Lipasen als Ersatz für Zusatzstoffe in Feinen Backwaren
Das IGF-Projekt zeigt, wie Lipasen in Feinen Backwaren Emulgatoren ersetzen können. Forscherinnen des KIT untersuchten die Substratspezifität von Lipasen, um unerwünschte Fehlaromen zu vermeiden und die Backqualität zu verbessern.
Feine Backwaren sind nicht nur ein Genuss, sondern auch ein bedeutender Wirtschaftsfaktor in der deutschen Lebensmittelindustrie. Mit einem Marktwert von 2,9 Mrd. Euro wurden im Jahr 2024 rund 728.000 t Feine Backwaren produziert. Bei vielen Produkten, insbesondere bei solchen, die Butter enthalten, ist bislang der Einsatz von Emulgatoren unerlässlich, um eine hohe Qualität der Produkte zu gewährleisten. Zugleich wünschen sich zunehmend mehr Verbraucherinnen und Verbraucher Produkte, die ohne Zusatzstoffe hergestellt werden.
Vor dem Hintergrund der wachsenden Nachfrage nach Clean-Label-Produkten auch bei Feinen Backwaren haben sich zwei Forscherinnen am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) im Rahmen eines IGF-Projekts des Themas angenommen. Sie stellten Lipasen – wasserlösliche Enzyme, die in Fetten bzw. Lipiden Esterbindungen hydrolysieren und dadurch freie Fettsäuren abspalten – in den Mittelpunkt ihrer Forschungsarbeiten. Besonders bei Backwaren können Lipasen durch die Freisetzung oberflächenaktiver Lipide eine verbesserte Teigstabilität, mehr Volumen und eine verlängerte Haltbarkeit bewirken.
Verzicht auf deklarationspflichtige Zusatzstoffe
Um eine hohe Produktqualität gewährleisten und zugleich auf deklarationspflichtige Zusatzstoffe wie Emulgatoren verzichten zu können, bestand seitens der Hersteller der Bedarf, den Einsatz von Backlipasen bei Feinen Backwaren zu untersuchen. Denn während Emulgatoren im Produkt verbleiben und daher mit entsprechenden E-Nummern angegeben werden müssen, erfüllen Lipasen die Kriterien für Clean-Label-Produkte.
Substratspezifität als Schlüssel zur erfolgreichen Anwendung
Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Anwendung lag in der Identifizierung von Lipasen mit geeigneter Substratspezifität gegenüber Fettsäuren, die unerwünschte Fehlaromen vermeiden, aber gleichzeitig positive Auswirkungen auf die Backqualität entfalten. Dazu wurden zunächst 17 verschiedene Backlipasen mithilfe des aus der Literatur bekannten p-Nitrophenyl-Assays auf die Fettsäuren, die sie bevorzugt freisetzen, hin untersucht. Ergänzt wurde der Assay durch eine Sensomics-Analyse der entstehenden Fehlaromen bei der Reaktion der Lipasen mit in Feinen Backwaren üblicherweise eingesetzten Fetten.
Sandkuchen, Rührkuchen und Brioche standen Modell
Die verbleibenden 7 Lipasen, die nur geringe Spezifitäten für kurzkettige Fettsäuren zeigten, wurden dann in drei fettreichen Feinen Backwaren – einem eifreien Sandkuchen, einem traditionellen Rührkuchen und einer hefebasierten Brioche – eingesetzt. In Backversuchen und rheologischen Untersuchungen wurden sodann ihre Auswirkungen auf Teig- und Produktqualität systematisch erfasst. Besonders in eifreien Rührkuchen konnten sie das Backverhalten entscheidend verbessern.
Kosten senken – und Qualität steigern
Zusätzlich wurde festgestellt, dass der gezielte Einsatz von Lipasen in bestimmten Backwaren eine signifikante Reduktion der Backverluste ermöglicht 7. Dies ist insbesondere für Unternehmen von Vorteil, die ihre Produktionskosten senken und gleichzeitig die Produktqualität optimieren möchten 7. Auf Grundlage der Ergebnisse konnte in weiterführenden Untersuchungen zudem nachgewiesen werden, dass durch den Einsatz von Lipasen bis zu 50 % des zugesetzten Fetts in Feinen Backwaren reduziert werden kann.
Zum Abschluss der Arbeiten wurde ein einfach durchführbarer, fluorimetrischer Assay entwickelt, mit dem die Eignung einer Backlipase für den Einsatz in Feinen Backwaren überprüft werden kann. Mit dessen Entwicklung sind nun Anwender in Industrie und Handwerk in der Lage, Backlipasen zu untersuchen, die nicht im Rahmen der Versuche analysiert wurden.
