Pflanzliche Lebensmittel sind eine Kategorie von Lebensmitteln, die in erster Linie immer dann nachhaltige pflanzliche Proteinquellen ersetzen, wenn ursprünglich Proteine tierischen Ursprungs wie Fleisch, Eier oder Milchprodukte eingesetzt wurden. Durch den Einsatz von üblichen pflanzlichen Grundnahrungsmitteln wie Tofu, Bohnen, Getreide, Gemüse und Mehl sowie von innovativeren Zutaten wie Algen und Mycoproteinen soll erreicht werden, dass diese Lebensmittel dem Geschmack, der Konsistenz, der Farbe und dem Nährwertprofil von bestimmten Arten von Fleisch, Käse, Milch, Eier, Butter, Joghurt und weiteren Nahrungsmitteln entsprechen. Unternehmen, die bestimmte pflanzliche Lebensmittel- und Getränkebestandteile identifizieren und Verbrauchertrends beeinflussen, profitieren davon, da dieser Markt in Zukunft weiter wachsen wird.
Überall auf der Welt wird der Trend hin zu pflanzlichen Lebensmitteln durch dieselben Faktoren angetrieben: Gesundheit, Umweltverträglichkeit und Tierschutz. Um bei der Entwicklung von pflanzlichen Nahrungsmitteln gesundheitliche Bedenken auszuräumen, muss sichergestellt werden, dass die Produkte den örtlichen Kennzeichnungsstandards entsprechen und dass der auf der Verpackung angegebene Nährwertgehalt richtig ist. Daher sind Qualitätskontrollen und Analysen von pflanzlichen Lebensmitteln besonders für Menschen wichtig, die aus gesundheitlichen Gründen auf Milch- und Fleischalternativen umsteigen möchten. Auch das Ziel, den Treibhausgasausstoss zu reduzieren, könnte die Analyse von pflanzlichen Lebensmitteln vorantreiben, da einige Verbraucher sichergehen möchten, dass bei der Herstellung der von ihnen gewählten Lebensmittel weniger Ressourcen (d. h. weniger Energie, Wasser und Flächen) verbraucht wurden.
METTLER TOLEDO bietet eine Auswahl an Laborinstrumenten, die Ihnen während der gesamten Entwicklung von pflanzlichen Lebensmitteln und Getränken helfen, damit Sie die entsprechenden Anforderungen erfüllen können. Unsere Produkte unterstützen Sie bei der Analyse und Rezeptierung pflanzlicher Inhaltsstoffe im Labor sowie in der Produktion. So können Sie eine genaue Bewertung von Rohstoffen und neuen Zutaten sowie die Quantifizierung einzelner Nährstoffe für eine genaue Kennzeichnung gewährleisten.
Abb. 1: Vereinfachte Abbildung des Verfahrens für die Herstellung von pflanzlichen Fleisch- und Milchalternativen
Ausgangsmaterialien
Trockenmahlen für Fleischalternativen, Mahlen mit Wasser für Milchalternativen
Homogenisieren, Mischen und Würzen
Vorbehandlung mit Wasser, Öl oder Dampf
Verarbeitung: in der Regel Strangpressen bei Fleischalternativen und Filtern, Sterilisieren bei Milchalternativen
Fleischalternativen
Milchalternativen
Zu den Laboranalysen und -anwendungen, die in F&E- oder Qualitätskontrolllaboren häufig bei der Entwicklung und Testung pflanzlicher Lebensmittel eingesetzt werden, zählen:
Kann beim Rezeptieren oder beim Vorbereiten von Proben für Analysen wie HPLC/GC wichtig sein
Mithilfe der Halogentrocknungsmethode, der Methode des Trocknungsverlusts oder der Karl-Fischer-Titration, um die Qualität der Zutat oder des Produkts sicherzustellen und um die Haltbarkeit zu bestimmen
Wie etwa Titration für die Bestimmung des Natriumgehalts oder des Proteingehalts nach Kjeldahl, UV/VIS für den Glukose-, Fruktose- und Vitamingehalt, Waagen für den Fettgehalt nach beispielsweise Soxhlet sowie Asche- und Fasergehalt
Einschliesslich Bestimmung von Dichte, Brechungsindex oder Schmelzpunkt oder durch UV/VIS-Spektroskopie
Mit pH-Messgeräten, Waagen und Pipetten, die dabei helfen können, die Haltbarkeit sicherzustellen (und bei der Arbeit mit neuen pflanzlichen Zutaten besonders wichtig sein können)
Z. B. TMA oder TGA für Studien zur Haltbarkeit oder DSC zur Charakterisierung von Verbindungen
Gewährleistet die Sicherheit, Textur und den Geschmack der pflanzlichen Proteinprodukte. Die pH-Bestimmung ist auch in der Qualitätskontrolle wichtig, um die Haltbarkeit eines Endprodukts zu bestimmen.
Pflanzliche Lebensmittel sind Nahrungsmittel, die Produkten tierischen Ursprungs möglichst ähnlich sein sollen und die auf pflanzlichen Materialien wie Obst, Gemüse, Nüsse, Samen, Getreide, Bohnen und Linsen basieren. Zu diesen Lebensmitteln können auch die sogenannten funktionellen Lebensmittel gehören. In den letzten Jahren haben pflanzliche Lebensmittel deutlich an Bedeutung zugenommen, da Verbraucher sich immer mehr Sorgen um ihre Gesundheit und um die Umweltauswirkungen machen, die bei einer Ernährung mit viel tierischem Protein bestehen.
Zu den pflanzlichen Lebensmitteln zählen Fleischalternativen (pflanzliche Hamburger, „Fisch“-Filets und „Hähnchen“-Burger sowie pflanzliches „Rinderhackfleisch“), Molkereiprodukte („Milch“, „Käse“ und „Butter“) auf Nuss- und Getreidebasis sowie Ei-Ersatz. Diese Produkte sollen so aussehen, schmecken und sich im Mund so anfühlen wie die ursprünglichen tierischen Produkte und können auch Teil von pflanzlichen oder veganen Fertiggerichten sein.
Zu den pflanzlichen Lebensmitteln zählen ausserdem traditionellere vegetarische oder vegane Produkte wie Tempeh, Tofu und Miso. Auch pflanzliche Tiernahrung ist in einigen Märkten auf dem Vormarsch.
Hersteller von pflanzlichen Lebensmitteln haben dieselben Anforderungen und stehen vor denselben Herausforderungen wie andere Hersteller in der Lebensmittelindustrie. F&E- und Qualitätskontrolllabore konzentrieren sich darauf, ihr Produktsortiment zu erweitern und bestehende Rezepturen zu verbessern. Zur Verbesserung von Geschmack, Konsistenz, Farbe, Aussehen und Aroma werden neue Inhaltsstoffe geprüft. Darüber hinaus müssen Rezepturen eventuell leicht abgeändert werden, um perfekte Ergebnisse zu erhalten. Die Wäge- und Rezepturmanagementsysteme müssen diese winzigen Optimierungen unterstützen. Gleichzeitig müssen Lebensmittelhersteller Produktionsbudgets einhalten, die Haltbarkeit optimieren, die Markteinführungszeit verkürzen und die gesetzlichen Anforderungen erfüllen. Ein intuitives Rezepturmanagement, präzises und wiederholbares Wägen und eine sichere Datenverwaltung können die Rezeptierung und Qualitätskontrolle von pflanzlichen Lebensmitteln vereinfachen, sodass Hersteller der Kundennachfrage nach hochwertigen pflanzlichen Nahrungsquellen nachkommen können.
Bereiche, die zuverlässige Prüfungen in F&E, Fertigung und Qualitätskontrolle erfordern, ähneln denen in der übrigen Lebensmittelindustrie. Beim Wareneingang sind eventuell Wägen, die Bestimmung des Feuchtegehalts, die Reinheitsbestimmung durch UV/VIS, die Dichtebestimmung, die Bestimmung des Brechungsindex oder eine Kombination von Prüfmethoden für pflanzliche Nahrungsmittel erforderlich. Bei der Rezeptierung sind eventuell das Wägen, Dosieren und eine Feuchtemessung notwendig. Die Bestimmung des Feuchtegehalts, die Bestimmung des Schmelz-/Tropfpunkts und das Wägen können in der Produktion hilfreich sein. Für ausgehende Produkte ist eventuell eine weitere Prüfung des Feuchtegehalts oder eine Qualitätskontrolle erforderlich.
Natürlich ist auch eine Immediatanalyse für die Deklaration pflanzlicher Lebensmittelbestandteile wichtig. Brennwert (Energiegehalt), Fett, gesättigte Fettsäuren, Kohlenhydrate, Zucker, Eiweiss und Salz, auch als „Big 7“ bezeichnet, sind für die Kennzeichnung oftmals vorgeschrieben. Auch die Kennzeichnung von allergenen Stoffen und die Messung von Trockenmasse, Wassergehalt, Asche, Fasern, Mineralien und Vitaminen können je nach Produkt und Region von Bedeutung sein. METTLER TOLEDO bietet ein umfangreiches Portfolio an Laborgeräten, um in diesen wichtigen Testbereichen für pflanzliche Lebensmittel zu unterstützen.
Für die Entwicklung pflanzlicher Lebensmittel sind verschiedene Laborinstrumente notwendig. Mit einigen Instrumenten wird sichergestellt, dass die Prüfmethoden für pflanzliche Lebensmittel eingehalten werden. Andere dienen dazu, die Einhaltung der Qualitätskontrollanforderungen zu gewährleisten.
Wie oben bereits erwähnt, ist auch eine Immediatanalyse wichtig. Dazu kann beispielsweise die Titration zur Bestimmung des Salz- oder Chloridgehalts oder zur Unterstützung der Proteinquantifizierung nach der Kjeldahl-Methode zählen. Zur Bestimmung des Fettgehalts wird in den meisten Fällen eine Soxhlet-Extraktion als Referenzmethode eingesetzt. Hierfür wird eine Waage benötigt. Der Gehalt an Kohlenhydraten und Vitaminen kann bei pflanzlichen Lebensmitteln mithilfe von UV/VIS-Spektroskopie ermittelt werden. Mit Feuchtebestimmern kann der Trockenstoff- und Feuchtegehalt bestimmt werden, während die Karl-Fischer-Titration zur Bestimmung des spezifischen Wassergehalts (der für die Haltbarkeit und Qualität wichtig sein kann) eingesetzt wird. Auch Waagen spielen bei der Bestimmung des Asche- oder Fasergehalts eine wichtige Rolle.
Die Rezeptierung ist auch auf dieser Stufe von entscheidender Bedeutung. Dies bedeutet, dass Rezepturen für pflanzliche Lebensmittel auf Grundlage des Gewichts der einzelnen Inhaltsstoffe entwickelt werden. Viele davon sind im Vergleich zum Endprodukt bzw. zur endgültigen Charge recht klein. Um sicherzustellen, dass die richtigen Zutaten hinzugefügt werden, sind somit die richtige Laborwaage und eine zuverlässige Nach- und Rückverfolgung erforderlich. Dadurch werden Nacharbeiten und Ausschuss reduziert. Bei der Entwicklung von Ei-Ersatz, Fleisch- und Milchalternativen ist es eventuell noch wichtiger als sonst, die richtigen Laborinstrumente und Pipetten zu verwenden.
Die oben genannten Laborinstrumente, einschliesslich Titratoren, Feuchtebestimmern, Waagen, UV/VIS-Spektrometern und Karl-Fischer-Titratoren sowie Instrumenten zur Schmelz-/Tropfpunktbestimmung, sind für die Qualitätskontrolle von pflanzlichen Lebensmitteln allesamt wichtig. Dazu zählen die Kontrolle von eingehenden Waren und der einzelnen Zutaten, die in pflanzlichen Lebensmitteln (Fleischalternativen usw.) häufig eingesetzt werden. METTLER TOLEDO bietet robuste Instrumente, die die erforderliche Genauigkeit bereitstellen und Sie bei der Qualitätskontrolle von pflanzlichen Lebensmittelzutaten unterstützen. Unser solides Portfolio an Laborinstrumenten kann beim Arbeiten mit atypischen Inhaltsstoffen (wie etwa fermentierten Produkte, neuen Saatenmehlen, Mikroalgen und Mycoproteinen) von besonderer Bedeutung sein.
Bei der Qualitätskontrolle von pflanzlichen Lebensmitteln werden häufig die oben erwähnten Laborinstrumente sowie genaue Laborwaagen, Feuchtebestimmer, UV/VIS-Spektralphotometer und Titrationsgeräte verwendet. Eventuell sind auch eine Rezeptiersoftware, grössere Waagen und Wägemodule sowie Produktinspektionssysteme erforderlich.
