Lagerung

Die Lagerung von Lebensmitteln ist ein wesentlicher Bestandteil der Lebensmittelkette und kann den Mikronährstoffgehalt, die sensorische Qualität und die Haltbarkeit eines Lebensmittels erheblich beeinflussen. Nach der Ernte bleiben pflanzliche Lebensmittel metabolisch aktiv (stoffwechselaktiv); Atmung, Reifungsprozesse sowie enzymatische (durch Enzyme vermittelte) und oxidative Reaktionen (Reaktionen mit Sauerstoff) können während der Lagerung fortbestehen [7, 8]. Temperatur, Lagerdauer, Sauerstoff, Licht, Feuchtigkeit, Verpackung und die Eigenschaften der Lebensmittelmatrix (Zusammensetzung und Struktur des Lebensmittels) bestimmen Geschwindigkeit und Ausmaß der Veränderungen [1-3, 7].

Die Auswirkungen der Lagerung sind lebensmittel- und mikronährstoffspezifisch. Pauschale Prozentangaben zum Vitaminverlust lassen sich deshalb nicht auf unterschiedliche Lebensmittel übertragen. Besonders gut untersucht ist Vitamin C, dessen Stabilität wesentlich von Temperatur, Zeit, Sauerstoff, Licht, Feuchtigkeit und der jeweiligen Lebensmittelmatrix beeinflusst wird [1-3].

Temperatur und Lagerdauer

Die Temperatur gehört zu den wichtigsten Einflussgrößen der Lagerstabilität. Eine erhöhte Lagertemperatur kann chemische und enzymatische Reaktionen beschleunigen. Eine geeignete Kühlung kann deshalb bei vielen leicht verderblichen Lebensmitteln den Abbau empfindlicher Mikronährstoffe verlangsamen. Der Effekt bleibt jedoch von der jeweiligen Lebensmittelmatrix abhängig [1-3].

Besonders gut untersucht ist Vitamin C. Eine systematische Übersichtsarbeit und Meta-Analyse zeigte bei Citrusfrüchten, dass die Lagerdauer den Vitamin-C-Gehalt signifikant beeinflusst. Für Grapefruit, Mandarine und Orange nahm der Vitamin-C-Gehalt mit zunehmender Lagerdauer konsistent ab. Auch die Lagertemperatur beeinflusste den Vitamin-C-Gehalt; das Ausmaß der Veränderungen unterschied sich zwischen den untersuchten Citrusfruchtarten bzw. Citrusgruppen [1].

Eine Untersuchung von 31 Fruchtarten über 14 Tage bestätigte die ausgeprägte Lebensmittelabhängigkeit der Veränderungen. Ascorbinsäure (Vitamin C) und Gesamtvitamin C nahmen bei den meisten untersuchten Früchten während der Lagerung ab; das Ausmaß der Verluste unterschied sich jedoch erheblich zwischen den Fruchtarten. Die Kühlung war insgesamt günstiger für die Erhaltung von Vitamin C und antioxidativ wirksamen Inhaltsstoffen (oxidationshemmenden Inhaltsstoffen) als die Lagerung bei Raumtemperatur [2].

Die Lagerdauer ist daher nicht unabhängig von der Temperatur zu betrachten. Auch bei sachgerechter Kühlung können empfindliche Inhaltsstoffe im Zeitverlauf abgebaut werden. Niedrige Temperaturen verlangsamen zahlreiche Abbaureaktionen, verhindern sie jedoch nicht grundsätzlich [1-3].

Sauerstoff und Licht

Sauerstoff ist ein wesentlicher Faktor des oxidativen Vitamin-C-Abbaus. Ascorbinsäure kann in Gegenwart von Sauerstoff zu Dehydroascorbinsäure (oxidierte Form von Vitamin C) oxidiert werden, die anschließend weiter abgebaut werden kann. Die Geschwindigkeit dieser Prozesse wird unter anderem durch Temperatur, Sauerstoffkonzentration, pH Wert (Säuregrad), Feuchtigkeit und die Lebensmittelmatrix beeinflusst [3].

Auch Licht kann den Abbau von Vitamin C fördern. Sowohl Ascorbinsäure als auch Dehydroascorbinsäure sind gegenüber natürlichem und ultraviolettem Licht empfindlich. Spuren bestimmter Metallionen (elektrisch geladener Metallteilchen), insbesondere Kupfer und Eisen, können die Oxidation von Ascorbinsäure zusätzlich katalysieren [3].

Eine Begrenzung von Licht- und Sauerstoffexposition kann deshalb bei empfindlichen Lebensmitteln zur Stabilisierung von Vitamin C beitragen. Die Wirkung der Verpackung ist jedoch matrix- und produktspezifisch. Bei frischem Obst und Gemüse müssen der fortbestehende Gasstoffwechsel (Austausch und Verbrauch von Gasen) und die Atmung des pflanzlichen Gewebes berücksichtigt werden; eine ungeeignete Gaszusammensetzung innerhalb einer Verpackung kann die Produktqualität ebenfalls beeinträchtigen [3, 7, 8].

Mikronährstoffspezifische Veränderungen

Die Stabilität einzelner Mikronährstoffe während der Lagerung unterscheidet sich deutlich.

• Vitamin C – gehört zu den besonders lagerungsempfindlichen Vitaminen. Temperatur, Lagerdauer, Sauerstoff und Licht beeinflussen seine Stabilität. Lebensmittelart, Sorte und Matrix bestimmen das Ausmaß der Veränderungen wesentlich mit [1-3].
• Folat (Vitamin B9) – direkte Vergleichsuntersuchungen zeigen, dass die Konzentration während einer mehrtägigen Kühllagerung bei einzelnen Gemüsearten abnehmen kann. Die Veränderungen sind jedoch nicht bei allen Lebensmitteln gleich ausgeprägt [4].
• Carotinoide (pflanzliche Farbstoffe) – für trans β Carotin (Vorstufe von Vitamin A) zeigten direkte Vergleiche frischer, fünf Tage gekühlt gelagerter und tiefgefrorener Obst- und Gemüseprodukte keine einheitliche Richtung der Veränderungen. Die Retention (Erhalt) ist lebensmittelspezifisch [4].
• Mineralstoffe – werden durch Lagerung nicht in gleicher Weise chemisch abgebaut wie Vitamine. In direkten Untersuchungen von gekühlt und tiefgefroren gelagertem Obst und Gemüse zeigten Magnesium, Calcium, Eisen, Zink und Kupfer keine systematisch schlechtere Retention in einer der untersuchten Lagerformen. Veränderungen gemessener Konzentrationen können unter anderem durch Wasserverlust und Veränderungen der Lebensmittelmatrix mitbedingt sein [5].

Gekühlte und tiefgefrorene Lebensmittel

Die Annahme, gekühlte Frischware besitze grundsätzlich einen höheren Mikronährstoffgehalt als tiefgefrorene Ware, ist nicht generell zutreffend. Während Transport, Handel und häuslicher Kühllagerung können in frischem Obst und Gemüse metabolische, enzymatische und oxidative Prozesse weiterlaufen [3, 4].

In einer zweijährigen Vergleichsuntersuchung wurden Brokkoli, Blumenkohl, Mais, grüne Bohnen, Erbsen, Spinat, Heidelbeeren und Erdbeeren hinsichtlich Vitamin C, trans β Carotin und Folat untersucht. In der Mehrzahl der Vergleiche bestanden keine signifikanten Unterschiede zwischen frischer, fünf Tage gekühlt gelagerter und tiefgefrorener Ware. Wenn signifikante Unterschiede vorlagen, wies tiefgefrorene Ware häufiger höhere Mikronährstoffkonzentrationen als fünf Tage gekühlt gelagerte Frischware auf [4].

Für die ernährungsphysiologische Bewertung ist daher entscheidend, ob tiefgefrorene Lebensmittel mit unmittelbar verzehrter erntefrischer Ware oder mit transportierter und anschließend mehrere Tage gekühlt gelagerter Frischware verglichen werden [4].

Feuchtigkeit und Verpackung

Die relative Luftfeuchtigkeit beeinflusst insbesondere den Wasserverlust von Obst und Gemüse während der Lagerung. Eine hohe relative Luftfeuchtigkeit kann den Feuchtigkeitsverlust reduzieren und dadurch Welken sowie Veränderungen von Festigkeit und Gewebestruktur verzögern [7].

Eine möglichst hohe Luftfeuchtigkeit ist jedoch nicht pauschal für alle Lebensmittel optimal. Nahezu gesättigte Feuchte und Kondenswasserbildung können Qualitätsverluste, physiologische Störungen (Störungen normaler Lebensvorgänge) und mikrobiellen Verderb (Verderb durch Mikroorganismen) begünstigen. Die optimale Feuchteführung ist deshalb an die jeweilige Lebensmittelart anzupassen [7].

Die Verpackung beeinflusst den Austausch von Wasserdampf und Gasen zwischen Lebensmitteln und Umgebung. Geeignete Verpackungssysteme können Wasserverluste begrenzen. Bei frischem Obst und Gemüse muss zugleich eine produktspezifisch geeignete Gas- und Feuchtebalance erhalten bleiben. Moderne Verpackungskonzepte verfolgen deshalb eine kontrollierte Regulation der Feuchtigkeit und die Vermeidung von Kondensation [7].

Mechanische Beschädigungen und angeschnittene Oberflächen können die natürliche Gewebebarriere beeinträchtigen und Wasserverlust sowie oxidative und enzymatische Veränderungen fördern. Eine schonende Handhabung und eine geeignete Verpackung sind deshalb wesentliche Bestandteile einer qualitätserhaltenden Lagerung.

Lichtinduzierte Veränderungen bei Kartoffeln

Kartoffeln stellen ein besonderes Beispiel für lagerungsbedingte Veränderungen dar. Lichtexposition fördert die Grünfärbung der Knollen und kann mit einer erhöhten Bildung steroidaler Glykoalkaloide (natürlicher giftiger Pflanzenstoffe), insbesondere α-Solanin und α-Chaconin, einhergehen [6].

Die Grünfärbung selbst wird durch Chlorophyll (grüner Pflanzenfarbstoff) verursacht und ist nicht der toxische Faktor. Sie ist jedoch ein Hinweis auf eine relevante Lichtexposition und kann mit erhöhten Glykoalkaloidgehalten assoziiert sein. Eine lichtgeschützte Lagerung von Kartoffeln ist deshalb wesentlich [6].

Ethylen und gemeinsame Lagerung pflanzlicher Lebensmittel

Ethylen (Reifegas) ist ein gasförmiges Pflanzenhormon und ein zentraler Regulator der Reifung zahlreicher Früchte. Bei klimakterischen Früchten (nachreifenden Früchten) steigt die Ethylenproduktion mit Beginn der Reifung an und kann Reifungs- und Seneszenzprozesse (Alterungsprozesse) beschleunigen [8].

Die gemeinsame Lagerung stark ethylenproduzierender Früchte mit ethylenempfindlichen pflanzlichen Lebensmitteln kann deshalb deren physiologische Alterung und Qualitätsveränderung beschleunigen. Die Lagerung unterschiedlicher Obst- und Gemüsearten sollte entsprechend ihrer Ethylenproduktion und Ethylenempfindlichkeit produktspezifisch erfolgen [8].

Faktoren für eine hohe Mikronährstoffretention

Für den Erhalt empfindlicher Mikronährstoffe sind insbesondere folgende Prinzipien relevant [1-4, 7, 8]:

• möglichst kurze Lagerdauer
• lebensmittelgerechte Lagertemperatur
• konstante Einhaltung der Kühl- bzw. Tiefkühlkette
• Begrenzung unnötiger Sauerstoffexposition bei oxidationsempfindlichen Lebensmitteln
• Lichtschutz bei lichtempfindlichen Lebensmitteln
• geeignete und unbeschädigte Verpackung
• Vermeidung mechanischer Beschädigungen
• produktspezifische Feuchteführung
• Vermeidung von Kondenswasserbildung
• produktspezifische Berücksichtigung von Ethylenproduktion und Ethylenempfindlichkeit

Fazit

Die Lagerung kann die Mikronährstoffqualität von Lebensmitteln wesentlich beeinflussen. Besonders gut belegt ist die Lagerungsempfindlichkeit von Vitamin C. Temperatur, Lagerdauer, Sauerstoff und Licht gehören zu den wichtigsten Einflussfaktoren; Lebensmittelart, Sorte und Matrix bestimmen das Ausmaß der Veränderungen wesentlich mit [1-3].

Auch Feuchtigkeit und Verpackung beeinflussen die Qualitätsstabilität pflanzlicher Lebensmittel. Dabei existiert keine für alle Lebensmittel einheitliche optimale Lagerbedingung. Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit, Gasatmosphäre und Verpackung müssen produktspezifisch aufeinander abgestimmt werden [3, 7].

Eine kurze, lebensmittelspezifisch temperierte und möglichst konstante Lagerung ist daher eine wesentliche Maßnahme zur Erhaltung der ernährungsphysiologischen Qualität. Pauschale Prozentangaben zu Vitaminverlusten oder einheitliche Lagerempfehlungen für sämtliche Lebensmittel sind wissenschaftlich nicht gerechtfertigt [1-3, 7].

Literatur

1. Budiarto R, Mubarok S, Sholikin MM, Sari DN, Khalisha A, Sari SL et al.: Vitamin C variation in citrus in response to genotypes, storage temperatures, and storage times: A systematic review and meta-analysis. Heliyon. 2024;10:e29125. doi:10.1016/j.heliyon.2024.e29125
2. Abeysuriya HI, Bulugahapitiya VP, Jayatissa LP: Variation of vitamin C content and antioxidant capacities during the post-harvest storage of fresh fruits under different temperatures. J Stored Prod Res. 2024;109:102426. doi:10.1016/j.jspr.2024.102426
3. Giannakourou MC, Taoukis PS: Effect of Alternative Preservation Steps and Storage on Vitamin C Stability in Fruit and Vegetable Products: Critical Review and Kinetic Modelling Approaches. Foods. 2021;10:2630. doi:10.3390/foods10112630
4. Li L, Pegg RB, Eitenmiller RR, Chun JY, Kerrihard AL: Selected nutrient analyses of fresh, fresh-stored, and frozen fruits and vegetables. J Food Compost Anal. 2017;59:8-17. doi:10.1016/j.jfca.2017.02.002
5. Bouzari A, Holstege DM, Barrett DM: Mineral, Fiber, and Total Phenolic Retention in Eight Fruits and Vegetables: A Comparison of Refrigerated and Frozen Storage. J Agric Food Chem. 2015;63:951-956. doi:10.1021/jf504890k
6. Dhalsamant K, Singh CB, Lankapalli R: A Review on Greening and Glycoalkaloids in Potato Tubers: Potential Solutions. J Agric Food Chem. 2022;70:13819-13831. doi:10.1021/acs.jafc.2c01169
7. Dong H, Tong L, Hou S: Humidity control in fruits and vegetables packaging using bilayer asymmetric films for reduced postharvest losses. Trends Food Sci Technol. 2025;166:105394. doi:10.1016/j.tifs.2025.105394
8. Asrey R, Sharma S, Barman K, Prajapati U, Negi N, Meena NK: Biological and postharvest interventions to manage the ethylene in fruit: a review. Sustain Food Technol. 2023;1:803-826. doi:10.1039/D3FB00037K