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Wechselhafte Fließeigenschaften von Lebensmittelzusatz

Was den Joghurt cremig macht – und wie

| Autor/ Redakteur: Dr. Christian Schneider * / Christian Lüttmann

Vieles was wir essen ist durch diverse Zusätze an unsere Geschmacksgewohnheiten angepasst. In Joghurt sorgt zum Beispiel häufig so genanntes Inulin für das besonders cremige Mundgefühl. Wie die Schmelzeigenschaften von Inulin zu erklären sind und wie sie sich gezielt steuern lassen, haben nun Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) untersucht.

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Joghurt wird durch Zugabe von Inulin oft cremiger gemacht (Symbolbild).
Joghurt wird durch Zugabe von Inulin oft cremiger gemacht (Symbolbild).
(Bild: Pixabay/Einladung_zum_Essen)

Mainz – Inulin ist ein langkettiges Molekül, welches z. B. aus Chicorée-, Löwenzahn- oder Sonnenblumenwurzeln gewonnen werden kann und in verschiedenen Lebensmitteln verwendet wird. Denn aufgrund seiner besonderen Struktur hat Inulin im Mund schmelzende und cremige Eigenschaften und eignet sich daher als kalorienreduzierter Fettersatz.

Ein Ballaststoff für gutes Mundgefühl

Chemisch gesehen handelt es sich bei Inulin um ein praktisch unverdauliches Kohlenhydrat. Es kann somit als Ballaststoff für den menschlichen Körper dienen. Heute wird Inulin unter anderem dazu verwendet, um in Wurstwaren den Ballaststoffanteil zu erhöhen. In Joghurt dient es auch heute schon als Fettersatz. Gleichzeitig verändert es die so genannte „Textur“ des Joghurts, also das Gefühl, welches Joghurt auf der Zunge hinterlässt.

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Aber warum ist das so? Wie genau Inulin auf Temperaturveränderungen oder mechanische Belastungen reagiert – die unter anderem beim Lutschen oder Kauen auftreten können – und wie man Lebensmittel mit gezielten Eigenschaften herstellen kann, haben nun Wissenschaftler um Prof. Dr. Thomas Vilgis des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) untersucht. Insbesondere haben sie die Abhängigkeit der Zähflüssigkeit von Inulin-Wasser-Mischungen, so genannten Inulin-Gels, von der Temperatur sowie von mechanischen Kräften vermessen. Die Ergebnisse können dazu beitragen, das Mundgefühl von Lebensmitteln gezielt zu verbessern.

Festes flüssig schütteln

Für ihre Studie haben die Forscher Inulin-Gels unter verschieden Bedingungen hergestellt und die Festigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen und Herstellungsbedingungen untersucht. Sie beschreiben Inulin in einem theoretischen Modell als kleine, teils flexible Stäbchen, die in Wasser unter Rühren gelöst werden.

Abkühlen einer solchen Flüssigkeit führt dazu, dass sich die Stäbchen nebeneinander anordnen (kristallisieren) und so die Flüssigkeit verfestigen. Sie geben ihr eine andere Textur, wenn sich diese kleinen Kristalle auf eine bestimmte unregelmäßige Art und Weise in so genannten fraktalen Aggregaten zusammenlagern. Starkes Aufheizen bzw. mechanische Belastung führt wieder zu einer Verflüssigung (siehe Video). Die Fließeigenschaften können somit genau eingestellt werden, und Festes wird nach dem Schütteln flüssig.

EinVideo zeigt das flüssig Schütteln einer Inulin-Probe [MPIP]

Herstellungstemperatur beeinflusst Grad der Zähflüssigkeit

Insgesamt fassen die Forscher zusammen, dass Inulin-Gele, die bei kleinen Temperaturen um 25 °C hergestellt werden fester sind als solche, die bei höheren Temperaturen um 60 °C hergestellt werden. Der Grund sei, dass bei 25 °C noch viele der Inulin-Moleküle im Wasser ungelöst vorliegen und somit als Keime für eine Bildung von kleinen „Inulin-Kriställchen“ dienen, die sich dann verbinden und das Gel verfestigen. Bei 60 °C ist den Forschern zufolge hingegen ein Großteil der Inulin-Moleküle gelöst, weshalb dann weniger, aber größere Inulin-Kristalle entstehen, die sich weniger gut verbinden und somit für eine geringere Festigkeit sorgen.

Für das erstaunlich cremige und fettige Mundgefühl, das Inulin beispielsweise als Zusatz in Joghurt bewirkt, ist das Zerstören dieser Aggregate zwischen Zunge und Gaumen verantwortlich. Essen ist eben auch ein Stückweit reine Physik.

Originalpublikation: SteffenBeccard, JörgBernard, RudyWouters,.KarinGehrich, BirgittaZielbauer, MarkusMezger, Thomas A.Vilgis: Alteration of the structural properties of inulin gels. Food Hydrocolloids, 2018; DOI: 10.1016/j.foodhyd.2018.06.049

* Dr. C. Schneider: Max-Planck-Institut für Polymerforschung (MPI-P), 55128 Mainz

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