Küchentechnische Lebensmittelverarbeitung

Die küchentechnische Lebensmittelverarbeitung beeinflusst den Mikronährstoffgehalt, den während der Verarbeitung erhaltenen Anteil sowie die Freisetzung der Mikronährstoffe aus der Lebensmittelmatrix für die anschließende Aufnahme im Darm. Wesentliche Einflussgrößen sind Temperatur, Erhitzungsdauer, Wasserkontakt, Sauerstoffexposition, Zerkleinerungsgrad und die Verwendung austretender Flüssigkeiten. Wasserlösliche und oxidationsempfindliche Vitamine sind häufig besonders verlustgefährdet. Mineralstoffe werden durch Hitze nicht zerstört, können jedoch in Wasch-, Einweich- oder Garwasser übertreten. Gleichzeitig kann die Verarbeitung pflanzliche Zellstrukturen aufschließen, antinutritive Verbindungen vermindern und dadurch die Freisetzung einzelner Mikronährstoffe aus der Lebensmittelmatrix für die Aufnahme im Darm verbessern [1, 2].

Die Wirkung eines Verfahrens ist stets lebensmittel- und mikronährstoffabhängig. Eine allgemeingültige Rangfolge der küchentechnischen Verfahren ist daher nicht möglich. Insgesamt sprechen die verfügbaren Übersichtsarbeiten dafür, hohe Temperaturen, lange Gar- und Warmhaltezeiten sowie große Wassermengen zu vermeiden, sofern nicht gezielt eine Auslaugung bestimmter Mineralstoffe angestrebt wird [1, 2].

Aufbereiten

Zum Aufbereiten gehören Waschen, Wässern, Schälen, Zerkleinern und Blanchieren. Langes Wässern und intensives Waschen bereits zerkleinerter Lebensmittel können wasserlösliche Vitamine und Mineralstoffe vermindern. Schälen entfernt gegebenenfalls mikronährstoffreiche Randschichten. Durch Zerkleinern vergrößert sich die Kontaktfläche zu Sauerstoff, wodurch oxidative und enzymatische Abbauprozesse beschleunigt werden können. Blanchieren verursacht zunächst Verluste thermolabiler und wasserlöslicher Vitamine, kann jedoch Enzyme inaktivieren und dadurch die Stabilität während einer anschließenden Tiefkühllagerung verbessern [1, 2].

Backen

Beim Backen wirken trockene Hitze und häufig längere Erhitzungszeiten. Thermolabile Vitamine wie Vitamin C, Folat und Thiamin können dadurch vermindert werden. Mineralstoffe bleiben grundsätzlich erhalten; Veränderungen ihrer gemessenen Konzentration beruhen überwiegend auf Wasserverlusten. Bei carotinoidreichen Lebensmitteln hängen der während der Verarbeitung erhaltene Anteil sowie die Freisetzung aus der Lebensmittelmatrix für die Aufnahme im Darm von der Lebensmittelmatrix, der Temperatur und der Backdauer ab [1, 2].

Für biofortifizierte Lebensmittel aus Maniok, Mais und Süßkartoffeln wurden beim Backen teilweise geringere Retentionsraten von Provitamin-A-Carotinoiden als beim Kochen oder Dämpfen beschrieben. Diese Ergebnisse lassen sich nicht uneingeschränkt auf andere Lebensmittel oder Carotinoide übertragen [3].

Hohe Oberflächentemperaturen und geringe Feuchtigkeit begünstigen die Maillard-Reaktion und die Bildung von Advanced Glycation Endproducts. Besonders betroffen sind stark gebräunte Oberflächen stärke-, protein- oder fettreicher Lebensmittel. Temperatur, Backdauer und Bräunungsgrad sollten daher begrenzt werden [4].

Braten

Beim Braten treten wegen des geringen Wasserkontakts kaum Auslaugungsverluste auf. Hohe Oberflächentemperaturen können jedoch thermolabile Vitamine, mehrfach ungesättigte Fettsäuren und oxidationsempfindliche Inhaltsstoffe vermindern. Die Zugabe von Fett kann zugleich die Freisetzung fettlöslicher Vitamine und Carotinoide aus der Lebensmittelmatrix sowie deren anschließende Aufnahme im Darm begünstigen. Die Nettoauswirkung hängt daher vom Lebensmittel, vom verwendeten Fett, von der Temperatur und von der Bratdauer ab [1, 2].

Braten fördert insbesondere bei protein- und fettreichen Lebensmitteln die Bildung von Advanced Glycation Endproducts stärker als feuchte Garverfahren. Kurze Garzeiten, moderate Temperaturen und eine geringe Oberflächenbräunung begrenzen diese Reaktionen [4].

Frittieren

Beim Frittieren wird das Lebensmittel hohen Temperaturen ausgesetzt und nimmt einen Teil des Frittierfettes auf. Auslaugungsverluste wasserlöslicher Mikronährstoffe sind wegen des fehlenden Garwassers gering; thermolabile Vitamine, Provitamin-A-Carotinoide und oxidationsempfindliche Fettsäuren können jedoch vermindert werden. Bei biofortifizierten Lebensmitteln aus Maniok, Mais und Süßkartoffeln wurden beim Frittieren häufig geringere Retentionsraten von Provitamin-A-Carotinoiden als beim Kochen oder Dämpfen beschrieben [3].

Während des Frittierens unterliegt das Öl vor allem Oxidations-, Hydrolyse- und Polymerisationsprozessen. Das Ausmaß der Qualitätsveränderungen hängt unter anderem von der Fettsäurezusammensetzung, dem Gehalt an natürlichen Antioxidantien, der Temperatur, der Erhitzungsdauer, dem Sauerstoffkontakt, dem eingetragenen Wasser und den Lebensmittelrückständen ab. Öle mit einem hohen Anteil mehrfach ungesättigter Fettsäuren sind im Allgemeinen oxidationsempfindlicher als ölsäurereiche Öle; die Eignung eines Öls lässt sich jedoch nicht allein aus einer einzelnen Fettsäure oder dem Rauchpunkt ableiten [5].

Mit zunehmender Frittierdauer und wiederholter Verwendung können sich polare Verbindungen, oxidierte Triacylglycerine, Dimere und Polymere anreichern. Frittieröl sollte daher nicht überhitzt, unnötig lange warmgehalten oder bei erkennbaren Veränderungen wie Rauchentwicklung, ausgeprägter Schaumbildung, erhöhter Viskosität, starker Dunkelfärbung oder ranzigem Geruch weiterverwendet werden [5].

Grillen

Beim Grillen entstehen lokal sehr hohe Oberflächentemperaturen. Mineralstoffe bleiben weitgehend erhalten, während thermolabile Vitamine und oxidationsempfindliche Fettsäuren vermindert werden können. Das Ausmaß hängt von Abstand und Intensität der Wärmequelle, Garzeit, Lebensmittelzusammensetzung und Oberflächenbräunung ab [1, 2].

Grillen gehört zu den trockenen Hochtemperaturverfahren, bei denen insbesondere in protein- und fettreichen Lebensmitteln eine verstärkte Bildung von Advanced Glycation Endproducts beobachtet wurde. Indirektes Grillen, ausreichender Abstand zur Wärmequelle, kurze Garzeiten und die Vermeidung stark gebräunter oder verkohlter Bereiche begrenzen die thermische Belastung [4].

Kochen

Beim Kochen in Wasser entstehen Mikronährstoffverluste sowohl durch thermischen Abbau als auch durch Auslaugung. Betroffen sind insbesondere Vitamin C, Folat, Thiamin und andere wasserlösliche Vitamine. Auch Kalium, Magnesium und weitere Mineralstoffe können in das Kochwasser übertreten. Die Verluste nehmen im Allgemeinen mit Wassermenge, Zerkleinerungsgrad und Garzeit zu [1, 2].

Kurze Garzeiten, geringe Wassermengen und die Weiterverwendung des Kochwassers, beispielsweise in Suppen oder Saucen, verbessern die Mikronährstoffretention. Bei medizinisch indizierter Kaliumrestriktion kann dagegen durch Schälen, Zerkleinern, Wässern und Kochen eine gezielte Kaliumreduktion erreicht werden [6].

Für Provitamin-A-Carotinoide in biofortifizierten Grundnahrungsmitteln wurden beim Kochen insgesamt häufig höhere Retentionsraten als beim Backen oder Frittieren beschrieben. Die Ergebnisse sind lebensmittel- und verfahrensspezifisch und nicht pauschal auf sämtliche carotinoidhaltigen Lebensmittel übertragbar [3].

Mikrowelle

Die Mikrowellenerhitzung verursacht keine für Mikronährstoffe grundsätzlich spezifische Schädigung. Entscheidend sind auch hierbei Temperatur, Erhitzungsdauer und Wassermenge. Aufgrund kurzer Garzeiten und geringer Flüssigkeitsmengen kann die Mikrowellenzubereitung bei Gemüse eine günstige Retention wasserlöslicher Vitamine ermöglichen. Lange Erhitzungszeiten oder große Wassermengen vermindern diesen möglichen Vorteil [1, 2].

Eine allgemeine Überlegenheit der Mikrowellenerhitzung gegenüber anderen Garverfahren lässt sich nicht ableiten. Das Ergebnis hängt vom Lebensmittel, von der Portionsgröße, der Leistung, der Erhitzungsdauer und der erreichten Endtemperatur ab [1, 2].

Vorbereiten

Zum Vorbereiten gehören Sortieren, Putzen, Schälen, Schneiden und Portionieren unmittelbar vor der weiteren Verarbeitung. Durch Zerkleinern werden Zellstrukturen zerstört und Enzyme, Sauerstoff sowie empfindliche Inhaltsstoffe miteinander in Kontakt gebracht. Dadurch können insbesondere Vitamin C, Folat und bestimmte sekundäre Pflanzenstoffe abgebaut werden [1, 2].

Obst und Gemüse sollten daher möglichst erst kurz vor dem Verzehr bzw. der weiteren Verarbeitung zerkleinert werden. Geschnittene Lebensmittel sollten kühl, abgedeckt und lichtgeschützt aufbewahrt werden. Unnötig langes Wässern bereits geschnittener Lebensmittel ist zu vermeiden [1, 2].

Vorratslagerung

Während der Vorratslagerung verändern sich Mikronährstoffgehalte in Abhängigkeit von Temperatur, Licht, Sauerstoff, Feuchtigkeit und Lagerungsdauer. Besonders empfindlich sind Vitamin C, Folat, Riboflavin und verschiedene Carotinoide. Mineralstoffe werden während der Lagerung nicht abgebaut, können jedoch durch austretende Flüssigkeit oder nachfolgendes Waschen und Garen verloren gehen [1, 2].

Kühlung, Lichtschutz, geeignete Verpackung und kurze Lagerungszeiten können Verluste reduzieren. Bei Tiefkühlgemüse verursacht das vorgeschaltete Blanchieren zunächst Verluste wasserlöslicher und thermolabiler Vitamine; die anschließende niedrige Lagertemperatur verlangsamt jedoch weitere enzymatische und oxidative Abbauprozesse. Eine pauschale Überlegenheit tiefgekühlter oder frischer Lebensmittel lässt sich daraus nicht ableiten, da Erntezeitpunkt, Transportdauer, Blanchierbedingungen und Lagerungszeit entscheidend sind [1, 2].

Bei biofortifizierten Lebensmitteln aus Maniok, Mais und Süßkartoffeln nahm die Retention von Provitamin-A-Carotinoiden während Verarbeitung und Lagerung abhängig von Sorte, Produktform, Temperatur und Lagerungsdauer ab [3].

Fazit

Eine mikronährstoffschonende küchentechnische Verarbeitung beruht vor allem auf kurzen Garzeiten, angemessenen Temperaturen, geringen Wassermengen und einer begrenzten Sauerstoffexposition. Koch- und Garflüssigkeiten sollten nach Möglichkeit mitverwendet werden. Kurze, wasserarme Verfahren können die Retention wasserlöslicher Vitamine begünstigen. Bei trockenen Hochtemperaturverfahren sind Temperatur, Dauer und Bräunungsgrad zu begrenzen.

Beim Frittieren bestimmen neben Temperatur und Dauer insbesondere die Zusammensetzung und der Ausgangszustand des Öls sowie die Zahl und Art der Nutzungszyklen dessen Stabilität. Überhitzte oder deutlich veränderte Frittieröle sollten nicht weiterverwendet werden.

Die Bewertung darf sich nicht ausschließlich auf den analytischen Mikronährstoffgehalt stützen. Verarbeitung kann den Gehalt einzelner Mikronährstoffe vermindern, gleichzeitig aber Zellstrukturen aufschließen, antinutritive Substanzen reduzieren und die Freisetzung bestimmter Nährstoffe aus der Lebensmittelmatrix für die anschließende Aufnahme im Darm verbessern. Die optimale Zubereitung ist daher stets lebensmittel- und mikronährstoffspezifisch.

Literatur

1. Coe S, Spiro A: Cooking at home to retain nutritional quality and minimise nutrient losses: A focus on vegetables, potatoes and pulses. Nutr Bull. 2022;47:538-562. doi:10.1111/nbu.12584
2. Fabbri ADT, Crosby GA: A review of the impact of preparation and cooking on the nutritional quality of vegetables and legumes. Int J Gastron Food Sci. 2016;3:2-11. doi:10.1016/j.ijgfs.2015.11.001
3. De Moura FF, Miloff A, Boy E: Retention of Provitamin A Carotenoids in Staple Crops Targeted for Biofortification in Africa: Cassava, Maize and Sweet Potato. Crit Rev Food Sci Nutr. 2015;55:1246-1269. doi:10.1080/10408398.2012.724477
4. Inan-Eroglu E, Ayaz A, Buyuktuncer Z: Formation of advanced glycation endproducts in foods during cooking process and underlying mechanisms: a comprehensive review of experimental studies. Nutr Res Rev. 2020;33:77-89. doi:10.1017/S0954422419000209
5. Abrante-Pascual S, Nieva-Echevarría B, Goicoechea-Oses E: Vegetable Oils and Their Use for Frying: A Review of Their Compositional Differences and Degradation. Foods. 2024;13:4186. doi:10.3390/foods13244186
6. Batista RAB, Japur CC, Prestes IV, Fortunato Silva J, Cavanha M, das Graças Pena G: Potassium reduction in food by preparation technique for the dietetic management of patients with chronic kidney disease: a review. J Hum Nutr Diet. 2021;34:736-746. doi:10.1111/jhn.12846