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Aufwärmgeschmack unerwünscht

Strategien für fleischhaltige Convenience-Produkte

In der Gemeinschaftsverpflegung, im Cateringbereich oder Gastroservice werden Gerichte vorgekocht und bei Bedarf wieder aufgewärmt oder müssen über eine längere Zeit hinweg warm gehalten werden. Dabei kommt es schnell zum typischen aber unerwünschten Aufwärmgeschmack von Fleisch.

Aufwärmgeschmack - in der Lebensmittelbranche auch als warmed-over-flavour, kurz WOF, bezeichnet - ist bei vorgekochten, gekühlten oder tiefgekühlten Fleischgerichten ein übliches Phänomen, das auch oft mit Cook-Chill-Produkten in Verbindung gebracht wird. Bei gekochtem Fleisch und Geflügel, das gekühlt gelagert wird, tritt dieser abgestandene, ranzige Geschmack schon innerhalb etwa 48 Stunden auf, insbesondere dann, wenn das Produkt bei der Lagerung mit Luft in Berührung kommt.

Fettoxidation erzeugt Fehlgeschmack

Eine maßgebliche Rolle bei der Entstehung dieser ranzigen, abgestandenen Geschmacksnote spielt das im Fleisch enthaltene Fett. Insbesondere mehrfach ungesättigte Fettsäuren sind Opfer dieser unerwünschten Autoxidationsprozesse.
Beim Erhitzen kommt es zur Zerstörung der Zellmembranen und zu Veränderungen der chemischen Struktur von Proteinen und Fett, was sie angreifbar gegenüber Sauerstoff und freien Radikalen macht. Dies ist die „ideale“ Ausgangssituation für die Autoxidation - eine sich selbst katalysierende Oxidation von Fettsäuren, die durch Einwirkung von Sauerstoff stattfindet.
Manche Fleischsorten oxidieren besonders schnell - nämlich diejenigen, die einen hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren enthalten, wie etwa Fisch. Das Oxidationsrisiko nimmt von Fisch über Geflügel, Schweinefleisch, Rindfleisch bis zu Lammfleisch ab.
In Folge der Autoxidation werden die Fettmoleküle teilweise in kleinere Moleküle, so genannte Aldehyde, gespalten - typisch sind Pentanal, Hexanal und 2,4-Decadienal. Selbst im ppb-Bereich sind sie noch als Fehlgeruch oder Fehlgeschmack bemerkbar, der allgemein als Aufwärmgeschmack bezeichnet wird. Die fettlöslichen Aromakomponenten migrieren in das geschmolzene Fett und entweichen beim erneuten Aufwärmen.

Was sind die Auslöser?

Die Autoxidation ist ein katalysierter Prozess, bei dem Sauerstoff mit den ungesättigten Fettsäuren reagiert. Zunächst wird die Reaktion durch Licht, Wärme, Enzyme wie Lipogenasen und Metalle wie Eisen oder Kupfer induziert. Dabei entstehen freie Radikale, die wiederum mit Sauerstoff reagieren und so die Reaktion in Gang halten. Im Laufe der Kettenreaktion werden instabile Hydroperoxide gebildet, die in verschiedene Verbindungen zerfallen, welche wiederum durch Reaktion mit Fettsäuren oder Sauerstoff erneut Radikalketten entstehen lassen. Die Reaktion läuft umso schneller, je mehr Doppelbindungen und Radikale anwesend sind.
Der Katalysator Eisen entsteht aus dem Produkt selbst, denn beim Erwärmen des Fleischs werden Eisenionen aus dem Myoglobin freigesetzt.
Lichteinstrahlung ist der Initiator der so genannten Fotooxidation. Einige Farbstoffe wie Chlorophyll, Riboflavin, Curcumin, Carotinoide, Anthocyane, Betalaine und Hämin - Bestandteile natürlicher Lebensmittelrohstoffe - erhöhen die Empfindlichkeit einiger Produkte gegenüber Licht. Sie absorbieren Lichtenergie in bestimmten, eng definierten Wellenlängenbereichen des mittleren und längerwelligen Spektrums und werden dadurch zu Katalysatoren für produktschädigende Oxidationsreaktionen. Diese energiearme Strahlung kann keine kovalenten Bindungen öffnen und damit keine Radikale erzeugen. Aber sie macht aus den Farbstoffen Katalysatoren, die, einem Enzym ähnlich, die kinetische Hemmschwelle für den Angriff von Sauerstoff auf leicht oxidierbare Verbindungen senken.
Auch wenn die Gründe im einzelnen nicht exakt bekannt sind, oxidierte Geschmacksnoten treten in gekochten Gerichten spätestens 48 Stunden nach dem Kühlen auf. Im tiefgekühlten Zustand ist dieser Vorgang zwar deutlich langsamer, weil die Wasseraktiv des gefrorenen Produkts gering ist, doch auch hier ist Sauerstoff anwesend und die Oxidation lässt sich nicht verhindern.

Welche Gegenstrategien stehen zur Verfügung?

Zwar gibt es keine hundertprozentige Lösung, die das Problem des Aufwärmgeschmacks vollkommen aus der Welt schafft, doch kann man durch geschickte Strategien einige Verbesserungen erzielen. Verkürzen der Zeit zwischen Zubereitung und Servieren und Zugabe von Substanzen mit antioxidativer Wirkung sind hier zuallererst anzuführen.
Fehlgeschmacksnoten entwickeln sich rasch, und gerade im Foodservice-Bereich kommt es zu Situationen, die diesen Prozess noch beschleunigen. Den ersten Teil der Strategie muss demnach das Unternehmen ausführen, bei dem die Essensausgabe erfolgt. Langes Warmhalten großer Speisemengen in beheizten Behältern sollte vermieden werden. Kleinere Portionen warmzuhalten und bei Bedarf nachzuliefern, bringt geschmacklich erhebliche Vorteile. Beim Warmhalten verdunstet Wasser und flüchtige Aromastoffe entweichen. Dadurch entsteht neben dem für vorgekochte Fleischprodukte typischen Aufwärmgeschmack zusätzlich der Geschmack überkochter Speisen, was jedes gut ausbalancierte Aroma zunichte macht.
Jedoch auch das Warmhalten unter der Wärmelampe liefert nur bedingt bessere Ergebnisse, denn hier ist das Produkt nicht nur der Wärme, sondern zusätzlich noch dem Licht ausgesetzt. Kurze Warmhaltezeiten von wenigen Minuten führen allerdings noch nicht zu negativen Geschmacksbildung.
Jedoch auch auf der Seite des industriellen Herstellers kann einiges getan werden, um die Entstehung des Aufwärmgeschmacks zu bekämpfen. Eine übliche Maßnahme ist die Zugabe von Antioxidantien oder anderen Komponenten, die die Fettsäureoxidation verhindern oder zumindest verlangsamen.

Stark gegen Oxidation

Antioxidantien verzögern das Einsetzen der Fettsäureoxidation, indem sie als Radikalfänger oder Wasserstoffdonatoren fungieren und damit die Autoxidation verhindern. Der Lebensmittelindustrie stehen hierfür eine ganze Reihe von synthetischen Antioxidantien zur Verfügung, so etwa BHA (butyliertes Hydroxyanisol, E 320), BHT (butyliertes Hydroxytoluol, E 321), TBHQ (tertiäres Butylhydrochinon, E 319) und PG (Propylgallat, E 310), deren Einsatz jedoch strengen Bestimmungen unterliegt. Dem wachsenden Verbraucherinteresse nach natürlichen Lebensmitteln kommen jedoch viel eher natürliche Antioxidantien wie Vitamin E, Rosmarin oder Karotionide entgegen. Zahlreiche weitere Gewürze, Kräuter, Früchte und Gemüse liefern ebenfalls antioxidative Kapazität, und durch eine geschickte Rezeptur-Komposition lässt sich der Zusatz synthetischer Substanzen vermeiden.
Zu den Gewürzen mit antioxidativer Wirkung zählen neben dem besonders wirkungsvollen Rosmarin auch Macis, Majoran, Nelke, Oregano, Piment, Salbei, Thymian und Zimt. Für die ausgeprägten antioxidativen Eigenschaften von Rosmarin und Salbei sind neben der Rosmarinsäure außerdem Carnosol, Carnosolsäure, die Rosmanole, Rosmariquinon und Rosmaridiphenol verantwortlich. Da Carnosolsäure und Rosmanol geruchsneutral sind, werden sie inzwischen als natürliche Antioxidantien in Extraktform vermarktet und lassen sich sogar in so geschmacksempfindlichen Produkten wie Schokolade einsetzen. Die Phenole Eugenol, Carvacrol und Thymol kommen in Nelke, Oregano, Salbei und Zimt vor.
Ebenfalls interessant wegen ihrer antioxidativen Wirkung sind Hefeextrakte, denn sie enthalten Glutathion, Maillardprodukte und schwefelhaltige Aminosäuren.
Ein weiteres antioxidativ wirkendes Naturprodukt ist Honig - je dunkler die Farbe, desto besser die Wirkung.
Eine weitere Strategie gegen die Fettsäureoxidation ist die Zugabe von Chelatbildnern, die die Eisenionen in einem Komplex binden. Geeignet sind Phosphate, Zitronensäure und Ascorbinsäure. Ascorbinsäure wirkt zusätzlich synergistisch mit anderen Antioxidantien und ist dadurch schon bei geringer Dosierung wirkungsvoll.

Rauch - hier von Vorteil

Der traditionell zur Haltbarmachung von Fleischwaren eingesetzte Prozess des Räucherns produziert ebenfalls antioxidative Substanzen. Dies gilt auch für industriell hergestellte Räucheraromen - ihre phenolischen Inhaltsstoffe, die die rauchige Note ergeben, verbessern nicht nur den Geschmack, sondern erhöhen zusätzlich die Haltbarkeit. Raucharomen mit geringem Räuchergeschmack, denen also die Phenole fehlen, haben ebenfalls einen antioxidativen Effekt, was auf die Anwesenheit bestimmter Carbonyle und Aldehyde zurück zu führen ist.
Auch Nitrat und Nitrit inhibieren Oxidationsreaktionen, daher kommt es in Pökelware seltener zu Aufwärmnoten.

Fleischauswahl und Zubereitung

Natürlich spielt die Auswahl der Fleischsorte eine Rolle. Fisch und andere Fleischsorten mit einem hohen Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren neigen mehr zur Bildung von Fehlgeschmack. Hähnchenfleisch besitzt natürlicherweise einen höheren Anteil an antioxidativ wirkendem Vitamin E und ist daher weniger empfindlich als Pute. Es ist auch nicht egal, welches Stück vom Tier man verwendet. So sind Hähnchenschenkel anfälliger als Hähnchenbrust, weil Hähnchenschenkel mehr Fett enthalten. Auch der Frischegrad des Fleisches spielt eine Rolle: So tendiert frisches Fleisch weniger dazu, den Aufwärmgeschmack zu entwickeln, als ältere Rohware, weil bei Frischfleisch für enzymatisch bedingte Oxidationsreaktionen weniger Zeit zur Verfügung steht. Auch wenn die meisten Enzyme durch Erhitzen zerstört werden, können sie Katalysatoren produzieren, die auch nach der Enzyminaktivierung zur Oxidation führen.
Ein weiterer Faktor ist die Zubereitungsart beziehungsweise -temperatur. So treten Aufwärmnoten in gegrillten Produkten kaum auf. Maillard-Produkte und Rauchverbindungen scheinen auch die Bildung eines Aufwärmgeschmacks zu verhindern.
Ein Aufwärmgeschmack kommt besonders häufig bei Hackfleischprodukten wie Hamburgern, Frikadellen oder Hackbraten vor. Verantwortlich ist die feine Zerkleinerung des Fleisches. Dadurch werden die Fleischmembranen zerstört und Sauerstoff wird in das Produkt eingearbeitet. Außerdem wird das im Myoglobin anwesende Eisen freigesetzt, welches die Fettsäureoxidation beschleunigt.
Die Entstehung des Aufwärmgeschmacks lässt sich zu einem bestimmten Grad auch mit Hilfe physikalischer Maßnahmen verzögern, so etwa durch Vakuum-Tumbeln. Vorteile bringt auch das Bedecken des gegarten Fleischprodukts mit einer Flüssigkeit oder Soße vor dem Kühlen oder Einfrieren.
Einreiben oder Marinieren vor der Zubereitung gibt dem Fleischprodukt einen kräftigen Geschmack, der Aufwärmnoten überdeckt. Gleichzeitig kann eine Marinade Stoffe mit antioxidativer Wirkung enthalten. Insgesamt muss bei einem Produkt, das erneut erhitzt wird, kräftiger gewürzt werden, als bei einem Gericht, welches für den sofortigen Verzehr bestimmt ist.

Die richtige Verpackung

Die Verpackung kann ebenfalls einen wichtigen Beitrag zur Vermeidung von Oxidationsreaktionen liefern. Eine Schutzgasverpackung mit niedrigen Sauerstoffanteilen oder eine Vakuumverpackung trägt dazu bei, das Auftreten von ranzigem Geschmack durch eisenbedingte Autoxidation von Fettsäuren zu verzögern.
Das Entfernen des Sauerstoffs – etwa durch Vakuum- oder Schutzgasverpacken - hat aber seine Grenzen. Schon Spuren von Restsauerstoff wirken negativ. Die Rede ist hier vom ppm-Bereich. Vakuumverpacken führt zu viel höheren Restsauerstoffgehalten. Die Modified Atmosphere-Verpackung leistet mehr, die Verdrängung von Sauerstoff endet hier bei einem Restgehalt im Kopfraum von etwa einem Promille O2, aber noch lange nicht im ppm-Bereich. Hier kann der Einsatz eines Sauerstoff-Scavengers eine Verbesserung bringen, das erfordert jedoch eine High Tech-Sorptionsfunktion der Verpackung und zusätzlich - zur Verhinderung der Sauerstoffpermeation - entsprechende Ultrabarriere-Eigenschaften der Verpackung.
Da Licht zur Photooxidation führt, ist es wichtig, das schädliche Licht vom Füllgut fernzuhalten. Hier bieten sich lichtundurchlässige Verpackungen an, die jedoch den Nachteil haben undurchsichtig zu sein. Eine Lösung könnten Verpackungsmaterialien mit eingebautem transparentem Lichtschutz sein.

Literatur

L. A. Kuntz: Fighting Warmed-over Flavor. Food Product Design (2000) Nr. 11
W. Holley, K. Rieblinger, G. Ziegleder: Sensibel! Was tun? FOOD DESIGN 4 (2002) Nr. 1, S. 38
C. Blum: Analytik und Sensorik von Gewürzextrakten und Gewürzölen. Doktorarbeit, Universität Hamburg, 1999