Natürliche Hopfenextrakte zur Haltbarmachung von Wurstwaren und Kochschinken

FORSCHUNGSPROJEKT (IGF-Vorhaben)

Hopfendolden an der Pflanze
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Mikrobielle Kontaminationen von Wurstwaren begrenzen deren Haltbarkeit und stellen eine Gefahr für die Lebensmittelsicherheit dar

Der mikrobielle Verderb von gepökelter, aufgeschnittener Brühwurst, verpackt unter Vakuum oder modifizierter Gasatmosphäre, wird hauptsächlich von psychrotrophen Milchsäurebakterien verursacht (Borch et al. 1996), wobei es zur Bildung von Fehlaromen, Verfärbungen oder Schleimbildung kommen kann. Nitritpökelsalze weisen bekanntermaßen eine ausgeprägte antimikrobielle Wirkung gegenüber anaeroben Clostridien auf, verschiedene Verderbniserreger der Gattungen Lactobacillus, Leuconostoc, Weissella, und Carnobacterium werden hingegen kaum im Wachstum gehemmt (Kroeckel 2008).

Darüber hinaus besteht für den Verbraucher ein Risiko, durch die mögliche Übertragung von Zoonoseerregern wie Listeria monocytogenes. Aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften als psychrotrophe, fakultativ anaerobe Bakterien, ihrer vergleichsweise hohen Toleranz gegenüber äußeren Umgebungseinflüssen sowie der ubiquitären Verbreitung stellen Listerien gerade im Fall von verzehrfertigen Wurstwaren eine potentielle Gefahr dar. Insbesondere auf geschnittenen und verpackten Produkten mit vergleichsweise langer Haltbarkeitsdauer erweisen sich Listerien als durchaus vermehrungsfähig. Rückrufaktionen kontaminierter Produkte aufgrund des Nachweises von Listeria monocytogenes sind die Folge. Um eine ausreichende Haltbarkeit und Produktsicherheit im Fall von verzehrfertigen Wurstwaren zu gewährleisten, sind alternative Ansätze zur Haltbarmachung gefragt.

Betasäuren aus der Hopfenpflanze weisen eine starke antimikrobielle Wirkung auf

Die in der Hopfenpflanze enthaltenen Betasäuren weisen eine antimikrobielle Aktivität gegenüber gram-positiven Bakterien auf, zu denen Milchsäurebakterien, Listerien oder Clostridien zählen. Im Gegensatz zu den für die Bierherstellung verwendeten Alphasäuren, stellen Betasäuren nach wie vor eher ein Nebenprodukt der Hopfenverarbeitung dar. Verglichen mit den Alphasäuren ist die antimikrobielle Wirksamkeit der Betasäuren zudem höher, wobei der bittere Geschmack geringer ausgeprägt ist. In eigenen Arbeiten konnte gezeigt werden, dass Listerien bereits mit Konzentrationen von weniger als 10 µg/ml eines kommerziell erhältlichen Hopfenextrakts im Wachstum gehemmt werden können. Zudem ist bekannt, dass die antimikrobielle Wirkung der Betasäuren gerade in einem leicht sauren Milieu sowie unter Kühlung verstärkt wird (Kramer et al. 2015), was dem Einsatz in Lebensmitteln wie Wurstwaren entgegenkommt.

Hopfenextrakte können das Wachstum von Listerien auf Wurstwaren hemmen

Im Rahmen des IGF-Forschungsvorhabens »Stabilisierung von Wurstwaren und Kochschinken durch Hopfenextrakte« werden betasäurereiche Extrakte in Brühwurst und Kochschinken eingearbeitet, um eine mikrobiologische und möglicherweise auch chemische Stabilisierung der Produkte zu erreichen. Hierzu werden spezifische Verfahren zum Einsatz der Hopfenextrakte bei der Wurstherstellung geprüft. Mikrobiologische Testreihen sowie Lagertests zur Qualitätsbewertung aufgeschnittener, verpackter Produkte unter handelsüblichen Bedingungen liefern dabei die nötige Wissensbasis um eine spätere industrielle Umsetzung zu ermöglichen.

Erste Ergebnisse zeigen, dass durch den Einsatz von Hopfenextrakten das Wachstum von Listerien auf vakuumverpackter Lyoner deutlich verringert werden kann, ohne dass signifikante sensorische Abweichungen hinsichtlich dem Geschmack oder der Farbe auftreten. Auch das Wachstum von L. sakei, einem bekannten Verderbniserreger bei Wurstwaren, wurde durch den Einsatz von 0,8 g Hopfenextrakt je kg Wurstbrät über die Lagerdauer um mehr als den Faktor 100 auf gepökelter Brühwurst reduziert.

In aktuellen Arbeiten soll der Nutzen des Einsatzes von Hopfenextrakt auch bei Kochschinken geprüft werden. Dabei gilt es verschiedene praxisrelevante Aspekte wie den Einfluss der Rezeptur, der Lagertemperatur sowie der Verpackung zu untersuchen, um letztlich einen wirtschaftlichen und nutzbringenden Einsatz von Hopfenextrakten in industriellen Produktionsprozessen zu ermöglichen.

Hopfenextrakte als Konservierungsstoffe im Sinne des Clean Labelling

Hopfenextrakte stellen einen natürlichen Ansatz zur Erhöhung der mikrobiologischen Sicherheit und Haltbarkeit von Lebensmitteln wie Wurstwaren dar. Als natürlicher Konservierungsstoff können sie verbraucherfreundlich im Sinne des Clean Labelling eingesetzt werden und folgen somit dem aktuellen Trend hinsichtlich einer nachhaltigen Nutzung natürlicher Zutaten anstelle von chemischen Konservierungsstoffen. Ihre hohe Wirksamkeit in vergleichsweise niedrigen Konzentrationsbereichen verspricht eine wirtschaftliche Anwendung.

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Borch, E., Kant-Muermans, M. L., & Blixt, Y. (1996). Bacterial spoilage of meat and cured meat products. International journal of food microbiology, 33(1), 103-120.

Kramer, B., Thielmann, J., Hickisch, A., Muranyi, P., Wunderlich, J., & Hauser, C. (2015). Antimicrobial activity of hop extracts against foodborne pathogens for meat applications. Journal of applied microbiology, 118(3), 648-657.

Lothar Kroeckel (2008). Microbiological quality of prepackaged sliced deli meats - Current studies, Fleischwirtschaft -Frankfurt- 88(11):112-116.

Logo des BMWi als Hinweis auf die Förderung
AiF Logo
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Projektlaufzeit: 2019 bis 2021
Projektträger/Zuwendungsgeber: Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschung AiF (über Industrievereinigung für Lebensmitteltechnologie und Verpackung e. V. - IVLV) / Bundesministerium für Wirtschaft und Energie BMWi
IGF Förderkennzeichen: 20795 N