Optimierung natürlicher Süßungsmittel mit Arboreal Bioinnovations

Vor einigen Jahren hatte Arboreal Stevia – ein auf die Entwicklung und Herstellung von Stevia-Extrakten spezialisiertes Unternehmen für pflanzliche Süßungsmittel – den Herstellungsprozess von Stevia im Wesentlichen perfektioniert. Das Unternehmen war bereit, die Produktion zu skalieren, stellte jedoch schnell fest, dass es Unterstützung bei der Entwicklung maßgeschneiderter Rezepturen benötigte.

Glücklicherweise hatte Suresh Chander kürzlich einen Karrierewechsel vollzogen und war bei Arboreal Stevia gelandet. Er war von einer Karriere in der Biotechnologie zu seiner aktuellen Position in der Lebensmitteltechnologie gewechselt.

„Ich war ständig auf der Suche nach New-Age-Unternehmen oder Unternehmen, die funktionelle Inhaltsstoffe herstellten“, sagt Chander. „Und so bin ich auf Arboreal gestoßen. Ich war eines der ersten Mitglieder, die sich Arboreal angeschlossen haben, denn in den ersten Jahren drehte sich bei Arboreal alles um Landwirtschaft und Rückwärtsintegration.“

Als Arboreal Stevia – ein Geschäftsbereich von Arboreal Bioinnovations Pvt. Ltd. – bereit war, seinen Herstellungsprozess zu skalieren, kam Chander ins Spiel.

„Es begann in einem kleinen Raum und mit kleinen Formulierungen“, sagt Chander. „Und jetzt haben wir zwei eigene Forschungs- und Entwicklungszentren. Es war eine lange Reise in den letzten vier Jahren.“

Aufklärung von Lebensmittelherstellern über Stevia

Während Forscher in den letzten Jahren viel über Zuckerersatzstoffe gelernt haben, haben Lebensmittelunternehmen diese Forschungsergebnisse nur langsam in der Lebensmittelindustrie umgesetzt.

„Der Bereich der Süßstoffe ist eine große Grauzone“, sagt Chander. „Es gibt nicht viel Wissen darüber. … In diesem Bereich braucht es mehr Wissen über die Kommerzialisierung und darüber, wie man sie erschwinglich machen kann. Und genau hier kommt Arboreal ins Spiel. Wir haben maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Matrizen entwickelt.“

Als Hersteller von Stevia ist Arboreal Stevia daran interessiert, Lebensmittelhersteller und die Öffentlichkeit über die Vorteile der Verwendung von Stevia zum Süßen von Lebensmitteln aufzuklären.

„Stevia ist ein hochintensiver natürlicher Süßstoff“, sagt Chander. „Er wird aus Stevia-Blättern gewonnen und stammt von einer Pflanze namens Stevia rebaudiana, die in Südamerika heimisch ist. Stevia ist also ein kalorienfreier, sauberer und sehr nachhaltiger Süßstoff.“

Stevia unterscheidet sich jedoch in wesentlichen Punkten von anderen Süßungsmitteln.

„Oft hört man, je reiner die Zutat, desto besser“, sagt Chander. „Aber ehrlich gesagt gibt es bei Stevia keinen großen Zusammenhang zwischen der Reinheit des Extrakts und dem Geschmack in einem bestimmten Rezept. Stevia-Extrakte wirken eher wie ein Aroma als wie ein Süßungsmittel.“

Ebenso verwechseln Lebensmittelwissenschaftler oft den Zusammenhang zwischen höheren Konzentrationen von Stevia und Süße.

„Viele Menschen glauben, dass die Süße wie bei Zucker linear zunimmt, wenn man die Konzentration [von Stevia] erhöht“, sagt Chander. „Bei Stevia nimmt die Süße jedoch ab einem bestimmten Punkt nicht mehr zu. Man muss die Dosierungsschwelle und die Messgrößen verstehen, um diese Moleküle entsprechend optimieren und anpassen zu können.“

Im Vergleich zu anderen Zuckerersatzstoffen ist Stevia aufgrund seines Preises möglicherweise weniger attraktiv als seine Konkurrenten. Da es aus natürlichen Quellen gewonnen wird und physikalisch aus Stevia-Blättern extrahiert werden muss, ist die Markteinführung von Stevia mit deutlich höheren Kosten verbunden. Je nach Rezeptur kann Stevia für Lebensmittelhersteller jedoch kostengünstiger sein als andere Süßstoffe.

„Wenn Sie Stevia auf Kilogrammbasis kaufen, kostet es zwischen 50 und 250 oder 300 Dollar“, sagt Chander. „Allerdings ist die Konzentration von Stevia im Endprodukt relativ gering. In vielen Anwendungen werden Sie zwischen 0,02 und 0,05 Prozent verwenden. In vielen Fällen kann Stevia also zu einer Kostensenkung beitragen.“

Verwendung von Stevia in der Lebensmittelindustrie

Seit seiner Gründung im Jahr 2015 arbeitet Arboreal Bioinnovations mit Unternehmen zusammen, um ihnen dabei zu helfen, Stevia effektiv in ihren Lebensmitteln einzusetzen. Mehr als 55 Marken haben die Dienste von Arboreal Bioinnovations in Anspruch genommen, um mithilfe eines speziellen Formulierungsprogramms Produkte mit Stevia auf den Markt zu bringen.

„Im Allgemeinen erhalten wir zwei wichtige Anfragen“, sagt Chander. „Die erste betrifft eine 100-prozentige Zuckerreduktion. Die nächste betrifft die Einführung eines kalorienarmen Produkts – sie möchten den Zuckergehalt in einem Produkt um vielleicht 25 bis 50 Prozent reduzieren. Wir erhalten eine Vielzahl von Produkten: Proteinpulver, Proteingetränke, pflanzliche Anwendungen, Schokoladen, Süßwaren. Wir erhalten ein sehr breites Spektrum an Anfragen für viele verschiedene Anwendungen.“

In einigen Fällen kann Arboreal Bioinnovations Lebensmittelherstellern dabei helfen, ihre Produkte innerhalb weniger Wochen auf den Markt zu bringen.

„[In einem Fall] haben wir eine Basis aus ungesüßten Proben als eine Art Kontrollprodukt angefordert“, sagt Chander. „Manchmal haben Unternehmen ein Referenzprodukt oder einen Süßegehalt, den sie erreichen möchten. Wir widmen jedem Projekt in der Regel zwei bis drei Wochen. In diesem Fall haben wir uns auf der Grundlage anderer Projekte auf einen Zeitplan geeinigt und konnten dem Unternehmen innerhalb von etwa anderthalb Wochen eine sehr wirtschaftliche Lösung präsentieren, sodass das Produkt innerhalb der nächsten zwei Monate auf den Markt gebracht werden konnte. Das ist ein gutes Beispiel dafür, wie unsere maßgeschneiderte Herangehensweise unseren Kunden zugute kommen kann.“

Vor- und Nachteile der Verwendung von Stevia

Stevia ist für viele Lebensmittelhersteller eine ausgezeichnete Wahl, aber es ist nicht für jeden geeignet.

„Jede Zuckerreduktion bringt eine Menge Herausforderungen bei der Rezeptur mit sich“, sagt Chander. „Es geht dabei um mehr als nur um die Süße. Saccharose verleiht Lebensmitteln und Getränken tatsächlich viele funktionelle Eigenschaften wie Textur, Mundgefühl und Haltbarkeit. Daher war es für Produktentwickler schon immer eine Herausforderung, diese einzigartigen Eigenschaften der Saccharose zu ersetzen. Bei der Neuformulierung oder Entwicklung eines neuen Produkts muss man sich möglicherweise einige schwierige Fragen stellen.“

Konkret schlägt Chander vor, dass Lebensmittelhersteller sich die folgenden fünf Fragen stellen sollten, um zu entscheiden, ob Stevia für sie eine gute Wahl ist.

1. Zu welcher Kategorie gehört Ihr Lebensmittelprodukt? Welche regulatorischen Herausforderungen sind mit diesem bestimmten Lebensmittelprodukt verbunden?
2. Welche physikalischen und sensorischen Eigenschaften sollte das Produkt haben? Welche Eigenschaften ersetzen wir, wenn wir Zucker ersetzen?
3. Um wie viel Prozent rechnen Sie mit einer Kalorienreduktion?
4. Wie viel Prozent der Saccharose in Lebensmitteln möchten Sie ersetzen?
5. Welche grundlegenden Eigenschaften soll das Produkt Ihrer Meinung nach haben, einschließlich Farbe, Textur und Aussehen?

Messung von Feuchtigkeit und Wasseraktivität

Bei allem, was Chander und seine Kollegen tun, ist die Wasseraktivität von entscheidender Bedeutung.

„Wenn Menschen ein Analysezertifikat sehen, denken sie oft, dass Feuchtigkeit nur einen kleinen Teil ausmacht, aber das ist eigentlich nicht der Fall“, sagt Chander. „Wasser ist etwas Grundlegendes, und wenn wir als Lebensmittelwissenschaftler oder Lebensmitteltechnologen besser verstehen, wie Wasser funktioniert, verstehen wir meiner Meinung nach auch besser, wie die Welt funktioniert.“

Um besser zu verstehen, wie sich die Wasseraktivität auf ihre Formulierungen auswirkt, messen Chander und sein Team die Feuchtigkeit in einem zweistufigen Verfahren.

„Wir verwenden eine Trocknungsverlustmethode und haben auch eine Titrationsmethode eingeführt“, sagt Chander. „Außerdem arbeiten wir mit externen Labors zusammen, um alle unsere Ergebnisse zu validieren. Auf diese Weise sind unsere Ergebnisse im Hinblick auf das Feuchtigkeitsmanagement zuverlässiger.“

Neben der Unterstützung seiner Kunden bei der Entwicklung neuer Lebensmittelprodukte mit Stevia ist Chander begeistert von den bedeutenden Entdeckungen und Anwendungen in der Lebensmittelindustrie.

„Diese Dinge sind sehr, sehr wichtig“, sagt Chander. „Zucker weist bei unterschiedlichen Feuchtigkeitsgraden und Temperaturen unterschiedliche Eigenschaften auf. Es gibt nicht viele Forschungsarbeiten, die dabei helfen, den Zusammenhang zwischen Feuchtigkeit und Süße zu verstehen, insbesondere im Endprodukt. … Dies ist nach wie vor eine Grauzone. Ich hoffe, dass diese Art von Diskussionen Forscher und Produktentwickler dazu anregen wird, in diese Richtung zu denken und diesem Thema mehr Aufmerksamkeit zu schenken.“

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