von Grenzwerten (Höchstwerten) siehe ausführliche Informationen in 7 Abschn. 17.8.2. 1.5.3.3  Nulltoleranz

„Falsch positiv“ ↔ „Falsch negativ“

5 Ein falsch positiver Test ist einer, der etwas zu bestätigen scheint, was in Wirklichkeit falsch ist. 5 Ein falsch negativer Test ist einer, der etwas zu widerlegen scheint, was in Wirklichkeit stimmt.

Hypothese ↔ Nullhypothese ↔ Alternativhypothese

5 Als Hypothese wird eine Annahme bezeichnet, die mit Methoden der mathematischen Statistik auf

Null ↔ „0“

5 Null kommt aus dem Lateinischen von Nullus und bedeutet „Keiner“, „Niemand“ und stellt somit ein Symbol für das Nichtvorhandensein eines Stoffes (oder Objektes) dar.

Der Begriff Nulltoleranz bedeutet, dass ein Stoff im jeweiligen Lebensmittel nicht vorhanden sein darf. Nulltoleranzen wurden vom Gesetzgeber (den Risikomanagern) für solche Stoffe festgelegt, deren Vor-

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1.5 · Sichere Lebensmittel

Obere Grenze des Vertrauensbereichs

y

y = a + bx Untere Grenze des Vertrauensbereichs

xBG = k · ∆xBG

x

xBG 2∆xBG

. Abb. 1.9  Bestimmungsgrenze mit Kalibriergerade und Vertrauensband. (Nach Chemgapedia 2020). Erläuterung: y Messsignal (Messgröße); x Messwert (Analytkonzentration); xBG Messwert an der Bestimmungsgrenze; a, b Konstanten der Kalibriergeraden; k k-Faktor

Kalibrierfunktion Zweiseitiger Vorhersagebereich

. Abb. 1.10  Verteilungskurve im Bereich der Bestimmungsgrenze. (Nach DIN 32645 2008, Schnapka J et al. 2019). Erläuterung: y Messsignal (Messgröße); x Messwert (Analytkonzentration); xBG Messwert an der Bestimmungsgrenze; ΔxBG Maximal zugelassene Abweichung für die Bestimmungsgrenze; k k-Faktor; α α-Fehler (falsch-positive Entscheidung)

kommen im jeweiligen Lebensmittel nicht erlaubt oder direkt verboten ist. In den Naturwissenschaften – und folglich auch in der Analytik – ist „Null“ bzw. eine „Nulltoleranz“ aber mit grundsätzlichen Problemen behaftet, da es „Null“ als Wert eigentlich nicht gibt. Der Nachweis auf Abwesenheit von Stoffen (also „Null“-Ge-

halt) kann wissenschaftlich nicht geführt werden (Heberer T et al. 2007). Allerdings erlaubt eine heutzutage extrem empfindliche Messtechnik den Nachweis von Stoffen nahe „Null“ (wandernde Nachweis- bzw. Bestimmungsgrenzen). Das bedeutet: einen „Null-Gehalt“ kann niemand messen. Einen „Null-Gehalt“ kann es demnach auch nicht geben (BfR 2007).

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

. Tab. 1.2  Angabe der Ergebnisse einer analytischen Untersuchung unter Berücksichtigung von NG und BG Ergebnis

Angabe der Ergebnisse als

x > BG

Zahlenwert

NG < x < BG

„nachweisbar“ oder „50 % der Männer und 35 % der Frauen (RKI 2011)

Zucker

Max. 10 % freier Zuckeranteil an Gesamtenergiezufuhr

Ca. 13 % (NVS II 2008)

Fette

Max. 7–10 % gesättigte Fettsäuren

Ca. 15 % (NVS II 2008)

Quelle: Schaller R (2019); NVS Nationale Verzehrsstudie

1.11 · Lebensmittelreformulation

1.11.3  Herausforderung und Chance

zugleich

Lebensmittelbestandteile wie Fette, Zucker und Salz können bei den meisten Produkten nicht „einfach weggelassen“ werden, weil diese Nährstoffe neben der Funktion als Nährstoff fast immer eine technologische/sensorische Funktion im Lebensmittel haben. So ist Salz im Brot nicht nur für den Geschmack wichtig, sondern auch für die Ausbildung der Textur. Fette sind wichtige Geschmacksträger aber auch Texturgeber. Zucker hemmt das Wachstum von Bakterien und Schimmelpilzen und gibt z. B. Konfitüren eine streichfähige Struktur. Ferner beeinflusst Zucker in Milchprodukten die zur Joghurtherstellung nötigen Bakterienkulturen (Dürrschmid K 2018). Auf der anderen Seite können sich – nicht konsequent und umfassend genug vorgenommene – Änderungen an der Produktzusammensetzung negativ auswirken: 5 Technische Verarbeitungseigenschaften 5 Produktqualität 5 Lebensmittelsicherheit 5 Haltbarkeit 5 Sensorische Eigenschaften 5 Verbraucherakzeptanz Aus diesem Grund ist Reformulation kein simpler, sondern ein sehr innovativer und komplexer Vorgang. Die ernährungsphysiologische Aufwertung eines Lebensmittels kann gelingen durch: 5 Produktveränderung oder 5 Schaffung (Erfindung) neuer (innovativer) Produkte Im Lebensmittelbereich meint Reformulation die folgenden drei prinzipiellen Vorgehensweisen: 5 Reduktion (Verminderung) bestimmter Nährstoffe 5 Substitution (Ersatz) bestimmter Nährstoffe 5 Innovation (Neuentwicklung) von Nährstoffen, Produkten und Verfahren 1.11.4  Reformulation bei Fetten

Es besteht erstens die Möglichkeit, den Anteil an Fetten/ Ölen (9,3 kcal/g) bzw. der inkriminierten Fettstoffe zu verringern, möglicherweise durch eine stufenweise Absenkung (Reduktion) im Produkt. In der Regel gelingt das aber nur in engeren Konzentrationsbereichen, da viel Produkte nicht einfach „verdünnt“ werden können. Intelligenter ist es deshalb zum Beispiel bei Füllungen für Pralinen oder Backwaren eine sonst häufig übliche Wasser-in-Öl-Emulsion durch eine sog. multiple Emulsion (Wasser-in-Öl-in-Wasser) zu ersetzen, weil dadurch der Fettgehalt in der Füllung reduziert werden kann.

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Durch Anwendung einer Hochdruckhomogensiation können kleinere Fetttröpfchen in Öl-in-Wasser-Emulsionen erzeugt werden, wodurch der Fettgehalt reduziert werden kann. Die Anwendung gepulster elektrischer Felder (engl. Pulsed Electric Fields, PEF) ist eine neue Technologie zur Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit von Lebensmitteln (Prinzip der Elektroporation). Beispielsweise kann bei Kartoffeln durch eine PEF-Behandlung später beim Schneidprozess ein glatterer Schnitt entstehen, so dass die Oberfläche solch eines Kartoffelstücks (z. B. bei Pommes Frites) beim anschließenden Frittieren weniger Fett aufnimmt (Dürrschmid K 2018). Eine zweite Möglichkeit besteht darin, Fette durch Fettersatzstoffe oder andere Stoffe auszutauschen (Substitution). Hierfür steht eine Fülle von Varianten zur Verfügung: 5 Oleogele – Rapsöl + Wachse + Zusatzstoffe → Verfestigung (Gelbildung) u. dgl. 5 Fettersatzstoffe – Saccharosepolyester (Olestra®) (0 kcal/g) – Mikrokristalline Cellulose (Avicell®) (0 kcal/g) 5 Globuläre Proteine (Proteinmicellen) (∼4 kcal/g) – Hühnereiweiß – Casein, Molkereierzeugnisse – Enzyme, Prolamine, Gluteline 5 Ballaststoffe (Nahrungsfasern) – Kleie (z. B. aus Erbse, Citrus, Apfel, Hafer, Weizen, Gerste, Soja) – Hydrolysierte Stärken (aus z. B. Mais, Kartoffel, Tapioka) – Polymere Kohlenhydrate (∼2 kcal/g) – Inulin, Oligofructose – Hemicellulose – Resistente Stärke – Chemisch modifizierte Kohlenhydrate – Carboxymethylcellulose – Synthetische Kohlenhydrate – Polydextrose (1 kcal/g) Gesättigte Fettsäuren können ersetzt werden durch Verwendung von Fetten/Ölen mit relevantem Anteil an ungesättigten Fettsäuren (z. B. Rapsöl etc.). Der Eintrag von nicht-ruminanten trans-Fettsäuren kann vermieden werden, wenn keine teilgehärteten Fette in der Rezeptur eingesetzt werden. Die dritte Möglichkeit, Fettgehalte in Fertigerzeugnissen zu reduzieren, besteht in der Anwendung des Konzepts der Kompensation durch multisensorische Interaktion. Siehe hierzu die Ausführungen in 7 Abschn. 1.11.7.

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

1.11.5  Reformulation bei Zucker

(Saccharose)

Es besteht auch hier die grundsätzliche Möglichkeit, den Anteil an Zucker (4,1 kcal/g) im Produkt zu verringern, möglicherweise durch eine stufenweise Absenkung (Reduktion) einhergehend mit einer teilweisen oder vollständigen Substitution durch andere Süßungsmittel. Eine simple Reduktion gelingt in der Regel nicht oder aber in nur sehr engen Konzentrationsbereichen, da viel Produkte nicht einfach „verdünnt“ werden können und sich dann oftmals gleichzeitig der Fettgehalt des reformulierten Produktes erhöht (möglicherweise höherer Brennwert als vorher). Weitere interessante Möglichkeiten, den Zuckergehalt zu verringern, bestehen darin, zum einen den Verteilungsgrad der Zuckerkristalle zu verändern (inhomogene Verteilung, gezielte Platzierung des Zuckers im Produkt) oder zum anderen durch eine Verkapselung (engl. coating) der Zuckerkristalle mit einem Film oder einer Schicht (z. B. geschmolzenes Fett oder wassergelöste Stoffe) die Oberfläche des Zuckers solange zu „kaschieren“, bis die Süße des Zuckers beim Verzehr des Lebensmittels gezielt auf der Zunge freisetzt wird (Dürrschmid K 2018). Zucker kann durch eine Reihe von verschiedenen Stoffen ganz oder teilweise (auch multiple) ersetzt werden (Substitution). Folgende Varianten stehen zur Verfügung: 5 Zuckeralkohole (Polyole) (2,4 kcal/g), sog. Bulk Sweetener – Sorbit, Isomalt, Maltit, Xylit etc. 5 Süßstoffe (0 kcal/g), sog. Intense Sweetener – Steviolglykoside (Stevia) – Aspartam, Acesulfam, Cyclamat, Sucralose etc. 5 Maltodextrine 5 „Neuartige Zucker“ (es handelt sich dabei um Novel Foods; 7 Abschn. 2.8.5) – Allulose (Psicose) – Cellobiose – Tagatose Die dritte Möglichkeit, den Zuckergehalt in Fertigerzeugnissen zu reduzieren, besteht in der Anwendung des Konzepts der Kompensation durch multisensorische Interaktion. Siehe hierzu die Ausführungen in 7 Abschn. 1.11.7. 1.11.6  Reformulation bei Salz (Kochsalz)

Die erste Möglichkeit, den Anteil an Salz (NaCl) im Produkt zu verringern, besteht wiederum in einer – möglicherweise stufenweisen – Absenkung (Reduktion).

Eine simple Reduktion ist oftmals nicht ohne weiteres möglich, da Salz oftmals wichtige technologische Funktionen im Produkt hat. Interessant ist auch hier die Möglichkeit zur Verkapselung (engl. coating) der Salzkristalle mit einem Film oder einer Schicht, um die Freisetzung des Salzgeschmacks zu steuern. Ein sehr erfolgsversprechendes Konzept bei Salz ist, den Verteilungsgrad der Kristalle im Produkt zu beeinflussen. Bei Backwaren (Brot etc.) bewirkt einerseits eine Veränderung der Krumentextur eine schnellere Natriumfreisetzung und damit eine stärkere Salzwahrnehmung im Mund. Andererseits führt eine inhomogene Kochsalzverteilung zu einer schnelleren Natrium-Freisetzung und einer Intensivierung des Salzgeschmacks („Salzinseln“) beim Verzehr (Pflaum T et al. 2013; Dürrschmid K 2018). Wirklich gute Salzersatzstoffe (Substitution) sind nicht verfügbar; d. h. es treten meistens unerwünschte Geschmacksausprägungen auf: 5 Lithiumchlorid (LiCl) ☞ Sauer 5 Kaliumchlorid (KCl) ☞ Bitter/metallisch 5 Ammoniumchlorid (NH4Cl) ☞ Bitter Die dritte Möglichkeit, den Salzgehalt in Fertigerzeugnissen zu reduzieren, besteht in der Anwendung des Konzepts der Kompensation durch multisensorische Interaktion. Siehe hierzu die Ausführungen in 7 Abschn. 1.11.7. 1.11.7  Kompensation durch

multisensorische Interaktion

Die Sensorik befasst sich meistens eindimensional mit den Eigenschaften von Produkten wie Aussehen, Geruch/Aroma, Geschmack, Textur, Haptik sowie z. T. auch Akustik. Beim Verzehr von Lebensmitteln werden jedoch verschiedene (ev. sogar alle) Sinnesmodalitäten in Kombination wahrgenommen. Diese multimodalen Wahrnehmungen und crossmodalen Interaktionen sind wichtig für den Beliebheitsgrad eines Lebensmittels. Die Sinnesmodalitäten sind neben den fünf klassischen Sinnesleistungen, die auf der Unterscheidung von Auge (Farben), Nase (Geruch/Aroma), Zunge (Geschmack süß, sauer, salzig, bitter, umami; Textur, Haptik), Haut (Textur, Haptik) und Ohr (Akustik) beruhen, in der modernen Physiologie auch die Empfindung von Wärme/Kälte und Schmerz (Trigeminus). Auch im Kontext der Reformulationssbestrebungen zur Reduktion von Fett, gesättigten bzw. trans-Fettsäuren, Zucker und Salz in Lebensmitteln, kommt der Betrachtung und Analyse crossmodaler Interaktionen von Zutaten und Inhaltsstoffen in den Produktrezepturen

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1.12 · Lebensmitteltoxikologie

Ballaststoffe und modifizierte Stärken reduzieren die Wahrnehmung von Fe bei posiv empfundener Textur

Textur

Geräusche

Temperatur

Trigeminus

Farbe

Geschmack

Sojasoßen und Sardellenaroma (umamiQuellen) verstärken den Salzgeschmack im Produkt

 Rot: Verstärkt die Wahrnehmung von Süße  Gelb/orange: Verbessert saure Aromen; Hebelwirkung bei säuerlich-gesund-erfrischend  Weiß: Verstärkt Wahrnehmung von Salzigkeit  Schwarz/grau: Verbessert Bierkeit

Geruch

Geruch von Karamell-, Vanille-, Erdbeer-, Litschi-, und Minzearomen verstärkt Wahrnehmung von Süße im Produkt

. Abb. 1.12  Kompensation von Geschmacksempfindungen durch multisensorische Interaktion über Farben, Geruch, Geschmack und Textur. Crossmodale Wechselwirkungen der sieben. Sinnesmodalitäten (Nach Dürrschmid K 2018). Erläuterung: Trigeminus ☞ Nervus trigeminus, auch fünfter Hirnnerv genannt

eine nicht zu unterschätzende Bedeutung zu (Dürrschmid K 2018). Beispiele für die Kompensation von Geschmacksempfindungen durch multisensorische Interaktion über Farben, Geruch, Geschmack und Textur zeigt . Abb. 1.12 (Nach Dürrschmid K 2018). Multimodal ↔ Crossmodal ↔ Multisensorisch

5 Multimodale Wahrnehmung – Auf vielfältige Art und Weise zustande kommende Wahrnehmungen 5 Crossmodale Interaktionen – Wahrnehmungs-übergreifende Wechselwirkungen 5 Multisensorische Interaktionen – Zusammenspiel aller Sinne

als „Blue Printing“ bezeichnet, da es um die tatsächliche Erarbeitung eines Bauplanes (engl. blue print) des Produkts und jeder darin enthaltenen Komponente geht. Das Blue Printing stellt eine Methode zur Visualisierung von Prozessen dar (. Abb. 1.13). Fragen der Lokalisation und des genauen Zustandes einer Komponente, der Produktstruktur, -textur und -sensorik werden dabei kombiniert. Wichtige Hilfsmittel sind verschiedene Methoden der Mikroskopie wie Licht- und Rasterelektronenmikroskopie, aber auch rheologische Messungen sowie instrumentelle Texturanalysen. Humansensorische Analytik ist dabei unverzichtbar, um die Ergebnisse der physikalischen Messungen und Beobachtungen mit der eigentlichen Konsumentenerfahrung und Produktakzeptanz zu korrelieren (Völkl A 2018).

1.11.8  Innovation (Reformulation) durch

1.12  Lebensmitteltoxikologie

Wenn mehrere Komponenten in einem Produkt einer Reformulation unterworfen werden sollen, bedarf es einer gesamtheitlichen, wissenschaftlich-planerischen Vorgehensweise, um die einzelnen Zutaten und Verarbeitungsparameter besser zu verstehen und das bestmögliche Ziel zu erreichen. Ein solches Konzept wird

Die Toxikologie – zu deutsch Giftkunde – ist die Lehre von den Giftstoffen. Sie untersucht interdisziplinär mit biowissenschaftlichen, chemischen und medizinischen Arbeitsmethoden, schädigende (toxische) Wirkungen chemischer Stoffe auf Organismen und die Umwelt unter qualitativen und quantitativen Aspekten. Die Aufgabe der Lebensmitteltoxikologie ist die

Blue Printing

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

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Blue Printing Zutatenfunkonalität

Textur

• Schaumbildung, Emulgierung • Verdickungs-, Geliereigenschaen • Interakon der zutaten • Wasserbindung

• Instrumentelle Messungen, Bruchmechanik • Viskosität, Rheologie • Komplexe Textur und Flavour (sensorisch)

Sensorik

Chemie

Struktur

• Nährwert • Haltbarkeit • Flavour

• Komplexität der Struktur • Posionierung der Zutaten • Zustand der Zutaten

. Abb. 1.13  Produktinnovation durch Blue Printing. (Nach Völkl A 2018)

Untersuchung und Beschreibung gesundheitlich nachteiliger Wirkung chemischer Stoffe in der menschlichen Nahrung und berücksichtigt dabei die verschiedenen Nahrungsketten, in denen der Mensch das Endglied bildet. Bei der Frage nach der Giftigkeit (Toxizität) eines Stoffes ist die aufgenommene Menge (Dosis) bzw. die Konzentration des betreffenden Stoffes in einem Lebensmittel (also die Exposition) von elementarer Relevanz. Manche Substanzen wirken in geringen Mengen günstig auf den Körper, sind jedoch in höheren Konzentrationen bedenklich. Alle Substanzen sind jedoch ab einer bestimmten, von der Verabreichungsart abhängigen, Dosis tödlich. Ein diesbezüglicher historischer Leitspruch der Toxikologie ist im Kasten „Leitspruch des Paracelsus“ zitiert. Leitspruch des Paracelsus

„Dosis sola facit venemum.“ 5 Übersetzt bedeutet dies: „Alle Dinge sind Gift, und nichts ist ohne Gift; allein die Dosis macht, dass ein Ding kein Gift sei.“ Quelle: Theophrastus Bombast von Hohenheim, genannt Paracelsus, 1493–1541

1.12.1  Toxikologische Risikobewertung im

Lebensmittelbereich

In der modernen Lebensmitteltoxikologie geht es weniger um die Feststellung und Behandlung von akuten bzw. chronischen Vergiftungen, sondern vielmehr um

die Bewertung des Risikos einer Schädigung bei Aufnahme von Stoffen in Lebensmitteln in niedrigen unterschwelligen Dosen. Interessant und relevant ist der Sicherheitsabstand zwischen der tatsächlichen Dosis und derjenigen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht zu unerwünschten Effekten führt. Diese ist das Aufgabenfeld der toxikologischen Risikobewertung (engl. toxicological risk assessment), wie in . Abb. 1.14 schematisch dargestellt. 1.12.2  Toxikologische Kenngrößen/

Grenzwerte

Um die toxikologische Wirkung eines Stoffes zu bewerten bzw. zu bestimmen, werden bestimmte Kenngrößen verwendet. Dabei wird unterschieden, ob eine akute (kurzfristige) oder chronische (langfristige) Wirkung vorliegt. Diese (pharmakologischen) Wirkungen können dabei sowohl negativ als auch positiv für den Menschen sein. Die Ableitung einer toxikologisch relevanten Dosis-Wirkung-Beziehung – meist aus Zellkulturen, Tierversuchen oder sonstigen Modellen – steht bei der Toxikologie an oberster Stelle. Zu diesem Zweck ist eine Fülle an teilweise sehr unterschiedlichen toxikologischen Kenngrößen definiert. Eine Auswahl dieser Kenngrößen soll im Folgenden näher betrachtet werden (. Abb. 1.15). 1.12.2.1  NOAEL

Eine der wichtigsten toxikologischen Kenngrößen ist der No Observed Adverse Effect Level (NOAEL). Beim NOAEL handelt es sich um die höchste untersuchte

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1.12 · Lebensmitteltoxikologie

Toxikologische Risikobewertung (toxicological risk assessment) Stoffliche Charakterisierung

Vorkommen

Analyk

Exposion

Chem.-phys. Charakterisierung

Umweltverhalten

Analysenmethodik

Gehalte

Vorkommen, Gehalte •Eingesetzte Analyk •Data Reporng •Aureten von Isomeren, Kongeneren etc. •Interferenz: Metabolite, Umwandlungsprodukte •Repräsentavität •Stat. Auswertung •Handling LOD/LOQ

Verzehr

Schädigung

Risiko

(Hazard)

(Risk)

Toxikologie des Stoffes Read-Across Toxikokinek

•Akute Referenzdosis •LOAEL/NOAEL •Benchmark Dosis

Akkumulaon? Risk Metrics Tierstudien •Studiendesign •Krische Endpunkte, Humanrelevanz?

•Margin of Safety (MOS): evtl. HBGV •Margine of Exposure (MOE)

Bewertung Humanstudien

•Data Reporng •Repräsentavität der Daten •Methodik der Datenerhebung/verarbeitung

•Studiendesign, Störfaktoren etc. •krische Endpunkte, Kausalität

Exposion

Genotoxizität, Cancerogenität?

•stat. Methodik, Normal-/Viel verzehrer •Altersgruppen, besondere Einflüsse •andere Exposionspfade

Referenzdosis ableitbar?

Empfehlungen

Interferenzen, Mischungseffekte? Wirkmechanismen in vitro-Daten

Krische(r) Endpunkt(e)

. Abb. 1.14  Toxikologische Risikobewertung im Lebensmittelbereich. (Nach Fürst P und Schrenk D 2021). Erläuterung: stat. Statistisch; HBGV Health-Based Guidance Values (dt. gesundheitsbasierte Richtwerte)

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

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Toxikologische Kenngrößen/Grenzwerte NOAEL (experimentell besmmt) • ADI Für Peszide und Lebensmielzusatzstoffe (lebenslange Exposion) • TDI Für Lebensmielkontaminanten (lebenslange Exposion) • ARfD Für Kurzzeitexposion (24 h)

Benchmark (BMD) (stassch mathemasch ermielt) • MOE Als Verhältnis einer toxischen Dosis zu der geschätzten Exposion des Menschen

Keine (wenige) toxikologische Daten vorhanden • TTC-Konzept Theoresche Abschätzung eines Risikos anhand chemisch ähnlicher Substanzen

. Abb. 1.15  Überblick der beschriebenen toxikologischen Kenngrößen/Grenzwerte und deren Berechnungen. Erläuterung: Siehe Text

Dosis oder Konzentration, bei welcher keinerlei schädliche Effekte bei Modellorganismen beobachtet werden. Als Modellorganismen können z. B. Zellkulturen (immer weniger auch Mäuse, Ratten oder andere) genutzt werden. Diese werden mit verschiedenen Konzentrationen des zu untersuchenden Stoffes exponiert. Im Anschluss wird dann ein definierter Endpunkt (z. B. Entstehung von Krebszellen) bestimmt. Der NOAEL ist eine stoffabhängige Größe und bezieht sich immer auf ein Messverfahren (z. B. Vitalitätsmessung) bei einer bestimmten Applikationsform (oral, inhalativ) und Tierart bzw. Zellkultursystem. Der NOAEL wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff“/ kg Körpergewicht (KG) und Tag (d), häufig auch als mg(µg)/d unter Zugrundlegung eines Standardkörpergewichts. Der NOAEL wird heute meist durch eine Dosis-Effekt-Modellierung zur Berechnung einer Dosis mit definiertem niedrigem Effektniveau (Benchmark Dose) ersetzt (EFSA 2017). Die Modellierung stellt ferner ein 90 %-Konfidenzintervall bereit, dessen untere Grenze bei der Benchmark Dose als BMDL10 bezeichnet und oft als Referenzpunkt verwendet wird (. Abb. 1.16). 1.12.2.2  LOAEL

Der Lowest Observed Adverse Effect Level (LOAEL) ist die niedrigste untersuchte Dosis oder Konzentration, bei welcher gerade noch schädliche Effekte bei Modellorganismen beobachtet werden. Der LOAEL wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff“/kg KG · d, sowie ebenfalls auch als mg(µg)/d unter Zugrundelegung eines Standardkörpergewichts.

1.12.2.3  ADI

Eine weitere wichtige Kenngröße in der Toxikologie ist der Acceptable Daily Intake (ADI), also die erlaubte Tagesdosis eines Lebensmittelzusatzstoffs, Pestizids etc., die bei lebenslanger täglicher Einnahme als unbedenklich betrachtet wird. Der ADI berechnet sich aus dem experimentell bestimmten NOAEL. Bei der Übertragung der Ergebnisse auf den Menschen wird ein (Un)Sicherheitsfaktor von 100 herangezogen, um die Unterschiede zwischen den Testorganismen und dem Menschen zu gewährleisten. Der ADI wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff“/kg KG · d. 1.12.2.4  TDI, TWI, PTWI, TMI

Als wichtiges Pendant zum ADI gilt der Tolerable Daily Intake (TDI) für Verunreinigungen bzw. Kontaminanten und gibt – genau wie der ADI – die Menge eines Stoffes an, welche über die gesamte Lebenszeit pro Tag aufgenommen werden kann, ohne spürbare Auswirkungen auf die Gesundheit des Verbrauchers zu haben. Der TDI-Wert gibt somit den Grenzwert für unerwünschte Stoffe (z. B. Lebensmittelkontaminanten) an und wird genau wie der ADI aus dem NOAEL berechnet. Der TDI wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff“/kg KG · d. Neben dem TDI können zusätzlich noch Grenzwerte für eine wöchentliche (Tolerable Weekly Intake, TWI) oder monatliche (Tolerable Monthly Intake, TMI) tolerierbare Aufnahme definiert werden.

31

Effekt

1.12 · Lebensmitteltoxikologie

Untere Konfidenzgrenze 95 %

Konfidenzintervall 95 % Obere Konfidenzgrenze 95 %

LCL Benchmark Response z. B. 10 % Hemmung

Benchmark Dose10/LCL BMDL10

Dosis (mg/kg)

. Abb. 1.16  Modellierung der Benchmark-Dose und Ableitung des BMDL10 – Schematisch. (Nach Fürst P und Schrenk D 2021). Erläuterung: LCL Lower Confidence Limit; untere bzw. obere Bezieht sich auf die Koordinatenachse „Dosis“. Weitere Erläuterungen: Siehe Text

TDI ↔ T WI ↔ PTWI ↔ TMI

5 TDI Der TDI-Wert (Tolerable Daily Intake) beschreibt die Menge eines unerwünschten Stoffes, die pro Tag lebenslang aufgenommen werden kann, ohne dass spürbare Auswirkungen auf die Gesundheit zu erwarten sind. 5 TWI Der TWI-Wert (Tolerable Weekly Intake) beschreibt die Menge eines unerwünschten Stoffes, die in einer Woche lebenslang aufgenommen werden kann, ohne dass spürbare Auswirkungen auf die Gesundheit zu erwarten sind. 5 PTWI Ist der TWI aufgrund einer fehlenden Datenbasis noch nicht ausreichend abgesichert, können provisorische (vorläufige) Werte angegeben werden. Dieser heißt dann Provisional Tolerable Weekly Intake. 5 TMI Der TMI-Wert (Tolerable Monthly Intake) beschreibt die Menge eines unerwünschten Stoffes, die in einem Monat lebenslang aufgenommen werden kann, ohne dass spürbare Auswirkungen auf die Gesundheit zu erwarten sind.

1.12.2.5  ARfD

Die bei der toxikologischen Bewertung von Stoffen noch recht neue akute Referenzdosis (ARfD; engl. Acute Reference Dose) stellt einen Grenzwert für die Kurzzeitexposition von Verbrauchern dar und wird

hauptsächlich für die Bewertung von Pestiziden sowie Lebensmittelzusatzstoffen angewendet. Für Rückstände in Lebensmitteln ist die ARfD diejenige Menge, welche der Verbraucher bei einer oder mehreren Mahlzeiten über 24 h verteilt aufnehmen kann, ohne dass ein messbares Gesundheitsrisiko besteht. Die ARfD wird unter Anwendung eines (Un-)Sicherheitsfaktors (meist Faktor 100) aus dem NOAEL abgeleitet. Der ARfD wird angegeben als „X“ mg oder µg „Stoff“/kg KG · d. 1.12.2.6  Benchmark-Verfahren

Gegenüber dem experimentell ermittelten NOAEL können rein mathematisch berechnete statistische Daten aus einer Dosis-Wirkungsbeziehung abgeleitet werden mit dem Ziel einer quantitativen Risikoabschätzung. Die in diesem Kontext wohl bekannteste Methode ist das sog. Benchmark-Verfahren (sinngemäß „Maßstäbe vergleichen“). Dabei wird durch eine statistikgestützte Analyse vorliegender DosisWirkungs-Beziehungen aus Untersuchungen mit Versuchstieren die Menge abgeschätzt, bei welcher eine definierte zusätzliche Wirkung auftritt. Die somit bestimmte Dosis wird als Benchmark Dosis (BMD; engl. Benchmark Dose) benannt. Bei krebserregenden oder reproduktionsschädlichen Stoffen wird zudem noch die Dosis ermittelt, welche gegenüber der Kontrolle zu einer 10 % höheren Tumorbildung führt. Der untere Grenzwert des Vertrauensbereichs der Benchmark Dosis am Lower Confidence Limit (LCL) wird als Benchmark Dose Lower Confidence Limit, BMDL bezeichnet; die Benchmark Dose Lower Confidence Limit bei 10 % als BMDL10-Wert.

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

1.12.2.7  MOE

Der Margin of Exposure (MOE) ist ein zur Risikoabschätzung verwendetes Instrument zur Abwägung möglicher Sicherheitsbedenken in Bezug auf in Lebens- und Futtermitteln vorkommende Substanzen, die sowohl genotoxisch (d. h. sie können die DNA schädigen) als auch cancerogen (krebserzeugend) sind. Beim MOE handelt es sich um das Verhältnis zweier Faktoren: 5 Erstens: Der Dosis, bei der in einer Tierstudie erstmals eine kleine, jedoch messbare schädliche Wirkung beobachtet wird. 5 Zweitens:  Dem Expositionsniveau gegenüber der betrachteten Substanz für eine gegebene Population. Die Modellierung liefert ein 90  %-Konfidenzintervall, dessen untere Grenze bei der Benchmark Dose als BMDL10 bezeichnet und oft als Referenzpunkt verwendet wird (7 Abschn. 1.12.2.6 und . Abb. 1.16). Je kleiner die zu erwartende Exposition ist, desto größer wird also der MOE. Die Grundlage für die Berechnung liefert z. B. die schon beschriebene BMDL10. Ein MOE von 10.000 oder mehr (BMDL10, tumorauslösend bei 10 % der Tiere) liefert aus derzeitiger wissenschaftlicher Sicht unter dem Gesichtspunkt der öffentlichen Gesundheit wenig Anlass zur Besorgnis und beDie rücksichtigt mehrere (Un-)Sicherheitsfaktoren.  Modellierung zur Benchmark Dose und Ableitung des BMDL10 ist in . Abb. 1.16 in einem Schema graphisch dargestellt. Die Etablierung des MOE als toxikologische Kenngröße trägt auch dem Umstand Rechnung, dass gemäß der allgemeinen Lehrmeinung von einer fehlenden ungefährlichen Schwellendosis für genotoxische Stoffe ausgegangen wird (EFSA 2005).

Lebens- und Futtermitteln vorkommen. Für viele dieser Substanzen stehen jedoch wenige oder gar keine toxikologischen Daten zur Verfügung. Das TTC-Konzept (Threshold of Toxicological Concern) wurde entwickelt, um das Risiko dieser Substanzen auf ihre schädliche Wirkung hin zu bewerten. Dabei werden Substanzen mit bekannter chemischer Struktur anhand chemisch ähnlicher Stoffe, für welche bereits eine toxikologische Beurteilung vorliegt, bewertet und ein Grenzwert festgelegt. Dieser ist nach dem Vorsorgeprinzip sehr niedrig gehalten. Durch spätere toxikologische Untersuchungen kann dieser fiktive Grenzwert bestätigt oder neu definiert werden. 1.12.2.9  Bewertungs- oder

Unsicherheitsfaktoren

Bewertungsfaktoren (engl. assessment factors, a. f.) bzw. Unsicherheitsfaktoren (engl. uncertainty factors) bzw. Sicherheitsfaktoren (engl. safety factors) werden verwendet, um eine ermittelte toxikologische Kenngröße bestmöglich an die realen Voraussetzungen anzupassen. Sie setzen sich aus mehreren Teilfaktoren zusammen:

a.f. = a.f.1 · a.f.2 · a.f.3 · a.f.4 · a.f.5 mit 5 a. f.1 Interspeziesfaktor (engl. interspecies factor): Menschen können 10× mehr sensitiv sein 5 a. f.2 Intraspeziesfaktor (engl. intraspecies factor): Berücksichtigung von Toxikokinetik, Toxikodynamik 5 a. f.3 Qualität der Datenbasis: Lücken, Studienqualität, Vereinbarkeit (engl. consistency) 5 a. f.4 Studiendauer (engl. duration of study) 5 a. f.5 Wesen (engl. nature) und Schweregrad (engl. severity) des Effekts

Ames-Test

5 Nach Bruce Ames benanntes Testverfahren, um mutagene Stoffe zu identifizieren. Sogenannte Mangelmutanten-Bakterien werden dem potenziellen Mutagen ausgesetzt. Kommt es dabei zu einer Rückmutation, so wird diese sehr wahrscheinlich der Wirkung des getesteten Stoffes zugeschrieben und der Stoff wird als mutagen wirkend eingeordnet. 5 Eine Rückmutation wird auch als Reversion bezeichnet; es entstehen Rückmutanten bzw. Revertanten.

1.12.2.8  TTC-Konzept

Aufgrund verbesserter Analyseverfahren lassen sich mittlerweile immer mehr Substanzen nachweisen, die in niedrigen und sehr niedrigen Konzentrationen in

1.13  Risikoanalyse

Gemäß dem Ansatz des Codex Alimentarius’ ist das Ziel der Anwendung einer Risikoanalyse (engl. risk analysis) im Bereich der Lebensmittelsicherheit der Schutz der menschlichen Gesundheit. Grundvoraussetzung für eine Risikoanalyse ist: 5 Deren konsequente Anwendung 5 Offenheit, Transparenz und Dokumentation 5 Erfordernis der Bewertung und Überprüfung der neuesten wissenschaftlichen Daten Verfahren zur Risikoanalyse bei der Lebensmittelsicherheit wurden gemeinsam von der WHO und FAO entwickelt und folgen einem dreistufigen, strukturierten Ansatz . Abb. 1.17.

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1.13 · Risikoanalyse

Risikobewertung ➩ Gefahrenidenfikaon

➩ Gefahrencharakterisierung ➩ Exposionsabschätzung

➩ Risikocharakterisierung

Risikomanagement

Risikokommunikaon

➩ Entscheidung über Umgang mit Risiken

➩ Interakver Austausch von Informaon und Bewertungen

➩ Regulatorische Maßnahmen ➩ Risikominimierung

➩ Risikowahrnehmung

. Abb. 1.17  Elemente der Risikoanalyse. (Nach Habermeyer M und Eisenbrand G 2015)

1.13.1  Risikobewertung

Zur wissenschaftlichen Bewertung (Risikobewertung, engl. risk assessment) bekannter oder potenziell nachteiliger Auswirkungen auf die Gesundheit durch die Belastung mit durch Lebensmittel übertragenen Gefahren gehören die folgenden Schritte: 5 Gefahrenidentifikation (engl. hazard identification) – Die Identifikation bekannter oder potenzieller Auswirkungen auf die Gesundheit, die mit einem bestimmten Agens in Verbindung stehen. 5 Gefahrencharakterisierung/Dosis-Wirkungsbeziehungen (engl. hazard characterization, Dose Response Assessment) – Die qualitative und/oder quantitative Bewertung der Art der abträglichen Auswirkungen des Agens. 5 Expositionsabschätzung (engl. exposure assessment) – Es wird die wahrscheinliche Aufnahme des Agens und sämtliche bedeutende Quellen probabilistisch, d. h. unter Verwendung von statistischen Verfahren zur Modellierung der Expositionshöhen und Expositionswahrscheinlichkeiten, abgeschätzt. (engl. 5 Risikocharakterisierung/Risikobeschreibung risk characterization) – Der letzte Schritt der Risikobewertung betrifft die Einschätzung der Wahrscheinlichkeit, der Häufigkeit und der Schwere der schädlichen Auswirkungen auf die Gesundheit in einer ex-

ponierten Bevölkerung durch Integration der vorausgehenden Schritte, einschließlich zugehöriger Unsicherheitsfaktoren. 1.13.2  Risikomanagement

Das Risikomanagement (engl. risk management) ist dem regulativen Bereich zugeordnet und verfolgt einen strukturierten Ansatz zur Festlegung und Umsetzung der angemessenen Optionen (BMEL 2018). Es besteht aus vier Bereichen: 5 Einleitende Maßnahmen – Erstellung eines Risikoprofils, um so viele Informationen wie möglich als Grundlage für das Ergreifen weiterer Maßnahmen bereitzustellen. 5 Bewertung der Optionen – Entscheidung über den Umgang mit den Risiken. Beherrschen eines Problems der Lebensmittelsicherheit unter Berücksichtigung wissenschaftlicher Informationen zum Risiko und anderen Faktoren. Optimierung der Effizienz, und Effektivität. Technologische Machbarkeit und praktische Anwendbarkeit von Lebensmittelkontrollmaßnahmen an ausgewählten Punkten in der Lebensmittelkette. 5 Umsetzung der Entscheidungen – Regulatorische Maßnahmen zur verbesserten Lebensmittelsicherheit und kontinuierliche Verifizierung.

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

5 Überwachung und Prüfung – Sammeln und Analysieren von Daten, um evtl. neue Probleme der Lebensmittelsicherheit bei deren Auftreten zu identifizieren. Ableitung von möglicherweise neuen erforderlichen Maßnahmen zur Lebensmittelsicherheit, um die vorgeschriebenen Ziele der öffentlichen Gesundheit zu erreichen (Risikominimierung). 1.13.3  Risikokommunikation

Die Risikokommunikation (engl. risk communication) ist ein integrativer Bestandteil der Risikoanalyse und alle Gruppen von Beteiligten (die sog. Stakeholder) sollten von Beginn einbezogen sein, um Informationen und Meinungen auszutauschen und sicherzustellen, dass der Prozess, die Ergebnisse, die Bedeutung und die Grenzen verstanden werden. Zu den Beteiligten gehören die (wissenschaftlich arbeitenden) Risikogutachter/Risikobewerter, die Risikomanager und weitere interessierte Parteien. Für die effektive Risikowahrnehmung ist die Identifizierung von Interessengruppen und deren Vertretern ein wesentlicher Teil der gesamten Kommunikationsstrategie (Abschn. 1.1.7). 1.14  ALARA-Prinzip

Zur Abschätzung des potenziellen Risikos von genotoxisch-cancerogenen Wirkungen wird nach internationalem Übereinkommen der MOE-Ansatz zugrunde gelegt. Bei genotoxisch-cancerogenen Stoffen kann keine Schwellendosis angenommen werden (7 Abschn. 1.12.2.7), unterhalb derer keine unerwünschten Wirkungen mehr erwartet werden. In der EU gilt daher die Empfehlung, die Exposition gegenüber genotoxisch und cancerogen wirkenden Substanzen so weit zu minimieren, wie dies vernünftiger Weise erreichbar ist. Hierbei handelt es sich um das sogenannte ALARA-Prinzip (Akronym von engl. ☞ As Low As Reasonably Achievable). Dabei ist zu beachten, dass selbst geringe Aufnahmemengen, insbesondere bei regelmäßigem Verzehr, mit einer Erhöhung gesundheitlicher Risiken verbunden sein können. 1.15  Spezialregelung in Kalifornien –

Proposition 65

1.15.1  Warnung vor Cancerogenen

Die Proposition 65 mit dem offiziellen Namen „Safe Drinking Water and Toxic Enforcement Act of 1986“ –

kurz Prop 65 genannt – ist ein 1986 im US-Bundesstaat Kalifornien in Kraft getretenes Gesetz, das die Sauberkeit des Trinkwassers fördern soll. Prop 65

5 Wörtlich übersetzt heißt es in diesem Act: „Niemand darf im Rahmen seiner Geschäftstätigkeit, egal ob wissentlich oder unwissentlich, andere Menschen einer Chemikalie aussetzen, die nach dem aktuellen Wissensstand Krebs auslösen oder zu Missbildungen bei Neugeborenen führen kann, ohne die Verbraucher klar, deutlich und in angemessenem Rahmen über dieses Risiko aufzuklären.“

Nach Inkrafttreten des Gesetzes hat die California Office of Environmental Health Hazard Assessment (OEHHA) ‒ eine Abteilung der kalifornischen Umweltbehörde (CalEPA) ‒ eine Liste mit gesundheitsgefährlichen Substanzen/Chemikalien veröffentlicht. Ziel ist es bis heute, krebserzeugende und reproduktionsschädliche Substanzen zu identifizieren, welche als Verunreinigung in Trinkwasser vorkommen könnten. Die erste Version der Liste erschien 1987 und wurde seitdem um weitere Stoffe ergänzt, so dass es heute weit über 800 Einzelsubstanzen sind. Erklärtes Anliegen ist es, die kalifornische Bevölkerung über mögliche Gefahrenquellen aufzuklären. Dafür ist vorgeschrieben, Warnhinweise zu platzieren, welche über ein mögliches Risiko aufklären sollen. Besonders im Fokus steht dabei der Arbeitsschutz beim Umgang mit den gelisteten Substanzen, sowie der generelle Kontakt zu Konsumgütern, welche die toxischen Chemikalien enthalten können. In diesem Kontext sind insbesondere Lebensmittel mit viel Sorgfalt zu bewerten, da es beim Verzehr zu einer direkten Aufnahme von krebserregenden und reproduktionsschädlichen Substanzen kommen kann. 1.15.2  Konzeption

Die von der OEHHA herausgegebene und im Internet abrufbare Liste der Proposition 65 beinhaltet ein gigantisches Tabellenwerk mit mehreren Spalten mit einer alphabetisch geordneten Aufzählung von toxischen Stoffen (OEHHA 2018). In der ersten Spalte der IUPAC- oder Trivialname aufgeführt. In der zweiten Spalte der Liste wird die Art der Toxizität ‒ krebserregend oder reproduktionsschädigend für Männer oder Frauen ‒ beschrieben. Hierfür gibt es grundsätzlich verschiedene Szenarien. In den verbleibenden drei Spalten wird die Registriernummer beim Chemical

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1.15 · Spezialregelung in Kalifornien – Proposition 65

N = 258 Pharmaka und Kosme ka N = 217 Industriell verwendete Verbindungen N = 130 Pes zide und Pflanzenschutzmiel N = 71 Pyrolyseprodukte von organischem Material N = 55 Anorganische Verbindungen N = 54 Lebensmielrelevante Verbindungen N = 37 Verbindungen für die Forschung N = 24 Sons ge Verbindungen

. Abb. 1.18  Mögliche Unterteilung der in der Prop 65 gelisteten Substanzen in acht Stoffklassen. (Nach Raters M et al. 2018). Erläuterung: In dem Diagramm ist die jeweilige Anzahl an Einzelsubstanzen jeder Stoffgruppe angegeben (Stand: Januar 2018)

Abstract Service (CAS), das Datum der Aufnahme in die Liste und ein möglicher sog. „Safe Harbour Level“ angegeben. Der Safe Harbour Level ist hierbei ein Pendent zum NOAEL (7 Abschn. 1.12.2.1) und stellt den Endpunkt einer Toxizitätsbestimmung, bei dem noch keine signifikant erhöhten schädigenden Wirkungen eines Stoffes zu verzeichnen sind, dar. Das Verfahren der Aufnahme für eine Chemikalie beschreibt vier Stufen. Zunächst erfolgt eine öffentliche Bekanntgabe über die Neuaufnahme bzw. eine Änderung in der Sicherheitsbewertung eines Stoffes. Dies kann u. a. auf der OEHHA-Website nachvollzogen werden. Es schließt sich ein Zeitraum an, in welchem öffentliche Konsultationen zu der Neulistung erfolgen. Dabei können alternative Studien oder begründete Argumente gegen eine Aufnahme eines Stoffes eingereicht werden. Anschließend werden die Kommentare bewertet und die OEHHA fällt eine endgültige Entscheidung über den Sachverhalt. Ein Stoff kann nur im Ausnahmefall von der OEHHA aus der Liste entfernt werden. 1.15.3  Substanz-Pool

Die Substanzen der Prop 65 unterliegen in ihrer Aufzählung keiner stofflichen Ordnung, sondern befinden sich einfach gesammelt in einem Substanz-Pool. Es ist somit zunächst ziemlich schwierig, auf einen Blick mögliche relevante Gefahrstoffe zu identifizieren. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, eine Unterteilung vorzunehmen. Eine umfassende Sichtung aller ca. 800 Stoffe der Liste führt zu einer sinnvollen Einteilung in Stoff-

klassen. Als Vorschlag wird hier eine Untergliederung in acht Klassen vorgenommen. Die Stoffklassen sind in der folgenden Graphik (. Abb. 1.18) dargestellt. Für die Untergruppe der „lebensmittelrelevanten Verbindungen“ lassen sich insbesondere MaillardProdukte wie z. B. Acrylamid, Furfurylalkohol sowie Methylimidazole nennen. Aber auch Substanzen wie u. a. 3-Monochlorpropandiol (3-MCPD), Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und die Mineralölkomponenten MOSH und MOAH sind in der Prop 65 genannt. 1.15.4  Konsequenzen

Die Prop 65 betrifft alle Unternehmen, die Produkte in Kalifornien vermarkten. Sie sind dazu verpflichtet, eine „eindeutige und angemessene“ Warnung auszusprechen, bevor Menschen wissentlich und vorsätzlich einer der in der Liste enthaltenen Chemikalien ausgesetzt werden. Diese Warnung kann auf vielerlei Weise erfolgen, wie unter anderem durch eine entsprechende Kennzeichnung des Produkts. Ab dem Zeitpunkt, zu dem ein chemischer Stoff der Liste hinzugefügt wird, haben die Unternehmen 12 Monate Zeit, um der Warnpflicht nachzukommen. Die Nichteinhaltung dieser Anforderungen kann Unternehmen hohe Kosten verursachen. Unternehmen sind von der Verpflichtung zu einer angemessenen Warnung nur dann befreit, wenn die Exposition gegenüber den in der Liste geführten Chemikalien so gering ist, dass kein wesentliches Risiko von Krebserkrankungen, Missbildungen oder sonstigen Schäden in Verbindung mit der Fort-

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Kapitel 1 · Lebensmittelkompetenz

pflanzungsfähigkeit besteht. Die genaue Definition der Formulierung „kein wesentliches Risiko“ kann zusammen mit den spezifischen Grenzwerten – den Safe Harbour Levels – auf der OEHHA-Website eingesehen werden. Die Prop 65 ist eine weltweit einmalige Verbraucherschutzinstitution. Größtenteils private Kläger können vor Gericht Verstöße gegen das komplizierte Gesetzeswerk einreichen und kassieren bei sogenannten „settlements“ hohe Provisionen von den beklagten Firmen (Raters M et al. 2018).

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Lebensmittel und Ernährung Inhaltsverzeichnis 2.1 Exzerpt – 38 2.2 Nutrikinetik und Nutridynamik – 41 2.3 Physiologische Bedeutung der Nährstoffe – 41 2.4 Merkmale der Lebensmittelqualität – 66 2.5 Empfehlungen für eine gesunderhaltende Ernährung – 69 2.6 Alternative Ernährungsformen – 72 2.7 Ernährungsassoziierte Erkrankungen – 76 2.8 Verschiedene Gruppen von Lebensmitteln – 81 2.9 Ernährungstrends – 88 Literatur – 90

© Der/die Autor(en), exklusiv lizenziert an Springer-Verlag GmbH, DE, ein Teil von Springer Nature 2023 R. Matissek und A. Hahn, Lebensmittelchemie, https://doi.org/10.1007/978-3-662-66925-9_2

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Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

Zusammenfassung

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Die Ernährung gehört zu den physiologischen Grundbedürfnissen jedes Menschen. Die Zufuhr von Stoffen, die der Ernährung dienen, erfolgt durch Lebensmittel. Aus heutiger Sicht erfüllt die Ernährung nicht nur die Aufgabe den Körper mit Energie und allen Stoffen zu versorgen und Mangelerscheinungen zu vermeiden. Sie soll darüber hinaus zur langfristigen Gesundheit und zur Prävention chronisch degenerativer Erkrankungen beitragen. Zu den dafür erforderlichen Substanzen zählen die „klassischen“ Nährstoffe (Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine, Mineralstoffe), aber auch weitere Lebensmittelbestandteile (Ballaststoffe, sekundäre Pflanzenstoffe), deren Wirkungen erst teilweise verstanden sind. Neben der von den Fachgesellschaften empfohlenen Ernährungsweise finden sich zahlreiche davon abweichende Ernährungsformen, die einer differenzierten Betrachtung bedürfen, Sie forcieren auch eine Erweiterung des Lebensmittelangebotes und neue Lebensmitteltrends wie beispielsweise vegetarische Ersatzprodukte.

2.1  Exzerpt

Lebensmittel und Ernährung werden in diesem Buch aus naturwissenschaftlicher Sicht beleuchtet, d. h. unter chemischen, technologischen, biochemischen und physiologischen Gesichtspunkten. Dabei darf nicht übersehen werden, was jedem Einzelnen aus persönlicher Anschauung bewusst ist: ☞ Essen, die Aufnahme von Lebensmitteln, ist weit mehr als ein biologischer Prozess und beinhaltet gleichermaßen kulturelle, psychosoziale, politische, ökonomische sowie ökologische Gesichtspunkte. Für eine vertiefende Darstellung der Bedeutung der Ernährung sei verwiesen auf Lehrbücher der Ernährungswissenschaft und Ernährungsmedizin, u.  a. Biesalski HK et al. (2018), Elmadfa I und Leitzmann C (2019), Hahn A et al. (2023), Kasper H 2020), Leitzmann C et al. (2009), Mariott BP et al. (2020a, b). Für einzelne Aspekte der Biochemie seien empfohlen Heinrich PC et al. (2022), Müller-Esterl W (2018), Rehner G und Daniel H (2010), Voet D et al. (2019). Für aktuelle Online-Informationen: Deutsche Gesellschaft für Ernährung (7 http://www.dge.de), Deutsche Lebensmittelbuch-Kommission (7 www.deutsche-lebensmittelbuchkommission.de), Health and Medicine Division of the American Academies of Sciences (7 https://www.nationalacademies.org/hmd/health-and-medicine-division). 2.1.1  Perspektive von Lebensmittelchemie

und Ernährungswissenschaft

Die Ernährung gehört zu den physiologischen Grundbedürfnissen jedes Menschen. Aus thermodynamischer Sicht stellt der Mensch ein offenes System dar und

steht zeitlebens im Stoff-, Energie- und Informationsaustausch mit seiner Umwelt. Als ☞ heterotrophes Lebewesen nimmt der Mensch Stoffe auf, um Körpersubstanz aufzubauen und zu erhalten sowie durch Dissimilation Energie für alle Lebensvorgänge zu gewinnen. Gleichzeitig gibt er Stoffwechselprodukte ab. Die Zufuhr von Stoffen, die der Ernährung dienen, erfolgt durch Lebensmittel. Dabei hat sich das Bild von der Bedeutung von Ernährung und Lebensmitteln innerhalb der letzten drei Jahrzehnte grundlegend gewandelt und erweitert. Die überwiegende Zeit der Menschheitsgeschichte war – und ist in einigen Teilen der Welt noch heute – durch Nahrungsknappheit geprägt. Entsprechend zielten alle Bestrebungen darauf ab, eine ausreichende Versorgung mit Nahrung sicherzustellen und ein Überleben zu ermöglichen. Auch die wissenschaftlichen Bemühungen waren lange Zeit praktisch ausschließlich darauf gerichtet zu erforschen, welche Inhaltsstoffe von Lebensmitteln in welcher Menge erforderlich sind, um die Körperfunktionen sicherzustellen. Ziel war es, ernährungsbedingte Mangelerscheinungen zu vermeiden. Zu den hierfür erforderlichen Substanzen zählen die „klassischen“ Nährstoffe Proteine, Kohlenhydrate, Fette sowie Vitamine und Mineralstoffe. Sie sind zu einem Großteil zufuhr-essenziell, können also vom Menschen nicht oder nicht in ausreichenden Mengen selbst gebildet und müssen folglich mit Lebensmitteln zugeführt werden. Nährstoffe dienen nach traditionellem Verständnis der Energiegewinnung, dem Aufbau und Ersatz von Körpersubstanz sowie – vereinfacht – als Stoffwechselkatalysatoren und -regulatoren. Der Fokus der lebensmittel- und ernährungswissenschaftlichen Forschung war entsprechend darauf gerichtet, die Grundbedürfnisse der Ernährung in dieser Hinsicht qualitativ und quantitativ zu definieren und geeignete Lebensmittel bereitzustellen, die zudem auch hygienisch einwandfrei und toxikologisch unbedenklich waren. In den 1970er Jahren postulierten die englischen Tropenmediziner Denis P. Burkitt (1911–1993) und Hubert C. Trowell (1904–1989), dass eine zu geringe Zufuhr an Ballaststoffen für die Entstehung bestimmter „Zivilisationskrankheiten“ ursächlich sein könnte. Damit rückten erstmal Inhaltsstoffe von Lebensmitteln in den Fokus, die bis dato als überflüssig oder gar unerwünscht galten. Ihr Fehlen verursacht, anders als bei essenziellen Nährstoffen, keine unmittelbaren Mangelerscheinungen, sie sind aber für die langfristige Gesundheit von Bedeutung und reduzieren das Risiko für Erkrankungen. Inzwischen ist in großen epidemiologischen Untersuchungen gezeigt und teils auch auf molekularer Ebene verstanden, dass neben den Ballaststoffen zahlreiche weitere Lebensmittelinhaltsstoffe entsprechende Wirkungen ausüben und eine präventivmedizinische Bedeutung besitzen (s. auch Hahn A 2002).

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2.1 · Exzerpt

Was ist „Ernährung“?

5 Ernährung bezeichnet die Zufuhr von Stoffen aus Lebensmitteln. 5 Die Ernährung erfüllt ☞ drei Aufgaben, hat also eine trinäre Funktion: Sie dient dazu, alle Körperfunktionen auf einem optimalen Niveau zu sichern sowie Wohlbefinden und die langfristige Gesundheit zu erhalten und wiederherzustellen. Dies umfasst neben der Lieferung von Energie und Substraten für Körperaufbau und -erhalt auch alle weiteren Lebensmittelinhaltsstoffe, die hierzu beitragen.

Was heißt „essenzieller Nährstoff“?

5 Der Duden definiert das Wort „essenziell“ im Kontext von Chemie und Biologie als „lebensnotwendig“ und führt als Beispiel „essenzielle Fettsäuren“ an. Rein sprachlich würde dies bedeuten, dass „nicht-essenzielle“ Nährstoffe nicht lebensnotwendig sind. Dies allerdings ist falsch und so nicht gemeint. 5 So sind beispielsweise auch nicht-essenzielle Aminosäuren oder nicht-essenzielle Fettsäuren lebensnotwendig; ein Überleben ohne sie ist nicht möglich. Gemeint ist mit dem Begriff essenziell im Kontext von Nährstoffen etwas Anderes ☞ Essenzielle Nährstoffe sind zufuhressenziell, müssen also mit Lebensmitteln aufgenommen werden, weil der Organismus sie nicht oder nicht in ausreichenden Mengen bilden kann. Nicht-essenzielle Nährstoffe können hingegen im Stoffwechsel selbst gebildet werden. 5 Das ca. 100 Jahre alte Konzept der Essenzialität von Nährstoffen ist vor dem Hintergrund des heutigen Wissens nur ein bedingt geeignetes Kriterium, schon deshalb, weil der Nachweis der Essenzialität nur auf Basis gezielter (ethisch nicht vertretbarer) Mangelexperimente und geeigneter biochemischer oder klinischer Marker (die vielfach fehlen) erbracht werden kann. Er berücksichtigt zudem nicht, dass es auch semi-essenzielle (konditionell essenzielle) Nährstoffe gibt: Verschiedene Substanzen können unter bestimmten Bedingungen nicht im Stoffwechsel gebildet werden. Beispiel hierfür ist die Bildung der nicht-essenziellen Aminosäure Cystein aus der essenziellen Aminosäure Methionin. Bei einer ausreichenden Zufuhr von Methionin kann im Stoffwechsel hieraus Cystein synthetisiert werden. Wird kein oder zu wenig Methionin aufgenommen, ist die Synthese nicht möglich, so dass Cystein selbst zur essenziellen Aminosäure wird. Damit ist Cystein bei genauer Betrachtung als semi-essenziell einstufen. Gleiches gilt für Vita-

min D, das dann essenziell wird, wenn die körpereigene Synthese mangels fehlender Sonnenexposition nicht möglich ist.

So scheint vor allem die regelmäßige Aufnahme von sekundären Pflanzenstoffen, darunter beispielsweise Carotinoide, Polyphenole, Terpene und Sulfide, zur langfristigen Gesunderhaltung und zur Prävention von nicht-übertragbaren Erkrankungen (Non-Communicable Diseases, NCD) beizutragen. Selbst früher als „antinutritiv“ bezeichnete Substanzen wie ProteaseInhibitoren oder Phytinsäure erfuhren zwischenzeitlich eine Neubewertung und gelten in den im Rahmen einer normalen Ernährung aufgenommenen Mengen als wünschenswerte Lebensmittelbestandteile. In lebensmittelrechtlicher Hinsicht sind solche Substanzen den „Stoffen mit ernährungsspezifischer oder physiologischer Wirkung“ zuzuordnen. Physiologisch hingegen ist diese Abgrenzung zu Nährstoffen allenfalls historisch gerechtfertigt. Lebensmitteln und der Ernährung kommt damit aus heutiger Sicht bei Gesunden eine ☞ duale Funktion zu: 5 Zufuhr aller für Erhalt, Wachstum und Reproduktion notwendigen Substanzen in ausreichender Menge (Vermeidung von Mangelerscheinungen). 5 Langfristige Erhaltung von optimaler Leistungsfähigkeit, Gesundheit und Wohlbefinden (Primärprävention chronisch-degenerativer Erkrankungen). Diese Betrachtungsweise vernachlässigt die Bedeutung der Ernährung bei erkrankten Personen. Werden Patienten mit bereits bestehenden Erkrankungen in die Definition miteinbezogen, so ergibt sich ein dritter Funktionsbereich der Ernährung: 5 Verbesserung und/oder Wiederherstellung des Gesundheitszustandes bzw. Verhinderung des Fortschreitens von Erkrankungen (Sekundär- und Tertiärprävention). Hidden Hunger

5 Ein ausgeprägter Mangel an Energie und Nährstoffen als Zeichen von Hunger ist in den Schwellen- und Industrieländern inzwischen selten. Demgegenüber zeigen sich dort eher Anzeichen „Hidden Hunger“. 5 Gemeint ist damit eine unzureichende Versorgung mit Mikronährstoffen, die sich auf zellulärer Ebene im Verborgenen (engl. hidden) manifestiert und lange Zeit keine offenkundigen Mangelsymptome zeigt.

2

40

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

2.1.2  Perspektive anderer Fachdisziplinen

2

Die Ernährung des Menschen hat unmittelbare Auswirkungen auf Gesundheit, Wohlbefinden und das Risiko für die Entstehung chronisch-degenerativer Erkrankungen. Was der Mensch isst, beeinflusst allerdings nicht nur das jeweilige Individuum, sondern gleichermaßen Gesellschaft, Wirtschaft und Umwelt, wobei diese verschiedenen Teilbereiche auch untereinander in Beziehung stehen (. Abb. 2.1). So ist beispielsweise ein hoher Fleischkonsum mit dem Verfüttern von Soja und Mais an Nutztiere verbunden, so dass diese Lebensmittel dann nicht mehr für die unmittelbare Ernährung des Menschen zur Verfügung stehen, was wegen der hohen Veredelungsverluste global betrachtet die Nahrungsknappheit verstärkt. Gleichermaßen nimmt die Lebensmittelauswahl Einfluss auf die Nutzung von Ressourcen und die Emission von Treibhausgasen (7 Abschn. 2.4.3). Umgekehrt hängt die Ernährungsweise u. a. von gesellschaftlichen, kulturellen, religiösen, ethischen, psychologischen und ökonomischen Faktoren ab. So wird

beispielsweise der Lebensmittelkonsum – und auch das Auftreten ernährungsassoziierter Erkrankungen – deutlich durch den sozio-ökonomischen Status beeinflusst. Religiöse oder kulturelle Speiseverbote und -gebote bestimmen den Speiseplan vieler Menschen. Interessant sind auch Erkenntnisse der Psychologie: ☞ Da bisherige Werte- und Ordnungssysteme wie Familie und Religion immer mehr an Bedeutung verlieren, entsteht ein neuer Bedarf nach sozialer Verortung. Das Praktizieren bestimmter Ernährungsweisen oder das Folgen aktueller Ernährungstrends ermöglicht – vor allem über soziale Medien – einen schnellen Anschluss an Peer-Groups, wo ein neues Mitglied Aufmerksamkeit und soziale Anerkennung von anderen erfährt. Die eigene Ernährungsweise wird damit auch zum Statussymbol und löst frühere Statussymbole (z. B. Designerkleidung, Autos) ab. Insgesamt bedeutet dies, dass die physiologisch(bio)chemische Betrachtung des Themas Lebensmittel und Ernährung, wie sie in diesem Buch vorgenommen wird, nur einen Teilaspekt des gesamten Gefüges er-

Ernährung

. Abb. 2.1  Die individuelle Ernährung hat Auswirkungen auf alle Bereiche des Lebens. Erläuterung: Siehe Text

41

2.2 · Nutrikinetik und Nutridynamik

fasst. Es ergeben sich darüber hinaus zahlreiche Anknüpfungspunkte in andere Fachdisziplinen wie Sozialwissenschaften, Psychologie, Ökonomie, Umweltwissenschaften, Meteorologie sowie Kultur- und Religionswissenschaften. 2.2  Nutrikinetik und Nutridynamik

Zwischen Lebensmittelinhaltsstoffen und dem menschlichen Organismus bestehen wechselseitige Beziehungen. Analog zu Pharmakologie und Toxikologie lassen sich dabei zwei Teilbereiche unterscheiden. 5 Die Nutridynamik untersucht die Effekte von Nährstoffen auf den menschlichen Organismus. Im Vordergrund steht dabei die Frage, welchen Einfluss eine Substanz in einer bestimmten Menge auf einen definierten Prozess ausübt. Das Spektrum solcher nutridynamischer Effekte ist sehr breit und umfasst weitaus mehr Wirkebenen als früher bekannt (. Tab. 2.1).

5 Gegenstand der Nutrikinetik ist der Metabolismus von Lebensmittelinhaltsstoffen durch den Organismus, d. h. die Frage, welche Prozesse ein Stoff im Organismus durchläuft und was dabei geschieht. Dies kann durch das LADME-Modell beschrieben werden (. Abb. 2.2) und umfasst: – Freisetzung der Substanz aus der Lebensmittelmatrix (Liberation) – Aufnahme aus dem Darm in Blut- und Lymphsystem (Absorption) – Verteilung im Organismus (Distribution) – Biotransformation (Metabolisierung) – Ausscheidung (Elimination) Die einzelnen nutrikinetischen Prozesse unterliegen großen intra- und interindividuellen Variationen. Neben Alter, Ernährungs- und Gesundheitszustand sowie Umweltfaktoren nehmen auch genetisch bedingte individuelle Unterschiede in der enzymatischen Ausstattung (Polymorphismen) Einfluss auf den Stoffwechsel, ebenso epigenetische Faktoren. 2.3  Physiologische Bedeutung der

. Tab. 2.1  Physiologische Bedeutung von Nährstoffen Funktion

Beispiele

Bausubstanzen für Zellen und Gewebe

Proteine, verschiedene Mineralstoffe

Energiebereitstellung

Fette und Kohlenhydrate

Bestandteile von Hormonen und anderen Regulationsfaktoren

z. B. Iod, Zink

Cofaktoren von enzymkatalysierten Reaktionen

B-Vitamine, Vitamin K, Magnesium, Zink

Endokrine Wirkungen

Vitamin D, Phytoöstrogene

Beteiligung an Biotransforma­ tion und Detoxifizierung

Polyphenole, Vitamin C

Modulation von Zellkommuni­ kation, Zelldifferenzierung und Zellproliferation

Carotinoide, Vitamine A und D

Inhibierung von Tumorwach­ stum und -infiltration

Polyphenole

Regulation gastrointestinaler Funktionen und Beeinflussung der intestinalen Mikrobiota

Ballaststoffe

Bestandteile antioxidativer Systeme

Vitamine E, C, Carotinoide, Polyphenole, Selen

Beeinflussung von Signaltransduktion und Genexpression

Vitamin A, D, Pyridoxin

Effekte auf das epigenetische System (z. B. DNA-Methylierung)

Folsäure, Cholin

Nährstoffe

Die Inhaltsstoffe von Lebensmitteln besitzen in Abhängigkeit von ihrer Struktur und ihren Eigenschaften vielfältige ernährungsphysiologische Bedeutungen (. Tab. 2.1). Diese sollen nachstehend kurz beschrieben werden. Wasser (7 Kap. 3), Vitaminen (7 Kap. 4) und Mineralstoffen (7 Kap. 5) sind eigene Kapitel gewidmet. Für die chemischen Grundlagen der einzelnen Stoffklassen sei ebenfalls auf die jeweiligen Kapitel dieses Buches verwiesen, für eine vertiefende Darstellung der biochemischen und physiologischen Aspekte auf die Lehrbücher der Humanernährung. Nährstoff oder Nicht-Nährstoff?

Quelle: Hahn A et al. (2016), modifiziert

5 Die lebensmittelrechtliche Begriffsdifferenzierung zwischen „Nährstoffen“ und „sonstigen Stoffen mit ernährungsspezifischer oder physiologischer Wirkung“ ist wissenschaftlich wenig sinnvoll, zudem wird sie auch rechtlich nicht einheitlich vorgenommen. 5 Aus ernährungsphysiologischer Sicht sind Nährstoffe alle Bestandteile von Lebensmitteln, die dazu beitragen, die Körperfunktionen auf einem optimalen Niveau sicherzustellen sowie Wohlbefinden und Gesundheit langfristig zu erhalten. Dies umfasst nicht nur „klassische Nährstoffe“ wie Proteine, Kohlenhydrate, Fette, Vitamine und Mineralstoffe, sondern auch viele andere Substanzen wie Ballaststoffe, Vitaminoide, zahlreiche sekundäre Pflanzenstoffe, Pro- und Präbiotika.

2

42

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

2

. Abb. 2.2  LADME-Modell für Nährstoffe. Erläuterung: Siehe Text

Proteine, Kohlenhydrate und Fette werden als Hauptoder Makronährstoffe bezeichnet. Sie bilden, in stark variierenden Anteilen, den Hauptbestandteil der Trockenmasse aller Lebensmittel (. Tab. 2.2) und werden vom Menschen zur Energiegewinnung und zum Aufbau von Körpersubstanz herangezogen. Entsprechend dem LADME-Modell gelangen die Makronährstoffe in den Gastrointestinaltrakt und müssen dort zunächst durch die unterschiedlichen Verdauungsenzyme weitgehend in die entsprechenden Monomere zerlegt werden, da nur diese absorbierbar sind. Eine Ausnahme stellen niedermolekulare Peptide (in erster Linie Di- und Tripeptide) dar, sowie Monoglyceride und Lysophosphatide, letztere können als solche durch die Darmschleimhaut diffundieren. Die bei der enzymatischen Hydrolyse im Darm entstehenden Fragmente treten anschließend – von Ausnahmen abgesehen – durch einfache Diffusion (z. B. Fettsäuren) oder spezifische Transportsysteme (z. B. Glucose, Aminosäuren, verschiedene Vitamine und Mineralstoffe) aus dem Darmlumen über die Darmschleimhaut in Lymphe und Blut über. Mit Hilfe des Blutes gelangen die Nährstoffe schließlich in alle Körperzellen, wo sie vielfältigen biochemischen Auf-, Ab- und Umbauprozessen unterliegen, die unter dem Begriff Intermediärstoffwechsel (häufig auch nur als

Stoffwechsel bezeichnet) zusammengefasst werden. . Abb. 2.3 zeigt eine vereinfachte Übersicht über den Stoffwechsel der Hauptnährstoffe. Der Abtransport der Stoffwechselendprodukte erfolgt über das Blut. Gut wasserlösliche Stoffe werden vorwiegend über die Nieren eliminiert, Substanzen mit eher lipophilem Grundcharakter unterliegen hingegen in der Leber Funktionalisierungs- und Konjugationsreaktionen (Phase-I- und Phase-II-Reaktionen), um sie in besser wasserlösliche Derivate zu überführen. Sie gelangen schließlich aus der Leber mit der Gallenflüssigkeit in den Darm und werden mit den Fäzes (Kot) ausgeschieden. Die Abgabe von Kohlendioxid erfolgt über die Lunge; auf diesem Weg wird umgekehrt auch der für die Atmungskette notwendige Sauerstoff aufgenommen. Die hier für Makronährstoffe dargestellten nutrikinetischen Prinzipien gelten selbstverständlich analog auch für alle anderen Nährstoffe (Ausnahme ☞ Ballaststoffe, deren primärer Wirkort der Dickdarm ist). Zu den Mikronährstoffen zählen nach klassischem Verständnis Vitamine (7 Kap. 4) und Mineralstoffe (7 Kap. 5). Allen Substanzen ist gemeinsam, dass sie nicht der Energieversorgung dienen, wenngleich einige Substanzen auch energetisch verwertet werden können. Der Energiebeitrag ist allerdings aufgrund der geringen Zufuhrmengen völlig unerheblich. Im Vordergrund

2

43 2.3 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

. Tab. 2.2  Zusammensetzung ausgewählter Lebensmittel Wasser

Kohlenhydrate

Protein

Fett

Unverdauliche Substanza

Energie

Lebensmittel

%

%

%

%

%

kJ/100 g

kcal/100 g

Kuhmilch, mind. 3,5 % Fett

87,2

4,7

3,3

0,7

279

67

Emmentaler Käse, 45 % Fett i. Tr.

35,7

–

28,7

29,7

4,0

1678

400

Speisequark, 20 % Fett i. Tr.

78,0

3,6

12,2

5,1

0,8

457

109

3,8

Hühnerei, gesamt

74,7

0,3

12,5

11,4

0,9

645

155

Butter

15,3

0,6

0,7

83,2

0,1

3090

751

Margarine

19,2

0,2

80,0

0,3

2970

722

Rindfleisch, Oberschale

73,4

–

20,9

4,5

1,1

522

124

Schweinefleisch, Kamm

67,0

–

18,3

13,8

1,0

822

197

Huhn, Brathuhn

69,4

–

19,9

9,6

1,2

694

166

Hering (Ostsee)

71,2

–

18,1

9,2

1,3

646

155

Kabeljau

80,5

–

17,7

0,7

1,2

326

77

Weizengrieß

13,1

69,0

10,3

0,8

7,6

1364

321

Weizenmehl, Type 405

13,0

71,8

10,6

1,0

4,4

1424

335

Roggenvollkornbrot

43,8

38,7

7,3

1,2

9,6

818

193

6,0

66,1

10,1

1,4

16,9

1335

315

11,0

41,2

22,9

1,4

19,3

1152

271

Knäckebrot Erbse, Samen trocken Kartoffel, gekocht, mit Schale

77,8

14,8

2,0

0,1

2,7

298

70

Brokkoli

88,5

2,7

3,8

0,2

4,1

121

29

Möhre

88,2

4,8

1,0

0,2

4,5

109

26

4,4

10,6

17,0

62,5

2,0

2738

663

Apfel

Walnuss

84,9

11,4

0,3

0,6

2,3

228

54

Banane

73,9

20,0

1,2

0,2

2,7

374

88

Erdbeerkonfitüre

35,0

62,6

0,3

0,2

0,2

1088

256

Vollbier, hell

90,6

2,9

0,5

–

0,2

163

39

a Ballaststoffe

– Keine Angabe Quelle: Souci AW et al. (2016)

der Wirkung von Mikronährstoffen stehen ­katalytische und steuernde Eigenschaften (Vitamine und einige Mineralstoffe), der Aufbau der Hartgewebe (bestimmte Mineralstoffe), Beteiligung an antioxidativen Schutzsystemen (einige Vitamine und Spurenelemente) sowie weitere Stoffwechselwirkungen, die teils mit präventiven Effekten verbunden sind. Ballaststoffe (7 Abschn. 2.3.5) erfüllen ihre physiologische Funktion auf Basis ihrer jeweiligen physikochemischen Eigenschaften und nicht aufgrund definierter biochemischer Reaktionen (7 Abschn. 2.3.5). Unter dem Begriff sekundäre Pflanzenstoffe wird eine Vielzahl strukturell sehr unterschiedlicher Substanzen zusammengefasst, die im Sekundärstoffwechsel von Pflanzen gebildet werden und gesundheitsförderliche Wirkungen ausüben (7 Abschn. 2.3.6). Pro- und Präbiotika

dienen der Beeinflussung der ­intestinalen Mikrobiota und sollen auf diesem Weg die Gesundheit des Wirtsorganismus Mensch beeinflussen (7 Abschn. 2.3.6). 2.3.1  Energie

Autotrophe Organismen wie grüne Pflanzen sind in der Lage, mit Hilfe des Sonnenlichts Stoffe aufzubauen (Assimilation) und daraus die benötigte Energie zu gewinnen. Demgegenüber ist der Mensch als heterotrophes Lebewesen darauf angewiesen, mit Lebensmitteln organische Substanzen aufzunehmen und sie zur Energiegewinnung abzubauen (Dissimilation). Die Umwandlung von Nahrungsenergie in eine vom Körper verwertbare Energieform wird als

44

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

Proteine

Kohlenhydrate

2

Fette

Digestion / Absorption Aminosäuren Di- und Tripeptide

Monosaccharid e

Glycerol, Fettsäuren u. a. Glykogen

Aminosäuren

Glucose

Glycerol Fettsäuren

Nicht-essenzielle Aminosäuren

α-Ketosäuren Ammoniak

Körpereigene Proteine

Harnstoff (Ausscheidung)

Pyruvat Acetyl-CoA

Körperfett

Acyl-CoA

Atmungskette

Citratcyclus

Andere N-haltige Verbindungen

ATP

CO2 + H2O

. Abb. 2.3  Stoffwechsel der Hauptnährstoffe (vereinfacht). Erläuterung: Siehe Text

­ nergietransformation bzw. Energiewechsel, oft auch E nicht ganz korrekt als Energiestoffwechsel, bezeichnet. 2.3.1.1  Brennwert von Lebensmitteln

Der Energiegehalt von Lebensmitteln kann mittels einer Kalorimeterbombe ermittelt werden. Dabei wird der Nährstoff in einem geschlossenen Reaktionsgefäß unter Sauerstoff-Zufuhr vollständig verbrannt. Die freiwerdende Wärme erwärmt den das Messgefäß umgebenden Wassermantel und kann so quantifiziert werden. Traditionelle Maßeinheit ist dabei die Kalorie (cal) bzw. Kilokalorie (kcal); sie geht zurück auf den lateinischen Begriff ☞ „Calor“ (Wärme). Auch wenn diese Einheit inzwischen durch die aus dem internationalen System abgeleitete Größe Joule (J) abgelöst wurde, kommt der Kalorienangabe in den Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaften nach wie vor die größere praktische Bedeutung zu. Bei der Umrechnung gelten folgende Faktoren:

1 cal = 4,186 J 1 J = 0,239 cal Die bei vollständiger Verbrennung gebildete und im ☞ Bombenkalorimeter gemessene Wärme wird als physikalischer Brennwert bezeichnet. Im Mittel liegt dieser für: 5 Kohlenhydrate – Brennwert bei 17,2 kJ/g (4,1 kcal/g) 5 Fette – Brennwert bei 38,9 kJ/g (9,3 kcal/g)

5 Proteine – Brennwert bei 23,0 kJ/g (5,5 kcal/g) 5 Ethanol – Brennwert bei 29,7 kJ/g (7,1 kcal/g) Im Unterschied dazu kennzeichnet der ☞ physiologische Brennwert (Synonym ☞ Umsetzbare Energie) die Energie, die bei der Oxidation der Nährstoffe im Organismus frei wird. Er entspricht bei Kohlenhydraten, Fetten und Ethanol annähernd dem physikalischen Brennwert, da lediglich geringe Verluste bei der Absorption im Darm auftreten und die Substanzen ansonsten im Organismus vollständig zu Kohlendioxid und Wasser abgebaut werden. Demgegenüber liegt der physiologische Brennwert von Proteinen mit 17,2 kJ/g (4,1 kcal/g) deutlich unter dem physikalischen Brennwert, da Aminosäuren keinem vollständigen energetischen Abbau unterliegen, sondern Stickstoff überwiegend in Form von Harnstoff zur Ausscheidung gelangt. Dieser stellt noch nicht die Stufe des Endabbaus dar und weist, im Gegensatz zu Kohlendioxid und Wasser, noch einen Energiegehalt auf. Atwater-Faktoren

5 In der Praxis, beispielsweise bei Nährwertberechnungen, werden meist die gerundeten physiologischen Brennwerte (Atwater-Faktoren) von 4 kcal/g für Kohlenhydrate bzw. Proteine, 7 kcal/g für Ethanol und 9 kcal/g für Fette verwendet.

45 2.3 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

5 Aufgrund der physiologischen Schwankungsbreite sowie der Unterschiede im Energiegehalt einzelner Substanzen innerhalb einer Stoffgruppe sind die Werte als ausreichend genau anzusehen. Die Bezeichnung geht auf Wilbur Olin Atwater (1844– 1907) zurück. Diese Faktoren werden auch in Anhang XIV der Verordnung (EU) Nr. 1169/2011 (Lebensmittel-Informationsverordnung, LMIV) bei

Aminosäuren

der Berechnung des Energiegehaltes von Lebensmitteln zugrunde gelegt.

2.3.1.2  Energiegewinnung in den Zellen

Bei der Energiegewinnung im Organismus (. Abb. 2.4) erfolgt eine schrittweise Oxidation der verschiedenen Makronährstoffe. Der dabei freiwerdende W ­ asserstoff

Monosaccharide

Triglyceride

Pyruvat

ATP

NADH + H+ Glycolyse und dehydrierende Decarboxylierung

Acetyl-CoA Citrat Oxalacetat 3 NADH + H+ CO2

GTP

1 FADH2

GDP + Pi

CO2

Citratcyclus NADH + H+ / FADH2

Atmungskette

O2

ADP + Pi

Redoxkaskaden

H2O

ATP

NADH+ / FAD . Abb. 2.4  Prinzip der Energiegewinnung im Organismus. Erläuterung: Im ersten Schritt werden die Kohlenstoff-Gerüste der Hauptnährstoffe zu Acetyl-CoA abgebaut. Anschließend erfolgt im Citratcyclus dessen Zerlegung in CO2 und Wasserstoff, wobei dieser an die Coenzyme NAD⊕ bzw. FAD gebunden wird. Die reduzierten Coenzyme stellen den Wasserstoff für die „Quasi-Knallgas-Reaktion“ in der Atmungskette bereit, wobei die freiwerdende Energie zum Aufbau eines Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran genutzt wird, der die ATP-Synthese antreibt. Weitere Erläuterungen: Siehe Text

2

46

2

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

gelangt mit Hilfe wasserstoffübertragender Coenzyme in die mitochondriale Atmungskette. Unter Nutzung des eingeatmeten Sauerstoffs kommt es zu einer „QuasiKnallgasreaktion“. Die Elektronenübertragung findet im Gegensatz zur Knallgasreaktion nicht in einem Schritt statt, sondern stufenweise über verschiedene Redoxkaskaden. Ein großer Teil der bei den einzelnen Abbauschritten freiwerdenden Energie (etwa 60  %) wird in Form von Wärme zur Aufrechterhaltung der ☞ Körpertemperatur genutzt oder nach außen abgegeben. Die verbleibende Energie dient dazu, einen Protonengradienten über die innere Mitochondrienmembran aufzubauen, der die Synthese von Adenosintriphosphat (ATP) antreibt. Die mitochondriale ATPSynthese ist nur in Gegenwart von Sauerstoff möglich, die mit einer wesentlich geringeren Energieausbeute verbundene ATP-Gewinnung in der Glycolyse hingegen auch in Abwesenheit von Sauerstoff. ATP ist die bedeutsamste energiereiche Substanz in allen Körperzellen (. Abb. 2.5) und liegt meist assoziiert als Komplex mit Mg2⊕vor. Die Verbindung zeichnet sich durch drei Phosphat-Reste aus, die an die 5′-OH-Gruppe von Adenosin gebunden sind. Zwei der drei Phosphat-Gruppen sind über eine SäureanhydridBindung (Phosphanhydrid-Bindung) verknüpft, deren Hydrolyse stark exergon abläuft. Bei der Spaltung von ATP zu Adenosindisphosphat (ADP) und Pi(Index i ☞ inorganic phosphate; dt. anorganisches Phosphat) liegt die Hydrolyseenergie bei rund −30 kJ/mol, bei der Hydrolyse von ATP zu Adenosinmonophoshat und Pyrophosphat (PPi) sogar bei −46 kJ/mol. Der Organismus ist auf energiereiche Verbindungen angewiesen, da er das Prinzip der energetischen Kopplung nutzt. Dabei wird eine stark exergone Reaktion (häufig die Hydrolyse von ATP) mit einer endergonen Reaktion gekoppelt, um deren Ablauf zu ermöglichen. Voraussetzung dafür ist, dass der Energiebetrag

der exergonen Reaktion den der endergonen übersteigt. ATP (und teilweise auch andere energiereiche Phosphate wie Guanintriphosphat, GTP oder Uridintriphosphat, UTP) sind somit notwendig für Aufbau, Erhalt und Erneuerung körpereigener Substanzen, mechanische Arbeit sowie die Aufrechterhaltung der Körpertemperatur und der chemischen und osmotischen Gradienten (. Abb. 2.6). Ruheumsatz ist nicht gleich Grundumsatz

5 Die Ermittlung des ☞ Grundumsatzes (GU) erfolgt unter sehr artifiziellen Bedingungen und gestaltet sich schwierig. 5 Deshalb wird inzwischen häufig der einfacher zu ermittelnde Ruheenergieverbrauch (engl. Resting Metabolic Rate, RMR; auch ☞ Resting Energy Expenditure, REE) herangezogen. Er liegt etwa 10 % über dem GU.

2.3.1.3  Energiebedarf

Der Gesamtenergieverbrauch (engl. Total Energie Expenditure, TEE) des Menschen unterliegt großen intraund interindividuellen Schwankungen. Er setzt sich aus mehreren Komponenten zusammen: 5 Der Grundumsatz (GU; engl. Basal Metabolic Rate, BMR) ist der Energieverbrauch zur Aufrechterhaltung der Körperfunktionen bei völliger Ruhe. Er resultiert aus den Grundfunktionen des Organismus (z. B. Arbeit von Herz, Lunge, Nieren, Leber und Aufrechterhaltung osmotischer Gradienten) und wird 12 h nach der letzten Nahrungsaufnahme bei völliger Ruhe und 23–25 °C Ummit leichter Bekleidung gebungstemperatur gemessen. Der GU ist von verschiedenen Faktoren wie Alter, Geschlecht, Körperoberfläche und physiologischem Status abhängig. Bei Frauen ist er

NH2 N

HO

P OH

O

P OH

O

P

N

O

O

OH OH

. Abb. 2.5  Struktur von Adenosintriphosphat (ATP)

N

O

O

O

OH

N

47 2.3 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

Fette

Proteine

Kohlenhydrate

Alkohol Oxidativer Abbau über Citratcyclus und Atmungskette

A d e n o s i n t r i p h o s p h a t ( AT P )

Mechanische Arbeit Muskelkontraktionen, Kreislauf, Atmung, Bewegung

Biosynthesen

Wachstum, Regeneration der Körpersubstanz, Reproduktion, Laktation

Thermoregulation Aufrechterhaltung der Köpertemperatur

Aufrechterhaltung Chemischer und osmotischer Gradienten

. Abb. 2.6  Bildung und Verbrauch von ATP. (Nach Leitzmann C et al. (2009), modifiziert). Erläuterung: Siehe Text

bei gleichem Gewicht aufgrund des geringeren Anteils an Muskelmasse etwa 10 % niedriger als bei Männern. Im Mittel liegt der GU bei etwa 1 kcal (4,2 kJ) pro Stunde und kg Körpergewicht. Es gilt also näherungsweise: ☞ GU (kcal/d) = 24  × kg KG. In der Praxis findet heute vielfach statt des Grundumsatzes der Ruheumsatz (s. Kasten „Ruheumsatz ist nicht gleich Grundumsatz“) Verwendung. 5 Der Leistungsumsatz bezeichnet die Energiemenge, die über den Grundumsatz hinaus benötigt wird. Er umfasst den Energieverbrauch durch ­körperliche Aktivität, wie auch beispielsweise den Energieumsatz in Schwangerschaft und Stillzeit. Je nach Arbeitsschwere und Freizeitverhalten können dabei verschiedene Physical Activity Level (PAL) herangezogen werden (siehe Kasten „Physical Activity Level“). 5 Die Verwertung der Nährstoffe selbst ist mit Energieaufwand (z. B. für Transport, Metabolisierung und Speicherung) verbunden, da bei jeder biochemischen Reaktion Energie in Form von Wärme frei wird und dadurch „verloren“ geht, das heißt im Stoffwechsel nicht nutzbar ist. Die mit diesen Vorgängen verbundene Wärmebildung wird als nahrungsinduzierte Thermogenese (engl. Diet Induced Thermogenesis, DIT; früher ☞ Spezifisch-Dynamische Wirkung, SDW) bezeichnet. Das Ausmaß der Thermogenese ist abhängig von der Makronährstoffrelation der aufgenommenen Nahrung. Bei Fetten beträgt der Anteil der Thermogenese 3–4 %, bei Kohlenhydraten bereits 5–9 %. Bei Proteinen werden durch die besonders vielfältigen und umfangreichen Prozesse sogar 15– 20 % der enthaltenen Energie für die nahrungs-

induzierte Thermogenese benötigt. Die Energieausbeute einer sehr proteinreichen Ernährung ist daher geringer als die einer fettreichen Ernährung, was im Hinblick auf die häufig deutlich überhöhte Energieaufnahme günstig zu bewerten ist. Eine übliche Mischkost ist mit einer Thermogenese von etwa 7–13 % der aufgenommenen Energie verbunden. 5 Die zur Thermoregulation notwendige Energiemenge kennzeichnet in Abgrenzung zur nahrungsinduzierten Thermogenese die Energie, die erforderlich wird, um die Körpertemperatur aufrecht zu erhalten. Dies kann auf zwei Wegen erfolgen: In braunem Fettgewebe kann die Substratoxidation von der ATP-Synthese abgekoppelt werden, so dass das System „leer läuft“ und die freiwerdende Energie zur Wärmebildung statt zur ATP-Synthese genutzt wird. Diese zitterfreie Thermogenese ist von der zweiten Möglichkeit zur Wärmebildung abzugrenzen, dem unwillkürlichen Muskelzittern bei Kälte. Physical Activity Level (PAL)

5 Der PAL ist definiert als das Verhältnis von Gesamtenergieverbrauch (engl. Total Energy Expenditure (TEE) zu Ruheenergieverbrauch (engl. Resting Energy Expenditure, REE). Dabei werden fünf PAL-Stufen unterschieden. Bei einer ausschließlich sitzenden oder liegenden Lebensweise, wie sie sich bei gebrechlichen, immobilen und bettlägerigen Menschen ergibt, liegt der PAL bei 1,2– 1,3. Einer ausschließlich sitzenden Tätigkeit mit

2

48

2

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

wenig oder keinen anstrengenden Freizeitaktivitäten wird ein PAL von 1,4–1,5 zugeordnet (z. B. Büroangestellte, Feinmechaniker), bei einer sitzenden Tätigkeit mit zeitweilig zusätzlichem Energieaufwand für gehende und stehende Tätigkeit liegt der PAL bei 1,6–1,7 (Laboranten, Studierende, Fließbandarbeiter). Verkäufer, Kellner, Mechaniker und Handwerker gelten als Paradebeispiele für Menschen mit überwiegend gehender und stehender Tätigkeit und wenig oder keinen anstrengenden Freizeitaktivitäten. Körperlich anstrengende berufliche Arbeit oder sehr aktive Freizeittätigkeit. Bei mit körperlich anstrengender beruflicher Arbeit oder sehr aktiver Freizeit (Bauarbeiter, Landwirte, Leistungssportler) wird der REE mit einem PAL von 2,0–2,4 multipliziert. 5 Bereits die scherenschnittartigen Beispiele zeigen, dass der PAL nur eine bedingte Aussage zur tatsächlichen Energieumsetzung eines Individuums geben kann. Anzustreben ist ein PAL von mindestens 1,7. Ein in dieser Größenordnung und darüber liegender PAL ist mit einem geringeren Risiko für Adipositas und entsprechenden Folgeerkrankungen verbunden.

Da der tatsächliche Energieumsatz eines Menschen sehr variabel ist, geben die ernährungswissenschaftlichen Fachgesellschaften im deutschsprachigen Raum Richtwerte für die Energiezufuhr in Abhängigkeit vom Aktivitätslevel (PAL) an (. Tab. 2.3). Sie stellen eine Orientierung dar und können je nach Gewicht, Körperzusammensetzung, Alter oder körperlicher Aktivität abweichen. Kontrollparameter ist das Körpergewicht. 2.3.2  Kohlenhydrate 2.3.2.1  Allgemeine Aspekte

Kohlenhydrate (Ausführungen über chemische Aspekte siehe Kap. 8) dienen Pflanzen als Bau- und Reservestoffe und sind deshalb primär in pflanzlichen Lebensmitteln zu finden. Aus ernährungsphysiologischer Sicht werden den Kohlenhydraten im engeren Sinne, abweichend von der chemischen Einteilung, nur solche Stoffe zugerechnet, die von den menschlichen Verdauungsenzymen abgebaut werden können. Unverdauliche Polysaccharide wie Cellulose oder Pektine, aber auch resistente Stärken, besitzen hingegen Ballaststoffcharakter (7 Abschn. 2.3.5). In vom Tier stammen-

. Tab. 2.3  Richtwerte (in kcal/d) für die Energiezufuhr (DGE 2022) Alter

Richtwerte für die Energiezufuhr in kcal/Tag PAL-Wert 1,4 m

PAL-Wert 1,6

PAL-Wert 1,8

w

m

w

m

w

Kinder und Jugendliche 1 bis unter 4 Jahre

1200

1100

1300

1200

—

—

4 bis unter 7 Jahre

1400

1300

1600

1500

1800

1700

7 bis unter 10 Jahre

1700

1500

1900

1800

2100

2000

10 bis unter 13 Jahre

1900

1700

2200

2000

2400

2200

13 bis unter 15 Jahre

2300

1900

2600

2200

2900

2500

15 bis unter 19 Jahre

2600

2000

3000

2300

3400

2600

19 bis unter 25 Jahre

2400

1900

2800

2200

3100

2500

25 bis unter 51 Jahre

2300

1800

2700

2100

3000

2400

51 bis unter 65 Jahre

2200

1700

2500

2000

2800

2200

65 Jahre und älter

2100

1700

2500

1900

2800

2100

Erwachsene

☞ Schwangere: Richtwerte für die zusätzliche Energiezufuhr für Schwangere im 2. Trimester +250 kcal/Tag und im 3. Trimester +500 kcal/Tag. Diese Angaben gelten nur bei Normalgewicht vor der Schwangerschaft, bei einer wünschenswerten Gewichtsentwicklung während der Schwangerschaft (Körpergewichtszunahme von 12 kg bis Ende der Schwangerschaft) und bei unverminderter körperlicher Aktivität ☞ Stillende: Richtwert für die zusätzliche Energiezufuhr für Stillende bei ausschließlichem Stillen während der ersten 4 bis 6 Monate +500 kcal/Tag

49 2.3 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

den Lebensmitteln kommen Kohlenhydrate nur in vernachlässigbaren Mengen vor. Ausnahmen bilden Milch und einige Milchprodukte, die einen nennenswerten Gehalt des Disaccharids Lactose aufweisen, sowie Muskelfleisch und Leber, die noch Restmengen des tierischen Reservekohlenhydrates Glycogen enthalten ­können. Quantitativ bedeutsamstes Nahrungskohlenhydrat ist Stärke, die vorwiegend über Getreide und Gemüse zugeführt wird. Früchte enthalten vor allem Monosaccharide wie Glucose und Fructose, dasselbe gilt für Honig. Unter den Disacchariden kommt der Saccharose eine besondere Bedeutung zu, da sie in großem Umfang industrielle Verwendung findet und als Haushaltszucker verzehrt wird. Sie findet sich aber auch in Obst. Als Süßungsmittel dienen darüber hinaus u. a. Glucosesirup, der durch enzymatische Hydrolyse von Stärke gewonnen wird, sowie – besonders in Nordamerika – aus Mais gewonnener und teilisomerisierter fructose-reicher Sirup (HFCS, High Fructose Corn Sirup). Die bei der Kohlenhydratverdauung entstehenden Monosaccharide (vor allem Glucose sowie kleinere Mengen an Fructose und Galactose) gelangen über spezifische Carriersysteme (teils sekundär aktiv, teils passiv) zur Absorption. „Kann bei übermäßigem Verzehr abführend wirken“

5 Die intestinale Absorption von Monosacchariden erfolgt über verschiedene Carriersysteme. Während das für Glucose und Galactose zuständige und an einen Natriumgradienten gekoppelte

Pentosephosphate

­ransportsystem GLUT-2 eine hohe TransportT kapazität besitzt, ist dies beim GLUT-5-Carrier nicht der Fall. GLUT-5 vermittelte die erleichterte Diffusion von Fructose und Polyolen wie Sorbitol und Xylitol. 5 Aufgrund der vergleichsweise geringen Transportrate führt die Aufnahme größerer Mengen dieser Monosaccharide zu deren Akkumulation im Darm und zu einem osmotisch bedingten Wassereinstrom; Diarrhoen sind die mögliche Folge. Dies ist auch der Grund für die durch Anhang III Verordnung (EU) Nr. 1169/2011 (LMIV) vorgeschriebene Pflichtkennzeichnung „kann bei übermäßigem Verzehr abführend wirken“ für Lebensmittel, die mehr als 10 % zugelassene mehrwertige Alkohole enthalten.

2.3.2.2  Stoffwechsel und Funktionen

Im Zentrum des Stoffwechsels der Kohlenhydrate steht Glucose bzw. der durch Phosphorylierung gebildete Metabolit Glucose-6-Phosphat, der Ausgangspunkt für die quantitativ bedeutendsten Wege des Kohlenhydratstoffwechsels ist (. Abb. 2.7). Das für die GlucoseHomöostase wichtigste Organ ist die Leber, die in der Lage ist, alle Stoffwechselwege des Monosaccharids einzuschlagen. Um die kontinuierliche Versorgung des Organismus mit Glucose zu gewährleisten, wird der Glucosespiegel

Heteroglycane

Galactose

Glycogen

UDP-Glucose

Glucose-6Phosphat

Zellmembran

Glucose

Glucose-1P

Triosephosphate

Lactat

Glycerol-3-P

Pyruvat

Acetyl-CoA

Citratcyclus

Fettsäuren

Atmungskette ATP

. Abb. 2.7  Stoffwechselwege der Glucose. Erläuterung: Siehe Text

CO2 + H2O

Triglyceride

2

50

2

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

des Blutes innerhalb enger Grenzen durch Insulin, Glucagon und andere Hormone reguliert. Hierdurch wird überschüssige Glucose bei Bedarf als Glycogen gespeichert oder in Triglyceride umgewandelt (s. u.), umgekehrt führt ein sinkender Blutglucosespiegel zur Freisetzung von Glucose aus den Glycogen-Speichern. Hält diese Situation länger an, kommt es in der Gluconeogenese zur Bildung von Kohlenhydraten aus NichtKohlenhydraten. Als Substrate dienen neben dem Glycerol-Anteil der Triglyceride vor allem glucogene Aminosäuren (7 Abschn. 2.3.4.1), weshalb es in einer Hungersituation zwangsläufig zu einem unerwünschten Abbau von Muskelprotein kommt. Hierdurch vermindert sich die stoffwechselaktive fettarme Körpermasse (Lean Body Mass, LBM). Der Kohlenhydratanteil des menschlichen Körpers ist mit nur 1,5 % der Körpermasse sehr gering. Allerdings ist eine ausreichende Kohlenhydratversorgung unentbehrlich für eine Vielzahl physiologischer Funktionen: 5 Energiegewinnung – Kohlenhydrate sind in Form von Glucose der quantitativ wichtigste Energielieferant und können von allen Zellen oxidativ verwertet werden. Erythrocyten und Nierenmark sind obligat glucoseabhängig, können also ihre Energie ausschließlich aus Glucose gewinnen. Das gilt zunächst auch das Zentralnervensystem, das erst nach einigen Tagen des Fastens in der Lage ist Ketonkörper (7 Abschn. 2.3.3.1) energetisch zu nutzen. 5 Energiespeicherung – Während Pflanzen, von wenigen Ausnahmen abgesehen, Kohlenhydrate als Reservestoff speichern, ist die Kapazität hierzu beim Menschen nur gering ausgeprägt. In Leber und Muskulatur finden sich insgesamt ca. 400 g Kohlenhydrate in Form von Glycogen. Leberglycogen stellt die erste schnelle Reserve dar, um einem Abfall des Blutglucosespiegels entgegenzuwirken. Muskelglycogen dient der Energieversorgung des Muskels selbst. 5 Synthese der Glycoproteine – Zahlreiche Proteine in Zellmembranen, Blutplasma, Strukturproteinen, Enzymen und Hormone enthalten kovalent verknüpfte Kohlenhydrate, meist in Form von Oligosacchariden. Auch bei den Blutgruppensubstanzen handelt es sich um Glycoproteine. 5 Bildung der Proteoglycane – Die auch als Mukopolysaccharide bezeichneten Stoffklasse besteht – anders als Glykoproteine – zu einem erheblichen Teil aus Kohlenhydraten und bildet die Bindegewebsgrundsubstanz. 5 Synthese von u. a. Fettsäuren, Triglyceriden und Cholesterol – Kohlenhydrate, primär Glucose, liefern das für die Bildung der Stoffe notwendige Substrat

­ cetyl-CoA. Glucose liefert zudem den GlycerolA Anteil der Triglyceride sowie Reduktionsäquivalente (NADPH+H+) für die Bildung von Fettsäuren und Cholesterol. 5 Biosynthese nicht-essenzieller Aminosäuren – Einige der im Kohlenhydratstoffwechsel entstehenden α-Ketocarbonsäuren können durch Transaminierung (7 Abschn. 2.3.4.1) in die korrespondierenden Aminosäuren umgewandelt werden (z. B. Pyruvat in Alanin). 5 Synthese von DNA und RNA – Für den Aufbau der Nucleotide als Bausteine von DNA und RNA sind die Pentosen 2-Desoxyribose bzw. Ribose erforderlich. 5 Detoxifikationsreaktionen in der Leber – Bei einigen Stoffwechselendprodukten sowie zahlreichen Giftstoffen ist eine Ausscheidung erst möglich, nachdem sie in eine besser wasserlösliche Form überführt wurden. Dies geschieht vielfach durch Konjugation der entsprechenden Substanzen mit Glucuronsäure. 2.3.2.3  Zufuhrempfehlungen und

Versorgungslage

Kohlenhydrate sind keine zufuhr-essenziellen Nährstoffe, da der Organismus grundsätzlich in der Lage ist, durch Gluconeogenese selbst Glucose zu bilden und diese in andere Kohlenhydrate umzuwandeln. Allerdings sollte der Anteil in der Nahrung nicht unter 25  Energie-% sinken, um die Synthese von Glucose aus Aminosäuren in der Gluconeogenese sowie eine Ketose (erhöhte Bildung von Ketonkörper; s. 7 Abschn. 2.3.3.2) zu vermeiden. Bei einer angenommenen Energieaufnahme von 2000 kcal/d entspricht dies einer Menge von 125 g Glucose. Im deutschsprachigen Raum ergibt sich der Richtwert für den Kohlenhydratanteil in der Ernährung aus der empfohlenen Proteinzufuhr (ca. 15 % der Energie), sowie der höchstens angeratenen Fettzufuhr (30 % der Energie). Entsprechend sollten Kohlenhydrate mindestens 50 % der Energie liefern, rechnerisch sogar noch mehr. Diese rigiden Vorgaben zur Nährstoffrelation sind zunehmend in der Diskussion (s. auch 7 Abschn. 2.3.3). Andere Gremien kommen teilweise zu abweichenden Empfehlungen: Das amerikanische Institute of Medicine (IOM) rät zu einer Kohlenhydratzufuhr von 45–65 %, die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) von 45–60 % und das niederländische Health Council hält sogar 40 % der Energie in Form von Kohlenhydraten für ausreichend. Einige Gremien sprechen sich für eine Begrenzung des Zuckerverzehrs auf 10–25 % der Energiezufuhr aus. Als kohlenhydratliefernde Lebensmittel sollten primär Vollkornprodukte, Obst, Gemüse und Hülsenfrüchte dienen, wohingegen isolierte Zucker und niedrig ausgemahlene Mehle weniger empfehlenswert sind.

51 2.3 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

. Tab. 2.4  Beispiele für den glycämischen Index (GI) und die glycämische Last (GL) von Lebensmitteln (Nach Atkinson FS et al. 2008). Erläuterung: Die Daten zeigen beispielhaft, dass Lebensmittel mit ähnlichem GI aufgrund der unterschiedlichen Kohlenhydratanteile in einer Portion eine deutlich abweichende GL aufweisen (z. B. Cornflakes vs. Wassermelone). Zudem können je nach Zusammensetzung des Lebensmittels, bei vergleichbarem Kohlenhydratgehalt deutliche Unterschiede in GI und GL resultieren (z. B. Weißbrot vs. Roggenvollkornbrot) Lebensmittel

GI

Übliche Portionsgröße (g)

Verwertbare Kohlenhydratmenge (g/Portion)

GL

Cornflakes

81

30

25

30

Wassermelonen

80

120

6

5

Weizenbrot, weiß

74

30

12

9

Roggenbrot mit (80 % intakten) ganzen Körnern

41

30

12

5

Bananen

47

120

24

11

Äpfel, Golden Delicious

39

120

16

6

Ein Grund hierfür sind der niedrigere Glycämischer Index (GI) bzw. die geringere Glycämische Last (GL) der erstgenannten Lebensmittel (s. Kasten „Glycämischer Index ↔ Glycämische Last“ sowie Tab. 2.4). Es wird diskutiert, dass ein hoher GI bzw. GL das Risiko für insbesondere Adipositas und Diabetes mellitus Typ 2 erhöht. Eine abschließende Bewertung ist derzeit noch nicht möglich. Belegt ist hingegen, dass mit High Fructose Corn Sirup (HFCS) gesüßte Softdrinks einen Risikofaktor für diese Erkrankungen darstellen. Glycämischer Index ↔ Glycämische Last

5 Der Glycämische Index (GI) erlaubt es, die Wirkung verschiedener Kohlenhydratquellen auf den Blutglucosespiegel zu vergleichen. Der GI ist ein Maß für den Anstieg des Blutglucosespiegels nach dem Verzehr eines Lebensmittels mit einem Kohlenhydratgehalt von 50 g. Dabei wird der Blutzuckerverlauf über eine bestimmte Zeit (bestimmt als Fläche unter der Blutzuckerkurve; engl. Area Under Curve, AUC) nach Gabe des Testlebensmittels in Beziehung gesetzt zum Blutglucoseanstieg nach Gabe von 50 g Glucose bzw. 50 g Kohlenhydrate in Form von Weißbrot. Je höher der Wert, umso ausgeprägter ist die glycämische Wirkung eines Lebensmittels. Der GI wird u. a. vom Ballaststoff-, Fettund Proteingehalt eines Lebensmittels, seinem Verarbeitungsgrad und dem evtl. Vorhandensein von Enzyminhibitoren bestimmt. Der Polymerisationsgrad der enthaltenen Kohlenhydrate (z. B. Glucose vs. Maltodextrin vs. Stärke) spielt hingegen bei den meisten Kohlenhydraten eine untergeordnete Rolle, da die Hydrolyse schnell und effizient erfolgt. 5 Da der Kohlenhydratgehalt einzelner Lebensmitten stark differiert, können verschiedene Lebensmittel aufgrund der unterschiedlichen Verzehrmengen nicht direkt verglichen werden. Hierzu wird

­deshalb die Glycämische Last (GL) herangezogen. Sie berücksichtigt zusätzlich die mit einem Lebensmittel verzehrte Kohlenhydratmenge  und ergibt sich als Produkt aus dem GI eines Lebensmittels und der Kohlenhydratmenge in 100 g.

2.3.3  Fette 2.3.3.1  Allgemeine Aspekte

Zu den Fetten (Lipide; chemische Aspekte ausführlich dargelegt in Kap. 7) zählen chemisch unterschiedliche Substanzen wie Triacylglycerine (Triglyceride), freie Fettsäuren, Phosphoglyceride, Sphingolipide, Terpene (z. B. die fettlöslichen Vitamine A, E und K) sowie Steroide (z. B. Cholesterol) und deren Ester. Ihre Gemeinsamkeit besteht darin, dass sie in Wasser nicht löslich, aber mit unpolaren Lösungsmitteln gut extrahierbar sind. Diese Eigenschaft ist für die Strukturbeeinflussung von Lebensmitteln ebenso von Bedeutung wie für den Stoffwechsel und für zahlreiche Eigenschaften der Fette im Organismus. Fette sind der typische Reservestoff des tierischen Organismus, weil sie bezogen auf die Masse einen mehr als doppelt so hohen Brennwert als Kohlenhydrate aufweisen (7 Abschn. 2.3.1) und zudem – anders als Kohlenhydrate – ohne große Mengen an Wasser gespeichert werden können. Umgekehrt finden sich in pflanzlichen Lebensmitteln, von einigen Ausnahmen abgesehen (z. B. Ölfrüchten und Ölsaaten wie Oliven, Avocados, Nüssen, Sonnenblumenkernen), meist niedrige Fettgehalte. Nahrungsfette bestehen bis zu 98  % aus Triglyceriden. Ihre physiko-chemischen (z. B. Schmelzpunkt, Stabilität) und physiologischen (z.  B. Verdaulichkeit, Einflüsse auf Blutfluss und Blutfettwerte) Eigenschaften ergeben sich aus dem jeweiligen

2

52

2

Kapitel 2 · Lebensmittel und Ernährung

­ettsäuremuster. Voraussetzung für die Verdauung F der Fette ist ihre Emulgierung durch Gallensalze und Phospholipide zu Mizellen. Keiner Emulgierung bedürfen kurz- und mittelkettige Fettsäuren sowie synthetisch gewonnene Triglyceride mit ausschließlich mittelkettigen Fettsäuren (☞ MCT-Fette; 7 Abschn. 7.2.3), die leichter verdaut und absorbiert werden können und daher bei verschiedenen Darmerkrankungen Verwendung finden. Gewicht verlieren mit MCT-Fetten?

5 MCT-Fette weisen einen um ca. 10 % geringeren Energiegehalt auf als Triglyceride langkettiger Fettsäuren. Da sie gleichzeitig zu einer höheren nahrungsinduzierten ☞ Thermogenese führen, wurden sie verschiedentlich als Möglichkeit zur Gewichtsreduktion diskutiert. Allerdings verursachen sie in größeren Mengen gastrointestinale Beschwerden und lassen sich auch praktisch kaum in einen normalen Speiseplan integrieren. 5 Vor allem aber sind die Effekte nur von kurzer Dauer und lassen bereits nach ca. zwei Wochen nach. Grund hierfür ist vermutlich eine physiologische Anpassung.

2.3.3.2  Stoffwechsel und Funktionen

Der Transport von Fetten im Blut erfolgt in Form von Lipoproteinen. Hierbei handelt es sich um komplexe Aggregate aus verschiedenen Lipiden und Proteinen, die u. a. als Lösungsvermittler dienen. Lipoproteine können aufgrund ihrer Dichte in unterschiedliche ­Fraktionen eingeteilt werden und erfüllen verschiedene Aufgaben im Organismus. Den jeweiligen Proteinanteilen (Apoproteine) kommen dabei spezifische Funktionen zu; so dienen sie beispielsweise als Rezeptoren bei der Aufnahme von Lipoproteinen in Körperzellen. Die Verteilung von Lipiden im Organismus erfolgt über die unterschiedlichen Lipoproteine (siehe Kasten „Lipoproteine – Transportform der Lipide im Organismus“). Dabei ist der Lipoproteinstoffwechsel ausgesprochen dynamisch. Reste eines Lipoproteins der einen Klasse fungieren teilweise als Basis für die Synthese der nächsten Lipoproteinklasse. Wurde früher eine Einteilung in vier Gruppen von Liproteinen vorgenommen, so lassen sich nach derzeitigem Wissensstand sechs Hauptgruppen unterscheiden, deren Charakteristika in . Tab. 2.5 kurz dargestellt sind: 5 Chylomikronen 5 Chylomikronen-Remnants 5 Very Low Density Lipoproteins (VLDL) 5 Intermediate Density Lipoproteins (IDL) 5 Low Density Lipoproteins (LDL) 5 High Density Lipoproteins (HDL)

Lipoproteine Organismus

–

Transportform

der

Lipide

im

5 Lipide sind aufgrund ihrer Hydrophobizität im wässrigen Milieu von Blut, Lymphe und interstitieller Flüssigkeit (extrazelluläre Flüssigkeit zwischen Zellen; Gewebsflüssigkeit) unlöslich. Daher werden sie in Form von Lipoproteinen transportiert. Hierbei handelt es sich um Aggregate von Lipiden mit Proteinen (Apolipoproteine) mit wechselnder Zusammensetzung. Die Apolipoproteine erfüllen dabei unterschiedliche Funktionen. Sie dienen sie als Strukturelemente und Lösungsvermittler, aber auch als Liganden für spezifische Rezeptoren sowie als Enzymaktivatoren. 5 Vereinfacht bestehen Lipoproteine aus einem hydrophoben Lipidkern, der von einer hydrophilen Hülle aus Phospholipiden und Apolipoproteinen umgeben ist. Allerdings ist der Aufbau der kugelförmigen Zusammenlagerungen nicht gleichmäßig, sondern dadurch geprägt, dass verschiedene hydrophile Anteile an unterschiedlichen Stellen den Abschluss zum wässrigen Milieu bilden. So können die Apolipoproteine integriert oder auch nur aufgelagert sein. 5 Abhängig von der Dichte, dem Verhältnis von Lipiden zu Proteinen und der Wanderung im elektrophoretischen Feld werden üblicherweise vier unterschiedliche Klassen von Lipoproteinen mit unterschiedlichen Aufgaben klassifiziert (. Tab. 2.5). Tatsächlich handelt es sich aber nicht um statisch abgegrenzte Formen. Vielmehr unterliegen Lipoproteine durch Abgabe bzw. Aufnahme von Bestandteilen einer dynamischen Umwandlung, die sich aus dem Zweck des jeweiligen Lipoproteins ergibt. Auch innerhalb einer Lipoproteinklasse finden sich noch verschiedene Subfraktionen.

Zentraler Metabolit des intermediären Stoffwechsels der Lipide ist Acetyl-CoA, das einerseits beim Abbau von Fettsäuren in der β-Oxidation entsteht, aber auch aus Aminosäuren und Glucose gebildet werden kann (. Abb. 2.8). Acetyl-CoA kann zur Energiegewinnung und – abhängig von der Stoffwechsellage – zur Biosynthese von Cholesterol sowie Fettsäuren (Lipacidogenese) herangezogen werden, die nach Veresterung mit α-Glycerophosphat als Triacylglycerine gespeichert werden. Dies erfolgt im Anschluss an die Nahrungsaufnahme und unter Einwirkung von Insulin, wohingegen im Hunger durch die Hormone Adrenalin und Glucagon die Fettspeicher mobilisiert werden und es bei einem Überschuss an Acetyl-CoA, das energetisch nicht genutzt werden kann, zur Bildung von Ketonkörpern (☞ Ketogenese) kommt.

53 2.3 · Physiologische Bedeutung der Nährstoffe

. Tab. 2.5  Einteilung und Funktion der Lipoproteine Lipoproteinklasse

Ungefähres LipidProtein-Verhältnis

Dichte (g/ mL)

Ursprung

Charakteristika und Besonderheiten

Funktion

Chylomikronen

98:2

5

Samen und Nüsse sowie daraus hergestellte Öle

3–15 %

170–440

Prävention von Tumorerkrankungen

Kohlgemüse

>15 %

3 %

15 %

 Nicht bekannt

Antioxidative Abwehr

Prävention von Tumorerkrankungen

>15 %

Nicht bekannt

Antiinflammatorische Aktivität

Prävention von HerzKreislauf-Erkrankungen

Lauch- und Zwiebelgewächse

Prävention von Tumorerkrankungen

Hülsenfrüchte, Vollkornerzeugnisse, Nüsse

3–10 %

300

Prävention gastrointestinaler Tumorerkrankungen

Hülsenfrüchte, Vollkornerzeugnisse