Vortrag

Lebensmitteltechnologisches Seminar
Referentin: Carolin Keßler
2. Dezember 2004
Betreuerin: Frau Dr. Monika Gibis
Glutamat
Wirkung bei Fleischerzeugnissen,
gesundheitliche Aspekte und
Ersatzstoffe
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Übersicht
Was ist Glutamat?
Wie wirkt Glutamat?
Macht Glutamat dumm?
Gesundheitliche Aspekte
Ersatzstoffe
Schlussfolgerung
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Geschmacksverstärker
(flavor enhancers)
Definition:
Substanzen, die den Geschmackseindruck
der vier Grundgeschmacksrichtungen
süß, salzig, sauer und bitter verstärken,
selbst jedoch keine oder nur eine geringe
Geschmacksempfindung auslösen.
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Entdeckung
1908 isolierte Professor Kikunae
Ikeda an der Universität Tokio
Kristalle der Glutaminsäure aus
Meeresalgen (Kombu-Algen)
(100 g getrocknete Kombu-Alge
enthalten etwa 1g Glutamat)
Er fand heraus, dass Glutamat
einen speziellen Geschmack
hat, der sich von süß, sauer,
salzig und bitter unterscheidet
und nannte ihn „umami“.
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Glutamat I
• Glutaminsäure (E 620)
• Glutamate (E 621 – E 625)
Salze der Glutaminsäure:
-
Natriumglutamat (Mononatriumglutamat, MSG)
Kaliumglutamat (Monokaliumglutamat)
Calciumglutamat (Calciumdiglutamat)
Ammoniumglutamat (Monoammomiumglutamat)
Magnesiumglutamat (Magnesiumdiglutamat)
Dissoziierte Form der Glutaminsäure.
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Struktur
Glutaminsäure:
Glutamat:
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Glutamat II
• Natürliches Vorkommen:
– Grundbestandteil aller Proteine (nicht essentielle AS)
– in besonders großen Mengen in Soja, aber auch in Leber und
Getreide
– wird vom menschlichen Körper produziert
• Herstellung:
– chemische Synthese
– Proteinhydrolyse
– biotechnologisch durch Fermentation:
Bakterien der Art Corynebacterium glutamicus
weltweiter Einsatz
Japan: Weltmarktführer in der Glutaminsäureproduktion
Einsatz von gentechnisch veränderten Bakterien
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Glutamat III
• Eigenschaften:
– wasserlöslich
– geringer Eigengeschmack
– kalorischer Wert: 4 kcal/g
• Einsatz/Verwendung:
–
–
–
–
–
–
v. a. in Fertig- und Halbfertigprodukten, Tiefkühlware
Fleisch- und Wurstwaren, Fisch, Geflügel, Meeresfrüchte
Tüten- oder Dosensuppen, Brühwürfel und Soßen
vegetarische Gerichte, Salatdressings
Knabbererzeugnissen (z.B. Kartoffelchips)
Gewürzmischungen, Würzmittel (z.B. Sojasauce)
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Glutamat IV
• Bedeutung im menschlichen Körper:
– Hauptenergiequelle für den Verdauungsapparat
– wichtiger Baustein im Stoffwechsel
– dient im Gehirn als Neurotransmitter
• Bedeutung am Markt:
– MSG: am häufigsten verwendete Form der
Glutaminsäure
90 % der Glutaminsäureproduktion in Form von
Natriumglutamat als Geschmacksverstärker in der
Industrie
– 2003: weltweiter Absatz von 1,5 Mio Tonnen
(1976: 262000 Tonnen)
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Glutamat im menschlichen Körper
• Gehirn:
– wichtiger Botenstoff (Neurotransmitter: Übermittlung, Speicherung
und Verarbeitung von Informationen im Gehirn), der dort produziert
wird, so dass es nicht auf die Versorgung durch die Nahrung oder
das Blut angewiesen ist.
• Stoffwechsel:
– Glutamat bindet Ammoniak um Glutamin herzustellen und spielt so
bei der Entgiftung des Körpers eine wichtige Rolle
• Darm:
– tägliche Aufnahme mit der Nahrung (8–12 g bei normaler Mischkost)
– Darmzellen benutzen Glutamat als Brennstoff, um die von ihnen
benötigte Energie zu produzieren
– Herstellung von Glutathion, das eine Schlüsselrolle in der
Immunologie des Körpers spielt.
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Glutamat im menschlichen Körper
freies Glutamat in
Muttermilch
mg /
100 g
Mensch
21,6
Schimpanse
38,9
Rhesusaffe
4,6
Kuh
1,9
Schaf
1,4
Maus
2,2
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Vorkommen von freiem Natrium - L - Glutamat
in natürlichen Lebensmitteln
Lebensmittel
Parmesankäse
mg / 100 g
1200
Grüner Tee
668
Champignons
180
Tomate
140
Kartoffel
102
Frischer Shiitakepilz
67
Sojabohnen
66
Kohl
37
Karotten
33
Schweinefleisch
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Wirkung
Definition (Geschmacksverstärker):
Substanzen, die den Geschmackseindruck der vier
Grundgeschmacksrichtungen süß, salzig, sauer und
bitter verstärken, selbst jedoch keine oder nur eine
geringe Geschmacksempfindung auslösen.
Verbesserung von Geschmack, Mundgefühl und
Körper des Lebensmittels
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umami („köstlich“)
•
Frühere Vermutung der Wirkung
von Geschmacksverstärkern:
Geschmacksrezeptoren (süß, sauer,
salzig, bitter) sind verborgen und werden
erst von Geschmacksverstärkermolekülen
demaskiert, so dass die eigentlichen
Geschmacksstoffe daran binden können
und somit ein intensiverer
Geschmackseindruck entsteht.
•
Heute:
Eigene Rezeptoren für Aminosäuren in
den zellularen Geschmacksknospen der
Zunge sind für die Wahrnehmung des
„umami“ - Geschmacks verantwortlich.
„umami“ wissenschaftlich als 5.
Geschmacksrichtung akzeptiert!
Entdeckung:
Bezeichnung:
New York, 26.Februar 2002
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T1R1+3
Kochsalz und MSG
Zwar wird der Natriumgehalt
der Nahrung erhöht, Kochsalz
kann aber im Gegenzug dazu
eingespart werden.
akzeptables
Geschmacksgleichgewicht
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Zulassung I
LMBG §2, Abs.1
Zusatzstoffe im Sinne des Gesetzes sind Stoffe,
die dazu bestimmt sind, Lebensmitteln zur
Beeinflussung ihrer Beschaffenheit oder zur
Erzielung bestimmter Eigenschaften und
Wirkungen zugesetzt zu werden.
ZZulVO
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Zulassung II
•
GRAS - Status (generally recognized as safe)
wiederholt bestätigt durch die FDA (Food and Drug Administration)
MSG ist bei sachgemäßer Verwendung sicher für die ganze
Bevölkerung! (kein ADI)
Es wird eingeräumt, dass nach dem Verzehr von hohen Mengen MSG
oder einem anderen freien Glutamat sich möglicherweise kurzzeitige
Reaktionen entwickeln können.
•
•
Zulässige Höchstmenge:
10000 mg/kg LM (10 g/kg LM)
(berechnet als Glutaminsäure)
Kennzeichnung in der Zutatenliste:
„Geschmacksverstärker XY / E…“
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Gesundheitliche Aspekte
Nach Ansicht der Deutschen Gesellschaft
für Ernährung (DGE) ist die
Glutamataufnahme über die Nahrung,
insbesondere bei rationeller Verwendung
von Glutamat zur Würzung, für die
Allgemeinheit unbedenklich und steht in
keinem Widerspruch zu einer
gesundheitsbewussten Ernährung.
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Pseudoallergische Reaktionen
Definition:
Als Pseudoreaktion oder Lebensmittelintoleranz
bezeichnet man eine allergieähnliche Reaktion, bei der
keine vorherige Sensibilisierung nachzuweisen ist, d.h.
der Körper bildet keine spezifischen Antikörper.
Krankheitszeichen:
- Haut: Juckreiz, Ekzem, Nesselsucht
- Magendarmbereich: Übelkeit, Erbrechen, Durchfall
- Atemwege: Schnupfen, Asthma
oft auch von Bindehautentzündung und Kopfschmerzen
begleitet
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Chinarestaurant-Syndrom
(Chinese - Restraurant - Syndrome, Kwok‘s disease)
Symptome:
-
Herzklopfen
Kopfschmerzen
Beklommenheit in Brust, Gesicht und Nacken
Taubheit im Nacken
Gliederschmerzen
Schwächegefühl, Schwindel, Schweißausbrüche
Übelkeit
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Macht Glutamat dumm?
Glutamat als Neurotransmitter:
• regt die Abläufe zwischen den Nervenzellen an
• zu große Anzahl der Glutamatmoleküle kann zur Zerstörung
von Nervenzellen führen
Das Gehirn wird von der Blut-Hirn-Schranke so abgeschirmt,
dass normalerweise kein Glutamat dorthin gelangt.
Allerdings kann diese Schranke bei einer unüblich hohen
Glutamatkonzentration im Blut (6-10faches der Norm)
durchlässig werden.
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Cluster-Kopfschmerzen
•
Glutamat bindet im Gehirn an spezielle Glutamatrezeptoren (Ca-permeabel)
•
synaptische Erregung wodurch der Sinneseindruck „Schmerz“ entsteht
•
starke Schmerzreize:
Glutamat wird in großen Mengen im Rückenmark freigesetzt und führt
dann nicht nur zu einer kurz andauernden Erregung der
Hinterhornneurone, sondern kann auch lang anhaltende Veränderungen
im Nervensystem induzieren
•
wiederholte oder andauernde (Schmerz-) Reize:
funktionelle synaptische Veränderungen können bis an das Lebensende
bestehen bleiben
(Schmerzgedächtnis)
•
exzessive Erhöhung der Ca - Ionenkonzentration kann in Neuronen den
Zelltod auslösen
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Ersatzstoffe
-
Laktate (Salze der Milchsäure)
(Na, K, Ca – E325 - 327)
Chloride
(K, Ca, Mg – E508,509,511)
Adipinsäure und deren Salze
(Na, K, Ca – E355 - 357)
Glyzin
(E640)
Bernsteinsäure
(E363)
5‘ - Ribonucleotide
(Ca, Na – E634/635)
Guanylsäure und Guanylate
(Na, K, Ca – E626 - 629)
Inosinsäure und Inosinate
(Na, K, Ca – E630 - 633)
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5‘-Ribonucleotide
niedermolekulare Substanzen, die aus einer Purinbase, Zucker und
Phosphat bestehen
•
Vorkommen:
– in Lebensmitteln weit verbreitet, höchste Gehalte in Fleisch und Fisch
(v.a. IMP)
– Ca, Na - Salze: in jeder lebenden Zelle vorhanden und entscheidend am
Eiweißstoffwechsel beteiligt
•
Herstellung:
– Gewinnung aus natürlichem Zellmaterial
•
Wichtigste Vertreter:
– Inosin-5‘-monophosphat (IMP)
– Guanosin-5‘-monophosphat (GMP)
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5‘- GMP und 5‘- IMP
• Natürliches Vorkommen:
– Bestandteil der Nucleinsäuren und somit in jeder lebenden
tierischen und pflanzlichen Zelle enthalten
• Herstellung:
– biotechnologisch
• enzymatische Hydrolyse der RNS der Hefe
• mikrobiologische Synthese
• Einsatz/Verwendung:
– Fleisch und Fisch
bei salzig-würzigen Speisen
– Höchstmenge: 500 mg/kg LM
bei Würzmitteln keine Höchstmengenbeschränkung
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5‘- GMP und 5‘- IMP
• Eigenschaften:
– ausgeprägte geschmacksverstärkende Wirkung
• IMP: 10-20fach höher als Glutaminsäure
– hitze- und säurestabil
(optimaler pH bei 5-7, Temperaturen bis 120°C)
– appetitanregend
– geringer Eigengeschmack
– Geschmacksschwellen in Wasser:
• IMP 0,0012 %
• GMP 0,0035 %
Wechselseitiger Synergismus mit MSG
Glutamatwirkung kann durch Zusatz von Ribonucleotiden auf das
10-15fache, die Wirkung der Nucleotide durch Zusatz von Glutamat
auf das 100fache verstärkt werden.
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Gesundheitliche Aspekte
Inosinate und Guanylate sind Abkömmlinge
des Purins:
– Abbau im Körper zu Harnsäure und Anreicherung im
Blut
Gicht, Harnsteine
– Wirken sich günstig auf die Herstellung körpereigener
Proteine aus und auf die Zellreifung bestimmter Zellen
des Immunsystems (Lymphozyten)
450-700 mg/Tag durch Nahrungsaufnahme
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Schlussfolgerung
Aus dem „Hohenheimer Konsensus Gespräch“:
•
•
•
•
MSG trägt zum Geschmack von Speisen bei und ist daher ein gut
verwendbares Additiv der menschlichen Ernährung.
MSG weist auch in hohen Dosen keine spezifischen Nebenwirkungen
auf.
Es gibt jedoch offensichtlich einige wenige Menschen, die auf MSG
überempfindlich reagieren (individuelle Sensibilität).
Insgesamt lässt sich auf der Basis gesicherter wissenschaftlicher Daten
festhalten, dass gegenüber einem vernünftigen Einsatz von MSG in der
menschlichen Ernährung keine Bedenken bestehen und somit kein
Widerspruch zu einer „gesunden Ernährung“ herrscht.
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Literatur
• Der Brockhaus – Ernährung
• Eigenschaften und Anwendung von
Geschmacksverstärkern – Th. Niederauer, Juli 1994
• Flavor Enhancers: Their Probable Mode of Action –
Food Technologie, April 1994
• Toxicological evaluation of certain food additives –
Cambridge University Press
• Deutsches Ärzteblatt, Jg. 98, Heft 42, 19.Oktober 2001
• www.glutamat.info
• www.glutamat.ws
• www.dge.de
• www.quarks.de
• www.idw-online.de
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Vielen Dank
für eure
Aufmerksamkeit
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