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- Herausgeber: Wiley-VCH GmbH
- Kategorie: Fachliteratur
- Sprache: Deutsch
- Veröffentlichungsjahr: 2023
Der Taschenatlas bietet eine kompakte Einführung und Übersicht zu Grundlagen und Einsatzgebieten der Lebensmittelchemie. Dabei sind jeweils erläuternder Text und eine Farbtafel auf einer Doppelseite gegenübergestellt. Das Buch enthält insgesamt 128 Farbtafeln, die die gesamte Breite der modernen Lebensmittelchemie abdecken, von Inhaltsstoffen und Schadstoffen in Lebensmitteln über deren Verarbeitung bis hin zu Risiken und rechtlichen Grundlagen der Lebensmittelproduktion. Für die dritte Auflage wurde der Taschenatlas deutlich erweitert und durchgehend aktualisiert. Er enthält zahlreiche neue Farbtafeln zu aktuellen Themen wie Nahrungsergänzungsmittel, Fleischersatz, Nanotechnologie und den Auswirkungen der Lebensmittelproduktion auf das Klima. Mit diesem Atlas sind die Grundlagen der Lebensmittelchemie und ihrer Verfahren immer griffbereit - ideal zum raschen Nachlesen und für die Prüfungsvorbereitung.
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Seitenzahl: 417
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Table of Contents
Abdeckung
Inhaltsverzeichnis
Titelblatt
Copyright-Seite
Vorwort zur 3. Auflage
Vorwort zur 2. Auflage
Vorwort zur 1. Auflage
Einleitung
1 Lebensmittel und ihre Inhaltsstoffe
1.1 Lebensmitteltexturen und deren zelluläre Grundlagen
1.2 Lebensmittelchemische Grundprozesse
1.3 Einteilung von Lebensmitteln
1.4 Lebensmittelrecht in der BRD und der EU
1.5 Lebensmittelsicherheit
2 Natürliche Lebensmittelinhaltsstoffe
2.1 Kohlenhydrate
2.2 Eiweißstoffe
2.3 Lipide
2.4 Wasser
2.5 Mineralstoffe und Spurenelemente
2.6 Vitamine
2.7 Enzyme
2.8 Natürliche Farbstoffe
2.9 Aromastoffe
3 Lebensmittelzusatzstoffe
3.1 Farbstoffe
3.2 Konservierungsstoffe
3.3 Antioxidationsmittel
3.4 Verdickungs- und Geliermittel
3.5 Emulgatoren
3.6 Säuerungsmittel und Säureregulatoren
3.7 Süßstoffe und Geschmacksverstärker
3.8 Spezielle Zusatzstoffe
4 Schadstoffe
4.1 Grundlagen der Lebensmitteltoxikologie
4.2 Natürliche Inhaltsstoffe als Schadstoffe
4.3 Schadstoffe in verdorbenen Lebensmitteln
4.4 Bei der Zubereitung gebildete Schadstoffe
4.5 Rückstände aus der landwirtschaftlichen Produktion
4.6 Rückstände aus der Tiermast
4.7 Umweltkontaminanten
5 Lebensmittelproduktgruppen: Chemie und Technologie
5.1 Lebensmittelkonsum
5.2 Fleisch und Wurstwaren
5.3 Fisch
5.4 Eier, Milch und andere Milchprodukte
5.5 Getreideprodukte
5.6 Speisefette und -öle
5.7 Gemüse, Hülsenfrüchte, Obst und Pilze
5.8 Gewürze
5.9 Zucker und Süßwaren
5.10 Nicht alkoholische und alkoholische Getränke
5.11 Nahrungsergänzungsmittel
6 Neuartige Lebensmittel und Technologien
6.1 Neuartige Lebensmittel (Novel Foods)
6.2 Neue Technologien
7 Risiken der Lebensmittelproduktion
7.1 Lebensmittelproduktion und Klima
7.2 Gesundheitsrisiken
Weiterführende Literatur
Abbildungsnachweis
Sachverzeichnis
End User License Agreement
Guide
Abdeckung
Inhaltsverzeichnis
Titelblatt
Copyright-Seite
Vorwort zur 3. Auflage
Vorwort zur 2. Auflage
Vorwort zur 1. Auflage
Einleitung
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Weiterführende Literatur
Abbildungsnachweis
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Taschenatlas der Lebensmittelchemie
Georg Schwedt und Klaus Günther
Dritte, aktualisierte und erweiterte Auflage
Autor
Prof. Dr. Georg SchwedtLärchenstr. 2153117 BonnDeutschland
Prof. Dr. Klaus GüntherInstitut für Bio- und Geowissenschaften undInstitut für Ernährungs- undLebensmittelwissenschaftenForschungszentrum Jülichund Universität Bonnwww.prof-dr-guenther.de
TitelbildUnter Verwendung einer Abbildung von © Nixx Photography/Shutterstock
3. Auflage 2024
Alle Bücher von Ernst & Sohn werden sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren, Herausgeber und Verlag in keinem Fall, einschließlich des vorliegenden Werkes, für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler irgendeine Haftung.
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© 2024 Ernst & Sohn GmbH, Boschstr. 12, 69469 Weinheim, Germany
Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind.
Umschlaggestaltung WileySatz le-tex publishing services GmbH, LeipzigDruck und Bindung
Print ISBN 978-3-527-34906-7ePDF ISBN 978-3-527-83248-4ePub ISBN 978-3-527-83249-1
Gedruckt auf säurefreiem Papier.
Vorwort zur 3. Auflage
Der Taschenatlas erscheint nun in der dritten, aktualisierten und erweiterten Auflage. Das erfolgreiche Konzept mit einer Kombination von Text und anschaulichen Tafeln wurde durchgängig beibehalten und durch neue Themen wie Nahrungsergänzungsmittel, Nanotechnologie, Klimaeffekte bei Lebensmittelproduktion und Fleischersatz ergänzt. Lebensmittelchemie muss heute, mehr noch als in der Vergangenheit des Faches, im Zusammenhang mit umweltrelevanten Aspekten gesehen werden, was die seit nunmehr 150 Jahren bestehende eigenständige Disziplin in der Zukunft noch mehr prägen wird.
Nach den grundlegenden Arbeiten durch Justus von Liebig (1803–1873) in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts ist die Lebensmittelchemie als eigenständiges Fach in Münster durch Joseph König (1843–1930) begründet worden. Er publizierte seit 1878 ein mehrbändiges Werk über die „Chemie der menschlichen Nahrungs- und Genussmittel“ und wurde später Professor an der Universität Münster. Im Jahre 1928 erhielt Joseph König die Würde eines Doktors der Landwirtschaft ehrenhalber von der damaligen Landwirtschaftlichen Hochschule Bonn-Poppelsdorf, die 1934 als Landwirtschaftliche Fakultät in die Universität Bonn eingegliedert wurde.
Seit diesen historischen Anfängen hat sich das Fach enorm entwickelt. Neben zahlreichen europäischen und weltweiten akademischen Ausbildungsprogrammen in Food Chemistry existiert in Deutschland an 16 Universitäten ein eigenständiger Studiengang „Lebensmittelchemie“. Auch an einigen Fachhochschulen ist eine Schwerpunktbildung im Bereich der Lebensmittelchemie möglich. Als Beispiel sei hier nur der Studiengang „Angewandte Chemie“ der FH Aachen genannt. In Österreich und der Schweiz sind Studiengänge mit lebensmittelchemischer Ausrichtung an Universitäten in Graz, Wien und der ETH Zürich vertreten. Innerhalb der Gesellschaft Deutscher Chemiker ist die Lebensmittelchemische Gesellschaft die mitgliederstärkste Fachgruppe, was weiterhin das große Interesse an der Thematik widerspiegelt.
Lebensmittelchemische Themen spielen auch in der industriellen und außeruniversitären Forschung eine immer größere Rolle, da die Rohstoff- und Ernährungswende immer mehr in den Fokus von Gesellschaft und Politik rückt. So werden z. B. innerhalb der Helmholtz-Gemeinschaft am Forschungszentrum Jülich im Rahmen des Forschungsschwerpunktes Bioökonomie auch zentrale Fragestellungen der Lebensmittelchemie bearbeitet, die u. a. die Produktion von hochwertigen pflanzlichen Lebensmitteln unter veränderten Umweltbedingungen betreffen.
Gedacht ist dieser Taschenatlas als kompakte Informationsquelle zu der Thematik Lebensmittelchemie. Er eignet sich sowohl für Studierende der Lebensmittelchemie als Einstieg, wie auch für Studierende der Ernährungs- und Lebensmittelwissenschaft, Lebensmitteltechnologie, Agrarwissenschaft, Chemie, Biochemie, Biologie, Biotechnologie, Pharmazie und Medizin, die einen fundierten Überblick über das Fachgebiet wünschen. Den Praktikern und Berufstätigen verschafft der Taschenatlas eine schnelle Übersicht und erleichtert damit auch den Einstieg in spezielle Fragestellungen der gesamten Lebensmittelwissenschaft.
Bonn, im November 2022
Georg Schwedt und Klaus Günther
Vorwort zur 2. Auflage
Die Entwicklungen in der Lebensmittelüberwachung, z. B. die Gründung des Bundesamtes für Verbraucherschutz (Informationen im Internet) werden in dieser überarbeiteten und erweiterten Auflage ebenso berücksichtigt wie neue Bereiche zu den Stichworten Novel oder Functional Food, Qualitätskennzeichnungen (anstelle der häufig veränderten Organisationsstrukturen der Lebensmittelüberwachung) sowie die spezielle Problematik der BSE-Analytik. Dafür wurden auch neue Farbtafeln erstellt.
Sachliche Fehler, die mir dankenswerterweise von Kollegen mitgeteilt wurden, konnten daraufhin korrigiert werden.
Die statistischen Angaben – zum Warenkorb – konnten in den Farbtafeln nicht in allen Fällen aktualisiert werden, da das Konzept und damit die Informationen im „Statistischen Jahrbuch“ sich ab 1999 wesentlich geändert haben. Als Kompromiss wurden die bisherigen Angaben von 1996/ 1997 beibehalten und soweit wie möglich durch die verfügbaren Daten von 2001/2002 ergänzt.
Als zum Thema Lebensmittelchemie geeignete Experimentierbücher – sowohl für Lebensmittelchemiker als auch für Ernährungswissenschaftler und Ernährungsberater – sind inzwischen ebenfalls im Verlag Wiley-VCH von mir folgende Bücher veröffentlicht worden:
Experimente mit Supermarktprodukten. Eine chemische Warenkunde, 2. Aufl. 2003
Noch mehr Experimente mit Supermarktprodukten. Das Periodensystem als Wegweiser, 2003
Experimente rund ums Kochen, Braten, Backen, 2004
Clausthal, im Sommer 2004
Georg Schwedt
Vorwort zur 1. Auflage
Das Konzept zu diesem Taschenatlas entstand bereits während meiner Tätigkeit als Hochschullehrer und Leiter des Instituts für Lebensmittelchemie und Analytische Chemie an der Universität Stuttgart von 1983 bis 1987, wo ich auch die Hauptprüfung im Staatsexamen für Lebensmittelchemiker durchführte. Nach meinem Wechsel an die TU Clausthal auf die Professur für Anorganische und Analytische Chemie habe ich Diplomanden und Doktoranden lebensmittelanalytische Themen mit lebensmittelchemischen Fragestellungen bearbeiten lassen und mit ihnen darüber publiziert. Zur Ausführung kam dieser Taschenatlas jedoch erst, als der Taschenatlas der Analytik bereits in der 2. Auflage und in Übersetzungen in das Englische, Französische und Japanische sowie das Lehrbuch Analytische Chemie erschienen waren.
1983 erschienen die ersten modernen Lehrbücher der Lebensmittelchemie, die heute zu etablierten Standardwerken ihres Faches gehören: Das „Lehrbuch der Lebensmittelchemie“ von H.-D. Belitz und W. Grosch, das in kurzen Abständen mehrere Auflagen erlebte und sich zu einem Handbuch entwickelte, und das ebenfalls seit 1983 in mehreren Auflagen erschienene kurze Lehrbuch „Lebensmittelchemie“ von W. Baltes, das ich vor allem den Chemikern als Einstieg in die Lebensmittelchemie empfehle. Sie haben neben dem Werk von C. Franzke „Lehrbuch der Lebensmittelchemie“ (Band 1 und 2, 1981/2. Neuauflage 1990) auch das Material für meine Vorlesungen in Stuttgart und für diesen Taschenatlas geliefert.
Der Taschenatlas der Lebensmittelchemie ist jedoch kein Lehrbuch. Er verfolgt das Ziel, Naturwissenschaftlern aller Fachrichtungen die Grundlagen der Lebensmittelchemie von den charakteristischen Strukturen (Texturen) – Kap. 1 – über die natürlichen Lebensmittelinhaltsstoffe – Kap. 2, die Zusatzstoffe – Kap. 3, Schadstoffe und Kontaminationen – Kap. 4 – bis zu den Lebensmitteln selbst – Kap. 5 – anschaulich in Bild und kurzen erläuternden Texten zu vermitteln.
Die Systematik folgt im Wesentlichen dem Aufbau der genannten Lehrbücher und auch der Hauptvorlesungen im Studiengang der Lebensmittelchemiker.
Im Kap. 4 werden nach einer kurzen Einführung in die Lebensmitteltoxikologie Schadstoffe in Lebensmitteln, sowohl natürlicher Herkunft als durch den Menschen verursachte, vorgestellt. Hier habe ich mich auf fünf Hauptgruppen beschränkt.
Das Kap. 5 über Lebensmittelgruppen ist so aufgebaut, dass jeder Abschnitt in der Regel von statistischen Daten ausgeht (Warenkorb, Pro-Kopf-Verbrauch), den charakteristischen (morphologischen) Aufbau und die durchschnittliche Zusammensetzung spezieller Lebensmittel vermittelt, charakteristische Inhaltsstoffe (soweit sie nicht schon vorher behandelt wurden) vorstellt und auch die Grundlagen der Lebensmitteltechnologie berücksichtigt. Für die „Naturwissenschaftlichen Grundlagen der Lebensmittelzubereitung“ konnte ich auch zahlreiche Anregungen dem Buch von W. Ternes entnehmen. Für das Kap. 5 war mir der Lebensmittelführer von G. Vollmer, G. Josst, D. Schenker, W. Sturm, N. Vreden von großem Nutzen.
Wie auch bei den beiden vorhergehenden Taschenatlanten der Analytik sowie Umweltchemie möchte ich dem Grafiker Joachim Schreiber für die hervorragende Zusammenarbeit danken. Ihm ist es gelungen, auch grobe Handzeichnungen von mir in informative farbige Bildtafeln umzusetzen. Für die umfangreiche Lektoratsarbeit danke ich ganz besonders Frau Dr. Barbara Frunder und Frau Sandra Martick vom G. Thieme Verlag, die viele Details kritisch überprüft und korrigiert haben, sowie stets für fachliche Diskussionen bei komplexen Sachverhalten zur Verfügung standen. Fachleute aus den verschiedensten Bereichen der Lebensmittelchemie – von der Lebensmittelüberwachung über die Lebensmittelindustrie bis zur Lebensmittelforschung und Lehre der Lebensmittelchemie werden sicher manche Details aus ihrer Sicht vermissen. Vorschläge für fachlich begründete Änderungen sowie Hinweise auf sachliche Fehler nimmt der Autor gern entgegen.
Clausthal, im Herbst 1998
Georg Schwedt
Einleitung
Die Lebensmittelchemie hat sich als selbstständiger Zweig der angewandten Chemie schon am Ende des 19. Jahrhunderts etabliert. 1894 wurde in Deutschland an den wissenschaftlichen Hochschulen eine Nahrungsmittelchemiker-Hauptprüfung, 1927 die offizielle Bezeichnung Lebensmittelchemiker, eingeführt. Erste wissenschaftliche Grundlagen für dieses Fachgebiet hatte bereits Justus Liebig in der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts geschaffen. Die Lebensmittelchemie hat sich insgesamt die Aufgabe gestellt, die Chemie und Technologie der Lebensmittel zu erforschen, wobei vor allem auch die Erkenntnisse der Ernährungswissenschaften Berücksichtigung finden.
Wollte man die Lebensmittelchemie schwerpunktmäßig allein durch eine Wissenschaftsdisziplin charakterisieren, so könnte man sie als eine angewandte Biochemie bezeichnen. Diese Benennung hat heute umso mehr ihre Berechtigung, als neue Entwicklungen in der Lebensmitteltechnologie von der neuzeitlichen Biotechnologie, die eine Gentechnologie darstellt, ausgehen. Zu den frühesten Biotechnologien gehören das Bierbrauen, die Weinbereitung, das Brotbacken und auch die Essiggärung.
Die Grundlagen der Lebensmittelchemie, d. h. der Erkenntnisse über die stoffliche Zusammensetzung und die Veränderungen in den Lebensmitteln pflanzlicher und tierischer Herkunft, kommen insbesondere von der organischen Chemie, der schon genannten Biochemie und auch der physikalischen Chemie. Einen hohen Stellenwert besitzt die analytische Chemie, deren Fortschritte nicht nur zur Analyse immer geringerer Stoffmengenkonzentrationen, sondern auch zur Aufklärung bisher unbekannter Zusammensetzungen und Zusammenhänge beigetragen haben. Diese Feststellung gilt nicht nur für die physikalisch-chemische, d. h. instrumentelle Analytik, sondern zunehmend für biochemische Analysenmethoden bzw. für die spezielle Bioanalytik bis zu Untersuchungen von Genmustern im Hinblick auf gentechnisch veränderte Lebensmittelprodukte.
Die Lebensmittelchemie orientiert sich vor allem auch in der Lehre sowohl an den Stoffgruppen – Eiweißstoffe, Kohlenhydrate, Fette als Hauptinhaltsstoffgruppen und weiteren speziellen Lebensmittelinhaltsstoffgruppen – als auch an den Lebensmittelproduktgruppen entsprechend ihrer Herkunft. In der Lebensmitteluntersuchung spielt neben der Chemie auch die Botanik (für Lebensmittel pflanzlicher Herkunft) mit ihren speziellen (wie mikroskopischen) Untersuchungsmethoden eine wichtige Rolle. Hier bestehen Berührungsflächen zur Pharmazie. Weiterhin sind für bakterielle Untersuchungen die Mikrobiologie und für den Bereich der Lebensmittel tierischer Herkunft die Veterinärmedizin in gleicher Weise zu nennen.
Ein weiterer Aufgabenbereich erwächst der Lebensmittelchemie aus dem gewachsenen Lebensmittelrecht, das außer den Lebensmitteln, also den Produkten, die zum Verzehr für den Menschen bestimmt sind, auch die sogenannten Bedarfsgegenstände umfasst. Dieser Produktbereich reicht von den Lebensmittelverpackungen über Körperpflegemittel bis zu Spielwaren. Alle Anforderungen an die erforderlichen Kenntnisse und Untersuchungen haben den Schutz der Gesundheit zum obersten Gebot.
Wichtig für die Fortentwicklung der Lebensmittelchemie bis heute und auch in Zukunft sind somit die genannten Querverbindungen zur Lebensmitteltechnologie, zur damit verbundenen Entwicklung und zum Einsatz von Zusatzstoffen, deren technologische Notwendigkeit bei einer Neueinführung heute in der Regel wissenschaftlich begründet sein muss, zur Toxikologie sowohl natürlicher Inhaltsstoffe als auch von Zusatzstoffen bzw. Schadstoffen anthropogener Herkunft und Kontaminanten und zum deutschen sowie internationalen Lebensmittelrecht und der Überwachung zur Einhaltung der Gesetze und Verordnungen. Im Hinblick auf die Entwicklung immer neuer, häufig vom Zeitgeschmack abhängiger Lebensmittelzubereitungen (mit dem Stichwort food design) ist die Untersuchung von Rohstoffen und Zusatzstoffen von besonderer Bedeutung. Auch im sensorischen Bereich der Bewertung von Lebensmitteln hat sich eine objektive Methodik, die Sensorik, entwickelt, die ebenfalls zur Gesamtbeurteilung der Lebensmittelqualität neben den genannten anderen Wissenschaftsdisziplinen herangezogen wird.
