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Proteine in der Nahrungszubereitung

Eiweiße spielen bei der Nahrungszubereitung eine wichtige Rolle. Das Eiweiß Lecithin ist ein wichtiger Emulgator, das quellfähige Kollagen in Gelatine sorgt dafür, dass Gummibärchen oder Götterspeise fest werden. Auch die Backeigenschaften des Weizenmehls sind Eiweißen zu verdanken.

Eiweiß in Weizenmehl

Die Eiweiße Gliadin und Glutenin sind die beiden Hauptkomponenten der Glutenfraktion von Weizenkörnern (→ Zöliakie, → Weizen). Zusammen mit Wasser bilden Gliadin und Glutenin den Kleber, der wesentlich für die Backeigenschaften von Weizenmehl ist, sie werden deshalb auch als Klebereiweiße bezeichnet.
Diese Proteine sorgen dafür, dass Teige aus Weizenmehl quellfähig sind. Sie binden einen großen Teil des im Teig vorhandenen Wassers und bewirken, dass der Teig beim Anfassen nicht klebt. Durch den Kleber wird der Teig außerdem elastisch, er lässt sich ausrollen und verformen. Im Vergleich dazu können Sie einen Teig aus glutenfreiem Mehl zubereiten. Sie werden feststellen, dass sich dieser Teig vollkommen anders anfühlt, eher wie nasser feiner Sand. Zu guter Letzt sorgt Kleber noch dafür, dass Teige dehnbar sind. Dieses Merkmal gewährleistet, dass beim Backen entstehende Gärgase im Teig bleiben, der Teig also aufgeht. Man kann sich das wie bei einem Luftballon vorstellen, dessen dehnbare Außenhaut die Luft innerhalb des Ballons festhält. Das Resultat ist ein lockerer und fluffiger Kuchen oder ein Brot. Aus Getreidearten ohne Klebereiweiße wie Hafer, Gerste, Mais oder Reis können nur flache Gebäcke wie Fladen gebacken werden, denn hier verbleiben die Gärgase nicht im Teig.

Roggenmehl

Eine Besonderheit ist das Roggenmehl. Roggen enthält ebenfalls die Klebereiweiße Gliadin und Glutenin. Diese sind aber von Schleimstoffen, den sogenannten Pentosanen durchzogen. Pentosane sind Polysaccharide, die sehr gut Wasser binden können. Da Pentosane unverdaulich sind, zählen sie zu den → Ballaststoffen. Bei der Teigzubereitung lagern sich die gequollenen Schleimstoffe zwischen die Klebereiweiße und verhindern die Bildung von Kleber. Um ein luftiges Roggenbrot zu erhalten, sollte es deshalb mit Sauerteig gebacken werden.

Mucineiweiße

Um Eischnee herzustellen, wird Luft mechanisch in Eiklar eingeschlagen. Die im Eiklar enthaltenen Mucineiweiße halten die eingebrachte Luft im Eischnee fest und stabilisieren auf diese Weise den entstehenden Schaum. Die 50-fache Vergrößerung zeigt auf der Oberfläche des Eischnees kleine Eiklar-Bläschen.

Eischnee Eischnee mit 50-facher Vergroesserung
Abbildung 1: aufgeschlagenes Eiklar Abbildung 2: Eischnee 50-fach vergrößert
Eischnee
Abbildung 1: aufgeschlagenes Eiklar
Eischnee mit 50-facher Vergroesserung
Abbildung 2: Eischnee 50-fach vergrößert

Aquafaba

Das Kochwasser von Hülsenfrüchten wie Kichererbsen und Bohnen lässt sich ähnlich wie Eiklar zu einem relativ festen Schaum aufschlagen. Mit diesem Schaum können vegane Kuchen, Baiser oder auch Makronen hergestellt werden [1]. Die Eigenschaft Schäume zu bilden hängt eng mit dem Proteingehalt zusammen, während die Festigkeit des Schaums mit dem Anteil an unlöslichen → Ballaststoffen in Beziehung steht. Die höchste Festigkeit erreicht das Kochwasser von Kichererbsen, während gelbe Schälerbsen die höchste Schaumbildungsfähigkeit besitzen [2].

Aquafaba

Abbildung 3: aufgeschlagenes Kichererbsenwasser

Kollagen

Blattgelatine
Abbildung 4: Blattgelatine

Kollagen ist Bestandteil des Bindegewebes (Knochen, Zähne, Knorpel, Sehnen, Bänder) und der Haut. Wie alle → Proteine ist Kollagen quellfähig und wirkt so als Bindemittel. Ein häufig verwendetes Lebensmittel ist die Speisegelatine, die größtenteils aus Kollagen besteht und früher als Knochenleim bezeichnet wurde. Hergestellt wird Gelatine aus tierischen Rohstoffen, die in Europa insbesondere vom Schwein kommen (Speisevorschriften im → Islam, → Judentum). Alternativ kann für die Produktion auch Rind oder Fisch verwendet werden. Speisegelatine gibt es als Blattgelatine (Abbildung 4) oder pulverförmig. Vor der Verwendung wird Blattgelatine in etwas kaltem Wasser eingeweicht oder das Pulver mit kaltem Wasser verrührt. Die Gelatine schmilzt in Flüssigkeiten in einem Temperaturbereich zwischen 60 und 80 °C. Sie kann sowohl im Topf wie auch in der → Mikrowelle zum Schmelzen gebracht werden. Beim Erkalten bildet sie eine Gallerte, die durch erneutes Erwärmen wieder verflüssigt werden kann. Vorteil der Gelatine ist, dass sie transparente Lösungen nicht eintrübt. Gelatine darf nicht aufgekocht werden, da sie sonst ihre Gelierkraft verliert.

Kasein

Das → Protein Kasein ist Bestandteil der Milch. Der Proteinanteil in Kuhmilch beträgt etwa 3,5 %, während er in Schafmilch mit 4,6 % und Ziegenmilch (4,2 %) etwas höher ist. Kasein denaturiert (gerinnt) durch Säuren oder auch spezielle Enzyme (Labenzym), flockt aus und lässt Milch fest („dick“) werden. Diese Eigenart wird bei der Käse-, Quark- und Joghurtherstellung genutzt. Es gibt zwei Herstellungsverfahren:

Lab

Der Zusatz von Lab lässt Milch gerinnen ohne dass sie sauer wird, das ermöglicht die Herstellung von Süßmilchkäse. Lab ist in der Regel ein tierisches Produkt, das aus dem Labmagen junger Wiederkäuer wie Kälbern, Schafen oder Ziegen gewonnen wird. Alternativ dazu gibt es mikrobielles Lab, das von Schimmelpilzen (lat. Mucor) produziert wird und auch für Vegetarier geeignet ist. Zu den mit Lab erzeugten Produkten gehören z. B. Camembert, Edamer, Gouda und Emmentaler.

Milchsäurebakterien

Beim Sauerwerden von Milch wandeln Milchsäurebakterien den Milchzucker (Laktose) in Milchsäure um. Die Milchsäure wiederum lässt das Kasein der Milch gerinnen. Milchsäurebakterien werden zur Herstellung von Dickmilch, Joghurt und Sauermilchkäse wie Mainzer Handkäse, Graukäse oder Harzer Käse eingesetzt.

Lezithin / Lecithin

Wird Öl in Wasser gegossen, schwimmt das Öl nach kurzer Zeit an der Oberfläche (Abbildung 5). Schüttelt man den Inhalt der Flasche, lassen sich Öltröpfchen gleichmäßig im Wasser verteilen (Abbildung 6). Nach einiger Zeit schließen sich die kleinen Öltröpfchen aber wieder zu größeren zusammen und sammeln sich erneut an der Oberfläche. Damit sich Fett und Wasser nicht wieder trennen, wird ein Emulgator benötigt, der Wasser an das Fett bindet. Eine solche Flüssigkeit wird als Emulsion bezeichnet. Beispiele für Emulsionen sind Milch und Sahne.

Trennung Öl und Wasser Öltröpfchen im Wasser verteilt
Abbildung 5: Trennung Öl und Wasser Abbildung 6: Öltröpfchen im Wasser verteilt
Trennung Öl und Wasser
Abbildung 5: Trennung Öl und Wasser
Öltröpfchen im Wasser verteilt
Abbildung 6: Öltröpfchen im Wasser verteilt

In der Küche wird häufig das im Eigelb vorkommende Lecithin als Emulgator verwendet. Es sorgt bei der Mayonnaise dafür, dass eine gleichmäßige Creme entsteht und Margarine spritzt durch den Einsatz von Lecithin weniger in der Pfanne. Auch bei der Herstellung von Kuchen und Cremes dient Lecithin als Emulgator.
Der Zusatzstoff Lecithin (E 322) wird vorwiegend aus Sojabohnen gewonnen. Andernfalls können auch Sonnenblumen, Raps, Erdnüsse, Mais und Eigelb als Rohstoff dienen.

Schema wie ein Emulgator Fett und Wasser verbindet

Abbildung 7: Schema wie ein Emulgator Fett und Wasser bindet (nach Loderbauer)

Molkenproteine

Bildet sich auf Milch eine Haut, so handelt es sich hierbei um denaturierte Molkenproteine, die hauptsächlich aus Globulinen und Albuminen bestehen.

Quellen

[1] Sie verlassen die Internetseite Stefanie Grauer-Stojanovic (Hrsg.) KochTrotz: Aquafaba – falscher Eischnee. Zugriff am 20.7.2020
[2] Sie verlassen die Internetseite Stantiall, S.E., Dale, K.J., Calizo, F.S. et al. Application of pulses cooking water as functional ingredients: the foaming and gelling abilities. Eur Food Res Technol 244, 97–104 (2018). https://doi.org/10.1007/s00217-017-2943-x. Zugriff am 20.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Wikipedia: Gliadin, aufgerufen am 11.7.2014 um 12:21 Uhr
Sie verlassen die Internetseite Wikipedia: Glutenin, aufgerufen am 11.7.2014 um 12:21 Uhr
Sie verlassen die Internetseite Wikipedia: Kollagen, aufgerufen am 23.7.2020 um 11:10 Uhr
Sie verlassen die Internetseite Lutz Geißler (Hrsg.): Pentosane. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Eiklar, Eiweiß. Lebensmittellexikon, aufgerufen am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Lab, Mikrobielles Lab, Labaustauschstoffe. Lebensmittellexikon, aufgerufen am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite GME - Gelatine Manufacturers of Europe (Hrsg.): Gelatine ist ein Multitalent. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite GME - Gelatine Manufacturers of Europe (Hrsg.): Gelatine Herstellung. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Gelita AG (Hrsg.): So funktioniert Blattgelatine. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Milchindustrie-Verband e. V. (Hrsg.): Käse. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Milchindustrie-Verband e. V. (Hrsg.): Joghurt. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Käserei Sexten (Hrsg.): Herstellung. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Friese/Hettgen: Kasein - Ein Kleber aus Milch. Fb 12, Institut für Didaktik der Chemie, Stand 14.06.2007
Sie verlassen die Internetseite Verbraucher Initiative e. V.(Hrsg.): E322 - Lecithin. Zugriff am 20.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Sternchemie GmbH & Co. KG (Hrsg.): Margarine, Halbfettmargarine, Bratfette. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie: Eiweiße der Milch. Zugriff am 23.7.2020
Sie verlassen die Internetseite Prof. Blumes Bildungsserver für Chemie: Warum bildet sich beim Kochen von Milch eine Haut auf der Oberfläche? Zugriff am 23.7.2020
Josef Loderbauer: Das Konditorbuch in Lernfeldern. 2015
Lexikon: Gelatine. Meyers Großes Konversations-Lexikon (1905), S. 68006 (vgl. Meyer Bd. 7, S. 508)

Ausführliche Quellenangaben