Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Differenzierung konventionell pasteurisierter und alternativ haltbargemachter Orangen- und Apfelsäfte mittels Charakterisierung des flüchtigen und nicht flüchtigen Metaboloms sowie des flüchtigen Sensoboloms

Seit einigen Jahren ist das Interesse der Verbraucher an naturbelassenen, wenig verarbeiteten Lebensmitteln deutlich gestiegen. Da konventionelle Verfahren zur Pasteurisation von Fruchtsäften mit einer relativ hohen thermischen Belastung der Produkte verbunden sind, wurden alternative Haltbar-machungsverfahren, wie die HPP- oder PEF-Technik, entwickelt, die eine schonende Herstellung und damit den Erhalt sensorischer Eigenschaften und wertgebender Inhaltsstoffe gewährleisten sollen. Bislang existieren allerdings keine analytischen oder sensorischen Marker für eine Unterscheidung von konventionell pasteurisierten und alternativ haltbar gemachten Säften, so dass die korrekte Auslobung des Haltbarmachungsverfahrens nicht kontrolliert werden kann.

Ziel des Vorhabens ist es deshalb, für die beiden wirtschaftlich relevantesten Fruchtsaftprodukte Orangensaft und Apfelsaft Markerverbindungen zu identifizieren, die eine Abgrenzung zwischen konventionell thermisch pasteurisierten zu mittels HPP (high pressure processing) oder PEF (pulsed electric field) haltbar gemachten Säften ermöglichen.

Die deutsche Fruchtsaftindustrie ist eine KMU-dominierte Wirtschaftsbranche. Um im wachsenden Markt gekühlt und schonend verarbeiteter Fruchtsäfte konkurrenzfähig sein zu können, sind hohe Investitionskosten für alternative Haltbarmachungstechnologien nötig. Die Ergebnisse werden dazu beitragen, Irreführungen und Falschvermarktungen zu Lasten ehrlicher Erzeuger aufzudecken bzw. zu verhindern.

Ergebniszusammenfassung:

An FS1 konnten im flüchtigen Meta- und Sensobolom der Orangensäfte zwei Marker validiert werden, die eine Abgrenzung der unterschiedlichen Herstellmethoden möglich machen können. Zum einen war dies Vanillin, welches sich zum Nachweis einer thermischen Behandlung validieren ließ. Zum anderen konnte (S)-Carvon als Marker für HPP-behandelten Orangensaft validiert werden, da hier signifikant höhere Konzentrationen detektiert werden konnten. Die Apfelsäfte konnten ebenfalls anhand flüchtiger Marker unterschieden werden. So konnten 3H-2-Benzofuran-1-on, Ethylhexanoat und 1-Octen-3-on jeweils als Marker für eine thermische Belastung des Saftes validiert werden. Über eine GC×GC-Tof-MS-Methode unter Verwendung stabilisotopensubstituierter Standards, kann eine hinweisliche Einordnung von Säften zu ihrer Haltbarmachung anhand der vorhandenen Konzentrationen der Marker erfolgen.

Für Orangensaft konnten an FS 2 mittels non-targeted Ansatz im nichtflüchtigen Metabolom zwei Marker für eine HPP-Behandlung, zwei Marker für eine PEF-Behandlung und zwei Marker für eine thermische Behandlung validiert werden. Ein Marker für eine HPP-Behandlung und einer für eine thermische Behandlung konnten zudem auch in den Industriesäften angewandt werden. Für Apfelsaft konnte ein Marker für eine HPP-/ PEF-Behandlung und einer für eine PEF-Behandlung validiert werden. Durch Entwicklung einer SRM Methode ist eine Übertragung der Messmethode auf herkömmliche Massenspektrometer geringerer Sensitivität möglich.

Das Ziel des Projekts, für Orangen- bzw. Apfelsaft Marker zu identifizieren, die eine Abgrenzung von thermisch pasteurisierten zu mit HPP-/ PEF-behandelten Säften ermöglichen, wurde erreicht. Die im Verlauf des Projekts detektierten Verbindungen zur Differenzierung unterschiedlich haltbar gemachter Säfte geben Rückschluss auf potentiell nutzbare Marker, die allerdings auf ihre Anwendbarkeit bei einer großen Stichprobenzahl geprüft werden sollten.