-
Das Ziel der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung/Rezeptur ist eine deutliche Zuckerreduzierung bei gleichzeitig gutem Geschmack in Fruchtjogurts. Ernährungsphysiologisch ist die Zuckerreduzierung in Fertigprodukten, speziell auch in Fruchtjogurts ein marktbestimmendes Thema. Ernährungswissenschaftler bezeichnen viele der aktuell angebotenen Fruchtjogurt-Produkte als „Süßigkeiten“ in MoPro-Regalen. Einige Becher mit 250 Gramm Fruchtjogurt beinhalten bis zu 35 Gramm Zucker, deutlich mehr, als die WHO als Tageszufuhr-Menge unter Gesundheitsaspekten für vertretbar hält.
-
Der im Anspruch 1 der erfindungsgemäßen Rezeptur liegen Probleme zugrunde, das deutliche Zuckerreduzierungen in Jogurtprodukten„ vor allem in Frucht- und Trinkjogurts, starke Geschmacksverluste verursachen. Neu und innovativ ist der Ansatz, Anteile der reduzierten Zuckermengen durch justierbare Dosierungen von hoch süßkraftgebenden Fructooligosacchariden, nachfolgend (FOS) abgekürzt, zu ersetzen. Es wurden 30 FOS-Rohstoffe getestet, um eine optimale Sensorik und einen fruchtig-süßen, fruchtidentischen Geschmack im Fertigjogurt umsetzen zu können. Hochkonzentrierte FOS-Rohstoffe (bis zu 90 % Faseranteile) mit deutlichem Süßungsindex leisteten neben der Süßung auch sensorisch spürbare Verstärkungen der natürlichen Fruchtaromen. Die Kombination beider Faktoren ermöglichten eine zusätzliche Zuckerreduzierung. In allen der formulierten Ansprüche dieser erfindungsgemäßen Rezeptur wurde konsequent auf den Einsatz von Industriezucker verzichtet, synthetische Süßstoffe werden nicht berücksichtig. In erster Linie sollen Rezepturen aus dieser Anmeldung als Bio-Produkte vermarktet werden. Durch die Fructooligosaccharid-Menge pro Jogurt-Einheit kann das Maß der Zuckerreduzierung gesteuert werden, dezidiert auch auf die Herstellung von Fruchtjogurts ohne Zuckerzusatz. Die Süße im Fertigjogurt ergibt sich aus dem Fruchtzucker der Früchte, der zusätzlichen Süßung durch die FOS-Zugabe, optimiert durch die innovative Verstärkung der Fruchtaromen.. Die Summe aller Faktoren realisierte dann einen aromatischen, natursüßen Fruchtjogurt. Durch die zahlreichen Testversuche erwiesen sich Inulin-Oligofructosemischungen als die am besten geeigneten prebiotischen Ballaststoffe. Einige der Substitutionsprodukte haben neben den prebiotischen Wirkungen auch texturverbessernde und eben süßende Eigenschaften, sind daher ideal für die Verwendung in Fruchtjogurt-Zubereitungen geeignet.
-
Fructooligosaccharide, kurz FOS genannt, sind Kohlenhydrate und gehören zur Gruppe der kurzkettigen Fructane. In der Natur findet man FOS in zahlreichen Gemüsen, Früchten und Getreidearten, wie Zichorie, Zwiebeln, Bananen, Gerste und Weizen. Aus chemischer Sicht sind FOS ein Gemisch aus Oligosacchariden, die aus einem Glukosemolekül und bis zu zehn Fructosemolekülen zusammengesetzt sind. Die Fruktosemoleküle sind dabei über spezielle glykosidische Bindung miteinander verknüpft. Ein Weg zur Herstellung von Fructooligosacchariden ist die teilweise enzymatische Hydrolyse von Inulin, das aus der Zichorie gewonnen wird. Produkte, die nach diesem Verfahren gewonnen wer-den, sind mehr oder weniger reproduzierbare Gemische aus FOS mit zwei bis maximal zehn Fruktoseeinheiten. Gleichzeitig enthalten sie aber auch Polyfructosemoleküle unterschiedlicher Kettenlänge. Ausgangsbasis bei der Herstellung ist Zuckersirup, der einem patentierten enzymatischen Prozess unterzogen wird: Die Zuckermoleküle werden dabei teilweise in ein Glukose- und eine Fruktoseeinheit gespalten. Anschließend werden ein bis drei freigesetzte Fructosemoleküle mit einem Saccharosemolekül verknüpft. Ergebnis ist eine Mischung aus nur drei verschiedenen FOS-Molekülen sowie Saccharose, Fructose und Glukose.
Eine Erhöhung der FOS-Konzentration erreicht man durch eine chromatographische Abtrennung von Mono- und Disacchariden. Dieses Herstellungsverfahren garantiert eine hohe Reproduzierbarkeit in Bezug auf die Zuckerzusammensetzung. Dadurch können auch gleichbleibende technologische, organoleptische und ernährungsphysiologische Eigenschaften gewährleistet werden.
-
Die ernährungsphysiologischen Eigenschaften von FOS im Organismus generieren sich im Magen-Darm-Trakt.
Da sie in den oberen Abschnitten des Darms von den hydrolytischen Verdauungsenzymen nicht abgebaut werden können, gelangen mehr als 90 % der aufgenommenen FOS in den Dickdarm. Erst dort werden sie durch bestimmte Bakterien der Darmflora, insbesondere der Gruppe der Bifidobakterien verstoffwechselt.
-
Nährstoff für Bifidobakterien
-
Die im Dickdarm als natürlicher Bestandteil der Darmflora vorhandenen Bifidobakterien können über spezielle Enzyme FOS verwerten. Vor allem die kurzkettigen FOS sind ein wertvoller Nährstoff für ihr Wachstum und ihre Entwicklung. Da ausschließlich diese kurzkettigen FOS enthalten sind, konnte in klinischen Studien gezeigt werden, dass ab einer Tagesdosis von 5 Gramm die Anzahl der Bifidobakterien mindestens verzehnfacht werden kann.
Ein enormer Vorteil, der dadurch Jogurtprodukte signifikant aufwertet. Gleichzeitig werden potentiell krankmachenden Keime wie Clostridium perfringens oder E. coli zurückgedrängt. Dies bedeutet: die dominante Mikroflora, die die Entwicklung der sogenannten Begleitflora unter Kontrolle hält, wird gestärkt. In dieser Begleitflora könnten auch Keime leben, die als Pathogene gelten.
FOS stärken die Darmflora und halten die Darmschleimhaut gesund und funktionsfähig. Dies wiederum trägt zur Vorbeugung von bakteriellen Translokationen, zur Stärkung der Widerstandskraft gegen Infektionen sowie zur Stimulierung des Immunsystems bei und kann die Entstehung von gewissen Krebsarten und Zellmutationen hemmen.
-
Ballaststoff mit sehr guten sensorischen Eigenschaften
-
Nach neuen wissenschaftlichen Erkenntnissen lässt sich die klassische Definition der Ballaststoffe als nichtstärkeartige Polysaccharide der pflanzlichen Zellwände auch auf unverdauliche, fermentierbare Kohlenhydrate erweitern, da die Wirkmechanismen die gleichen sind. Ballaststoffe sind demnach Stoffe pflanzlicher Herkunft, die im Dünndarm nicht zu resorbierbaren Komponenten abgebaut und im Dickdarm fermentiert werden. Genau dieses Verhalten zeigen auch die FOS. Deshalb sind sie aus wissenschaftlicher Sicht Ballaststoffe. Die beim fermentativen Abbau gebildeten organischen Säuren und die damit verbundene Absenkung des pH-Wertes im Dickdarm, steuern die Darmperistaltik und die Geschwindigkeit des Darmtransits. Eine regelmäßige Verdauung ist die angenehme Folge.
Zwei weitere Pluspunkte dieser Ballaststoffe sind die sehr guten sensorischen Eigenschaften und eine unkomplizierte Verarbeitbarkeit. Aufgrund der chemischen Struktur der kurzkettigen FOS ist ihr Geschmacksprofil sehr zuckerähnlich und ohne störenden Nachgeschmack. Deshalb stellen die kurzkettigen FOS eine interessante Möglichkeit dar, um in Ergänzung zu Früchten, Getreide und Gemüse das chronische Defizit an Ballaststoffen in der modernen Ernährung zu vermeiden. Außerdem sind FOS sehr gut löslich und können als Pulver oder Sirup eingesetzt werden.
-
Kalorienarm und trotzdem süß
-
Mit 1,6 bis 2,2 kcal/g weisen die kurzkettigen FOS geringe Kaloriengehalte auf. Diese Energie wird dem Organismus über die kurzkettigen Fettsäuren zugeführt, die im Dickdarm von der Darmflora produziert werden. Der gesundheitsfördernde Effekt kann also auch für kalorienreduzierte Diätprodukte genutzt werden.
-
Deklarationsmöglichkeiten
-
FOS sind Lebensmittel und können nach der Lebensmittel-Kennzeichnungsverordnung als „Fructooligosaccharide“ oder „Oligofructose“ deklariert werden. Im Rahmen der Nährwertkennzeichnungs-vorschriften für Lebensmittel werden die FOS als Ballaststoffe angegeben. Die Glukose-, Fruktose- u. Saccharoseanteile zählen zu den Kohlenhydraten. Zur Auslobung „ballaststoffreich“ müssen 6 g Ballaststoffe pro 100 g oder 3 g Ballaststoffe pro 100 kcal im Produkt enthalten sein.
In den geplanten Fruchtjoghurts werden die Claims mit mindestens 8 Gramm Gesamt-Fasergehalt auf 100 Gramm Fertigjoghurt sicher umgesetzt.
-
Bereits 5 g FOS pro Tag bewirken eine Erhöhung der Anzahl und Aktivität der Bifidobakterien im Dickdarm. Die Menge ist ausreichend, um „bifidogen“ auszuloben. Unerwünschte Nebenwirkungen wie Blähungen treten bei dieser Dosierung nicht auf. Bei der Herstellung von FOS werden nicht gentechnisch veränderte Zuckerrüben und Enzyme aus nicht gentechnisch veränderten Aspergillus-Niger-Stämmen eingesetzt. Da FOS im Dünndarm nicht hydrolysiert werden kann und erst durch die Stoffwechselaktivitäten bestimmter Dickdarmbakterien (Bifidobakterien) zu kurzkettigen Fettsäuren abgebaut wird, beträgt der Kaloriengehalt der Fructooligosaccharide nur 2 kcal/g Trockensubstanz.
Für kalorienreduzierte Produkte bieten FOS daher mehrere Vorteile: FOS verleihen dem Produkt mit wenig Kalorien „Körper“ und erhöht den Ballaststoffgehalt. Außerdem ist eine Auslobung der prebiotischen Wirkung möglich. Die Stabilität von FOS in Lebensmitteln hängt sowohl vom pH-Wert als auch von der Lagertemperatur ab. Bei niedrigen pH-Werten und hohen Temperaturen werden die Fructooligosaccharide hydrolysiert, Glucose und Fruktose entsteht. Bei Lagertemperaturen zwischen 18 °C und +4 °C sind die FOS auf jeden Fall für mindestens drei Monate stabil und dies unabhängig vom pH-Wert. Auch in ungekühlt gelagerten Lebensmitteln wird FOS nicht abgebaut, ≥ pH-Wert größer als 4. Die FOS geben Lebensmitteln Konsistenz, und sie verbessern die Bindung und Textur von Gebäck und Keksen genauso wie von Milchprodukten und gefrorenen Nahrungsmitteln. Vor allem in Joghurtprodukten erzeugt FOS eine gewünschte Cremigkeit. In Bezug auf die Viskosität verhalten sich die FOS-Sirupe ähnlich wie Glukose- oder Fruktosesirupe. Bestehende technische Anlagen zur Lagerung und Verarbeitung von Glukosesirupen können daher genutzt werden.
Die Wasseraktivität (aw) ist für das Wachstum von Mikroorganismen und damit für die Haltbarkeit von Lebensmitteln ein entscheidender Faktor. Mikroorganismen vermögen bei Wasseraktivitäten von 0,998 bis 0,6 zu wachsen. Die meisten Hefen benötigen aw-Werte von mehr als 0,8. Im Unterschied dazu wächst der Großteil der Bakterien erst ab aw-Werten von 0,98. Die Wasseraktivität von FOS-Sirupen ist mit der von Saccharose-Lösungen vergleichbar. FOS übernehmen also eine aw-Wert senkende Funktion in Lebensmitteln und unterstützen damit deren Haltbarkeit. Die Wasseraktivität der sprühgetrockneten Variante liegt bei 0,19. Somit können sich Mikroorganismen nicht vermehren. FOS und deren prebiotischen Eigenschaften können auf diese Art und Weise mit anderen Wirkstoffen, wie Mineralstoffen, Vitaminen oder auch probiotischen Kulturen in Nahrungsergänzungsmitteln kombiniert werden.
Zitat: Fructane vom Inulintyp steigern die Bildung und Sekretion von Glucagon-like-Peptid 1 und Peptid YY in enteroendokrinen Darmzellen und senken die Konzentration des Peptidhormons Ghrelin im Serum. Dadurch wird durch Mechanismen im Hypothalamus ein Sättigungsgefühl ausgelöst, reflektorisch dann die Nahrungsaufnahme verringert.
Zitat: Cani, P.D. Dewewer. C Delzenne. N.M Inulin-type fructane modulate gastrointestinal peptides involved in ap-petite regulation in rats Br. J. Nutri. 92 (2004) 521-626
Dies ist ein weiterer wichtiger, positiver Effekt der erfindungsgemäßen Rezeptur.
Darmbakterien produzieren / regulieren hormonartige Substanzen wie kurzkettige Fettsäuren (KKFS) mit Signalfunktion an das Gehirn. Dazu gehören Ghrelin, GLP-1, Cholecystokinin (CCK) und Peptid YY. Die gesunden Joghurtkulturen L. acidophilus und B. bifidum interagieren mit den FOS-Ballaststoffen mit synbiotischer Wirkungsverstärkung, produzieren auch mehr kurzkettige Fettsäuren, KKFS.
https://www.pharmazeutische-zeitung.de
Dezidiert werden dadurch mehr Acetate, Butyrate, Propionate, Lactate gebildet.
KKFS bewirken einen Anstieg von GLP-1, CCK u. PYY sowie einen Abfall an Ghrelin, die im Gehirn Sättigung hervorrufen. Probiotische Kulturen plus Prebiotika-FOS führen zu hohen KKFS-Spiegeln, danach reflektorisch zum Sättigungsgefühl. Diese kurzkettigen Fettsäuren senken den pH-Wert im Darm und schaffen so ein feindliches Milieu für pathogene Bakterien wie E. coli und Salmonella-Arten. Kurzkettige Fettsäuren ernähren auch die Zellen der Dickdarmschleimhaut und decken 60 bis 70 % des Energiebedarfs der Dickdarmzellen, wobei Butyrat die bevorzugte Energiequelle ist. Studien mit Tieren und Menschen haben gezeigt, dass kurzkettige Fettsäuren die Kalzium-, Magnesium- und Kalium Resorption im Dickdarm direkt stimulieren, die Durchblutung des Dickdarms verstärken.
-
Die Sauerstoffversorgung der Gewebe werden erhöht, sowie der Nährstofftransport verbessert. KKFS sind daher von therapeutischem Nutzen bei verschiedenen Darmerkrankungen, z.B. Morbus Crohn, chronischem Reizdarm, Colitis ulcerosa,
Bedingt durch relevante Konzentrationen von KKFS, produziert durch die erfindungsgemäße Rezeptur, werden signifikant mehr probiotische Kulturen nicht von der Magensäure reduziert, erreichen in größerer Anzahl den Zielort Dickdarm, mit den vorstehend beschriebenen „gesunden“ Wirkungen. KKFS haben im Darm antientzündliche Effekte*, sind Nährstoffe für die Darmzellen, kontrollieren den Wassergehalt im Darm, stimulieren das Wachstum von nützlichen Darmbakterien.
*Antientzündliche Effekte der KKFS: Regulation der Genexpression für ICAM-1 und E-Selectin in Endothelzellen = Reduktion der Entzündungsparameter.
Reduktion der COX-2 Expression 2 Expression = Reduktion der inflammatorischer PG [PGE2] Reduktion der NF-KB Expression = Reduktion pro-inflammatorischer Zytokine
„freie“ Radikalenfänger = Steigerung der antioxidativen Kapazität
-
Fettsäurensynthese:
-
Im Durchschnitt entstehen pro Gramm fermentierbarem Ballaststoffs 0,5 bis 0,6 g kurzkettige Fettsäuren, wobei das molare Verhältnis von Azetat, Propionat und Butyrat etwa 60: 20: 15 beträgt. Durch die Bildung von kurzkettigen Fettsäuren liefern die Ballaststoffe Energie (~ 2 kcal/g Ballaststoffe). Davon sollen bis zu 70 % vom Menschen genutzt werden können.
Bei dem Verzehr von 250 Gramm des erfindungsgemäßen Jogurts werden ca. 6 Gramm KKFS gebildet. Dies sind mehr Substrate, als in vergleichsweise analogen Kapseln enthalten sind. Auch hiermit lassen sich die Wirkungsnachweis der FOS-Ballaststoffe belegen.
-
Die Regulation der Blutzuckerspiegel, auch eventuell erreichbare Senkungen von Diabetes-Medikationen, durch einen regelmäßigem Verzehr der innovativen Rezeptur, sollen in Anwendungsbeobachtungen, zu dokumentieren von Diabetologen, verifiziert werden. Die Rohstoffhersteller von FOS-Spezialitäten haben entsprechende Claims, durch Studien belegt, publiziert.
Selbstverständlich ist aber die Zuckerreduzierung bei gutem Geschmack der neuen Fruchtjoghurts für die Verbraucher der wichtigste, direkt nachvollziehbare Vorteil.
Deutlich wird dies durch folgende Modellrechnung:
Bei täglichem Verzehr von 250 Gramm Naturjoghurt mit FOS-Zusatz, in Mengen wie in den Ansprüchen der erfindungsgemäßen Rezeptur beschrieben, können im Vergleich zu Industrie-Fruchtjoghurts Im Monatszeitraum bis zu ca. 1 kg Zucker eingespart werden (ca. 35 Gramm pro Tagesbecher x 30 Verzehrstage).
Die Lebensmittelketten, allem voran REWE, forcieren mit Zuckerreduzierungen in Lebensmitteln, marketingmäßig als elementare Bausteine zur gesunden Ernährung formuliert, neue Strategien. Fruchtjogurts, hergestellt nach Rezepturen der hier beschriebenen Ansprüche, sind sinnvolle Molkereiprodukte, bedeuten mit Sicherheit gute und zeitgemäße Angebote für gesundheitsbewußte Verbraucher.
Eine weitere, sinnvolle Möglichkeit, die erfindungsgemäße Rezeptur zu ergänzen, ist die Einbindung von hochwertigem Eiweiß.
Herr Professor Dr. med Andreas Pfeiffer von der DiFe in Potsdam-Rehbrücke riet mir in Gesprächen, eine solche Ausführung in den Schutzansprüche zu erwähnen. Speziell für adipöse Patienten, für Diabetiker, Übergewichtige und Diätwilligen wäre ein zuckerreduziertes Molkereiprodukt, in Kombination mit einer gleichzeitigen hochanteiligen Eiweißzufuhr, sinnvoll. Es wären mit einem solchen innovativen Kombi-Produkt sogar Reduzierungen von Insulin, gute Gewichtsreduzierungen und Verbesserungen bei anderen Stoffwechselstörungen zu erwarten.
Eine proteinreiche Ernährung wird oft von Sportmedizinern und Ernährungswissenschaftlern empfohlen, um Muskelaufbau und Fettabbau zu unterstützen. Die High-Protein-Diät ist eine Ernährung, die jeden Tag konsumiert werden sollte, um körperliche Bedürfnisse zu erfüllen - zu optimieren.
-
Als Substitutionsproteine kommen in Frage:
- 1. Whey-Protein - Molkenprotein/Laktalbumin
- 2. Casein - Milcheiweiß
- 3. Milchprotein-Isolat
- 4. Eiprotein - Eialbumin
- 5. Sojaprotein/Sojaproteinisolat
Wir haben die Einbindung dieser Proteinkonzentrate großtechnisch noch nicht getestet, möchten die Option einer späteren Einbindung in die Rezepturen mit dem Schutzanspruch 16 absichern.
-
Neben Sojaprotein gibt es außerdem Erbsenproteinisolat, Hanfprotein, Reisprotein und Nussprotein, das aufgrund des hohen Kostenfaktors jedoch sehr selten ist. Diese vier pflanzlichen Proteine in Pulverform verfügen über essentielle Aminosäuren, sind Gluten- und Laktose frei. Vor allem Hanfprotein kann mit seinem Aminosäurenprofil mit Energielieferanten wie Milch, Eiern und Fleisch mithalten. Skyr® von der Molkerei Arla ist eine eiweißreiche (11 %), sättigende Jogurtmahlzeit. Er erinnert an Magequark, schmeckt aber säuerlicher, enthält mehr Kalzium und ist teurer. Wer den Geschmack mag, hat mit Skyr® eine zusätzliche Kalziumquelle. Eine kalziumreiche Ernährung ist wichtig für die Knochensubstanz: Wer ausreichend Kalzium aufnimmt, beugt damit Osteoporose vor.
Dieses Zitat zeigt auf: günstig ist das Eiweiß, wenn wir eine Variante der Rezeptur auf diesen Wert aufdosieren, verstärken die prebiotischen FOS addierend die Calciumaufnahme, wiederum eine Beweis auf die innovativen Leistungen der hier beschriebenen Rezepturen. Ein solches Kombi-Molkereiprodukt ist ernährungsphysiologisch enorm sinnvoll und noch nicht am Markt erhältlich !
-
Großtechnische Jogurtchargen
-
Im Rahmen der Testungen ergaben sich als Ergebnis eines Schrittes im Mischverfahren bessere Geschmacks- und Textureigenschaften im fertigen Naturjogurt. Die engen Temperaturbereiche mit dem Ziel der besten Fermentationsergebnisse und den idealen Zeitpunkt der Einmischung der FOS-Spezialität in den noch temperierten Jogurtansatz wurden vom Produktentwickler/ Molkerei-Meister der Partner-Molkerei nach zahlreichen Ansätzen reproduzierbar erarbeitet und dokumentiert. Mein ausdrücklicher Dank geht daher an den Experten, ohne diese Unterstützung wäre die Umsetzung der erfindungsgemäßen Rezeprur / Herstellung nicht möglich gewesen. Da hier im Rahmen von jeweils 1000 kg viel Zeit und Geld investiert wurde, bestehen wechselseitig Vertraulichkeitsvereinbarungen. Eine spätere Patentanmeldung könnte daher eine Option sein.
Fazit: wir hoffen, mit diesen neuen Vorrichtungen gesunde, ausgeprägt zuckerreduzierte (Frucht)-Jogurt-Spezialitäten für Verkaufsstarts kurzfristig entwickeln zu können. Da auch angeschlossene Ernährungswissenschaftler unser Konzept unterstützen, sollte es aus dem Verbrauchsvolumina von ca. 18 Millionen Bechern / Tag gelingen, genügend Umsteiger zu generieren, die fruchtig-frische, aber deutliche zuckerfreiere Fruchtjogurts bevorzugen, dann regelmäßig kaufen !