Mikrobiologische Stabilisierung durch Hopfenextrakte

FORSCHUNGSPROJEKT

Herausforderung

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  • Verlängerung der Haltbarkeit minimal verarbeiteter Lebensmittel

  • Alternative Ansätze zur Konservierung von Frischprodukten

Forschungsergebnis

 

 

  • Antimikrobielle Wirkung gegenüber grampositiven Bakterien (z.B. Listerien)

  • Sensorische Eignung für unterschiedliche Lebensmittelanwendungen

  • Haltbarkeitsverlängerung, z.B. um zwei Tage bei mariniertem Schweinefleisch

Nutzen


 

  • Natürlicher antimikrobieller Wirkstoff zur Haltbarkeitsverlängerung (clean labelling)

  • Erhöhung der Produktsicherheit

Lebensmittelsicherheit spielt bei minimal verarbeiteten Lebensmitteln eine entscheidende Rolle

Minimal verarbeitete Lebensmittel sind Produkte die zumeist nur gewaschen, geschnitten und verpackt werden, ohne dass weitere physikalische oder chemische Verfahren zur Haltbarmachung zu Einsatz kommen. Die Produkte überzeugen somit durch Frische und Naturbelassenheit und finden sich verstärkt in den Kühlregalen von Supermärkten oder im Food-Service-Bereich. Viele dieser Produkte werden zudem so beworben, dass sie ohne erneutes Waschen verzehrt werden können.

Der Nachteil der minimal verarbeiteten Lebensmittel ist ihr schneller mikrobiologischer Verderb, wodurch die Lebensmittelsicherheit gefährdet wird. Die natürlich vorhandene Mikroflora der Produkte begrenzt die Haltbarkeit und birgt ein nicht unerhebliches Risiko für die Übertragung von Krankheitserregern. Studien belegen den häufigen Zusammenhang von minimal verarbeiteten Lebensmitteln wie Schnittsalat oder vorgeschnittenem Obstsalat mit Lebensmittelinfektionen[1][2]. In diesem Zusammenhang nachgewiesene Krankheitserreger sind Bakterien wie Listerien, Salmonellen oder Escherichia coli, aber auch Viren wie Noroviren oder Hepatitis-Viren[3].

Der Einsatz physikalischer Verfahren zur Reduktion der Mikroorganismen auf den Lebensmitteln ist auf Grund der Empfindlichkeit dieser Produkte praktisch kaum möglich. Zur Gewährleistung der Qualität und Sicherheit wäre die Verwendung von konservierenden Zusatzstoffen somit zu rechtfertigen, auch aus Verbraucherschutzgründen. Demgegenüber stehen allerdings der Wunsch der Verbraucher nach Naturbelassenheit und die generelle Ablehnung von Konservierungsstoffen.

Natürliche Hopfenextrakte als Alternative zu Konservierungsstoffen

Im Rahmen des AiF-Forschungsvorhabens Mikrobiologische Stabilisierung von Frischprodukten durch Hopfenextrakte wurde das antimikrobielle Wirkspektrum verschiedener Hopfenextrakte gegenüber ausgewählten Mikroorganismen erforscht sowie ihre sensorische Eignung und konservierende Wirkung bei verschiedenen Gemüse-, Obst- und Fleischprodukten untersucht.

Die wirksamste Komponente der untersuchten Extrakte waren die Lupulone, auch beta-Hopfensäuren genannt. Extrakte mit hohen Konzentrationen dieser Moleküle zeigen eine ausgeprägte antimikrobielle Wirkung gegenüber grampositiven Bakterien, wie zum Beispiel Milchsäurebildnern, die ursächlich für den Verderb vieler Lebensmittel sind. Weiterhin sind die Extrakte wirksam gegenüber Krankheitserreger wie Listerien, Staphylokokken oder Clostridien.

Anhand der durchgeführten Untersuchungen wurden die Konzentrationsbereiche ermittelt, in denen der Hopfenextrakt bei bestimmten Produkten angewendet werden kann, um einen signifikanten wachstumshemmenden Effekt zu erreichen, ohne signifikante Veränderung der sensorischen Eigenschaften. Zwar ist die Wirksamkeit der Extrakte in säurereichen, fettarmen Produkten größer, jedoch waren vor allem Anwendungen des Hopfenextraktes bei Fleisch und Fleischwaren erfolgreich. Zum Beispiel konnte die mikrobiologische Haltbarkeit von mariniertem Schweinefleisch um etwa 40 % erhöht werden. In weiteren Versuchsreihen wurde die Anwendbarkeit des Extraktes auf schlachtfrischem Geflügel zur Hemmung des Wachstums von Listerien belegt. Aktuelle Untersuchungen richten sich an den Einsatz der Extrakte in Wurstwaren.

Hopfenextrakte als Konservierungsstoffe im Sinne des Clean Labelling

Hopfenextrakte stellen einen natürlichen Ansatz zur Erhöhung der mikrobiologischen Sicherheit und Haltbarkeit von ausgesuchten Lebensmitteln dar. Als natürlicher Konservierungsstoff können sie verbraucherfreundlich im Sinne des Clean Labelling eingesetzt werden. Ihre hohe Wirksamkeit in niedrigen Konzentrationsbereichen ermöglicht eine wirtschaftliche Anwendung mit hoher Verbraucherakzeptanz.

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[1] Callejón et al. 2015 Reported foodborne outbreaks due to fresh produce in the United States and European Union: trends and causes. Foodborne Pathog Dis.;12(1):32-8

[2] Amin et al. 2012 Factors influencing the microbial safety of fresh produce: A review. Food microbiology, 32: 1-19

[3] Seymour, I. and Appleton, H. (2001), Foodborne viruses and fresh produce. Journal of Applied Microbiology, 91: 759-773

 

 

VIDEO zum Forschungsprojekt [3:17 min]