Herstellungsprozess von Johannisbrotkernmehl: Schälmethoden
Johannisbrotkernmehl (E410) entsteht durch das Mahlen des inneren Gewebes des Johannisbrotkerns, genannter Endosperm. Allerdings ist es nicht einfach, dieses Gewebe zu erreichen; die harte und widerstandsfähige Schale, die den Samen umgibt, muss entfernt werden, ohne das Endosperm und den Keim zu schädigen. Die kritischste und am häufigsten diskutierte Phase der Zahnfleischproduktion ist dieser Entbarkungsprozess.
In diesem Artikel erläutern wir, wie das Entschälen mit Säure, der Röstmethode (thermisches) und heißem Wasser durchgeführt wird, die anschließenden Keimtrennungs- und Mahlschritte, die Auswirkungen der Methoden auf Farbe, Viskosität und Reinheit des Gamuts sowie die Forschung zu nachhaltigeren Alternativen basierend auf Quellen.
Die Struktur von Johannisbrotsamen: Warum müssen Sie geschoben werden?
Bei der Verarbeitung von Johannisbrotfrüchten besteht der erste Schritt darin, den Kern vom Fruchtfleisch zu trennen. Wie in der Zusammenstellung von Martins-Loução et al. (2024) erwähnt, ist der erste Schritt zur Bewertung der Frucht der Sägeprozess, bei dem der Kern vom Fruchtfleisch getrennt wird. Der getrennte Kern besteht aus drei Hauptteilen: der Schale, dem Endosperm und dem Keim (Embryo).
Laut Medronho et al. (2025) ist die Schale eine harte und braune Schicht, die etwa 30–35 Prozent des Trockengewichts des Kerns ausmacht. Der Keim im Zentrum des Kerns macht etwa 15–30 Prozent des Trockengewichts aus und ist proteinreich. Das Endosperm, das sich zwischen Schale und Keim befindet, macht etwa 40–50 Prozent des Gesamtgewichts aus und ist die Hauptquelle des Karob-Ganzes.
Im Neubewertungsbericht 2017 der Europäischen Lebensmittelsicherheitsbehörde (EFSA) wird angegeben, dass Johannisbrotkörner schwer zu verarbeiten sind, da die Schale sehr hart und haltbar ist, basierend auf Informationen aus der Industrie. Laut dem Bericht werden die Kerne mit speziellen Prozessen geschält, ohne das Endosperm und den Keim zu schädigen. Wenn das Bellen fehlschlägt, werden die Schalenfragmente Teil des Gummis; dies verdunkelt die Farbe, erhöht den Fremdstoffgehalt und verringert das Galactomannan-Verhältnis, das die Hauptfunktionskomponente des Gummis ist.
Säurepeeling (Schwefelsäuremethode)
Die am weitesten verbreitete Methode in der Branche ist das Säurepeeling. Der im EFSA-Bericht beschriebene Prozess ist wie folgt:
- Die Kerne werden mit Schwefelsäure erhitzt und die Schale verkohlt.
- Die übrigen Schalenfragmente werden durch Waschen und Bürsten aus dem sauberen Endospermen-"Sandwich" entfernt.
- Die Sandwiches werden getrocknet und zerbrochen; der Keim, der knuspriger ist, zerbröckelt zu dieser Zeit.
- Die zerbröckelten Keimfragmente werden durch Sieb von den ungebrochenen Endospermenhälften getrennt.
Medronho et al. geben außerdem an, dass bei der Säurepeeling-Methode die Rinde bei hoher Temperatur mit Schwefelsäure verkohlt wird, die Rückstände durch Waschen und Bürsten entfernt werden, was zu einem weiß gefärbten Gummi führt. In derselben Studie wurde festgestellt, dass der aus mit Säure geschälte Bohnen gewonnene Gummi einen höheren Galaktomannangehalt, bessere Löslichkeit bei hohen Temperaturen, größere Molekülgröße und eine höhere intrinsische Viskosität aufweist; daher wird berichtet, dass das Verdickungsmerkmal überlegen ist. Der Einfluss des Schälens mit Säure und Wasser auf die Zusammensetzung und physikalisch-chemischen Eigenschaften des Gummis war ebenfalls Gegenstand von Forschungen wie der Studie von Dakia et al. (2008).
Es gibt auch eine wichtige Studie zu diesem Thema aus der Türkei. In der an der Süleyman-Demirel-Universität erstellten Masterarbeit (Kıvrak, 2011) wurden die Schalen von Johannisbrotsamen mit 60 Prozent Schwefelsäure, 30 Prozent Salzsäure und kochendem Wasser geschält; es wurde festgestellt, dass das gewonnene Zahnfleisch signifikante Unterschiede hinsichtlich Farbe, Feuchtigkeit, Protein, Asche, Zucker, Fremdteilchen, säureunlöslicher Asche und Viskosität aufwies. Das mit der Schwefelsäuremethode gewonnene Gummi hatte die niedrigsten Proteinwerte (5,01 Prozent), die niedrigste sauer-unlösliche Asche (1,29 Prozent) und die höchste Viskosität (533,9 mPa·s). Der Autor kam zu dem Schluss, dass die Schwefelsäuremethode besser geeignet ist als andere Methoden zur Herstellung von hochwertigem Gummi. Die gleiche Forschungsgruppe veröffentlichte ihre Ergebnisse auch in einer internationalen Fachzeitschrift (Kıvrak et al., 2015).
Schälen durch Rösten (thermische) Methode
Der zweite grundlegende Ansatz basiert auf Wärmebehandlung. Laut dem EFSA-Bericht werden die Bohnen beim Rösten in einem Drehofen geröstet, die Schale wird vom Samen getrennt und fällt ab. Die Keim- und Endospermenhälften werden dann ähnlich wie bei der Säuremethode getrennt.
Die Methode weist zwei unterschiedliche Merkmale auf:
| Ausstattung | Röstmethode (laut EFSA 2017 und Medronho et al. 2025) |
|---|---|
| Vorteil | Da keine Schwefelsäure verwendet wird, kommt kein saures Abwasser aus dem Prozess. |
| Farbe | Das resultierende Produkt ist etwas dunkler gefärbt. |
| Viskosität | Hohe Verarbeitungstemperaturen können die Fähigkeit des Gamuts verringern, eine hohe Viskosität zu erreichen. |
| Kontrollpunkt | Die EFSA stellte fest, dass das Wissen über polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe für die Spezifikationen wichtig sein kann, da Röstung verwendet wird. |
Kurz gesagt: Während die thermische Methode Umweltvorteile bietet, erfordert sie eine sorgfältige Prozesssteuerung auf der Farb- und Viskositätsseite.
Mit heißem Wasser abziehen
Die dritte Methode ist das Entschällen, das mit kochendem Wasser ohne Verwendung von Chemikalien erfolgt. Laut Medronho et al. werden die Bohnen bei dieser Methode etwa eine Stunde in kochendem Wasser aufbewahrt, dann gewaschen, und die Schale wird leicht gebrochen und von Hand vom Endosperm getrennt; das Ergebnis ist eine gelbliche Schuppe.
In Kıvraks (2011) Dissertation zeigte das mit der Wassermethode gewonnene Gummi die niedrigste Viskosität (260,9 mPa·s) mit den höchsten Asche- (1,94 Prozent) und Proteinwerten (6,65 Prozent). Dieses Ergebnis legt nahe, dass das Versäumnis, Schalen- und Keimrückstände aus dem Gummi ausreichend zu entfernen, die Verdickungsleistung der Waage verringern kann. Obwohl die Wassermethode für kleine Experimente und Laborstudien praktisch ist, ist sie auf industrieller Ebene nicht so verbreitet wie Säure- und Wärmemethoden.
Keimtrennung, Mahlen und Sieben
Nach Abschluss der Debarkation wird der gesamte erhaltene Endosperm-Keim weiter verarbeitet. Die Definition in der EU-Gesetzgebung ist ebenfalls im EFSA-Bericht enthalten: Der Keim wird von den geschälten Körnern getrennt, dann wird das Endosperm gemahlen und gesiebt, um den natürlichen (einheimischen) Johannisbrotkernmehl zu erhalten. Der Gummi kann mit Ethanol oder Isopropanol gewaschen werden, um die mikrobiologische Belastung zu kontrollieren; dieses Produkt wird als "gewaschener Johannisbrotkernmehl" bezeichnet.
Die Bedeutung der Keimtrennung hängt direkt mit der Reinheit des Produkts zusammen. Laut dem EFSA-Bericht können kommerzielle Galactomannan-Präparate weiterhin Keim- und Schalenreste enthalten, die reich an Protein und Ballaststoffen sind; dies senkt den Galactomannan-Gehalt. Der Galactomannan-Gehalt ist daher ein wichtiger Qualitätsindikator. Der getrennte Keim ist kein Abfall: Laut der Zusammenstellung von Martins-Loução et al. enthält Keimmehl etwa 50 Prozent eines wasserunlöslichen Proteins namens "Carubin", das glutenähnliche rheologische Eigenschaften aufweist.
Wenn ein reineres Produkt gewünscht wird, wird ein "geklärter" Gummi hergestellt. Im EFSA-Bericht mit Bezug auf JECFA sowie Barak und Mudgil (2014) wird angegeben, dass der geklärte Gummi durch Auflösen in heißem Wasser und Ausfällen mit Ethanol oder Isopropanol gewonnen wird.
Parameter zur Bestimmung der Qualität des Endprodukts
Der EFSA-Bericht gibt an, dass der Johannisbrotkernmehl aus Polysacchariden mit hohem Molekulargewicht (Galactomannans) mit etwa 87–88 Prozent Trockensubstanz sowie Mannose und Galaktose in einem Verhältnis von etwa 4:1 besteht, während die restlichen 12–13 Prozent größtenteils aus Protein- sowie Keim-, Schalen- und Zellwandresten bestehen. In der Definition der EU-Gesetzgebung wird das Molekulargewicht im Bereich von etwa 50.000–3.000.000 angegeben. Nach Branchenwissen liegt der Proteingehalt im Zusatzstoff unter 7 Prozent.
Die Peeling-Methode wirkt sich direkt auf diese Werte aus. Wenn die Quellen zusammen ausgelesen werden, können die Hauptparameter, denen der Produzent folgen sollte, wie folgt aufgelistet werden:
- Galactomannan-Gehalt und Viskosität
- Protein-, Asche und säureunlösliche Aschewerte
- Fremdteilchenverhältnis (Schale und Keimrest)
- Farbe
- Mikrobiologische Belastung und mögliche Schadstoffe
Der EFSA-Bericht stellt außerdem fest, dass nach Branchenwissen Restenzymaktivität (Amylase, Galaktosidase, Mannosidase) je nach Produktionsmethode (Schwefelsäure oder Wärmebehandlung) im Gummi vorhanden sein kann; dies wird weitgehend als während der Vorgebrauchslösung und Erhitzung inaktiviert. Es werden ebenfalls Daten zur Speicherstabilität genannt: In einem 12-monatigen Test mit sechs Proben verschiedener Hersteller lag der Viskositätsabfall bei 20 °C unter 5 Prozent und bei 40 °C unter 10 Prozent.
Nachhaltigere Schälquests
Obwohl die Schwefelsäuremethode wirksam ist, wurde sie im Hinblick auf Umwelt- und Arbeitssicherheit kritisiert. Medronho et al. stellen fest, dass das traditionelle Schwefelsäureverfahren aufgrund seiner korrosiven und oxidierenden Wirkung, der Möglichkeit der Bildung toxischer SOₓ-Gase, der Notwendigkeit der Abwasserbehandlung und der Risiken für die Arbeiter wirtschaftliche und ökologische Bedenken aufwirft. Sie weisen außerdem darauf hin, dass die auf industriellen Maßstab verwendeten Temperatur- und Konzentrationswerte oft spezifisch für Unternehmen sind und in der Literatur nicht im Detail enthalten sind.
Die Forscher testeten Methanesulfonsäure, die weniger giftig und leichter biologisch abbaubar ist, als Alternative. Unter optimierten Bedingungen wurden 24,5 g Bohnen mit einer 50-ml-Mischung aus 41 Prozent Methansulfonsäure und 59 Prozent Schwefelsäure bei 90 °C für 10 Minuten behandelt und anschließend mit Wasser gewaschen. Es wurde berichtet, dass die verarbeiteten Bohnen morphologisch intakt blieben und ihre Farbeigenschaften mit denen der kommerziellen Proben vergleichbar waren. Solche Studien erfolgen im Labormaßstab; in derselben Studie wird betont, dass Fragen wie Kostenanalyse und Lösungsmittelrückgewinnung separat untersucht werden sollten, um sie in die Industrie zu bringen.
Häufig gestellte Fragen
Aus welchem Teil des Kerns wird Johannisbrotkernmehl gewonnen?
Er wird aus dem endospermen Teil des Samens zwischen Schale und Keim gewonnen.
Gibt es einen Unterschied zwischen säuregeschälter Kalk und Röstschuppe?
Quellen zufolge kann die Säuremethode ein weißeres und verdickendes Merkmal verleihen, ein starkes Farbumfang, während das Röstverfahren ein etwas dunkleres Produkt liefert; andererseits entsteht kein saures Abwasser.
Was passiert mit der getrennten Schale und dem Keim?
Keim ist proteinreich und kann als eigenständiges Produkt betrachtet werden. Die Schale ist Gegenstand verschiedener Nebenproduktbewertungsstudien.
Was ist ein klares Karob-Ganze?
Es handelt sich um die reinere Form von Gummi, die durch Auflösen in heißem Wasser und Ausfällen mit Alkohol gewonnen wird.
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Inländische Ressourcen
Kıvrak, N. E., "Bestimmung einiger physikalischer und chemischer Eigenschaften von Gummi aus Johannisbrotsamen mit verschiedenen Rindemethoden", Masterarbeit, Süleyman Demirel University Institute of Natural and Applied Sciences, 2011. Ich habe Hunger.
SDU. Edu. en/ Handle/ 123456789/ 28782 Kıvrak, E., Aşkın, B., Küçüköner, E., "Vergleich einiger physikochemischer Eigenschaften von Heuschreckenbohnensamen-Gummi, die durch Säure- und Wasservorbehandlungen extrahiert wurden", Food and Nutrition Sciences, 6(2), 278–286, 2015. Doi.
org/ 10. 4236/ FNS. 2015. 62028 Ausländische Quellen
EFSA ANS Panel (Mortensen, A. et al.), "Neubewertung von Johannisbrotkernmehl (E 410) als Lebensmittelzusatzstoff", EFSA Journal, 15(1), e04646, 2017. Doi.
org/ 10. 2903/ j. EFSA. 2017. 4646 Medronho, B., Boutoub, O., Duarte, H., Aliaño-González, M. J., Guerra, R., Brázio, A., Gonçalves, S., Romano, A., "Über die Optimierung der Johannisbrotsamen-Extraktion mit wässbasierten sauren Systemen", Molecules, 30(7), 1397, 2025. Doi.
org/ 10. 3390/ moleküle30071397 Dakia, P., Blecker, C., Robert, C., Wathelet, B., Paquot, M., "Zusammensetzung und physikochemische Eigenschaften von Johannisbrotkernmehl, der aus ganzen Samen durch säure- oder wasserentschällte Vorbehandlung extrahiert wird", Food Hydrocolloids, 22(5), 807–818, 2008. Doi.
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org/ 10. 1016/ j. Ijbiomac. 2014. 02. 017 Martins-Loução, M. A., Correia, P. J., Romano, A., "Carob: Eine mediterrane Ressource für die Zukunft", Plants, 13(9), 1188, 2024. Doi.
Wissenschaftliche Ressourcenorg/ 10. 3390/ plants13091188
