Was ist Johannisbrotkernmehl (E410)?
Johannisbrotkernmehl ist ein natürliches Polysaccharid in der Galactomannan-Struktur, das durch Mahlen des endospermischen Teils des Johannisbrotsamens gewonnen wird. In der internationalen Literatur ist er als "Johannisbrotkernmehl" oder "Johannisbrotkernmehl" bekannt und als Lebensmittelzusatz mit dem Code E410 definiert. Er wird in vielen Produkten verwendet, von Eiscreme bis zu Milchprodukten, von Soßen bis zu Backwaren, da er mit Wasser interagiert, um Viskosität zu bilden, das Wachstum von Eiskristallen begrenzt und eine starke Synergie mit einigen Hydrocolloiden zeigt.
In diesem Artikel erläutern wir die chemische Struktur von Johannisbrotkernmehl, die Produktionsphasen vom Kern bis zur Herstellung des Gummis, seine grundlegenden physikalischen Eigenschaften sowie seinen Zulassungsstatus als Lebensmittelzusatz in der Europäischen Union, JECFA und der Türkei-Gesetzgebung basierend auf Quellen.
Was ist Carob Gum?
Laut dem Neubewertungsbericht der Europäischen Lebensmittelsicherheitsbehörde (EFSA) aus dem Jahr 2017 ist Johannisbrotkernmehl (E 410) das gemahlene Endosperm der Samen des Johannisbrotbaums (Ceratonia siliqua (L.) Taub.), wie in der Kommissionsverordnung (EU) 231/2012 definiert. Der gleiche Bericht besagt, dass die Substanz auch mit Synonymen wie "Johannisbrotkernmehl", "Johannisbrotkernmehl", "Johannisbrotkernmehl" und "Johannisbrotmehl" im Deutschen bezeichnet wird.
Diese Definition enthält zwei wichtige Details. Erstens wird Gummi aus dem Kern gewonnen, nicht aus dem fleischigen Teil der Johannisbrotfrucht. Johannisbrotmehl oder -pulver wird aus dem süßen Fruchtfleisch der Frucht hergestellt, während Johannisbrotkernmehl aus dem Endospermgewebe im Kern stammt; daher sind Zusammensetzung und Funktion dieser beiden Produkte völlig unterschiedlich. Zweitens ist Gummi nicht nur ein Mahlgewebe, sondern ein Lebensmittelzusatzstoff, dessen Struktur und Reinheit durch bestimmte Kriterien bestimmt sind.
Für weitere Informationen zur Struktur und zum kommerziellen Wert von Johannisbrotsamen Was ist Johannisbrotsamen? Sie können unseren Artikel lesen.
Chemische Struktur: Galactomannan
Der Hauptbestandteil des Johannisbrotkernmehls ist ein großes Polysaccharid namens Galactomannan. Laut EFSA bestehen diese Galactomannane aus einem linearen Rückgrat aus β-D-Mannopyranosyl-Einheiten, die durch (1→4)-Bindungen und α-D-Galactopyrananosyl-Seitenketten verbunden sind, die einzeln durch (1→6) Bindungen mit diesem Rückgrat verbunden sind. Das Verhältnis von Mannose zu Galaktose beträgt etwa 4:1.
Dieses Verhältnis ist das Hauptmerkmal, das den Johannisbrotkernmehl von anderen Galactomannans unterscheidet. Der EFSA-Bericht besagt, dass sich Galaktomannane leichter im Wasser auflösen, wenn die Galaktose-Substitution in der Mannosekette zunimmt (z. B. beim Tarakernmehl und Guarkernmehl). Da die Galaktose-Seitenketten im Johannisbrotkernmehl spärlich sind, bleiben einige Bereiche des Rückgrats "kahl". Diese Regionen gelten als strukturelle Grundlage, die es dem Zahnfleisch ermöglicht, mit anderen Hydrokolloiden zu interagieren.
Weitere strukturelle Informationen im Bericht lassen sich wie folgt zusammenfassen:
| Molekulargewicht | Sie variiert stark; in Regulation 231/2012 wird sie mit etwa 50.000–3.000.000 g/mol angegeben. |
| Galactomannan-Inhalte | Laut Branchendaten enthält der Gummi 87–88 % hochmolekulares Galactomannan auf trockener Basis. |
| Weitere Zutaten | Die restlichen 12–13 % bestehen hauptsächlich aus Proteinen und faserigen Substanzen wie Keim, Samenmantel und Zellwandresten. Laut Industriedaten liegt der Proteingehalt im Zusatzstoff unter 7 %. |
Kernel zu Gamma: Wie wird die Produktion durchgeführt?
Der Johannisbrotsamen besteht aus drei Hauptbestandteilen: der harten äußeren Schale, dem Endosperm und dem Keim (Embryo). Die Quelle des Zahnfleisches ist das Endosperm; daher besteht der Hauptzweck der Produktion darin, das Endosperm so sauber wie möglich von Schale und Keim zu trennen.
Der EFSA-Bericht, basierend auf EU-Spezifikationen und JECFA-Definitionen, fasst die Produktion wie folgt zusammen: Die Körner werden mit verdünnter Schwefelsäure oder thermisch-mechanischen Prozessen entschält, Keime entfernt und das Endosperm gemahlen und gesiebt, um "native" Johannisbrotkernmehl zu erhalten. Um die mikrobielle Belastung zu kontrollieren, kann das Gummi mit Ethanol oder Isopropanol gewaschen werden.
Die Entschällungsmethode wirkt sich direkt auf die Qualität des Endprodukts aus. In einer Masterarbeit in der Türkei wurde die Schale der Johannisbrotkörner mit 60 % Schwefelsäure, 30 % Salzsäure und kochendem Wasser mit drei verschiedenen Methoden geschält, und die gewonnenen Gummis wurden verglichen. In der Studie wurde das niedrigste Protein (5. 01 %), säure-unlösliche Asche (1,29 %) sowie der Fremdpartikelgehalt und die höchste Viskosität (533,9 mPa·s) wurden im mit der Schwefelsäuremethode gewonnenen Gummi gefunden; das höchste Protein (6,65 %) und die Asche (1,94 %) wurden bei der Wasserentschällungsmethode gemessen. Der Forscher kam zu dem Schluss, dass die Schwefelsäuremethode besser geeignet war als die anderen Methoden, um hochwertigen Gummi zu erhalten (Kıvrak, 2011). Der Einfluss von Vorbehandlungen mit Säure und Wasser auf die physikochemischen Eigenschaften des Gummis wurde auch in einem späteren Artikel derselben Forschungsgruppe diskutiert (Kıvrak et al., 2015). Ebenso verglichen Dakia et al. (2008) die Zusammensetzung und physikalisch-chemischen Eigenschaften der aus ganzen Samen gewonnenen Gummis durch Vorbehandlung des Schälens mit Säure oder Wasser.
Raffiniertes (klares) Karob-Spektrum
Zusätzlich zum natürlichen Gummi gibt es auch eine reinere Form, raffinierte oder "geklärte" (klärte) Johannisbrotkernmehl auf dem Markt. Laut dem EFSA-Bericht erhält man diese Form, indem der Gummi in heißem Wasser gelöst, mit Ethanol oder Isopropanol abgesiebt und ausgefällt, anschließend gefiltert, getrocknet und gemahlen wird. Nach den JECFA-Spezifikationen enthält geklärter Gummi kein Zellwandmaterial, und der Proteingehalt beträgt weniger als 1 %. Der Bericht stellt außerdem fest, dass geklärter Gummi auf dem Markt in Bezug auf Viskosität und Reaktivität im Allgemeinen mit Zuckern standardisiert ist.
Wichtige physikalische Eigenschaften
Was das Johannisbrot-Sortiment in der Lebensmittelindustrie wertvoll macht, ist sein Verhalten im Wasser. Die im EFSA-Bericht dargestellten Hauptmerkmale sind:
| Ausblick | Es handelt sich um ein weißes bis gelblich-weißes, fast geruchloses Pulver. |
| Löslichkeit | Es ist in heißem Wasser löslich und in Ethanol unlöslich. Es schwillt in kaltem Wasser an, benötigt aber eine Erhitzung für volle Löslichkeit. Diese Eigenschaft macht es wichtig, das Gemisch in Produkten zu wärmen, in denen das gesamte Spektrum verwendet wird. |
| Viskosität | 1 % Lösungen sind hochviskos (2.000–6.000 mPa·s); 2–5 % geschwollene Dispersionen zeigen gelartiges Verhalten. |
| pH-Resistenz | Die Viskosität wird im pH-Bereich von 3–11 leicht beeinflusst; dadurch kann der Gummi sowohl in sauren als auch in neutralen Produkten verwendet werden. |
| Gelbildung | Unter normalen Bedingungen bildet es kein Gel von selbst; ein Gel kann jedoch durch einen Gefrier-Tau-Prozess, das Vorhandensein von Borat (pH ≥ 7) oder eine hohe Menge Saccharose erhalten werden. |
| Haltbarkeit | In einem 12-monatigen Lagertest mit Proben von sechs verschiedenen Herstellern betrug der Viskositätsabfall bei 20 °C weniger als 5 % und bei 40 °C weniger als 10 %. |
Synergie: Das markanteste Merkmal des Karobgamuts
Johannisbrotkernmehl zeigt physikochemische Synergien mit Hydrokolloiden wie Carrageenan, Xanthan und Agar. Laut dem EFSA-Bericht führt diese Interaktion zu einer deutlich höheren Erhöhung der Viskosität oder Gelstärke als die Summe der einzelnen Komponenten, verleiht den Gelen den gewünschten elastischen Charakter und verzögert die Wasserfreisetzung aus dem Gel (Synerese). Diese Synergie wird technologisch in der Lebensmittelproduktion eingesetzt; beispielsweise werden Kombinationen mit Xanthan oder Agar bevorzugt, um die Textur von Soßen und soßenhaltigen Produkten zu verbessern. Derselbe Bericht weist darauf hin, dass diese starke Synergie auch im Hinblick auf die Sicherheit berücksichtigt werden sollte.
Zulassungsstatus als Lebensmittelzusatzstoff
Europäische Union
Johannisbrotkernmehl (E 410) ist ein Lebensmittelzusatzstoff, der in der EU gemäß den Anhängen II und III der Verordnung (EU) Nr. 1333/2008 zugelassen ist; die Reinheitskriterien sind in der Kommissionsverordnung (EU) Nr. 231/2012 festgelegt. Laut dem EFSA-Bericht von 2017 darf E 410 in den meisten Lebensmitteln verwendet werden, außer in Marmeladen, Marmelade und ähnlichen Obst- und Gemüseprodukten sowie in Lebensmitteln für Säuglinge und Kleinkinder, gemäß guten Herstellungspraktiken und in ausreichenden Mengen gemäß dem Prinzip der "quantenmäßigen Zufriedenheit" (QS), d. h. ohne eine numerische Obergrenze festzulegen.
Es gibt auch einige spezifische Einschränkungen zu E 410 in der EU-Gesetzgebung. Die Substanz gehört zu den Zusätzen der Gruppe I, die nicht bei der Herstellung von Trockenfutter verwendet werden dürfen, die durch Rehydrierung verzehrt werden sollen, und ihre Verwendung in Mini-Cup-Gelees ist eingeschränkt. EFSA stellt fest, dass diese Einschränkungen damit zusammenhängen, dass schwere Fälle wie Speiseröhrenobstruktion nach Einnahme von Zahnfleisch mit ähnlichen physikochemischen Eigenschaften in körniger oder Tablettenform ohne ausreichende Flüssigkeit gemeldet wurden. Aus demselben Grund betont es, dass Etikettanweisungen, die erklären, wie Lebensmittel mit ausreichender Flüssigkeit mit Zahnfleisch verdickt werden sollen, erforderlich sind.
Sicherheitsbewertungen von JECFA und EFSA
Das FAO/WHO-Gemeinsame Expertenkomitee für Lebensmittelzusatzstoffe (JECFA) bewertete den Karobbereich in den Jahren 1975, 1980 und 1981 und gab ihm einen "nicht spezifizierten" akzeptablen Tagesaufnahmewert (ADI) basierend auf dem Fehlen von Nebenwirkungen in aktuellen Toxizitätsstudien. JECFA aktualisierte die Spezifikationen 2008.
Die Neubewertung der EFSA im Jahr 2017 ergab, dass bei den höchsten Dosen, die in 90-Tage-Toxizitäts- und Karzinogenitätsstudien bei Nagetieren getestet wurden, keine Nebenwirkungen gemeldet wurden; es wurde festgestellt, dass keine Bedenken hinsichtlich Genotoxizität sowie Fortpflanzungs- und Entwicklungstoxizität bestehen. Das Gremium kam zu dem Schluss, dass keine Notwendigkeit besteht, für die Allgemeinbevölkerung eine numerische ADI zu bestimmen, und dass keine Sicherheitsbedenken für die Allgemeinbevölkerung bei den gemeldeten Anwendungen bestehen. Das Gremium stellte außerdem fest, dass das Zahnfleisch den Dickdarm erreicht, ohne von Verdauungsenzymen im Darm abgebaut zu werden, wo es von einigen Darmbakterien in kurzkettige Fettsäuren fermentiert werden kann.
Baby- und Kleinkindnahrung
Säuglingsnahrung ist ein eigenständiger regulierter Bereich in Bezug auf Johannisbrotkernmehl. Laut dem EFSA-Bericht von 2017 erklärte der EU-Wissenschaftliche Ausschuss für Lebensmittel (SCF), dass er nicht überzeugt sei, gesunden Säuglingen verdickte Säuglingsnahrung zu geben, und empfahl, keinen Johannisbrotkernmehl in Säuglingsnahrung zu verwenden; es hielt es für akzeptabel, eine Obergrenze von 1 g/L für Nachfolgenahrung und bis zu 10 g/L für Lebensmittel für spezielle medizinische Zwecke unter ärztlicher Aufsicht bei einer kleinen Anzahl von Säuglingen mit gastroösophagealer Refluxerkrankung einzuhalten. In der Bewertung von 2017 wurde festgestellt, dass die verfügbaren Daten keine angemessene Sicherheitsbewertung für Säuglinge und Kleinkinder erlauben, die für spezielle medizinische Zwecke gefüttert werden.
Die 2023 von EFSA veröffentlichte Nachuntersuchung befasste sich mit der Verwendung von Lebensmitteln für spezielle medizinische Zwecke für Säuglinge unter 16 Wochen. Das Gremium legte einen Referenzpunkt von 1.400 mg/kg Körpergewicht/Tag auf Grundlage eines Rückgangs des Zinkspiegels im Blut in einer Studie bei Ferkeln fest und kam zu dem Schluss, dass eine Expositionsgrenze über 1 kein Sicherheitsrisiko darstellen würde. Bei Säuglingen lag diese Marge in einigen Szenarien über 1 und bei allen Expositionswerten bei kleinen Kindern, die ausschließlich Nahrung für besondere medizinische Zwecke konsumierten. Das Gremium empfahl außerdem, die Spezifikationen in der Verordnung 231/2012 zu aktualisieren, die oberen Grenzwerte für toxische Elemente wie Blei und Cadmium zu senken und mikrobiologische Kriterien hinzuzufügen.
Aus diesem Grund unterliegt die Verwendung von Johannisbrotkernmehl in Produkten für Babys anderen und strengeren Regeln als herkömmliche Lebensmittel. Bei Gesundheitszuständen wie Reflux muss die Verwendung einer verdickten Formel auf ärztlicher Empfehlung erfolgen.
Türkei
Lebensmittelzusatzstoffe in der Türkei werden durch die türkische Lebensmittel-Codex-Verordnung über Lebensmittelzusatzstoffe geregelt, die im Amtsblatt vom 30. Juni 2013 veröffentlicht und mit der Nummer 28693 veröffentlicht wurde. Im Grundlagenartikel der Verordnung wird angegeben, dass sie parallel zur EU-Verordnung Nr. 1333/2008/EG erstellt wurde; Der "E-Code" ist definiert als die Codenummer, die von der Europäischen Union für jeden Lebensmittelzusatz genehmigt und bestimmt wurde. Die Verordnung definiert das Quanten-Satis-Prinzip ähnlich wie die EU. Für die Nutzungsbedingungen von E 410 in einem bestimmten Produkt ist es notwendig, auf die aktuellen Anhangslisten der Verordnung zu verweisen.
Die Verordnung listet auch die Informationen auf, die auf dem Etikett von Lebensmittelzusatzstoffen enthalten sein müssen, die nicht dem Endverbraucher angeboten werden, also an die Industrie verkauft werden. Dazu gehören der Name und/oder E-Code des in der Verordnung beschriebenen Zusatzstoffs, der Begriff "für den Gebrauch in Lebensmitteln", besondere Lager- und Nutzungsbedingungen bei Bedarf die Chargennummer, Nettomenge, empfohlenes oder Ablaufdatum sowie der Name der Quelle, aus der der Zusatzstoff gewonnen wird.
Spezifikationen: Die Kriterien, die die Qualität bestimmen
Für einen Lebensmittelproduzenten, der das gesamte Karobenspektrum erhält, ist nicht nur der Name des Produkts wichtig, sondern auch seine technische Spezifikation. Einige der im EFSA-Bericht enthaltenen Kriterien der Verordnung 231/2012 sind:
| Parameter | Grenze der Verordnung 231/2012 |
|---|---|
| Galactomannan-Inhalte | Mindestens 75 % |
| Verlust beim Trocknen (105 °C, 5 Stunden) | Bis zu 15 % |
| Asche (800 °C) | Bis zu 1,2 % |
| Saure, unlösliche Substanz | Bis zu 4 % |
| Protein (N × 6,25) | Bis zu 7 % |
| Stärke | Darf nicht entdeckt werden |
| Lead | Nicht mehr als 2 mg/kg |
Quelle: EFSA ANS Panel, 2017, Tabelle 1.
Diese Kriterien stehen in direktem Zusammenhang mit den oben beschriebenen Produktionsphasen. Protein- und saure unlösliche Substanzen stammen beispielsweise größtenteils aus Keim- und Schalenresten. Der EFSA-Bericht stellt fest, dass Proteine im Endprodukt aus Keimen stammen, der während der Verarbeitung entfernt wurde, und dass Saatgut-, Keim- und Zellwandreste als "saure unlösliche Substanz" gemessen werden. Der Bericht stellt außerdem fest, dass das Wissen über polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe für die Spezifikationen wichtig sein kann, da das Rösten eine der Produktionsmethoden ist.
Wo wird es verwendet?
Laut der Zusammenstellung von Barak und Mudgil (2014) wird Johannisbrotkernmehl als Zusatzstoff in vielen verschiedenen Bereichen wie Lebensmitteln, Pharmazeutik, Papier, Textilien, Ölbohrungen und Kosmetik verwendet, dank seiner Fähigkeit, Wasserstoffbrücken mit Wassermolekülen zu bilden. Seine Hauptfunktionen in der Lebensmittelindustrie sind wie folgt:
| Verdicker | Es erhöht die Viskosität in Soßen, Suppen, Desserts und Getränken. |
| Stabilisator | In Produkten wie Eis, Joghurt und Käse erhält es die Struktur und begrenzt die Serumtrennung. |
| Gelling-Hilfssystem | In Kombination mit Carrageen oder Xanthan stärkt es die Gelstruktur und verleiht Elastizität. |
| Eiskristallsteuerung | Es hilft, das Wachstum von Eiskristallen während der Lagerung in gefrorenen Desserts zu verlangsamen. |
In der Expositionsanalyse der EFSA wurde festgestellt, dass die Lebensmittelkategorien, die am stärksten zur Aufnahme von Johannisbrotkernmehl in allen Bevölkerungsgruppen beitrugen, Säuglings- und Kleinkindernahrung sowie Brot- und Backprodukte waren. Der Bericht stellt außerdem fest, dass neben seiner technologischen Funktion auch Johannisbrotkernmehl als Quelle löslicher Ballaststoffe in Nahrungsergänzungsmitteln und Nahrungsprodukten verwendet wird.
Häufig gestellte Fragen
Ist E410 natürlich?
E410 ist ein Polysaccharid pflanzlichen Ursprungs, das aus den Samen des Johannisbrotbaums gewonnen wird. Prozesse wie Schälen, Mahlen und Sieben werden bei seiner Herstellung angewendet; in seiner raffinierten Form gibt es außerdem Lösungs- und Alkoholausfällungsschritte.
Ist E410 gesundheitsschädlich?
Die EFSA kam 2017 zu dem Schluss, dass es nicht notwendig sei, einen numerisch akzeptablen Tagesaufnahmewert für die Allgemeinbevölkerung festzulegen, und dass es keine Sicherheitsbedenken bei den gemeldeten Anwendungen gab. JECFA gab ihm außerdem einen "nicht bestimmten" NAMEN. Spezielle Produkte für Säuglinge werden separat bewertet.
Ist Johannisbrotkernmehl dasselbe wie Johannisbrotmehl?
Johannisbrotmehl wird aus dem süßen fleischigen Teil der Frucht gewonnen, während Johannisbrotkernmehl aus dem Endosperm des Kerns gewonnen wird. Das eine ist eine Geschmacks- und Nährstoffkomponente, das andere ein Verdickungszusatz.
Ist Johannisbrotkernmehl in kaltem Wasser löslich?
Sie schwillt in kaltem Wasser an, aber für die vollständige Löslichkeit ist eine Erhitzung erforderlich. Daher kann es schwierig sein, in kalten Prozessen die gewünschte Viskosität zu erreichen.
Verursacht Johannisbrotkernmehl Allergien?
Im EFSA-Bericht wurden Fälle von Überempfindlichkeit im Zusammenhang mit Johannisbrotkernmehl berichtet, und es wurde bewertet, dass diese Reaktionen mit Proteinen im Zahnfleisch zusammenhängen könnten. Personen mit Verdacht auf Nahrungsmittelallergien sollten einen Arzt konsultieren.
Dieser Inhalt dient ausschließlich zu Informationszwecken; er ersetzt keine medizinische Beratung.
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Inländische Ressourcen
Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Viehzucht der Republik Türkei, "Türkischer Lebensmittelcodex-Regelung zu Lebensmittelzusatzstoffen", Amtsblatt, Ausgabe: 28693, 30. Juni 2013 (Kopie des Textes des Amtsblatts). Bezmialem.
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SDU. Edu. en/ Handle/ 123456789/ 28782 Kıvrak, N. E., Aşkın, B., Küçüköner, E., "Vergleich einiger physikalisch-chemischer Eigenschaften von Johannisbrotkernmehl, gewonnen durch Säure- und Wasser-Vorbehandlungen", Food and Nutrition Sciences, 6(2), 278–286, 2015. Doi.
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