Haltbarmachen von Lebensmitteln Chemische, physikalische und mikrobiologische Grundlagen der Verfahren

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Matthias Krüger
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1 R. Heiss K. Eichner Haltbarmachen von Lebensmitteln Chemische, physikalische und mikrobiologische Grundlagen der Verfahren Dritte, überarbeitete und erweiterte Auflage Mit 154 Abbildungen Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York London Paris Tokyo HongKong Barcelona Budapest

2 I Einführung 1 Literatur 3 II Chemische Veränderungen von Lebensmitteln bei der Verarbeitung und Lagerung und deren Vermeidung 4 1 Arten der Veränderung Hydrolytische Veränderungen Hydrolytische Spaltung von Kohlenhydraten Hydrolytische Spaltung von Lipiden Hydrolytische Spaltung von Proteinen Oxidative Veränderungen von Lipiden und anderen Inhaltsstoffen Die Maillard-Reaktion (nicht-enzymatische Bräunungsreaktion) Weitere qualitätsmindernde Veränderungen Veränderungen von Proteinen Empfindlichkeit von Vitaminen Haltbarkeitsdauer und sensorische Veränderungen 22 2 Zeitabhängigkeit von Veränderungen in Lebensmitteln 23 3 Die Einflußgrößen für Lebensmittelveränderungen und Möglichkeiten zu deren Vermeidung Einfluß der Temperatur Einfluß des Wassergehalts bzw. der Gleichgewichtsfeuchtigkeit Kombinierte Einflüsse von Temperatur und Wassergehalt Sauerstoffeinfluß Lichtempfindlichkeit (vorwiegend fetthaltiger Lebensmittel) Die Abhängigkeit der Oxidationsgeschwindigkeit belichteter Öle von der Bestrahlungsstärke Die Abhängigkeit der Oxidationsgeschwindigkeit belichteter Öle von der Wellenlänge des eingestrahlten Lichts Die Abhängigkeit der Oxidationsgeschwindigkeit belichteter Öle vom Sauerstoffpartialdruck 46 Literatur 48

3 XII Inhaltsverzeichnis III Frischhaltepackungen für Lebensmittel 53 1 Verpackung wasserdampfempfindlicher Lebensmittel Berechnung der zulässigen Permeationswerte der Packmittel bzw. der zulässigen Umschlagszeiten vorzugsweise wasserdampfempfindlicher Lebensmittel Instationäre Fälle 55 2 Verpackung sauerstoffempfindlicher Lebensmittel Praktische Folgerungen Berechnung der Haltbarkeit sauerstoffempfindlicher Lebensmittel Sonderfälle Sonstige Wechselwirkungen 65 3 Packstoffe aus mikrobiologischer Sicht 67 Literatur 67 IV Die mikrobiologische Gefährdung von Lebensmitteln und ihre Vermeidung 69 1 Einteilung der Mikroorganismen Bakterien Hefen Schimmelpilze 70 2 Grundbegriffe und Definitionen 72 3 Lebensmittelverderb durch Mikroorganismen Mikrobielle Lebensmittelvergiftungen und erforderliche Hygienemaßnahmen Intoxikationen und Infektionen beim Genuß von rohen Lebensmitteln Intoxikationen und Infektionen beim Genuß erhitzter Lebensmittel Möglichkeiten, um einen unerwünschten Verderb von Lebensmitteln durch Mikroorganismen zu steuern Zugabe von mikrobenhemmenden Begleitstoffen Einfluß der Temperatur Senkung des Anfangskeimgehalts Erniedrigung des ph-wertes Erniedrigung der Gleichgewichtsfeuchtigkeit Sauerstofffreie Lagerung Hochdrucksterilisation Biokonservierung 101 Literatur 102

4 XIII V Die Wirkung chemischer Konservierungsstoffe Einflußgrößen Einfluß der Konzentration und zeitlicher Verlauf der Wirkung Einfluß des Milieus Einfluß der Verteilungskoeffizienten (VQ) Globale Wirkung und Spezifität Globale Wirkung Spezifität Kombinationswirkungen 113 Literatur 115 VI Frischhaltung durch Kälte (über dem Gefrierpunkt) Allgemeine Grundlagen Abkühlen Kaltlagerung Kaltlagerung typischer Lebensmittelgruppen Obst und Gemüse Chemische Zusatzverfahren Fleisch Biochemische Vorgänge beim Abkühlen von Tierkörpern Praktische Folgerungen Kaltlagerung von Fleisch Anhang (Geflügel) Frischfisch 143 Literatur 145 VII Tiefgefrieren von Lebensmitteln Einfrieren Grundlagen Durchführung des Gefrierens Grundlagen Konstruktive Durchführung Gefrierkonzentrieren Gefrierlagerung Chemische Veränderungen Eiweißstoffe Lipide Weitere chemische Veränderungen Physikalische Veränderungen Rekristallisation Absublimieren von Wasserdampf aus dem Eis

5 2.3 Verhalten von Mikroorganismen Einfluß der Temperatur auf die sensorischen Veränderungen Neuere Einsatzbereiche (Gefrierlagerung-Kaltlagerung) Auftauen Grundlagen Sonderprobleme beim Einfrieren und Auftauen von Fleisch und Fischen 179 Literatur 182 VIII Trocknung Physikalische Gesetzmäßigkeiten der Trocknung Trocknung eines grobkapillaren Gutes Trocknung hygroskopischer Stoffe Konstruktive Durchbildung von Trocknern Konventionelle Trocknungsverfahren Spezielle Trocknungsmethoden Instantisieren Die Vermeidung von Qualitätseinbußen beim Trocknen Haltbarkeit getrockneter Lebensmittel 214 Literatur 216 IX Hitzesterilisierung Kinetik der Mikroorganismenabtötung Abtötungs-Zeit-Kurve (Survival Cufve) Abtötungs-Temperatur-Kurve (Thermal Death Time Curve - TDT) Zusatzüberlegungen Das örtliche und zeitliche Temperaturfeld in Behältern während der Mikroorganismenabtötung durch Sterilisieren Konventionelle Berechnungsmethode (general method) Weitere Methoden Qualitätseinbußen beim Sterilisieren Erweiterte Rechenverfahren Beim Sterilisieren ablaufende Veränderungen im einzelnen Maßnahmen zur Verringerung von Qualitätseinbußen beim Sterilisieren und nachfolgenden Lagern Verbesserung des Sterilisiervorgangs Lagerveränderungen und deren Vermeidung 247

6 XV 4 Konstruktive Durchbildung von Sterilisierapparaten Absatzweise arbeitende Autoklaven Durchlaufautoklaven Aseptikanlagen Dichtigkeitsfragen Über den Wirkdruck beim Sterilisieren von Lebensmitteln Starre Behälter Behälter mit variablem Volumen 262 Literatur 263 X Konservierung von Lebensmitteln mittels ionisierender Strahlen Strahlungsquellen Meßgrößen Wirkung auf Mikroorganismen und Insekten Bestrahlen von Lebensmitteln Bestrahlen mit hohen Dosen (10bis50kGy; Radappertization) Bestrahlen mit mittleren und niedrigen Dosen (0,1 bis lokgy) Kombinationsverfahren Schlußbetrachtung 277 Literatur 280 XI Erfassung der Einflußgrößen auf die Qualität und Qualitätserhaltung verpackter Lebensmittel Abiotischer Verderb von beispielhaften Lebensmitteln Kakaoerzeugnisse (Schokolade) Ursachen von Qualitätsschäden Vermeidbare Veränderungen durch geeignetes Verpacken Verpackung Durch die Verpackung nicht beeinflußbare Qualitätsfaktoren Haltbarkeit 290 Literatur Röstkaffee Allgemeine Anforderungen an die Verpackung Spezielle Anforderungen 292 Literatur 296

7 XVI Inhaltsverzeichnis 1.3 Trockensuppenerzeugnisse Spezifische Empfindlichkeiten Anforderungen an die Packmittel Folgerungen für die im Handel befindlichen Packmittel 298 Literatur Butter Spezifische Empfindlichkeiten Anforderungen an die Packmittel Folgerungen für die (vor allem in der Bundesrepublik Deutschland) im Handel befindlichen Packmittel Verordnungen, Normen Kritische Überlegungen 302 Literatur Pasteurisierte Fruchtsäfte Spezifische Empfindlichkeiten Mindesthaltbarkeit von Fruchtsäften, Fruchtnektaren und stillen Fruchtgetränken Anforderungen an die Verpackung Regelungen für Fruchtsaft und-konzentrat 308 Literatur Vorwiegend mikrobiologischer Verderb an beispielhaften Lebensmitteln Mischsalate Spezifische Empfindlichkeiten Abhilfemaßnahmen Praktische Erfahrungen hinsichtlich Haltbarkeitsverlängerung von zerkleinertem Gemüse durch Schutzgase Schlußfolgerungen für die Verpackung 313 Literatur Weichkäse Spezifische Empfindlichkeiten Anforderungen an die Verpackung Folgerungen für eine optimale Verpackung Problematik 317 Literatur Mögliche Mischfälle: Fertiggerichte und Teilfertiggerichte für die Aufbereitungsküche Spezielle Empfindlichkeiten von Fertiggerichten Gewonnene Erfahrungen Anforderungen an die Verpackung Folgerungen für im Handel befindliche Erzeugnisse Literatur 327

8 XVII 2.4 Fleischwaren Spezifische Empfindlichkeiten Problematik Schnittware: Anforderungen an die Packmittel Folgerungen für Haltbarkeit und Wahl der Packmittel. 330 Literatur Brot Ganzbrot Schnittbrott Konservierungsverfahren und Verpackung 335 Literatur Frischkäse Spezifische Anforderungen Anforderungen an die Packmittel, Hygiene beim Einsatz Verpackung und Mindesthaltbarkeitszeit 337 Literatur Halbhartkäse (Stückkäse und Käsescheiben) Spezifische Empfindlichkeiten des Füllgutes Anforderungen an die Verpackung Folgerungen für eine optimale Verpackung Probleme 341 Literatur Schmelzkäse Spezifische Empfindlichkeiten Folgerungen für die Verpackung Handelsübliche Verpackungen 343 Literatur 344 Sachverzeichnis 345

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