Neuer Zucker und Fettersatz gefunden?

aus: DLG-Lebensmittel 3/2019, S. 12ff.

Eine gesunde Ernährung mit weniger Fett und weniger Zucker – d wünschen sich inzwischen viele Verbraucher. Auch Wissenschaft und Politik haben die Notwendigkeit erkannt und stellen die Weichen dafür: Im Visier aktueller Forschungsprojekte stehen zwei neuartige Zucker, die so gut wie keine Kalorien haben, und pflanzliche Proteine, die den Ersatz von Fett ermöglichen.

Hergestellt werden die neuen Zuckersorten von Savanna Ingredients. Das Start-up aus Elsdorf bei Köln, das aus dem Innovation Center des Zuckerherstellers Pfeifer & Langen hervorgegangen ist, zählt zu den industriellen Projektpartnern der Wissenschaftler. „In der Natur kommt natürlicher Zucker ohne Kalorien vor – allerdings bisher nur in sehr kleinen Mengen. Diesen Weg der Natur haben wir uns zugänglich gemacht und ein Verfahren entwickelt, echten Zucker ohne Kalorien in großem Maßstab aus Rübenzucker herzustellen“, erklärt Geschäftsführer Dr. Timo Koch. Das ist ein komplexer lebensmitteltechnologischer Prozess, zu dem Savanna Ingredients entsprechende Patente angemeldet hat. „In dem Verfahren veredeln wir den natürlichen Rübenzucker, indem wir seine Molekülstruktur weiterentwickeln und die Kalorie gewissermaßen verkapseln“, so Koch. Dies hat zur Folge, dass der Körper beim Stoffwechsel die Allulose mit ihrem Restkaloriengehalt von 0,2 Kilokalorien nicht mehr als Energielieferant erkennt. „Sie dockt im Körper nicht mehr an, sondern die Kalorien werden gewissermaßen ausgeschieden“. Analog zu alkoholfreien Bieren, die einen minimalen Restalkoholwert behalten, geht Koch daher davon aus, dass die europäische Zulassungsbehörde den neuen Zucker als „kalorienfrei“ anerkennt.

Allulose ist ein rein pflanzlicher Rohstoff, der in der Natur beispielsweise in getrockneten Feigen, Kiwis und Rosinen vorkommt. In anderen Märkten, wie Japan, Südkorea und den USA ist sie bereits zugelassen und wird als Zucker in Verkehr gebracht. Ihre Süßkraft liegt bei 70 Prozent derer von Haushaltszucker. Cellobiose erreicht 20 Prozent der Süßkraft im Vergleich zum herkömmlichen Zucker. Sie ist der Grundbaustein der Cellulose und ebenfalls ein natürlicher Zucker. Den Einsatz beider Zucker in Getränken und Backwaren zu erforschen, ist eine der Aufgaben des Projekts Healthy Sugars. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft fördert dieses Forschungsvorhaben im Rahmen der „Nationalen Reduktionsstrategie für Salz, Fett und Zucker“. Das Projekt mit dem ausführlichen Titel „Neuartige kalorienarme Zucker in Lebensmitteln“ läuft bis Februar 2021.

Doch nicht nur an den Zuckergehalten von verarbeiteten Lebensmitteln wird gerade unter Hochdruck gearbeitet. Eine weitere Herausforderung stellen sie wegen ihrer Fettgehalte dar. Sie werden häufig auch mit Palmfett hergestellt und enthalten deshalb einen hohen Anteil an gesättigten Fettsäuren. Ernährungsphysiologisch zählen diese zu den ungesunden Fetten. Sie können Blutfette und LDL-Cholesterin erhöhen und sich negativ auf die Herz-Kreislaufgesundheit auswirken. Dadurch steigt das Risiko koronarer Herzerkrankungen. Die ernährungsphysiologischen Eigenschaften solcher Lebensmittel durch neue technologische Ansätze zu verbessern, ist daher das Ziel zweier Forschungsprojekte am Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV. Palmfett soll dabei durch gesündere und nachhaltigere Öle, wie beispielsweise Rapsöl, ersetzt werden. Ebenso sollen pflanzliche Proteine als Fettersatz dienen. Damit werden ernährungsphysiologisch verbesserte Cremefüllungen für Backwaren, Brotaufstriche und herzhafte Produkte wie etwa Soßen entwickelt.

Palmfett durch ungesättigte Fettsäuren ersetzen

„Das Weglassen oder Hinzufügen von Lebensmittelbestandteilen hat immer Auswirkungen auf den Geschmack, die Haltbarkeit und die für die Wahrnehmung eines Produktes alles entscheidende Textur“, erläutert Christian Zacherl, Projektleiter und Geschäftsfeldmanager Lebensmittel am Fraunhofer-Institut. Ein besonderer Schwerpunkt der Entwicklungen liegt für ihn auf der Texturgebung im Lebensmittel. „Bei Rezepturänderungen oder neuen Produktentwicklungen kombinieren wir traditionelle Herstellungsverfahren mit innovativen Technologien und maßgeschneiderten funktionellen Food Ingredients, dabei spielen insbesondere pflanzliche Proteine eine entscheidende Rolle“, so Zacherl weiter.

Um das Palmfett komplett zu ersetzen, nutzen der Technologe und sein Team hochwertige, mehrfach ungesättigte Öle. In Frage kommen dafür Raps oder Sonnenblume. „Bevor sie als Fettaustauschstoff einsetzbar sind, muss allerdings ihre Funktionalität wie etwa das Schmelzverhalten oder die Viskosität, die das Mundgefühl maßgeblich beeinflussen, angepasst werden“, sagt Zacherl, und setzt dabei auf die gezielte Kristallisation der Öle. Die Textur des Öls soll so verändert werden, dass es beispielsweise als Aufstrich geeignet ist. Auf diese Weise kann der Anteil an gesättigtem und weniger gesundem Fett deutlich reduziert werden. Der Gesamtfettgehalt ändert sich in diesen Produkten nicht. Sie weisen aber eine günstigere Zusammensetzung der Fettsäure auf. Mit dem Ersatz von Palmfett wird gleichzeitig die Nachhaltigkeit der Produkte verbessert, da Palmölplantagen aus ökologischer Sicht vielfach kritisch gesehen werden.

Der Ersatz von Fett durch pflanzliche Proteine ist daher Gegenstand eines zweiten Projektes am Fraunhofer IVV. Das Ziel der Forscher ist eine Reduktion an gesättigten Fettsäuren bei Soßen und Cremefüllungen für Backwaren um 30 Prozent. Als Fettaustauschstoffe kommen Micellenproteine aus Lupine oder anderen Hülsenfrüchte zum Einsatz. „Die kugelartigen Proteine haben fettähnliche Struktureigenschaften und ermöglichen eine Erhöhung des Proteingehalts unter Reduktion der Gesamtenergiedichte“, so Zacherl. Das Vorhaben soll gemeinsam mit einer neuen Ultrahochdrucktechnologie, die beim spanischen Projektpartner AZTI getestet wird, erreicht werden. „Dieser neue Prozess ist während der Herstellung oder am finalen Produkt zur Texturverbesserung einsetzbar“, erklärt Zacherl. Das Fraunhofer IVV hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Funktionalität der Zutaten aus Pflanzenproteinen zu verbessern und an den Prozess anzupassen. „Eine Fettreduktion bringt oftmals eine begrenzte Haltbarkeit der Produkte mit sich. Durch die Herstellung mit dem neuen Hochdruckverfahren wird gleichzeitig eine mikrobiologische Stabilität erzeugt. Das Verfahren ermöglicht deshalb auch die Reduktion oder den Verzicht auf konservierende Zusatzstoffe“, so Zacherl.

Beide Projekte laufen im Rahmen von EIT Food, einem Bündnis für die Zukunft der Lebensmittel. Die Fraunhofer-Gesellschaft ist Partner dieser Wissens- und Innovationsgemeinschaft des Europäischen Innovations- und Technologieinstituts (EIT). In diesem Zusammenschluss von 50 Unternehmen, Universitäten und wissenschaftlichen Partnern trägt die Fraunhofer-Gesellschaft dazu bei, ein gesundes und nachhaltiges Lebensmittelsystem in Europa und darüber hinaus aufzubauen. Mit einem „Wissensdreieck“ aus Forschung, Bildung und Unternehmerschaft soll ein Wandel in der gesamten Lebensmittel-Wertschöpfungskette unter Einbezug der Verbraucher vorangebracht werden.