Lebensmittelchemie: Stabilität von Steviosid unter Lebensmittelverarbeitungsbedingungen

Steviosid ist ein natürlicher Süßstoff, der aus der Steviapflanze gewonnen wird. Sie hat eine hohe Süßintensität und einen niedrigen Kaloriengehalt, was sie für Diabetiker und andere mit kohlenhydratkontrollierter Diät attraktiv macht. Steviosid ist jedoch unter bestimmten Bedingungen der Lebensmittelverarbeitung, wie hohen Temperaturen, niedrigem pH-Wert und Ethanolgehalt, nicht stabil. Es kann hydrolyse und Abbau durchlaufen, was zu einem Verlust der Süße und der Bildung bitterer Verbindungen führt.
Diese Zeitung untersucht die Stabilität von Steviosid unter verschiedenen Bedingungen der Lebensmittelverarbeitung und seine Wechselwirkung mit anderen Süßstoffen. Die Autoren nutzten Hochleistungs-Flüssigkeitschromatographie (HPLC) und Massenspektrometrie (MS), um die Veränderungen von Steviosid und dessen Hydrolyseprodukten in Wasser und Ethanol/Wasser-Lösungen bei unterschiedlichen pH-Werten und Temperaturen zu analysieren. Sie untersuchten außerdem die synergistischen Effekte von Steviosid mit Saccharose, Glukose, Fruktose, Maltose, Laktose und Xylit auf die Süßintensität und sensorische Eigenschaften der Lösungen.
Die Hauptergebnisse des Artikels sind:

• Steviosid ist bei neutralem pH-Wert und Raumtemperatur stabil, aber es wird bei saurem pH-Wert und hoher Temperatur hydrolysiert. Zu den Hydrolyseprodukten gehören Rubusosid, Steviolbiosid, Steviol-Monoside und Steviol. Die Hydrolyserate steigt mit steigender Temperatur, sinkendem pH-Wert und steigender Ethanolkonzentration.

• Die Steviosidhydrolyse folgt einem pseudo-erstufigen kinetischen Modell. Die Aktivierungsenergie für die Steviosidhydrolyse beträgt 83,6 kJ/mol in Wasser und 86,9 kJ/mol in Ethanol/Wasser-Lösung (50:50 v/v).

• Die Steviosidhydrolyse erzeugt außerdem zwei bisher unbekannte Anomere: Steviosid-α-Anomer und Rubusosid α-Anomer. Diese Anomere entstehen durch die Rekombination von Steviosid-Hydrolyseprodukten in der Elektrospray-Ionisationsquelle (ESI) des MS-Instruments. Sie haben ähnliche Molekulargewichte, aber andere Retentionszeiten und Fragmentierungsmuster als die ursprünglichen Verbindungen.

• Steviosid zeigt eine synergetische Wirkung mit Saccharose, Glukose, Fruktose, Maltose, Laktose und Xylit auf die Süßintensität der Lösungen. Die optimalen Verhältnisse von Steviosid zu anderen Süßstoffen variieren je nach Art des Süßstoffs und der Steviosidkonzentration. Der synergistische Effekt ist bei niedrigen Steviosidkonzentrationen (<0,1 g/L) stärker ausgeprägt.

• Steviosid verbessert außerdem die sensorischen Eigenschaften der Lösungen, indem es den bitteren Nachgeschmack einiger Süßstoffe wie Saccharose und Maltose überdeckt. Die optimalen Verhältnisse von Steviosid zu anderen Süßstoffen für sensorische Qualität ähneln denen der Süßintensität.

Die Arbeit kommt zu dem Schluss, dass Steviosid ein vielversprechender natürlicher Süßstoff ist, der in Kombination mit anderen Süßstoffen verwendet werden kann, um die Süße, Intensität und sensorische Qualität von Lebensmitteln zu verbessern. Seine Stabilität unter Lebensmittelverarbeitungsbedingungen sollte jedoch berücksichtigt und optimiert werden, um den Verlust der Süße und die Bildung bitterer Verbindungen zu verhindern.