Wir hoffen, die Lektüre unserer 'Praxis-Tipps' war wiederum nützlich für Sie – auch wenn manchmal etwas Theorie helfen muss, um Begriffebesser begreifbar zu machen. Wir haben hier den Schutz gegenoxidativen Verderb behandelt.Demnächst soll uns die bakterio-logische Haltbarkeit beschäftigen.Wir freuen uns schon darauf, Siebald wieder informieren zu dürfen.Bis dahin.

Ihr Extrakta-Strauss-Team

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Wenn es darum geht, Lebens-mittel vor Verderb zu schützen,sind die Menschen, und insbe-sondere natürlich Lebensmittel-handwerk und –industrie,äußerst erfinderisch. Da wirdgesalzen, geräuchert, konser-viert, eingefroren, getrocknetund vergoren, was das Zeughält. Einen besonderen Aspektwollen wir heute genauerbeleuchten: den Verderb durchSauerstoffeinwirkung und wasman dagegen tun kann.

Wenn man einen Apfel schält und liegen lässt, wird das hellesaftige Fruchtfleisch schnellbräunlich und leicht bitter. DerKontakt mit dem Luftsauerstoffruft diese Veränderungen hervor.Träufelt man aber zuvorZitronensaft auf die frischenSchnittstellen, lässt sich derProzess deutlich verlangsamen.Was ist passiert ?

Die Sache mit dem Braunwerdenhat also mit Sauerstoff zu tun.Sauerstoff ? – kennt ja jeder.Ohne ihn gäbe es für unsMenschen kein Leben. Nicht nurbei vielen Stoffwechselvorgängenspielt er eine wichtige Rolle.

Doch er hat auch seine Schatten-seiten. Um das zu begreifen,muss man ihn einmal mit denAugen des Chemikers betrachten:Wie jedes Element hat auch dasSauerstoffatom um seinen Kerneine Elektronenhülle. Elektronenlieben die Zweisamkeit. Gernbilden sie ein Paar – auch mitElektronen anderer Atome. So entstehen Moleküle. DasSauerstoffatom besitzt zwei solcher Elektronen auf Braut-schau – man nennt sie Valenz-elektronen. Eines davon verbin-det sich mit dem Valenzelektroneines anderen Sauerstoffatoms.Ergebnis: ein SauerstoffmolekülO2. In dieser Zweisamkeit liegtpraktisch der gesamte Sauer-stoffbestand der Erde vor – undist trotzdem nicht zufrieden.Denn es gibt ja immer nochzwei ungebundene Elektronen.

Zu einem geringen Teil verbindensich auch 3 Sauerstoffatomemiteinander. Diese Verbindungist uns als Ozon bekannt. Ozonist ein äußerst giftiges Gas undeines der stärksten Oxidations-mittel. In der Stratosphäre schütztes jedoch das Leben auf derErde, indem es die tödlichen UV-Strahlen der Sonne abschirmt.

Bleibt ein Elektron ungebunden,bildet es ein sog. Radikal. Es ist und bleibt ständig auf derSuche – ohne Rücksicht aufRisiken und Nebenwirkungen.Man kann also erwarten, dassein Radikal etwas sehr Reaktions-freudiges und damit Kurzlebigesist. Im Prinzip stimmt das.Allerdings kann die Beständig-keit von Radikalen eine erheb-liche Bandbreite haben.

Wenn Radikale Partner suchen, wenn zwei Stoffe auch noch sogern miteinander chemisch rea-gieren wollen, so können sie esdoch erst, nachdem mindestenseine der Substanzen in einenhöheren Energiezustand versetztwurde, z.B. durch Wärme oderStrahlungsenergie. Das nenntman Aktivierungsenergie. Siesetzt eine Kettenreaktion in Gang.Diese kann bis zum Verbrauchdes Ausgangsstoffes laufen.Jede einzelne molekulare Reak-tion liefert die Aktivierungs-energie für die Reaktion be-nachbarter Moleküle, die dannihrerseits Energie freisetzen. So verläuft zum Beispiel diesog. Autoxidation eines Speise-fettes und anderer Lipide.

Fette oxidieren umso leichter, je mehr Doppelbindungen inden Fettsäuren enthalten sind(siehe auch Praxis-Tipps II/07).Am Geschmack und an derHaltbarkeit eines Fettes lässtsich der Prozess der Autoxi-dation leicht erkennen. Leinöl z.B., das relativ vieleungesättigte Fettsäuren mit drei Doppelbindungen enthält,oxidiert sehr rasch. Doch wiejeder weiß, ist auch unsereButter dem oxidativen Verderbausgesetzt.

Doch was passiert dabei genau?Ein Sauerstoffatom mit 2 Valenzelektronen – verbindet sich mit einem weiteren Sauerstoffatom zu O2. Molekularer Sauerstoff ist ein Biradikal.

Neben den Antioxidantien gibtes natürlich auch andere Maß-nahmen, um seinen schädlichenEinfluss zu bremsen – Sauerstoff-ausschluss durch Schutzgas(Stickstoff ) zum Beispiel. – Undnatürlich eine Technik, die beiunseren Produkten eine wichtigeRolle spielt: die Verkapselung.

Weitere häufig auftretendeProoxidantien sind Schwer-metallionen, die bereits inSpuren ihre schädliche Wirkungentfalten. In erster Linie zählendazu Kupfer und Eisen, denenwir ja auch als Apparatebau-stoffe (Rohre, Hähne) ständigbegegnen.

Übrigens – ein wichtiges Prooxidans ist Blut. Das darinenthaltene Hämoglobin weistnämlich Eisen als Zentralatomauf. So enthält der menschlicheOrganismus 4 – 5 g Eisen.

Synergisten sind Zusatzstoffe zu Antioxidantien (-gemischen),welche selbst nicht antioxidativwirksam sind.

Ihre Hauptaufgabe bestehtdarin, die prooxidativ wirkendenSchwermetalle, wie Kupfer,Eisen und andere, in unwirk-same sogenannte Komplexver-bindungen zu überführen. Man bezeichnet sie daher auchals 'Metallfänger'. Die Schwermetalle treten inSpuren insbesondere dann auf,wenn Geräte, Rohrleitungen undVentile aus diesen Metallen mitden oxidationsempfindlichenStoffen in Berührung kommen.Wichtigster Metallfänger ist dieZitronensäure, weitere z.B.Weinsäure und Ascorbinsäure.

Formelgleichung:

AH2 = Antioxidans

ROO• + AH2 ROOH + AH•

R• + AH2 RH + AH•

2AH• AH2 + A

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Sorry, hier brauchen wir wieder Chemie, um besser zu begreifen –aber es lohnt sich. Was alsogeschieht bei der Autoxidationeines Fettmoleküls? Schauenwir uns das zunächst einmal als Formelschema an:

Schritt 1: Unter dem Einfluss von Aktivie-rungsenergie zerfällt das Molekülunter Bildung von Radikalen.

Schritt 2:Die Anlagerung von Sauerstoffbewirkt die Oxydation zuPeroxiradikalen.

Schritt 3:Durch Reaktion der Peroxi-radikale mit dem Ausgangsstoffentsteht ein Hydroperoxid(geruchs- und geschmacklos) undein Radikal des Ausgangsstoffes.

Letzteres reagiert gemäß Schritt2 mit weiterem Sauerstoff,ersteres reagiert weiter durchanderen radikalischen Zerfall.So zersetzt sich schließlich dasgesamte Speisefett. Es wird ran-zig und genussuntauglich. Undwas kann man dagegen tun?

Antioxidantien sind starke Helfergegen den oxidativen Verderb.Woran liegt das? Antioxidantienkönnen Radikale inaktivieren.Das hängt mit einer Fähigkeitzusammen, die vielleicht zunächstüberrascht. Ein Antioxidans isteine Substanz, welche selbstRadikale bilden kann. Sie reagiertmit den bei der Autoxidationgebildeten Peroxiradikale(Gleichung 2) als 'Radikalen-fänger'. Dabei bilden sichAntioxidantien-Radikale, dieaber danach zur ursprünglichenForm des Antioxidans und einerinaktiven Verbindung 'rekombi-nieren', wie die Chemikersagen. Hier können Sie es Schritt fürSchritt nachvollziehen:

Nach Gleichung (4) gibt dasAntioxidans ein Proton an dasPeroxiradikal ab. So nimmt esihm seine radikalen Eigenschaften,wird aber vorübergehend selbstzum Radikal AH. – Gleichesgeschieht mit dem nachGleichung (1) entstandenenRadikal des Ausgangsstoffes inGleichung (5). – Schließlich aber'rekombinieren' 2 Antioxidans-Radikale zum ursprünglichenAntioxidans mit einer inaktivenVerbindung A (Gleichung 6).

Unser kleiner Chemie-Exkurs braucht noch drei wichtigeErgänzungen: Die Gleichungen(1) bis (6) stellen nur einenstark vereinfachten Ablauf derAutoxidation dar. – Es könntebei Antioxidantien der Eindruckentstehen 'Viel hilft viel'. DiePraxis lehrt, dass nur sparsamerZusatz zum Erfolg führt. –Drittens zeigen die Gleichungen(4) bis (6), dass das Antioxidansbei Ausübung seiner Funktionverbraucht wird. Die Schutzfunk-tion ist also zeitlich begrenzt.

Aus den Gleichungen (4) und (5) ist ersichtlich, dass dasAntioxidans selbst Radikale AH•bildet. Also Vorsicht bei derAnwendung – denn grundsätz-lich kann jedes Antioxidans zumProoxidans werden, das denoxidativen Angriff fördert.

Ihr Name sagt es schon – Pro-oxidantien sind der Autoxidationförderlich. Über die Wirkung vonSauerstoff in dieser Eigenschafthaben wir ja schon gesprochen.

RH ist ein beliebiges Fettmole-kül, vorzugsweise ungesättigt

RH + Energie R• + H•

R• + O2 ROO•

ROO• + RH ROOH + R•

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Die Autoxidation und damit der oxidative Verderb ist ein zeit-bedürftiger Vorgang mit ver-schiedenen Stadien, wie dasBild zeigt.

Die Anfangsphase, in der alleKurven noch 'am Boden' sind,heißt Induktionsperiode. In dieser Periode beginnt dieAutoxidation gerade erst. Die Sauerstoffaufnahme ist nochgering und ein Qualitätsabfall(Dunkelfärbung, Ranzidität) istsensorisch nicht oder kaumwahrnehmbar. Darum ist diesgenau die richtige Zeit, in derdie Antioxidantien ihre größteWirkung entfalten können. Ein Antioxidans kann also demzu schützenden Stoff gar nichtfrüh genug zugesetzt werden.

Wir haben es schon gesagt: Ein Antioxidans ist eine Substanz,welche selbst Radikale bildenkann. Wird das Antioxidansnach dem Prinzip 'Viel hilft viel'überdosiert, so kann es alsRadikalbildner auch zumProoxidans werden. Dann errei-chen wir genau das Gegenteilvon dem, was wir wollen.

Für den richtigen Gebrauch desAntioxidans gilt also:

Regel 1 : Antioxidansmöglichst früh zusetzen

Regel 2: Antioxidans möglichst sparsam dosieren,d.h. nicht mehr als 0,01%

Das vor Oxidation zu schützendeGut ist in der Regel eine komplexzusammengesetzte Substanz,deren zur Radikalbildung nei-gende Moleküle unterschiedlichechemische Eigenschaften haben.Folglich werden auch für eineoptimale Wirkung unterschiedlicheAntioxidantien erforderlich sein –daher

Regel 3:Verwendung eines Antioxidan-tien-Gemisches von 2 – 3Antioxidantien – zusammen mit Synergisten.

Die meisten Antioxidations-mittel stammen mehr oderweniger deutlich vom Phenol ab – das Propylgallat E 310 zum Beispiel oder BHT E 321und -Tocopherol E 307.Neben dieser Auswahl derPhenolabkömmlinge gibt esauch andere, zum Beispiel dasAscorbylpalmitat E 304.

Von hohem Wert sind auch die als natürliche Fettbegleit-stoffe auftretenden Tocopherole(E306 – E309), weil siebesonders die oxidations-empfindlichen Fette schützenund stabilisieren.

Bei der Fettraffination werdensie entfernt und müssen nachträglich wieder zugesetztwerden.

Viele Gewürze- und damit auch die von uns hergestelltenGewürzextrakte – enthaltenPhenolabkömmlinge als natürliche Antioxidantien, insbesondere• Rosmarin• Salbei• Anis• Koriander• Dill• Fenchel• Majoran

Die Ascorbinsäure und ihreAbkömmlinge sind nicht nur alsAntioxidantien so wichtig, dasswir sie als gesondertes Themaaufgreifen wollen. Doch nichtnur an diesem Punkt konntenwir das Thema 'Antioxidantien'keineswegs erschöpfend darstellen.Mehr darüber also später ineiner weiteren Ausgabe mit Susi Sträußchen.