{"id":1094,"date":"2017-03-20T14:31:48","date_gmt":"2017-03-20T14:31:48","guid":{"rendered":"http:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/?p=1094"},"modified":"2021-01-12T11:51:02","modified_gmt":"2021-01-12T10:51:02","slug":"braten-backen-karamellisieren-chemie-des-guten-geschmacks","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/braten-backen-karamellisieren-chemie-des-guten-geschmacks\/","title":{"rendered":"Braten, Backen, Karamellisieren &#8211; Chemie des guten Geschmacks"},"content":{"rendered":"<p>Haben Sie sich schon einmal gefragt, warum ein Steak beim Grillen oder Braten braun wird? Und kennen Sie auch den Mythos, dass sich beim Braten von Fleisch die Poren schlie\u00dfen? Die bESSERwisser analysieren diese Vorg\u00e4nge und erkl\u00e4ren die Wissenschaft dahinter.<\/p>\n<h2>Maillard-Reaktion: Br\u00e4unung und Aroma<\/h2>\n<p>Hinter dem Br\u00e4unungs-Vorgang beim Erhitzen \u2013 nicht nur beim Grillen, sondern auch beim Backen, Braten, Karamellisieren, Kaffeer\u00f6sten oder auch Bierbrauen &#8211; steckt eine chemische Reaktion: Die von Louis Maillard 1912 erstmals beschriebene Maillard-Reaktion, die zwischen reduzierenden Zuckern und Eiwei\u00dfbestandteilen abl\u00e4uft. Dieser chemische Prozess ist eine hoch komplexe Angelegenheit, das Grundprinzip dahinter jedoch relativ simpel: W\u00e4hrend des Erhitzens von Fleisch, Brot oder anderen eiwei\u00df- und kohlenhydrathaltigen Lebensmitteln verbinden sich bestimmte Aminos\u00e4uren \u2013 das sind kleine Einheiten der Eiwei\u00dfe \u2013 mit Zuckermolek\u00fclen der Kohlenhydratketten. Beginnend bei 100\u00b0C, effektiv dann ab 150-180\u00b0C [1], entstehen als Folge die sogenannten Maillard-Produkte\u00a0und die braune Farbe. Letztere entsteht durch Pigmente, die als Melanoidine bezeichnet werden. Je nachdem, welche Zucker- bzw. Aminos\u00e4uren in dem erhitzen Lebensmittel vorhanden sind, ergeben sich charakteristische Geschm\u00e4cker. Letztlich entscheidet die Temperatur beim Braten \u00fcber die gebildeten Aromastoffe und damit \u00fcber den Geschmack [1].<\/p>\n<p>Es gibt eine Vielzahl an m\u00f6glichen Ausgangsstoffen f\u00fcr Maillard-Reaktionen und damit auch eine gro\u00dfe Anzahl an m\u00f6glichen Folgeprodukten [2]. Typische Endprodukte und ihre Geschmackseigenschaften sind in folgender Grafik abgebildet.<\/p>\n<div id=\"attachment_1788\" style=\"width: 488px\" class=\"wp-caption alignnone\"><a href=\"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/braten-backen-karamellisieren-chemie-des-guten-geschmacks\/maillard-produkte-neu-version-zwei\/\" rel=\"attachment wp-att-1788\"><img aria-describedby=\"caption-attachment-1788\" loading=\"lazy\" class=\"wp-image-1788\" src=\"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Maillard-Produkte-Neu-version-zwei-300x231.png\" alt=\"\" width=\"478\" height=\"368\" srcset=\"https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Maillard-Produkte-Neu-version-zwei-300x231.png 300w, https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Maillard-Produkte-Neu-version-zwei-768x591.png 768w, https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Maillard-Produkte-Neu-version-zwei-1024x788.png 1024w, https:\/\/www.openscience.or.at\/hungryforscienceblog\/wp-content\/uploads\/2017\/03\/Maillard-Produkte-Neu-version-zwei.png 1540w\" sizes=\"(max-width: 478px) 100vw, 478px\" \/><\/a><p id=\"caption-attachment-1788\" class=\"wp-caption-text\">Quelle: Open Science &#8211; Lebenswissenschaften im Dialog; (cc\/by-nc-sa 4.0)<\/p><\/div>\n<p>Die Geruchs- sowie Geschmacksstoffe der Maillard-Reaktion lassen sich auch k\u00fcnstlich im Labor erzeugen. Erhitzt man beispielweise die Aminos\u00e4ure Cystein und den Zucker Glucose mit einem Bunsenbrenner in einem Reaktionsglas, entsteht rasch der Geruch eines Steaks. Verwendet man statt Cystein die Aminos\u00e4ure Glycin, macht sich Karamell-Geruch breit. Erhitz man die Substanzen Prolin und Glucose, riecht es nach frischem Brot. [1] Auch beim Bierbrauen mischt die Maillard-Reaktion mit: hier haben die Produkte der Maillard-Reaktion einen gro\u00dfen Einfluss auf diverse Eigenschaften des Bieres wie Malzaromen und Farbe. Im Malz findet sich eine Vielzahl an reduzierenden Substanzen, die w\u00e4hrend des M\u00e4lzungsprozesses, genauer gesagt beim Abdarren, bei hohen Temperaturen in einer Maillard-Reaktion reagieren. Dabei ist die farbgebende Eigenschaft der gebildeten Melanoidine die auff\u00e4lligste Eigenschaft. Es gibt eine Vielzahl an Verbindungen, die im Laufe der Maillard-Reaktion gebildet werden, zum Teil sind diese aromaaktiv, womit der Braumeister den Biercharakter ganz gezielt durch die Auswahl des Malzes sowie der Temperatur steuern kann. [3]<\/p>\n<h2>Braten: Mythos Fleischporen<\/h2>\n<p>Um das richtige Braten von Fleisch kursieren viele Ger\u00fcchte. Der hartn\u00e4ckigste Mythos besagt, dass sich beim Braten die \u201ePoren\u201c vom Fleisch verschlie\u00dfen. Deswegen sollte man, so h\u00f6rt und liest man des \u00d6fteren, das Fleisch auch anbraten, bevor man es beispielweise in einer Kasserolle gart. Tatsache ist jedoch, dass Fleisch gar keine Poren besitzt, es besteht n\u00e4mlich vorwiegend aus Muskelzellen. Daher dient das Anbraten von Fleisch lediglich dazu, durch die hohen Temperaturen und die dabei ablaufende Maillard-Reaktion Geschmack zu erzeugen, der durch das Niedrigtemperaturgaren nicht entstehen w\u00fcrde. Ob nun die entstandenen Maillard-Produkte im Fleisch bleiben oder in den Bratensaft \u00fcbergehen, ist f\u00fcr den Genuss v\u00f6llig irrelevant. Hauptsache alle Geschm\u00e4cker bleiben f\u00fcr den Verzehr erhalten. [1], [4]<\/p>\n<h2>Acrylamid in der Maillard-Reaktion<\/h2>\n<p>Acrylamid entsteht bei der Reaktion von Glucose oder Fructose mit der Aminos\u00e4ure Asparagin, und das sowohl in der Industrie als auch bei herk\u00f6mmlichen Koch- und Backvorg\u00e4ngen zu Hause oder in der Gastronomie. Ausschlaggebend f\u00fcr die Menge an produziertem Acrylamid sind mehrere Faktoren: Die Menge dieser Substanzen im zu verarbeitenden Nahrungsmittel, die Zubereitungstemperatur und die Dauer des Erhitzens. Vor allem beim hochgradigen Erhitzen (z.B. Frittieren) von kohlenhydrat- und st\u00e4rkereichen Nahrungsmitteln wie beispielsweise Kartoffeln oder Getreide entstehen daher gr\u00f6\u00dfere Mengen Acrylamid. \u00c4hnliches gilt f\u00fcr industriell gefertigte Lebensmittel. Au\u00dferdem spielen hier Verarbeitungsschritte wie die Beigabe von Zusatzstoffe wie Glycerin eine wichtige Rolle. [5, 6, 7, 8]<\/p>\n<p>Seit \u00fcber f\u00fcnfzehn Jahren ist bekannt und wissenschaftlich erwiesen, dass Acrylamid beim Erhitzen st\u00e4rkereicher oder kohlenhydratreicher Lebensmittel entsteht und im K\u00f6rper zu Glycidamid umgewandelt wird. Dieses wiederum soll das Erbgut ver\u00e4ndern und Krebs entstehen lassen, also potentiell mutagen und kanzerogen sein. Im Tierversuch erzeugte Acrylamid Krebs, die Internationalen Agentur f\u00fcr Krebsforschung (IARC) der Weltgesundheitsorganisation (WHO) stuft Acrylamid als wahrscheinlich krebserregend f\u00fcr den Menschen ein, was in einer wissenschaftliche Einsch\u00e4tzung der 2015 publizierten Risikobewertung der Europ\u00e4ischen Lebensmittelbeh\u00f6rde (EFSA) best\u00e4tig wurde. [9]<\/p>\n<p>Das Bewusstsein, dass zu dunkel gebratene, gebackene oder frittierte Lebensmittel potentiell krebserregend sind, hat sich in der Gesellschaft verbreitet. Inwieweit das bei einem Packerl Chips reflektiert wird, ist fraglich. Jedenfalls n\u00e4hrt das Thema Acrylamid immer wieder aufkeimende Debatten. Die seit April 2018 g\u00fcltige EU-Verordnung [10] verpflichtet Lebensmittelunternehmer, Ma\u00dfnahmen zur Reduzierung des Acrylamidgehalts umzusetzen, ebenso gelten nun neue gesenkte Richtwerte in einzelnen Lebensmitteln.<\/p>\n<p>Wie sinnvoll diese Vorgaben sind, ist umstritten, denn trotz allem liegt die Verantwortung beim Konsumenten. Als m\u00fcndiger Endverbraucher m\u00fcsste man, frei nach dem Motto \u201edie Dosis macht das Gift\u201c, den Acrylamidgehalt von jedem konsumierten Fertigprodukt anhand von Richtwerten [9] analysieren. Zus\u00e4tzlich sollte man wissen, was da eigentlich in den eigenen Pfannen, \u00d6fen oder Fritteusen vor sich geht. Dass dies kaum praktikabel ist, liegt auf der Hand. Was bleibt ist die M\u00f6glichkeit, sich bei der Zubereitung zu Hause an oben genannten Faktoren wie Zubereitungstemperatur und St\u00e4rke- bzw. Kohlenhydratgehalt des zu verarbeiteten Lebensmittels zu orientieren und den Konsum von industriell-verarbeitet Produkten mit ebendiesen Eigenschaften gering zu halten.<\/p>\n<h2>Fazit<\/h2>\n<p>Die Maillard-Reaktion ist eine der interessantesten und vielf\u00e4ltigsten chemischen Reaktionen in der K\u00fcche. Sie spielt auch in der Lebensmittelindustrie und bei der chemischen Erzeugung von Aromastoffen heutzutage eine wichtige Rolle. Dieser Vorgang, bei dem Zucker- und Eiwei\u00df-Bestandteile bei hoher Temperatur miteinander reagieren,\u00a0 verschafft uns aber nicht nur genussreiche Stunden. Bei hohen Temperaturen entsteht vor allem bei Kartoffel- und Getreideprodukten, aber auch beim Grillen von Fleisch und anderen Erhitzen anderer Lebensmittel, Acrylamid, das potentiell gesundheitssch\u00e4dlich ist.<\/p>\n<p>Es l\u00e4sst sich schlussfolgern, dass zu hei\u00df und zu lange Gegrilltes, Gebratenes oder Frittiertes auf Dauer eine krebsf\u00f6rdernde Wirkung entfalten kann. Dabei ist die produzierte Acrylamidmenge nicht nur von der Zubereitungstemperatur, sondern auch von der Zusammensetzung des Lebensmittels abh\u00e4ngig.<\/p>\n<h2>Referenzen<\/h2>\n<p>[1] Vilgis Thomas, Die Molek\u00fcl-K\u00fcche, Physik und Chemie des feinen Geschmacks, \u00a0Hirzel Verlag, 2013, 9. korr. Auflage, 53-55, ISBN 978-3-7776-2330-6<\/p>\n<p>[2] van Boekel M A J S, Formation of flavour compounds in the Maillard reaction (2006), Biotechnology Advances 24, 2006, 230\u2013233, doi:10.1016\/j.biotechadv.2005.11.004<\/p>\n<p>[3] <a href=\"https:\/\/mediatum.ub.tum.de\/doc\/604034\/604034.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Spieleder E, Dissertation: Systematische Untersuchungen von reduzierenden Substanzen im Malz und ihr Einfluss auf den Brauprozess, Technische Universit\u00e4t M\u00fcnchen, Lehrstuhl f\u00fcr Technologie der Brauerei I und Getr\u00e4nketechnologie, 2006, abgerufen am 16.03.2017<\/a><\/p>\n<p>[4] Coultate T.P., Food: The Chemistry of Its Components, Royal Society of Chemistry Publishing, 2009, 5. Auflage, S. 36<\/p>\n<p>[5] Tareke E, Rydberg P, Karlsson P, Eriksson S, T\u00f6rnqvist M., Analysis of Acrylamide, a Carcinogen Formed in Heated Foodstuffs , J Agric Food Chem., 2002 , 50(17):4998-5006., doi:10.1021\/jf020302f<\/p>\n<p>[6] Smarrito-Menozzi C., Matthey-Doret W, Devaud-Goumoens S., Glycerol, an Underestimated Flavor Precursor in the Maillard Reaction, J. Agric. Food Chem., 2013, 61 (43), pp 10225\u201310230, DOI: 10.1021\/jf3050044<\/p>\n<p>[7] <a href=\"http:\/\/www.dfg.de\/download\/pdf\/dfg_im_profil\/reden_stellungnahmen\/2012\/sklm_thermisch_induzierten_prozesskontaminanten_121119.pdf\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Senatskommission zur gesundheitlichen Bewertung von Lebensmitteln, Thermisch induzierte\/prozessbedingte Kontaminanten: Das Beispiel Acrolein und der Vergleich zu Acrylamid (2012), abgerufen am 07.05.18<\/a><\/p>\n<p>[8] Haase, N. U., Matth\u00e4us, B. und Vosmann, K.: Minimierungsans\u00e4tze zur Acrylamidbildung in pflanzlichen Lebensmitteln \u2013 aufgezeigt am Beispiel von Kartoffelchips. Dt. Lebensmittelrundschau,2003, 99, 87-90<\/p>\n<p>[9]<a href=\"https:\/\/www.ages.at\/themen\/rueckstaende-kontaminanten\/acrylamid\/massnahmen\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\"> \u00d6sterreichische Agentur f\u00fcr Ern\u00e4hrungssicherheit, Ver\u00f6ffentlichung zu Acrylamid vom 19.04.18; abgerufen am 03.05.18<\/a><\/p>\n<p>[10] <a href=\"https:\/\/eur-lex.europa.eu\/legal-content\/DE\/TXT\/HTML\/?uri=CELEX:32017R2158&amp;from=DE\" target=\"_blank\" rel=\"noopener noreferrer\">EU-Verordnung zu Minimierungsma\u00dfnahmen und Richterwerten f\u00fcr die Senkung des Acrylamidgehalts in Lebensmitteln. VO (EU) 2017\/2158, abgerufen 07.05.18<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Haben Sie sich schon einmal gefragt, warum ein Steak beim Grillen oder Braten braun wird? 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