PLMT (Subject) / 6. Obst und Gemüse (Lesson)

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• Bedeutung des Pektins - Dickungsmittel, Wasserbindendesmittel ( in der Konfitüre) - die aus saurem Obst gewonnene Fruchtsäure, die zum Gelieren verwendet wird. - Besonders reich an Pektinen sind Äpfel, Zitrusfrüchte, Erdbeeren, Johannisbeeren, Rüben und Feigen - In der Industrie finden Pektine hauptsächlich Verwendung als Geliermittel. - Ernährungsphysiologisch betrachtet = für den Menschen Ballaststoffe.  - Aufgrund ihrer Fähigkeit, Gele zu bilden, sind Pektine in der Lebensmittelindustrie, der Pharmaindustrie oder für Kosmetika ein unverzichtbarer Bestandteil vieler Produkte, bei denen aus den Gründen: Geliermittel, Verdickungsmittel und/oder Stabilisierungsmittel eingesetzt werden.
• Erläutern Sie die Struktur von PEKTIN! Struktur von Pektin: es handelt sich um Polysaccharide - Grundbaustein: ∝-D-Galacturosäure; sind monomere, miteinander verbunden über ∝-1,4 glykosidische Bindung ⇒ Bilden das Rückgrat von Pektin(Polygalacturonsäurekette) - Veresterungsgrad: Versesterung der Säuregruppen (-COOH) mit Methanol (CH3OH)                                                  > 50% : Hochverestertes Pektin                                                                                                < 50% : niederverestertes Pektin - "Smooth region" : Homogalacturonan-sequenzen (HG)                                                                                            Rhamnogalacturonan II (RG II)                                                                                                      Xylogalacturonan (XG) - "hairy-regions" : Rahmnose-reiche Sequenzen mit Neutralzuckerseitenketten                             (verzweigt)       (RG I) arabinosreiche Seitenkette über Gal mit RG I verknüpft.
• Gehen Sie auf den enzymatischen Abbau von Pektin ein. Enzymatische Abbau:  Esterasen: Pektinmethylesterase (PME): Abspaltung von Methanol aus Galacturonsäuremethylester. Glycosidasen: Endo-Polygalacturonase; bedeutendes Lebensmitteltechnologisch, durch PME unterstützt.     Exo-Polygalacturonase Lyasen: Pektin- Lyase, Spaltung hochverester Pektine unter Freisetzung ungesättigter veresterter Oligogalacturonide.                                           Pektat-Lyase, Spaltung niederverester Pektine, Spaltung solcher glykosidische Bindung, die sich neben freien COOH-Gruppen.
• Geliermechanismen von 1. Hochverestertes Pektin 2. Niederverestertem Pektin 1. Hochverestertes Pektin: Gelierung mit Zucker und Säure Säure: überführt viele der anionische Säurereste in Säuregruppen                                                 →Zurückdrängung der Dissoziation der Carboxylgruppen der Galacturonsäure                          ⇒Aufhebung (sinkt)elektrostatische Abstoßung zwischen den Peptidketten                          ⇒Annährung Zucker: wasserentziehenden Effekt, Bindung Wassermoleküle, dadurch Dehydratisierung des Pektins.  ⇒ Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen. 2. Niederverestertes Pektin: Gelierung mit mehrwertigen Kationen: Ein mehrwertiges Kation (Ca2+) wird durch 2 oder mehr anionische Carboxylat-Gruppen in einem Chelatkomplex gebunden.   Bildung von Haftzonen unter Einschluss von Ca2+-Ionen ⇔„Eierkarton“-Modell (Egg Box) Gelausbildung Eignung auch für kalorienreduzierte Konfitüren
• Pektinmethylesterase (PME) 1. Funktion 2. Vorkommen 1. Abspaltung von Methanol aus Galacturonsäuremethylester 2. - Weit verbreitet in höheren Pflanzen;                                    → Orangen und Tomaten mit besonders hoher PME-Aktivität     - Vorkommen auch in Schimmelpilzen, Bakterien und Hefen. 
• Endo-Polygalacturonase (Endo-PG) 1. Bedeutung 2. Funktion 3. Hemmung 1. Lebensmitteltechnologisch bedeutendstes pektinabbauendes Enzym 2. Endo-PG wird bei der Pektinspaltung durch PME kooperativ unterstützt    Aktivität steigt mit fallendem Veresterungsgrad des Pektins 3. Hemmung durch Tannine und andere Polyphenole, diverse Schwermetallkationen, höhere Salzkonzentrationen und Harnstoff
• 1. Pektin-Lyase 2. Pektat-Lyase: 1. Pektyn-Lyase Bildung nur durch Schimmelpilze und einige Erwinia- Stämme                                 Spaltung hochveresterter Pektine unter with Freisetzung ungesättigter veresterter Oligogalacturonide.  2. Pektat-Lyase Bildung durch Bakterien und einige phytopathogene Schimmelpilze Spaltung niederveresterter Pektine Spaltung glycosidischer Bindungen, die sich neben freien COOH-Gruppen befinden
• Veränderungen der Rohware nach der Ernte: Atmungsprozesse Ethylenbildung Transpiration / Wasserverlust Mechanische Beschädigung Mikrobieller Verderb Physiologische Störungen: Gefrierschäden, Kälteschäden, Hitzeschäden
• Veränderungen nach der Ernte 1. Atmungsprozesse  Energiegewinnung über den oxidativen Abbau von Kohlenhydraten Verderbnisrate proportional zur Atmungsrate
• Veränderungen nach der Ernte 2. Ethylenbildung CH2=CH2 Pflanzenhormon, das verschiedene Aspekte des Wachstums, der Entwicklung und des Alterungsprozesses von Obst und Gemüse reguliert. Reifungsgas ⇒ Beschleunigung von Reifung und Blattfall Biosynthese aus Methionin  Äpfel produzieren relativ große Mengen an Ethylen
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• Veränderungen nach der Ernte 3. Transpiration / Wasserverlust Hauptgrund für Verderb! Pektynolitische Enzyme werden weich Bei höherer Luftfeuchtigkeit, schneller verderben Aussehen: Schrumpeln Textur: Weichwerden, Verlust von Knackigkeit und Saftigkeit
• Veränderungen nach der Ernte 4. Mechanische Beschädigung Beschleunigt den Verderb Wasserverlust Atmungs- und Ethylenbildungsrat
• Veränderungen nach der Ernte 5. Mikrobieller Verderb Häufig bei mechanischen Verletzungen Bei intakten Früchten nur selten mikrobieller Verderb
• Veränderungen nach der Ernte 6. Physiologische Störungen Gefrierschäden: Zellwandzerstörung führt zu direktem Zusammenbruch der physiologischen Aktivität Kälteschäden (vor allem bei tropischen und subtropischen Früchten): Farbveränderungen auf der Oberfläche oder im Inneren, Bildung wässriger Bereiche, ungleichmäßige Reifung/keine Reifung, Off-flavour Hitzeschäden durch direktes Sonnenlicht oder extrem hohe Temperaturen:Verbrennungen der Oberfläche, ungleichmäßige Reifung, Erweichung undAustrocknung ****Vor der Ernte: „Fehlernährung“ – Calciummangel führt zu Stippigkeit (kleine braune Flecken, die leicht eingesunken sind); betroffene Äpfel schmecken zudem leicht bitter****
• Allgemeine Verarbeitungsschritte von Obst und Gemüse Diese Schritte sind bei allen (verarbeiteten) Obst- und Gemüseprodukten (= keine frische, lose Ware) notwendig Ernte/ Anlieferung/ Lagerung  Transport  Waschen/ Reinigen  Sortieren/Verlesen  Diese Schritte erfolgen in Kombination je nach Endprodukt Anpassung der Schritte an Rohware und Endprodukt:  Schälen  Entsteinen/ Abbeeren  Zerkleinern  Blanchieren  Maischebehandlung  Pressen  Nachbehandlung  Die Reihenfolge der Schritte ist variabel:  Haltbarmachen  Verpacken  Abfall-/ Abwasserverwertung 
• Verarbeitungsschritte von Obst und Gemüse: 1. Transport 2. Reinigen 3. Sortieren 4. Schälen 5. Entstielen, Abbeeren (Entrappen) und Entsteinen 1. Schwemmkanal: mit Wasser gefüllte Schwemmrinne, Gleichzeitige Reinigung, Geringe Wassertemperatur (Keimvermehrung),  2. Reinigen: Abtrennen von Steinen, Blättern, beschädigten Fruchtteilen, Erde, Rückständen von Pflanzenschutzmitteln. Trockene Reinigungsverfahren : (häufig zur Vorreinigung/Grobreinigung) Gebläsereinigung (Blätter/Steine)         Nasse Reinigungsverfahren:  Waschbäder, Mit oder ohne Bewegung der Flüssigkeit,  Einblasen von Luft (Flotationswäscher),  Aufbereitung der Abwässer mit Filtrations- und Sedimentationsanlagen 3. Sortieren: DasVerarbeitungsgut mit annähernd gleichen Parametern wird den Verarbeitungsanlagen zugeführt, um die jeweiligen Qualitätsanforderungen an die Fertigprodukte zu erfüllen. Rollensortiermaschinen Trommelsortiermaschinen: für runde Früchte (Erbsen, Stachelbeeren) 4. Schälen:  Mechanisches Schälen: langsam. großes mikrobielles Risiko Dampfschälen: schale leichter zu entfernen, nicht für Kartoffelchips! Laugenschälen: Produktschädigend, Umweltbelastung (Salzfracht) Flammenschälen: Zwiebeln 5. Entstielen, Abbeeren (Entrappen) und Entsteinen: Stößel-Stempel drücken die Steine heraus Bei Pflaumen und Aprikosen ist gleichzeitig eine Halbierung oder zumindest ein Anschlitzen nötig, um den Stein herauszudrücken
• Die Grundlagen des Blanchierens! 1.Definition 2.Anwendung 1. ◊ Milde Wärmebehandlung unverpackter pflanzlicher Rohstoffe vor der Weiterverarbeitung    ◊ Temperatur im thermischen Mittelpunkt mind. 60°C                                                                       ◊ Häufig vor Gefrier- und Trocknungsprozessen oder bei der Herstellung von Konserven               ◊ Keine Verlängerung der Haltbarkeit! 2. Anwendung vor allem bei Gemüse, seltener bei Obst
• Die Grundlagen des Blanchierens! 1. Welche Methode zum Blanchieren gibt es? Wasserblanchieren: Wärmeübertragung auf das Gut durch Wasser oder wässrige Lösungen (Salze, Zucker, Essig, Zitronensäure). Auslaugung: Abwasser belastet! Dampfblanchieren: Wärmeübertragung über luftfreien Wasserdampf atmosphärischen Drucks (teils auch höherer Druck). Auslaugung: Abwasserbelastung weniger ausgeprägt! Luft: Wärmeübertragung über Luft unterschiedlicher Feuchte Infrarotblanchieren Kombiniertes Blanchieren Durchgesetzt haben sich vor allem Dampf- und WasserblanchierenBei anderen Verfahren kein Reinigungseffekt und ggf. sensorische Eigenschaften beeinträchtigt
• Die Grundlagendes Blanchierens! Welche Ziele werden mit dem Blanchieren verfolgt? und welche sind die Nachteile? 1. Ziele: Inaktivierung pflanzlicher Enzyme: Hemmung enzymatischer Veränderungen während Verarbeitung und Lagerung durch Hitzedenaturierung der Enzyme Entfernung und Vermeidung unerwünschter Geschmacks- und Geruchsstoffe Entgasung des pflanzlichen Gewebes ⇒ Einschränkung oxidativer Veränderungen im Gut Texturveränderung des pflanzlichen Gewebes Verbesserung der Farbe Verringerung der Kochzeit Verringerung der Keimbelastung 2. Nachteile: Auslaugung von Vitaminen, Farbstoffen, Kohlenhydraten, Mineralstoffen Blanchierprozess sollte für das jeweilige Produkt optimiert werden

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