Raffinieren

Das Raffinieren von Lebensmitteln umfasst physikalische und chemische Prozessschritte, bei denen Rohstoffe bzw. Zwischenprodukte gezielt fraktioniert und von bestimmten Begleitstoffen getrennt werden. Ziel ist je nach Lebensmittel die Verbesserung von Reinheit, Farbe, Geschmack, Haltbarkeit oder technologischer Verarbeitbarkeit. Die Auswirkungen auf den Mikronährstoffgehalt sind stark lebensmittel- und prozessabhängig. Besonders relevant ist, ob mikronährstoffreiche Gewebefraktionen entfernt oder empfindliche Begleitstoffe während der Prozessführung vermindert werden [1-7].

Raffination von Getreide

Bei der Herstellung heller Getreidemehle werden die Kornbestandteile durch Mahlen und Fraktionieren unterschiedlich stark voneinander getrennt. Während das Endosperm (Mehlkörper des Getreidekorns) überwiegend stärkereich ist, befinden sich zahlreiche Vitamine, Mineralstoffe und Spurenelemente in höheren Konzentrationen in den Randschichten und im Keim.

Aktuelle Analysedaten deutscher Mahlprodukte aus Weizen, Dinkel und Roggen bestätigen, dass Kleie, Keim und Vollkornprodukte die höchsten Konzentrationen vieler untersuchter Nährstoffe aufweisen. Kleieprodukte sind insbesondere reich an Thiamin (Vitamin B1), Biotin (Vitamin B7) und Niacin (Vitamin B3) sowie zahlreichen Mineralstoffen und Spurenelementen. Mit zunehmender Abtrennung dieser Kornfraktionen verschiebt sich die Zusammensetzung des Mahlprodukts stärker zugunsten der Stärke [1].

Der Ausmahlungsgrad ist deshalb ein wesentlicher Einflussfaktor auf die Mikronährstoffdichte von Mehl. Die Verluste betreffen jedoch nicht alle Mikronährstoffe in gleichem Ausmaß und sind nicht grundsätzlich vollständig. Pauschale Aussagen über einen vollständigen Verlust einzelner Vitamine durch die Getreidemahlung sind daher nicht gerechtfertigt [1].

Schälen und Polieren von Reis

Bei der Verarbeitung von Naturreis zu weißem Reis werden durch das Polieren Randschichten und Keimanteile entfernt. Dadurch gehen erhebliche Anteile der in diesen Kornfraktionen lokalisierten Mikronährstoffe und bioaktiven Verbindungen (biologisch wirksame Stoffe) verloren. Thiamin ist hiervon besonders relevant, da ein wesentlicher Anteil des Vitamins in den äußeren Kornschichten lokalisiert ist [2, 3].

Experimentelle Untersuchungen zeigen, dass der Mahl- bzw. Poliergrad nicht nur den Gehalt, sondern auch die Freisetzung und Biozugänglichkeit (für den Körper verfügbarer Anteil) einzelner Inhaltsstoffe beeinflusst. Für Thiamin wurde bei zunehmender Mahlintensität eine verminderte Biozugänglichkeit während der simulierten intestinalen (den Darm betreffenden) Verdauung beobachtet. Auch phenolische Verbindungen (sekundäre Pflanzenstoffe) und γ-Aminobuttersäure (GABA, Botenstoff des Nervensystems) werden durch den Mahlgrad und die nachfolgende Verarbeitung unterschiedlich beeinflusst [2].

Technologische Vorbehandlungen können die Thiaminretention verändern. So kann die Verlagerung von Thiamin aus äußeren Kornschichten in das Endosperm vor dem Polieren den Thiamingehalt des anschließend polierten Reises erhöhen. Experimentell wurde dieser Ansatz unter anderem durch Hochdruckbehandlung von Reis untersucht [3].

Raffination von Zucker

Bei der Zuckerraffination wird Saccharose (Haushaltszucker) aus zuckerhaltigen Rohstoffen isoliert, gereinigt und kristallisiert. Dabei werden Nicht-Saccharose-Bestandteile weitgehend entfernt. Weißer raffinierter Kristallzucker ist deshalb ein hochgradig gereinigtes Kohlenhydrat mit sehr geringer Mikronährstoffdichte [4, 7].

Eine aktuelle multizentrische analytische Charakterisierung eines Referenzmaterials für weißen Kristallzucker ergab einen Saccharosegehalt von 99,71 g/100 g und einen Leitfähigkeitsaschegehalt von lediglich 0,0100 g/100 g. Der Aschegehalt dient als Maß für verbleibende anorganische Bestandteile [4].

Raffinierter Zucker ist daher keine relevante Quelle für Vitamine, Mineralstoffe oder Spurenelemente. Sein ernährungsphysiologischer Beitrag besteht im Wesentlichen in der Bereitstellung von Kohlenhydraten und Energie [4, 7]. Konkrete pauschale Angaben über den vollständigen Verlust definierter Mengen einzelner Mineralstoffe während der Zuckerraffination sind jedoch ohne Berücksichtigung des Ausgangsrohstoffs und des jeweiligen Raffinationsverfahrens nicht zulässig.

Raffination pflanzlicher Öle

Die Raffination pflanzlicher Öle unterscheidet sich grundlegend von der Getreide- oder Zuckerraffination. Prozessschritte wie Neutralisation, Entschleimung, Bleichen, Winterisierung und Desodorierung dienen der Entfernung freier Fettsäuren, Phospholipide (fettähnliche Zellbestandteile), Wachse, Pigmente, Metallspuren und flüchtiger geruchsaktiver Verbindungen. Dadurch können sensorische Qualität und Lagerstabilität verbessert werden [5].

Gleichzeitig können ernährungsphysiologisch relevante Minorbestandteile des Öls vermindert werden. In einer Untersuchung eines industriellen Raffinationsprozesses von Sonnenblumenöl blieb die Fettsäurezusammensetzung weitgehend stabil. Dagegen wurden Verluste von 98,6 % der Carotinoide (pflanzliche Farbstoffe), 8,5 % der Tocopherole (Vitamin-E-Verbindungen), 19,5 % der Phytosterole (pflanzliche Sterine) und 45,0 % des Squalens (natürlich vorkommender Fettbegleitstoff) gemessen. Die Größenordnung dieser Veränderungen ist prozess- und ölspezifisch und kann daher nicht pauschal auf alle Pflanzenöle übertragen werden [5].

Auch bei Olivenöl beeinflusst die Raffination die antioxidativ wirksamen Begleitstoffe. In einer Untersuchung verschiedener Raffinationsstufen wurden Hydroxytyrosol (antioxidativ wirksamer Pflanzenstoff) und Tyrosol (phenolischer Pflanzenstoff) bereits während früher Prozessschritte vollständig entfernt. Auch die Tocopherolfraktion wurde durch den Raffinationsprozess beeinflusst [6].

Für pflanzliche Öle bedeutet Raffination somit nicht primär einen Verlust der energieliefernden Lipidfraktion (Fettanteil). Die wesentlichen Veränderungen betreffen vielmehr bestimmte fettlösliche Vitamine und bioaktive Minorbestandteile. Art und Umfang der Verluste hängen von Rohöl, Raffinationsverfahren, Temperatur, Prozessdauer und den einzelnen Verfahrensstufen ab [5, 6].

Einflussfaktoren auf die Mikronährstoffretention

Die Auswirkungen der Raffination auf Mikronährstoffe werden insbesondere durch folgende Faktoren bestimmt [1-7]:

• Verteilung der Mikronährstoffe innerhalb des Ausgangslebensmittels
• Grad der Abtrennung von Randschichten, Keim oder anderen Gewebefraktionen
• Ausmahlungs- bzw. Poliergrad
• Art und Anzahl der Raffinationsstufen
• Temperatur und Prozessdauer
• Neutralisations-, Adsorptions- und Filtrationsverfahren
• Ausgangskonzentration der Mikronährstoffe und bioaktiven Verbindungen
• Lebensmittelmatrix und physikochemische Eigenschaften des jeweiligen Inhaltsstoffs

Ernährungsmedizinische Bewertung

Aus mikronährstoffmedizinischer Sicht ist Raffination als selektiver Fraktionierungs- und Reinigungsprozess zu bewerten. Bei Getreide und Reis führt insbesondere die Entfernung mikronährstoffreicher Randschichten und Keimanteile zu einer geringeren natürlichen Mikronährstoffdichte. Bei raffiniertem Zucker resultiert die weitgehende Isolation der Saccharose in einem Produkt mit sehr geringem Mikronährstoffgehalt. Bei pflanzlichen Ölen bleibt die Fettsäurezusammensetzung häufig weitgehend erhalten, während Tocopherole und weitere bioaktive Minorbestandteile teilweise verloren gehen können [1-7].

Die ernährungsphysiologische Bewertung muss deshalb lebensmittelspezifisch erfolgen. Eine hohe Aufnahme stark raffinierter Getreideprodukte und raffinierten Zuckers kann die Mikronährstoffdichte der Gesamternährung vermindern, wenn mikronährstoffreiche Lebensmittel nicht in ausreichender Menge verzehrt werden. Gleichzeitig können Raffinationsverfahren technologische und qualitative Vorteile bieten und unerwünschte Begleitstoffe entfernen.

Fazit

Raffination kann die Mikronährstoffdichte von Lebensmitteln deutlich verändern, wobei Art und Ausmaß der Verluste vom Lebensmittel und vom Raffinationsverfahren abhängen. Besonders ausgeprägt sind die Veränderungen, wenn mikronährstoffreiche anatomische Fraktionen wie Kleie und Keim entfernt werden. Raffinierter Zucker weist aufgrund der nahezu vollständigen Isolation der Saccharose eine sehr geringe Mikronährstoffdichte auf. Bei pflanzlichen Ölen betrifft die Raffination vor allem Tocopherole und weitere bioaktive Minorbestandteile, während die Fettsäurezusammensetzung vergleichsweise stabil bleiben kann [1-7].

Eine pauschale Bewertung raffinierter Lebensmittel ist wissenschaftlich nicht angemessen. Für die Mikronährstoffversorgung sind der Raffinationsgrad, die Lebensmittelmatrix und die Zusammensetzung der gesamten Ernährung entscheidend.

Literatur

1. Pferdmenges LE, Lohmayer R, Frommherz L, Brühl L, Hüsken A, Mayer-Miebach E et al.: Overview of the nutrient composition of selected milling products from rye, spelt and wheat in Germany. J Food Compost Anal. 2025;140:107275. doi:10.1016/j.jfca.2025.107275
2. Fu T, Cao H, Zhang Y, Guan X: Effect of milling on in vitro Digestion-Induced release and bioaccessibility of active compounds in rice. Food Chem. 2024;437:137936. doi:10.1016/j.foodchem.2023.137936
3. Balakrishna AK, Farid M: Enrichment of rice with natural thiamine using high-pressure processing (HPP). J Food Eng. 2020;283:110040. doi:10.1016/j.jfoodeng.2020.110040
4. Wang G, Li J, Xiao A, Chen J, Ping Q, Yu J et al.: Development of Reference Material for White Granulated Sugar. J AOAC Int. 2025;108:472-478. doi:10.1093/jaoacint/qsae101
5. Rhazi L, Depeint F, Ayerdi Gotor A: Loss in the Intrinsic Quality and the Antioxidant Activity of Sunflower (Helianthus annuus L.) Oil during an Industrial Refining Process. Molecules. 2022;27:916. doi:10.3390/molecules27030916
6. Lucci P, Bertoz V, Pacetti D, Moret S, Conte L: Effect of the Refining Process on Total Hydroxytyrosol, Tyrosol, and Tocopherol Contents of Olive Oil. Foods. 2020;9:292. doi:10.3390/foods9030292
7. Arshad S, Rehman T, Saif S, Rajoka MSR, Ranjha MMAN, Hassoun A et al.: Replacement of refined sugar by natural sweeteners: focus on potential health benefits. Heliyon. 2022;8:e10711. doi:10.1016/j.heliyon.2022.e10711