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Lebensmitteltechnologie (Subject) / 4. Thermische Behandlung von LM (Lesson)
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- Pasteurisation •Relativ milde Bedingungen•70-100 °C•Abtötung der meisten, auf jeden Fall der pathogenen Mikroorganismen, nicht aber der Sporen•Kurzzeitstabilität bzw. Notwendigkeit weiterer Maßnahmen (Kühllagerung, niedriger pH-Wert)
- Sterilisation • Hochtemperaturprozess• > 100 °C• Abtötung aller lebensfähigen Formen von Mikroorganismen und Inaktivieren aller nachteiligen Enzyme• Langzeitstabilität (Voraussetzung: korrekte Verpackung!)
- Blanchieren • Relativ milder Prozess• Regime rohwarenabhängig• Inaktivierung von Enzymen• Einsatz v.a. als Vorbehandlung von Gemüse vor Eindosen, Gefrieren und Trocknen• Farberhalt• Entfernen von Luft aus Gewebe• Oberflächenreinigung
- Einteilung von Lebensmitteln nach ihrem pH-Wert < 3,7 (Stark sauer): Orangensaft, Zitronensaft, Beerenobst, Sauergemüse 3,7 > pH < 4,5 (Sauer): Tomaten, Pfirsiche, Aprikosen 4,5 < pH < 5,5 (Schwach sauer): Karotten, Sellerie > 5,5 (Nicht sauer): Fisch, Erbsen, Bohnen, Spargel Sporen pathogener Mikroorganismen können bei pH < 4,5 nicht auskeimen --> stark saure und saure Lebensmittel müssen lediglich pasteurisiert werden Ab pH 4,5 ist Pasteurisieren nicht ausreichend zur Gewährleistung von Haltbarkeit und Unbedenklichkeit --> Sterilisation erforderlich
- Nasskonserven Lebensmittel, bei denen die Wärmeübertragung zur Haltbarmachung durch das Eigenwasser stattfindet und der aw-Wert hoch genug ist, um den vorhandenen Mikroorganismen ein Wachstum zu ermöglichen
- D-Wert Der D-Wert ist die Zeit in Minuten, die bei einer gegebenen Temperatur und bei sonst konstanten Rahmenbedingungen (pH-Wert, Wasseraktivität etc.) benötigt wird, um 90% einer Mikroorganismenpopulation abzutöten, d.h. auf 10% der Anfangskeimzahl zu reduzieren.
- z-Wert Der z-Wert ist die Temperaturerhöhung, die erforderlich ist, um die Abtötungszeit (D-Wert) auf 1/10 zu verringern. Anders ausgedrückt: Der z-Wert ist die Temperaturdifferenz, in der die Abtötungskurve einen logarithmischen Zyklus durchläuft.
- D- und z-Werte Hitzebeständigkeit der Mikroorganismen wird durch D-Wert beschrieben Der z-Wert drückt die Temperaturabhängigkeit des D-Wertes aus, d.h. die z-Werte geben die Resistenzänderung der Mikro-organismen in Abhängigkeit von der Erhitzungstemperatur an Die Angabe des D-Wertes sollte unter Nennung der Bezugs-temperatur erfolgen
- F-Wert Der F-Wert gibt die Zeit (in Minuten) an, die bei konstanter Temperatur benötigt wird, um eine definierte Mikro-organismenpopulation von einem Anfangskeimgehalt A auf einen gewünschten Endkeimgehalt E zu verringern. Wird meist angegeben mit der Anzahl der Minuten, die bei 121,1 °C (250 °F) denselben letalen Effekt hervorrufen würden Maß für den Sterilisationseffekt und damit für die biologische Stabilität oder Haltbarkeit, gleichzeitig aber auch für die Wärmebelastung eines Lebensmittels Gleiche F-Werte verschiedener Produkte unabhängig vom Sterilisationsverfahren bedeuten etwa graduell den gleichen Effekt der Mikroorganismenabtötung, analoge pH-Werte vorausgesetzt
- Vollkonserven Vollkonserven sind Nasskonserven, deren Inhalt einen pH-Wert > 4,5 hat und die durch Hitzebehandlung bei T > 100 °C, also durch Sterilisation, haltbar gemacht werden. Vollkonserven sind bei Lagertemperaturen von maximal 25 °C mindestens 4 Jahre mikrobiologisch stabil.
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- Einflussfaktoren auf die Hitzeresistenz von Mikroorganismen Korrelation von Temperaturoptimum und Hitzeresistenz bei Mikroorganismen Erhebliche Unterschiede zwischen Bakterienarten, teils sogar zwischen Stämmen einer Spezies Übliche Pasteurisationsbedingungen reichen gewöhnlich aus, um vorhandene vegetative Bakterien abzutöten Vorgeschichte der Mikroorganismen Umgebendes Milieu Erhitzungstemperatur und –dauer
- Cook and Chill Produkterhitzung von mindestens 70 °C, die 10 min lang im Kern gehalten werden soll Produktkühlung auf < 5 °C unmittelbar nach Garvorgang innerhalb von 90 min Wachstum von Hefen und Schimmelpilzen sowie kälteresistenten Bakterien gegeben (Haltbarkeit auf 3-5 Tage beschränkt) Ausgangskeimgehalt der Rohware für Cook and Chill-Produkte muss so gering wie möglich sein
- Sous-Vide-Verfahren Erweiterung des Cook and Chill-Verfahrens Fertige Teilgerichte oder Fertiggerichte werden in Vakuum-verpackung schonend bei niedrigen Temperaturen (75-95 °C) gegart Hohe sensorische und ernährungsphysiologische Qualität Haltbarkeit über mehrere Wochen bei 7 °C Kochen im Vakuumbeutel Geringer Sauerstoffgehalt im Innern des Beutels Keine Rekontamination während Lagerung
- Röhrenwärmeaustauscher (Milch) Produkt durchströmt Rohre, die von außen her beheizbar sind oder gekühlt werden können Arbeiten unter hohem Druck und hohen Temperaturen möglich Keine Abdichtungsprobleme
- Plattenwärmeaustauscher (Milch) Einsatz zum Pasteurisieren und Sterilisieren Bestandteile:>Aneinandergereihte Platten>Anschlussstücke>Kopfplatte, gegen die die Platten mittels einer beweglichen Druckplatte gepresste werden Getrennte Flüssigkeitskreisläufe Eine Platte stellt wärmeaustauschende Wand zwischen den Strömen dar
- Sterilisation in hermetisch abgeschlossenen Behältern (Milch) Hitzebehandlung mit Heißwasser oder Sattdampf bei Drücken über Atmosphärendruck Diskontinuierliche Betriebsweise in stehenden oder liegenden zylindrischen Druckkesseln (Autoklaven) Zufuhr der zu sterilisierenden Dosen oder Flaschen in Gestellen, Käfigen oder Wägen Bewegung des zu sterilisierenden Guts durch Pendeln oder Rotieren (Rotationsautoklav) Nach Aufheizung und Haltezeit Einleitung der Fallzeit (Kühlung) durch Wasser unter Umwälzung Alternative: Abpumpen des Heißwassers und Einsatz für die nächste Charge Kühlung der Behältnisse auf ca. 35 °C
- Lipoxygenasen Vorkommen in zahlreichen Pflanzen und tierischen Geweben Katalyse der Oxygenierung bestimmter ungesättigter Fettsäuren Substratspezifität, Selektivität, pH-Optimum, Empfindlichkeit gegenüber Hitze, hohe Reaktionsgeschwindigkeit im Bereich von 0 bis 20 °C Eisenion im aktiven Zentrum Spezifische Lipoxygenasen benötigen Vorarbeit einer Lipase Unspezifische Lipoxygenasen reagieren auch mit veresterten Fettsäuren und können Chlorophylle und Carotinoide zu farblosen Produkten abbauen (> Bleichung!)