Lebensmitteltechnologie an der Universität Bonn | Karteikarten & Zusammenfassungen

Lernmaterialien für Lebensmitteltechnologie an der Universität Bonn

Greife auf kostenlose Karteikarten, Zusammenfassungen, Übungsaufgaben und Altklausuren für deinen Lebensmitteltechnologie Kurs an der Universität Bonn zu.

TESTE DEIN WISSEN

Nennen Sie einige wichtige Nutzpflanzen in der Familie der Solanaceae (Nachtschattengewächse- Vorkommen von Alkaloiden)

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  • Gemüsepaprika
  • Gewürzpaprika
  • Chilies
  • Tomate
  • Baumtomate
  • Kapstachelbeere
  • Tabak
  • Aubergine
  • Kartoffel


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​Wo sind die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Herstellung von Fruchtsäften geregelt?

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  • Fruchtsaft- und Erfrischungsgetränke- und Teeverordnung (FrSaftErfrischGetrTeeV) 
  • Leitsätze für Fruchtsäfte
  • Leitsätze für Erfrischungsgetränke


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Welche Nicht-Flavonoiden Phenole sind besonders aus lebensmittel- und ernährungswissenschaftlicher Sicht von Bedeutung?

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  • Phenolische Säuren
    • Hydroxybenzoesäuren wie zB Gallussäure (Bestandteil der Gallotannine)
    • Hydroxyzimtsäuren wie zB Kaffeesäure, Ferulasäure, p-Cumarsäure und Sinapinsäure sowie ihre Derivate
  • Stilbene, zB Resveratrol, Piceatannol
    • Phytoalexine, Bildung der Pflanze als Antwort auf Stress


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Was sind Pseudoalkaloide?

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Alkaloide, deren Kohlenstoffgerüst nicht aus Aminosäuren stammt

  • Terpenalkaloide
  • Steroidalkaloide (zB Solanaceae - Nachtschattengewächs)
  • Polyketidalkaloide


Echte Alkaloide teilt man nach der Anzahl der enthaltenen Ringen/ Ringsystemen ein

  • Sind strukturell ähnliche Alkaloide auf eine oder mehrere eng verwandte Gruppen bzw. eine Familie beschränkt, so fasst man sie auch nach dem Vorkommen zusammen
    • Solanum-, Amaryllidaceen-, Veratrum-Alkaloide
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Welche toxischen Eigenschaften haben die Kartoffelalkaloide?

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  • Nach Aufnahme bei intakter Darmmukosa nur geringe Resorption 
    • Saponincharakter der Alkaloide fördert Schädigung der Darmschleimhaut
  • Destabilisierung tierischer Zellmembranen durch Interaktion mit Sterinen
  • Hämolysierende (Auflösung von roten Blutkörperchen (Erythrozyten)) und reizende Wirkung
  • Systemische Wirkung durch Hemmung von Cholinesterasen
    • Erst Erregung, dann Lähmung des ZNS
  • Symptome: Brennen im Mund-Rachen-Raum, Magenschmerzen, Erbrechen, Kopfschmerzen, Diarrhoe und Schläfrigkeit
    • In schweren Fällen: Weitstellung der Pupillen (Mydriasis), Kreislaufstörungen, Halluzinationen, Atemstörungen, Krämpfe. Todesfälle durch Herzversagen mit Arrhythmien oder durch Atemlähmung traten auf.


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​Welche pektinolytische Enzyme (Enzyme, die Pektin spalten) kennen Sie und wo setzten diese an?

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  • Pektin-Esterase: 
    • hydrolysiert Methylester-Bindungen im Pektin unter bildung von Pektinsäure
  • Pektinase
    • hydrolysiert 1->4 galacturosidische Bindungen im Innern der Pektine und setzt Galacturonsäue frei
  • Exo-Polygalacturonase
    • spaltet hydrolytisch Galacturonsäure vom nichtreduzierenden Kettenende der Pektine ab
  • Pektin Lyase
    • katalyisert die Eliminierung von 4,5-ungesättigten Galacturonsäuren aus dem pektin
  • Pektat-Lyase
    • katalysiert die nichthydrolytische Spaltung von Pektat


Anwendung:

  • Anwendung in der Lebensmittelindustrie
    • u. a. bei der Klärung von Fruchtsäften (z. B. Depektinisierung von Apfelsaft vor dem Konzentrieren) und Erhöhung der Ausbeute beim Pressen


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Welche Funktionen erfüllen die sekundären Pflanzenstoffe?

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Sie dienen als Abwehrmechanismen zum Schutz vor Stressoren.

Die sekundären Pflanzenstoffe können 

  • präformiert (im Keim vorgebildet sein): Phytoantizipine, oder
  • induziert sein: Phytoalexine

Beispiele sind:

  • Biosynthese von Toxinen bzw. Bitterstoffen/ Enzyminhibitoren als Schutz vor Insekten, Schädlingen, Angriff durch Raubtiere
  • Produktion antibiotisch wirksamer Substanzen als Schutz vor mikrobieller Infektion
  • Biosynthese UV-Licht absorbierender Stoffe wie zB die Anthozyane als Schutz vor Sonneneinstrahlung

​Weitere Funktionen:

  • Anlockung von Tieren zur Bestäubung
  • Anlockung von Tieren zur Verbreitung der Samen
  • Mobiler Stickstoffspeicher
  • Kommunikation zwischen Pflanzen
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Welche Besonderheiten haben die sekundäre Pflanzenstoffe?

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  • Synthese und Speicherung in unterschiedlichen spezialisierten Kompartimenten ("Exkretionsorgane")
    • hohe Konzentration häufig in Randschichten = Schutzschicht vor der Umwelt des Pflanzengewebes
  • Keine ubiquitäre Verbreitung
    • Chemotaxonomie (Aufstellen von Verwandtschaftsbeziehungen)
  • Extreme stoffliche Vielfalt
  • Ontogenetische Variabiltiät
  • Ergebnis von Mutationen


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Merkmale und Beispiele von Hydroxybenzoesäuren

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  • Gehört zu den Phenolischen Säuren (Nicht-Flavonoide)
  • ein C6 - C1-Körper
  • Beispiele:
    • Salicylsäure (ASS - Acetylsalicylsäure) aus der Weidenrinde
    • Gallussäure (in Mango, Traube, ..)
    • 4-Hydroxybenzoesäure



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​Wie können Phenole für die Gesundheit gewertet werde?

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  • Waren sie früher als antinutritive Inhaltsstoffe bekannt, denen schlechte Gesundheitsaspekte (zB Inhibierung von Verdauungsenzymen, Veminderte Proteinbioverfügbarkeit) nachgesagt wurden und auch technologisch unerwünscht waren, so fand um die 90er Jahre ein Paradigmenwechsel statt.
  • Seitdem wurden zahlreiche epidemiologische Studien durchgeführt
  • Feststellung eines inversen Verhältnisses zwischen Aufnahme von phenolischer Verbindungen und dem Rückgang des Risikos für kardiovaskuläre Erkrankungen, Diabetes und Krebs
  • In-virtro Studien belegen ein antioxidatives Potential für phenolische Verbindungen (Abfangen freier Radikale)
  • fraglich ist, ob die protektive Wirkng in Pflanzen (zB Schutz der Lipide vor Oxidation) auch beim Menschen, also in vivo, wirkt
  • Es wurde ferner festgestellt, dass die Bioverfügbarkeit meist gering ist, da extensiver Metabolismus der Xenobiotika
    • durch endogene Enzyme + Darmmikrobiota
  • Bioverügbarkeit und Metabolismus phenolischer Verbindung auch daher gering, da nur ein geringer Anteil im Gewebe ankommt
    • Umwandlung im menschlichen Organismus findet in weit größerem Ausmaß statt als zunächst angenommen, weshalb die Strukturen in der Pflanze ungleich denen im Körper sind

Schlussfogerung: 

  • Wirkmechanismen viel komplexer und meist basierend auf Metaboliten, nicht auf ursprünglich in der Nahrung vorhandenen Phenolen
  • Wechselspiel Mikrobiota – Phenole von zentraler Bedeutung


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Nennen Sie die Eigenschaften der Solanumalkaloide der Kartoffel

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  • Hauptalkaloide a-Solanin und a-Chaconin, wobei meist a-S. quantitativ überwiegt 
  • Mengen abhängig von Sorte, klimatische Bedingungen, Bodenbeschaffenheit, Düngung und Entwicklungszustand zur Zeit der Untersuchung
  • Schale mit höchsten Gehalten
  • Sachgemäße Lagerung der Knollen wichtig
    • Im Licht aufbewahrte, auch noch nicht ergrünte Knollen erreichen Gehalte von bis zu 1,2% in der Schale!
  • Beim Ergrünen steigt der Gehalt in der ganzen Knolle bis auf das Fünffache an
  • Stress erhöht Gehalte ebenfalls
    • Abiotisch: Frost, mechanische Beschädigung, Hitze
    • Biotisch durch Mikroorganismenbefall, z.B. Phytophthora infestans (Kartoffelmehltau) >> Gehalt erhöht sich um das Drei- bis Vierfache
  • Hohe thermische Stabilität: Nur geringer Abbau durch Kochen, Braten etc.


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Apfelsaft - von der Frucht in die Flasche (?)

​Teil I

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  • Ernte, Warenannahme
  • Transport, Waschen, Verlesen
  • Zerkleinern
  • Maischebehandlung
  • Entsaftung
  • Aromaabtrennung
  • Klärung, Schönung
  • Konzentrierung
  • Rückverdünnung
  • Rearomatisierung
  • Pasteurisation
  • Abfüllung
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  • 2721 Studierende
  • 84 Lernmaterialien

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Q:

Nennen Sie einige wichtige Nutzpflanzen in der Familie der Solanaceae (Nachtschattengewächse- Vorkommen von Alkaloiden)

A:
  • Gemüsepaprika
  • Gewürzpaprika
  • Chilies
  • Tomate
  • Baumtomate
  • Kapstachelbeere
  • Tabak
  • Aubergine
  • Kartoffel


Q:

​Wo sind die rechtlichen Rahmenbedingungen für die Herstellung von Fruchtsäften geregelt?

A:
  • Fruchtsaft- und Erfrischungsgetränke- und Teeverordnung (FrSaftErfrischGetrTeeV) 
  • Leitsätze für Fruchtsäfte
  • Leitsätze für Erfrischungsgetränke


Q:

Welche Nicht-Flavonoiden Phenole sind besonders aus lebensmittel- und ernährungswissenschaftlicher Sicht von Bedeutung?

A:
  • Phenolische Säuren
    • Hydroxybenzoesäuren wie zB Gallussäure (Bestandteil der Gallotannine)
    • Hydroxyzimtsäuren wie zB Kaffeesäure, Ferulasäure, p-Cumarsäure und Sinapinsäure sowie ihre Derivate
  • Stilbene, zB Resveratrol, Piceatannol
    • Phytoalexine, Bildung der Pflanze als Antwort auf Stress


Q:

Was sind Pseudoalkaloide?

A:

Alkaloide, deren Kohlenstoffgerüst nicht aus Aminosäuren stammt

  • Terpenalkaloide
  • Steroidalkaloide (zB Solanaceae - Nachtschattengewächs)
  • Polyketidalkaloide


Echte Alkaloide teilt man nach der Anzahl der enthaltenen Ringen/ Ringsystemen ein

  • Sind strukturell ähnliche Alkaloide auf eine oder mehrere eng verwandte Gruppen bzw. eine Familie beschränkt, so fasst man sie auch nach dem Vorkommen zusammen
    • Solanum-, Amaryllidaceen-, Veratrum-Alkaloide
Q:

Welche toxischen Eigenschaften haben die Kartoffelalkaloide?

A:
  • Nach Aufnahme bei intakter Darmmukosa nur geringe Resorption 
    • Saponincharakter der Alkaloide fördert Schädigung der Darmschleimhaut
  • Destabilisierung tierischer Zellmembranen durch Interaktion mit Sterinen
  • Hämolysierende (Auflösung von roten Blutkörperchen (Erythrozyten)) und reizende Wirkung
  • Systemische Wirkung durch Hemmung von Cholinesterasen
    • Erst Erregung, dann Lähmung des ZNS
  • Symptome: Brennen im Mund-Rachen-Raum, Magenschmerzen, Erbrechen, Kopfschmerzen, Diarrhoe und Schläfrigkeit
    • In schweren Fällen: Weitstellung der Pupillen (Mydriasis), Kreislaufstörungen, Halluzinationen, Atemstörungen, Krämpfe. Todesfälle durch Herzversagen mit Arrhythmien oder durch Atemlähmung traten auf.


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Q:

​Welche pektinolytische Enzyme (Enzyme, die Pektin spalten) kennen Sie und wo setzten diese an?

A:
  • Pektin-Esterase: 
    • hydrolysiert Methylester-Bindungen im Pektin unter bildung von Pektinsäure
  • Pektinase
    • hydrolysiert 1->4 galacturosidische Bindungen im Innern der Pektine und setzt Galacturonsäue frei
  • Exo-Polygalacturonase
    • spaltet hydrolytisch Galacturonsäure vom nichtreduzierenden Kettenende der Pektine ab
  • Pektin Lyase
    • katalyisert die Eliminierung von 4,5-ungesättigten Galacturonsäuren aus dem pektin
  • Pektat-Lyase
    • katalysiert die nichthydrolytische Spaltung von Pektat


Anwendung:

  • Anwendung in der Lebensmittelindustrie
    • u. a. bei der Klärung von Fruchtsäften (z. B. Depektinisierung von Apfelsaft vor dem Konzentrieren) und Erhöhung der Ausbeute beim Pressen


Q:

Welche Funktionen erfüllen die sekundären Pflanzenstoffe?

A:

Sie dienen als Abwehrmechanismen zum Schutz vor Stressoren.

Die sekundären Pflanzenstoffe können 

  • präformiert (im Keim vorgebildet sein): Phytoantizipine, oder
  • induziert sein: Phytoalexine

Beispiele sind:

  • Biosynthese von Toxinen bzw. Bitterstoffen/ Enzyminhibitoren als Schutz vor Insekten, Schädlingen, Angriff durch Raubtiere
  • Produktion antibiotisch wirksamer Substanzen als Schutz vor mikrobieller Infektion
  • Biosynthese UV-Licht absorbierender Stoffe wie zB die Anthozyane als Schutz vor Sonneneinstrahlung

​Weitere Funktionen:

  • Anlockung von Tieren zur Bestäubung
  • Anlockung von Tieren zur Verbreitung der Samen
  • Mobiler Stickstoffspeicher
  • Kommunikation zwischen Pflanzen
Q:

Welche Besonderheiten haben die sekundäre Pflanzenstoffe?

A:
  • Synthese und Speicherung in unterschiedlichen spezialisierten Kompartimenten ("Exkretionsorgane")
    • hohe Konzentration häufig in Randschichten = Schutzschicht vor der Umwelt des Pflanzengewebes
  • Keine ubiquitäre Verbreitung
    • Chemotaxonomie (Aufstellen von Verwandtschaftsbeziehungen)
  • Extreme stoffliche Vielfalt
  • Ontogenetische Variabiltiät
  • Ergebnis von Mutationen


Q:

Merkmale und Beispiele von Hydroxybenzoesäuren

A:
  • Gehört zu den Phenolischen Säuren (Nicht-Flavonoide)
  • ein C6 - C1-Körper
  • Beispiele:
    • Salicylsäure (ASS - Acetylsalicylsäure) aus der Weidenrinde
    • Gallussäure (in Mango, Traube, ..)
    • 4-Hydroxybenzoesäure



Q:

​Wie können Phenole für die Gesundheit gewertet werde?

A:
  • Waren sie früher als antinutritive Inhaltsstoffe bekannt, denen schlechte Gesundheitsaspekte (zB Inhibierung von Verdauungsenzymen, Veminderte Proteinbioverfügbarkeit) nachgesagt wurden und auch technologisch unerwünscht waren, so fand um die 90er Jahre ein Paradigmenwechsel statt.
  • Seitdem wurden zahlreiche epidemiologische Studien durchgeführt
  • Feststellung eines inversen Verhältnisses zwischen Aufnahme von phenolischer Verbindungen und dem Rückgang des Risikos für kardiovaskuläre Erkrankungen, Diabetes und Krebs
  • In-virtro Studien belegen ein antioxidatives Potential für phenolische Verbindungen (Abfangen freier Radikale)
  • fraglich ist, ob die protektive Wirkng in Pflanzen (zB Schutz der Lipide vor Oxidation) auch beim Menschen, also in vivo, wirkt
  • Es wurde ferner festgestellt, dass die Bioverfügbarkeit meist gering ist, da extensiver Metabolismus der Xenobiotika
    • durch endogene Enzyme + Darmmikrobiota
  • Bioverügbarkeit und Metabolismus phenolischer Verbindung auch daher gering, da nur ein geringer Anteil im Gewebe ankommt
    • Umwandlung im menschlichen Organismus findet in weit größerem Ausmaß statt als zunächst angenommen, weshalb die Strukturen in der Pflanze ungleich denen im Körper sind

Schlussfogerung: 

  • Wirkmechanismen viel komplexer und meist basierend auf Metaboliten, nicht auf ursprünglich in der Nahrung vorhandenen Phenolen
  • Wechselspiel Mikrobiota – Phenole von zentraler Bedeutung


Q:

Nennen Sie die Eigenschaften der Solanumalkaloide der Kartoffel

A:
  • Hauptalkaloide a-Solanin und a-Chaconin, wobei meist a-S. quantitativ überwiegt 
  • Mengen abhängig von Sorte, klimatische Bedingungen, Bodenbeschaffenheit, Düngung und Entwicklungszustand zur Zeit der Untersuchung
  • Schale mit höchsten Gehalten
  • Sachgemäße Lagerung der Knollen wichtig
    • Im Licht aufbewahrte, auch noch nicht ergrünte Knollen erreichen Gehalte von bis zu 1,2% in der Schale!
  • Beim Ergrünen steigt der Gehalt in der ganzen Knolle bis auf das Fünffache an
  • Stress erhöht Gehalte ebenfalls
    • Abiotisch: Frost, mechanische Beschädigung, Hitze
    • Biotisch durch Mikroorganismenbefall, z.B. Phytophthora infestans (Kartoffelmehltau) >> Gehalt erhöht sich um das Drei- bis Vierfache
  • Hohe thermische Stabilität: Nur geringer Abbau durch Kochen, Braten etc.


Q:

Apfelsaft - von der Frucht in die Flasche (?)

​Teil I

A:
  • Ernte, Warenannahme
  • Transport, Waschen, Verlesen
  • Zerkleinern
  • Maischebehandlung
  • Entsaftung
  • Aromaabtrennung
  • Klärung, Schönung
  • Konzentrierung
  • Rückverdünnung
  • Rearomatisierung
  • Pasteurisation
  • Abfüllung
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