Sicher eingebettet - Wacker Chemie AG


Sicher eingebettet

Gesundheitsfördernde Zusatzstoffe harmonieren nicht immer mit dem Geschmack der Nahrungsmittel, denen sie zugesetzt werden. Cyclodextrine verbergen bittere Aromen, schützen die empfindlichen Zusatzstoffe und sorgen dafür, dass sie besser vom Körper aufgenommen werden.

Vitamine halten die Zellen jung: Der Chemienobelpreisträger Linus Pauling war von ihrer Kraft derart überzeugt, dass er täglich fast 18 Gramm reines Vitamin C zu sich nahm. Ob er deshalb über 90 Jahre alt wurde, darüber lässt sich zwar streiten. Doch fest steht: Ohne Vitamine, Mineralien und Spurenelemente funktioniert der Körper auf Dauer nicht. Und Wissenschaftler entdecken immer neue gesundheitsfördernde Inhaltsstoffe in Pflanzen: Sie machen den Körper widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse, beugen bestimmten Krankheiten vor oder verlangsamen gar den Alterungsprozess.

Die gesundheitsfördernde Wirkung, die grünem Tee zugeschrieben wird, ist auf seinen hohen Gehalt an Catechinen zurückzuführen.

Eine gesundheitsfördernde Wirkung wird beispielsweise grünem Tee zugeschrieben. Die Gerbsäuren des Tees enthalten sogenannte Catechine, die antibakterielle Eigenschaften haben und in der Lage sind, freie Radikale zu neutralisieren. Sie wirken entzündungshemmend, und spielen auch eine Rolle bei der Krebsvorbeugung wird ihnen zugeschrieben. „Aber Catechine verleihen dem grünen Tee auch seine recht bittere Geschmacksnote“, sagt Dr. Mark Harrison, Sales Director der Asien-Pazifik-Region bei WACKER in Singapur.

Die Lebensmittelkonzerne stehen damit vor einem Dilemma: Einerseits wollen sie immer mehr von ihren Produkten, etwa Erfrischungsgetränke, mit einem gesundheitsfördernden Zusatznutzen versehen und reichern Getränkemischungen beispielsweise mit einem Extrakt aus grünem Tee an. Andererseits handeln sie sich mit dieser Funktionalität den bitteren Beigeschmack ein. Das Produkt enthält zwar die gewünschten Gesundmacher, „aber der Verbraucher will natürlich keinen Durstlöscher, der bitter schmeckt“, erklärt Harrison. „Auch bei funktionalen Lebensmitteln hat der Wohlgeschmack für den Konsumenten oberste Priorität.“

Ein möglicher Ausweg ist es, den bitteren Catechin-Geschmack einfach zu überdecken – beispielsweise mit mehr Zucker. Mehr Zucker bedeutet aber mehr Kalorien, was aus Marketinggründen manchmal nicht akzeptabel ist. Eine weitere Option ist der Einsatz zusätzlicher Aromen, die jedoch kostenseitig negativ zu Buche schlagen und das Geschmacksprofil verändern können. Die WACKER-Entwickler fanden eine andere Lösung: „Unsere Cyclodextrine bieten einen sehr guten Ansatz“, berichtet Harrison.

Grüner Tee in seiner letzten Verarbeitungsstufe vom Blatt zum Pulver.

Denn diese ringförmigen Moleküle, die über einen enzymatischen Prozess aus Stärke hergestellt werden, können den Bitterstoff im grünen Tee besonders gut in ihrem Innern binden und entziehen ihn so der geschmacklichen Wahrnehmung durch den Konsumenten.

„Mithilfe von Cyclodextrinen können wir gezielt bestimmte bittere Geschmackskomponenten von Getränken optimieren“, erklärt Dr. Philipp Osterloh, Business Development Manager Food Solutions bei WACKER in München. „Die Geschmacksmaskierung von gesundheitsfördernden Inhaltsstoffen in Lebensmitteln – vor allem in Getränken –, die sonst unangenehm schmecken würden, ist ein Bereich, in dem wir großes Potenzial sehen und für den WACKER eine attraktive Lösung bietet.“

Ein Cyclodextrin-Molekül: Diese Moleküle können andere Stoffe in ihrem ringförmigen Inneren reversibel einschließen.

Entwicklung im Kundenauftrag

Dafür gibt es seit Anfang 2010 innerhalb des Geschäftsbereichs WACKER BIOSOLUTIONS das Business Team Nutrition: Dessen Hauptaufgabe ist die Entwicklung von Inhaltsstoffen und Lösungen für die Lebensmittelindustrie und deren Zulieferer. Anfang 2011 nahm auch das neue Food-Labor in Burghausen seine Arbeit auf. „Unser Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Produktlösungen für die Getränke- und Milchindustrie“, erklärt Dr. Ralf Mezger, Diplom-Ingenieur für Brauwesen und Getränketechnologie und Leiter des Food-Labors. „Wir wollen Lösungen gemeinsam mit dem Kunden und zielgenau für seine Problemstellung erarbeiten, um den Einsatz funktionaler Substanzen in Produkten unserer Kunden zu optimieren beziehungsweise erst möglich zu machen.“

Vor allem analytische Testverfahren, Geschmacksoptimierung sowie die Stabilität sensitiver Inhaltsstoffe stehen auf der Agenda des Food-Labors. Derzeit baut das Team um Dr. Ralf Mezger auch ein qualifiziertes Verkostungspanel auf, um verzehrfähige Proben und Muster für Forschungs- und Entwicklungszwecke sensorisch beurteilen zu können. Das neue Labor in Burghausen ergänzt das bereits bestehende Anwendungslabor in Adrian im US-Staat Michigan und ist ein wichtiger Baustein für die Präsenz von WACKER im europäischen Lebensmittelsektor.

Curcumin

Schutz vor Außeneinflüssen

Eine weitere praktische Eigenschaft von Cyclodextrinen ist ihre Schutzwirkung. Mit Cyclodextrinen lassen sich viele funktionale Substanzen gegenüber verschiedensten Außeneinflüssen schützen (niedrige pH-Werte, Sauerstoff der Licht), die ihre Wirksamkeit beeinträchtigen können. Die molekularen „Shuttles“ stabilisieren beispielsweise Alpha-Liponsäure sehr gut, die ebenfalls in Nahrungsergänzungsmitteln und in Sportlernahrung eingesetzt wird. Die Substanz spielt eine wichtige Rolle in unseren Zellen, indem sie als effizienter Radikalfänger agiert: Sie macht aggressive Sauerstoffmoleküle unschädlich, die im Zellstoffwechsel entstehen und den Körper schädigen können. Weiterhin ist Alpha-Liponsäure in der Lage, andere verbrauchte Antioxidantien (Vitamin C, Vitamin E, Coenzym Q10) zu regenerieren. Besonders bei Leistungssportlern läuft der Organismus auf Hochtouren – entsprechend funktional muss die Nahrung sein, die sie zu sich nehmen. Neben Eiweißdrinks und Energieriegeln gibt es spezielle Pulvermixturen, die verbrauchte Reserven an Vitaminen, Mineralien und Antioxidantien wieder auffüllen sollen. Dazu gehört auch Alpha-Liponsäure. Die Verbindung lässt sich aber nicht ohne weiteres in pulverförmige Produkte einmischen, da Alpha-Liponsäure sehr empfindlich ist – vor allem gegen Hitze und gegen die Anwesenheit bestimmter Mineralien. „Selbst in trockenem Zustand kann die Substanz polymerisieren, das heißt sie bildet lange, kettenförmige Strukturen“, erklärt Reuscher. „Durch diese chemische Reaktion verliert Alpha-Liponsäure ihre gewünschte Wirkung.“

Einen praktischen Schutzmantel können auch hier Cyclodextrine bieten: Sicher eingebettet ruht das sensible Molekül in der pulverförmigen Sportlernahrung. Sobald der Komplex mit Wasser in Berührung kommt, schlüpft die Alpha-Liponsäure aus ihrem Schutzmantel: Der Körper kann sie direkt aufnehmen – und der Radikalfänger gelangt unbeschadet in den Blutkreislauf. Dieses „Shuttle“ speziell für Alpha-Liponsäure hat WACKER für die Firma AlzChem Trostberg GmbH entwickelt, ein deutsches Unternehmen für Spezialchemikalien, dessen Portfolio unter anderem Produkte für den Lebensmittel und Sportnahrungsbereich umfasst. „Der Cyclodextrin-Komplex, der von der AlzChem Trostberg GmbH unter dem Namen Alipure® CD vermarktet wird, sorgt dafür, dass möglichst viele Radikalfänger im pulverförmigen Endprodukt ihre Wirkung behalten und wir den kostbaren Rohstoff besonders effizient einsetzen können“, erklärt Dr. Benedikt Hammer, Leiter Neue Geschäfte und Nutrition.

Grüner Tee in Verpackung

Alle drei Beispiele stehen exemplarisch für die neue Ausrichtung von WACKER BIOSOLUTIONS und im Besonderen für die Strategie des Business Teams Nutrition: die Entwicklung und das Angebot von Komplettlösungen, die spezifisch auf den Kunden und seine Fragestellung zugeschnitten sind. „Viele kleine und mittelständische Zulieferunternehmen für die Nahrungsmittelindustrie haben keine eigene Forschungs- und Entwicklungsabteilung“, erklärt Osterloh. „Hier setzen wir mit unserem Know-how, unserer Erfahrung und unseren Angeboten direkt an und arbeiten gemeinsam mit den Kunden an maßgeschneiderten Lösungen.“ Ziel der WACKER-Entwickler ist es, zukünftig vor allem drei Effektplattformen zu bedienen: das Maskieren unangenehm schmeckender Inhaltsstoffe, das Stabilisieren von empfindlichen Substanzen und die Verbesserung der Bioverfügbarkeit von funktionalen Inhaltsstoffen.

Für Geschäftsbereichsleiter Dr. Gerhard Schmid sind Cyclodextrine ein Paradebeispiel für das erfolgreiche Zusammenspiel von biotechnologischem und chemischem Know-how. Diese Kombination ist ein zentrales Element für den Erfolg und das zukünftige Produktspektrum von WACKER BIOSOLUTIONS im Life-Science-Bereich. „Wir wollen verstärkt Synergien zwischen diesen beiden Kompetenzfeldern nutzen und innovative biotechnologische Produkte mit einer hohen Wertschöpfung entwickeln“, fasst Schmid die Potenziale des Bereichs zusammen. „Neben dem starken biotechnologischen und chemischen Know-how ist die Entwicklung beziehungsweise das Angebot von passgenauen Lösungen für unsere Kunden ein weiterer wichtiger Baustein für den Ansatz von WACKER BIOSOLUTIONS.“ Der Einsatz von Cyclodextrinen in Nahrungsergänzungmitteln oder als Nahrungsmittelzusatzstoff ist dabei eine von vielen innovativen Optionen, mit denen der Konzern die Lebensmittelindustrie künftig unterstützen will.