(3) Thermische Behandlung

Question 1

Physikalische Konservierungsverfahren

Accepted Answer

Physikalische Konservierungsverfahren: Trocknen & Gefriertrocknen Kühlen & Einfrieren Schutzgase & Vakuum Pasteurisieren Sterilisieren Ionisierende Strahlung

Question 2

Wie werden Lebensmitteln erhitzt? ihre primäres Ziel?

Accepted Answer

Erhitzen von Lebensmitteln: a) Primär der Konservierung Pasteurisation Sterilisation b) Primär der Enzym-Deaktivierung Blanchieren

Question 3

Unterschiede zwischen Pasteurisation, Sterilisation und Blanchieren

Accepted Answer

Pasteurisation: Primär zur Konservierung Relativ milde Bedingungen (70-100 °C für 40-45 s) Einsatz bei LM mit pH-Wert von <4,5 Abtötung pathogenen MO, nicht aber Sporen! Kurzzeitstabilität – Notwendigkeit weiterer Maßnahmen z. B Kühllagerung Nachweiß des Verfahrens: Anwesentheit der Alkalische Phosphatase Sterilisation: Primär zur Konservierung Hochtemperaturprozess (>100 °C für 8-15 s) Einsatz bei LM mit pH-Wert von >4,5 Abtötung aller lebensfähigen Formen von MO (auch Sporen),Inaktivieren aller nachteiligen Enzyme. Langzeitstabilität (Voraussetzung: korrekte Verpackung!) Nachweiß des Verfahrens: Anwesentheit der Peroxidase (nicht vorhanden) Blanchieren: Primär zur Enzym-Deaktivierung milder Prozess Einsatz als Vorbehandlung von Gemüse vor Eindosen, Gefrieren & Trocknen Regime rohwarenabhängig Auswirkung: Farberhalt, Entfernen von Luft aus Gewebe, Oberflächenreinigung

Question 4

Welche LM müssen pasteurisiert werden? und welche denn sterilisiert?

Accepted Answer

1. Pasteurisation: Stark saure & saure Lebensmittel müssen lediglich pasteurisiert werden:→ da Sporen pathogener MO bei pH < 4,5 nicht auskeimen können. z. B. Orangensaft, Zitronensaft, Beerenobst, Sauergemüse, Tomaten. 2. Sterilisation: Ab pH 4,5 ist Pasteurisieren nicht ausreichend zur Gewährleistung von Haltbarkeit → Sterilisation wird erforderlich. z. B. Karotten, Sellerie, Fisch, Erbsen, Bohnen, Spargel

Question 5

Was versteht man unter Nasskonserven?

Accepted Answer

Nasskonserven: Lebensmittel, bei denen die Wärmeübertragung zur Haltbarmachung durch das EIGENWASSER stattfindet & der aw-Wert hoch genug ist, um den vorhandenen MO ein Wachstum zu ermöglichen. Einwirkung von feuchter Hitze = Effektiver als trockene Hitze bei gleicher Temperatur z. B.􏰁 Soßen, Suppen, Eintöpfe, Würstchen 􏰀

Question 6

Was versteht man unter Vollkonserven?

Accepted Answer

Vollkonserven: sind Nasskonserven, deren Inhalt einen pH-Wert >4,5 hat und die durch Sterilisation, haltbar gemacht werden. sind bei Lagertemperaturen von maximal 25 °C mindestens 4 Jahre mikrobiologisch stabil.

Question 7

Was versteht man unter den D-Wert?

Accepted Answer

D-Wert: Dezimale Reduktionszeit Zeit in Minuten, die bei einer Temperatur & bei konstanten Rahmenbedingungen (pH-Wert, Wasseraktivität etc.) benötigt wird, um 90% einer Mikroorganismen-population abzutöten, d.h. auf 10% der Anfangskeimzahl zu reduzieren. Temperaturabhängig! = Je höher die Temperatur, desto kleiner der D-Wert.

Question 8

Was versteht man unter den z-Wert?

Accepted Answer

z-Wert: ist die Temperaturerhöhung, die erforderlich ist, um die Abtötungszeit (D-Wert) auf 1/10 zu verringern.

Question 9

Was versteht man unter den F-Wert?

Accepted Answer

F-Wert: definiert als die Summe aller letalen Effekte, die im Verlauf einer Erhitzung auf eine MO-Population wirken. Wird meist angegeben mit Anzahl der Minuten, die bei 121,1 °C (250 °F) denselben letalen Effekt hervorrufen würden. Maß für: den Sterilisationseffek, die biologische Stabilität od. Haltbarkeit, & die Wärmebelastung eines Lebensmittels

Question 10

Einflussfaktoren auf die Hitzeresistenz von Mikroorganismen

Accepted Answer

Einflussfaktoren auf die Hitzeresistenz von MO: Temperaturoptimum: → Erhebliche Unterschiede zwischen Bakterienarten, sogar zwischen Stämmen einer Spezies. Vorgeschichte der Mikroorganismen → Subletale Vorbehandlung (Hitze, osmotischer Stress) führt zu erhöhter Hitzeresistenz Umgebendes Milieu:– pH-Wert – aw-Wert – Zuckergehalt: Einfluss abhängig von Osmotoleranz der MO– Ionenstärke bzw. Salzgehalt (Quantitativ & Qualitativ) → z. B. Bei Gram(-) Einwertige Kation wirken meist resistenzvermindernd & Zweiwertige (Ca2+, Mg2+) erhöhen die Resistenz, da Ca2+ wirken auf Zellwand stabilisierend. → NaCl in Konzentrationen >3,0 % bewirkt meist resistenzvermindernd– Anwesenheit von Lipiden steigert Hitzeresistenz (= schlechte Wärmeleiter) – Hemmstoffe (SO2, Nitrit) vermindern Hitzeresistenz 􏰀Erhitzungstemperatur & -dauer

Question 11

Schema der Milchpasteurisation

Accepted Answer

Rohmilch (5 °C) ↓Wärmeaustauscher (*) ↓Teller-Separator (￼55 °C) ↓ → ÜberschussrahmHomogenisator (0,05 % Fett) ↓ + 40 % Fett Homogenisierter Teilstrom ↓Wärmeaustauscher (*) (68 °C) ↓Erhitzer (72 °C) ↓Heißhalter - Eigentliche Pasteurisation! (72 °C) ↓Wärmeaustauscher (*) (9 °C) ↓Kühler ↓ Pasteurisierte Milch 5 °C

Question 12

Wie wird Milch erhitz?

Accepted Answer

Pasteurisation: Wärmeaustauscher: Energetisch sparsam Platten-wärmeaustauscher – Eine Platte stellt wärmeaustauschende Wand zwischen den Strömen dar.– Getrennte Flüssigkeitskreisläufe Röhren-wärmeaustauscher (Robust, arbeiten mit hohem Druck & Temp.)– Produkt durchströmt Rohre, die von außen her beheizbar sind od. gekühlt werden können. Sterilisation: in hermetisch air tight abgeschlossenen Behältern. Hitzebehandlung mit Heißwasser/Sattdampf bei Drücken über Atmosphärendruck Zufuhr der Dosen/Flaschen in Gestellen, Käfigen od. Wägen Kontinuerlich: (Hydrostatischer Sterilisator)– Dosen auf einen Bahn, die durch Vorwärmenzonen, dann ins Sterilisationsbereich (heißhalten) und durch Kühlzonen und letzendlich ins Kühlbad durchlaufen. Diskontinuerlich:– Autoklaven: Betriebsweise in stehenden (Vertikal) od. liegenden (Horizontal) zylindrischen Druckkesseln.– Rotationsautoklav: Bewegung des Guts durch Pendeln/Rotieren ⇒ Durchmischung & Förderung einer gleichmäßigen Wärmeübertragung

Question 13

Wie wird Thermische Prozess im Hinblick auf der Verpackung klassifiziert?

Accepted Answer

In-package Processing: Vorwärmen Abfühlen Entlüften Abdichtung In-package Erhitzen In-package Kühlung Bulk Processing: a) Hot Filling: Erhitzen (Wärmeaustausch) Heißfüllen Abdichtung In-package Kühlung b) Aseptic Filling Erhitzen (Wärmeaustausch) Abkühlen (Wärmeaustausch) Aseptisches Abfüllen Aseptisches Abdichtung

Question 14

Technologische Bedeutung des Blanchierens?

Accepted Answer

Blanchieren: Dampfblanchieren oder Heißwasserblanchieren Vorbehandlungsschritt zur Inaktivierung von Enzymen in Gemüse & Obst:– Verhindert Verfärbung (Chlorophyllase, Polyphenoloxidase) (also Bräunnungsreaktion)– Verhindert Bildung von Fehlaromen durch Lipoxygenase & Lipase– Verhindert Abbau von Carotinoiden (Co-Oxidation durch Lipoxygenase-Typ II) Beitrag zur Modifizierung der Textur von Gemüse Entfernen von Luft aus Pflanzengewebe– Verringert Gefahr der Oxidation (Sauerstoff!) Verbesserung der visuellen Attraktivität (Farbe) von Gemüse Verminderung der Keimbelastung – durch partielle Abtötung vegetativer Zellen sowie von Hefen & Schimmelpilzen. 􏰀Reduktion der Kochzeit

Question 15

Enzyme zur Qualitätsverminderung von Gemüse

Accepted Answer

Off-Flavor Development: Lipoxygenases Proteases Lipases Modifizierung der Textur: Pectinases Cellulase Farbveränderung: Polyphenol Oxidase Chlorophyllases Peroxidases Lipoxygenases Nährwert Verminderung: Polyphenol Oxidase Lipoxygenases Ascorbic Acid Oxidase Thiaminase

Question 16

Was versteht man unter Lipoxygenasen?

Accepted Answer

Lipoxygenasen: 1. Vorkommen in zahlreichen Pflanzen & tierischen Geweben 2. Katalyse der Oxygenierung bestimmter ungesättigter Fettsäuren → greifen an FS mit 1-cis-4-cis-Pentadiensystem (Linol- & Linolensäure) an. 3. Type II-Lipoxygenase katalysieren die Co-Oxidation von Carotenoide: → Technologisch: Lipoxygenase-aktives Sojamehle wird eingesetzt um Mehle (enthalten noch Carotinoide) zu bleichen. Braucht man kein chemisch Bleichungsmittel

Question 17

Kälteanwendungen in der Lebensmittelproduktion

Accepted Answer

Kälteanwendung in der Lebensmittelproduktion: Abkühlen von Rohstoffen auf eine Lagertemperatur.z. B Rohmilch, Rohei, Rohes Fleisch Abkühlen WÄHREND einer Bearbeitung, bei der Wärme entsteht z. B Kuttern von Fleisch bei der Wurstherstellung Abkühlen NACH einer Bearbeitung, bei der Wärme zugeführt wurde.z. B. Blanchiertes Gemüse, Pasteurisierte Trinkmilch, Sterilisierte Konserven, Gebackenes Brot. Abkühlung zur Beeinflussung von Prozessparametern z. B. Weinkühlung zur Verringerung der Löslichkeit von Weinsäuresalzen Gefrierkonzentrieren von Säften Gefriertrocknen von Kaffee-Extrakt Abkühlung zur Verbesserung der Haltbarkeit z. B. Herstellung von gekühlten oder tiefgefrorenen Lebensmitteln Abkühlen & Kalthalten von Lagerräumen z. B. Räume zur Rohwurstreifung Abkühlen & Kalthalten von Transportfahrzeugen z. B. LKW, Flugzeuge, Schiffe

Question 18

Unterschied zwischen gekühlten, gefrorenen und tiefgefrorenen Lebensmitteln.

Accepted Answer

1. Gekühlten Lebensmitteln: Aufbewahrung bei einer Temperatur deutlich unter Raumtemperatur & oberhalb der Temperatur des Gefrierbeginns (+10 °C bis 0 °C je nach Produkt) 2. Gefrorenen Lebensmitteln: Aufbewahrung bei einer Temperatur zwischen der des Gefrierbeginns des Lebensmittels (-0,5 °C bis -2 °C) & -18 °C 3. Tiefgefrorenen Lebensmitteln: Lebensmittel, die bei oder unterhalb von -18 °C gelagert werden.

Question 19

Was versteht man unter Kältebedarf eines Lebensmittels/verpackten Lebensmittels

Accepted Answer

Kältebedarf = Summe der 4 Wärmeergie: Fühlbare Wärme des Guts: Wärmeergie, die für die Änderung der Temp. zuständig ist.Q1 = m • c • ΔT Fühlbare Wärme der Verpackung: Q3 = mVerp • cVerp • ΔT Atmungswärme von Obst & Gemüse: Q2 = m • wA• ΔT ; wA = Atmungswärme Kühlen & Trocknen der neuen Luft: Q4 = m • Luft (hLuft,anfang – hLuft,ende) : h = spezifische Enthalpie

Question 20

Maßnahmen zur Verringerung der Abkühldauer

Accepted Answer

Verringerung der Abkühldauer: Verwendung von Luft mit hoherer Geschwindigkeit in Zwangsumlauf in Kühl-tunneln od. Wirbelschicht-kühlern.→ Bei wasserempfindlichen Lebensmitteln Kühlung in bewegtem Eiswasser → Bei Obst, Gemüse, Geflügel; Getränke in wasserfesten Verpackungen Kühlung durch Scherbeneis snowflakes→ Bei Lebensmitteln, die nicht austrocknen sollen (Fische, Gemüse, Obst)

Question 21

Definition von Kältebedarf und Abkühlzeit

Accepted Answer

Kältebedarf: Berechnung der zu entziehenden Wärmemenge, um das Produkt von Temperatur A auf Temperatur B abzukühlen. Abhängig von Masse, spez. Wärmekapazität des Kühlguts sowie von der Temperatur des Kühlguts vor Beginn & am Ende der Abkühlung Abkühlzeit: Zeitbedarf, um diese Wärmemenge aus dem Produkt abzuführen

Question 22

Vor- & Nachteile bei der Abkühlung von verpackten Lebensmitteln

Accepted Answer

Vorteile: Geringerer oder kein Wasserverlust Schutz vor mikrobiellem Befall Nachteil: Anstieg der Abkühlzeiten → Schlechte Wärmeleitfähigkeit der Verpackungsmaterialien→ Bei Luftspalten innerhalb der Verpackung weiteres Absinken der Wärmeleitfähigkeit

Question 23

Kühlverfahren: von: a) Flüssige Lebensmittel b) Feste Lebensmittel

Accepted Answer

Kühlverfahren: a) Flüssige Lebensmittel: Tanks, Behälter, die über Wand gekühlt werden Rührer Röhren-wärmeüberträger, Platten-wärmeüberträger b) Feste Lebensmittel: Luftkühlung: Gut wird in gekühlten Raum gebracht, durch einen gekühlten Raum bewegt od. von einem Kaltluftstrom angeblasen. Kühlen in Flüssigkeit: Gut wird in Eiswasser, Seewasser oder Scherbeneis gebracht/besprüht. Vakuumkühlung

Question 24

Zwecke der Kühllagerung im Hinblick auf Pflanzliche Lebensmittel? Was versteht man unter "Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre"?

Accepted Answer

Zwecke der Kühllagerung: Verlangsamung der Stoffwechselvorgänge z. B. Pflanzliche Lebensmittel nach Ernte ⇒ Veratmung von Glucose unter O2-verbrauch & Bildung von CO2 und H2O.Klimakterische Pflanzen: Äpfel, Birnen, Bananen, Tomaten, Steinfrüchte.⇒ Atmungsgeschwindigkeit durchläuft während der Lagerung ein Maximum, können während der Kühllagerung reifen. Nichtklimakterische Pflanzen: Citrusfrüchte, Ananas, Erdbeeren, Blattgemüse. ⇒ Atmungsgeschwindigkeit nimmt während der Lagerung kontinuierlich ab. Pflanzen reifen nicht nach Ernte. Lagerung unter kontrollierter Atmosphäre: CA-Lagerung (controlled atmosphere) Gezielte Einstellung & Regelung des CO2- & O2-Gehalts Hemmung der Atmung durch Reduktion des O2- & Erhöhung des CO2-Gehalts→ O2 wird durch N2 ersetzt (⇒ Hemmung oxidativer Vorgänge & MO-Wachtum)→ O2-Gehalt darf nicht zu niedrig sein ⇒ Gärungsprozesse einsetzen ⇒ Gefahr der Vermehrung anaerober MO. → CO2-Gehalts darf nicht zu hoch sein ⇒ in Wasser löst ⇒ sensorische Beeinträchtigungen & Probleme bei Weiterverarbeitung. Erhöhte Luftfeuchte reduziert Austrocknung

Question 25

(Tief-)Gefrierprozess, & Grafik

Accepted Answer

1. Schritt: Vorabkühlen von Anfangstemperatur bis auf die Temperatur des Gefrierbeginns abgekühlt. 2. Schritt: Gefrieren Zunächst Unterkühlung ohne Kristallisation (unterhalb 0 ºC)→ Ausmaß der Unterkühlung abhängig von Kristallisationskeimen Nach Unterschreiten einer ausreichenden Unterkühlungstemperatur setzt Kristallisation ein Temperatur steigt dann spontan auf Gefrierpunkt an Temperaturkonstanz bis zur vollständigen Kristallisation des Wassers. Absinken der Eistemperatur auf Temperatur des Kühlmediums

Question 26

a) Einfluss auf das Gefrierpunkts eines LM? b) Ist es möglich ein LM 100 % zu gefrieren?

Accepted Answer

a) Kolligative Eigenschaften: Diese Eigenschaft ist von der Anzahl des gelösten Teilchens abhängig.z. B Süßwerden von Kartoffeln: Stärke (nicht gelöst) wird zu Zucker (löslich) aufgebaut ⇒ das Gefrier-Punkt sinkt ab b) Nein: nicht gefrierbares Wasser = Etwa 10% des Wassers in einem Lebensmittel sind so fest an die Trockensubstanz gebunden, dass es nicht zu einer Kristallisation kommt.

Question 27

Gewünschte Gefriergeschwindigkeit und Eiskristallbildung?

Accepted Answer

SCHNELLES EINFRIEREN! Gefriervorgang setzt in den Zellzwischenräumen (Interzellulares Raum) ein, weil da geringere Konzentration an gelösten Stoffen. Je größer der Temperaturunterschied, desto schneller die Gefriergeschwindigkeit a) bei Langsames Gefrieren: Bildung großer Eiskristalle Starke Deformation & Durchdringung in der Zellwand, bei Auftauen fleißt Zellsaft aus ⇒ Auftauverlust. b) bei schnelles Gefrieren: Bildung vieler kleiner Kristallisationskeime, die dann schnell weiterwachsen Kristallbildung ist über die gesamte Pflanzengewebe gleichmäßiger geteilt.

Question 28

Wo liegt die pH-Grenze, ab der ein Produkt sterilisiert werden muss?

Accepted Answer

ab pH 4,5, LM muss sterilisiert werden.

Question 29

Maßnahmen, durch die die enzymatische Bräunung inhibiert werden kann

Accepted Answer

Inhibierung von enzymatischer Bräunung Säuerung (Citronsäure) Ascorbinsäure Schwefeldioxid, SO2 Ausschluss von Sauerstoff (modified atmosphere packaging) Gefrieren Blanchieren

Question 30

Wie funktioniert ein diskontinuierlich arbeitender Autoklav und wie ein hydrostatischer Sterilisator?

Accepted Answer

Sterilisation in hermetisch abgeschlossenen Behältern: Zufuhr der zu sterilisierenden Dosen/Flaschen in Gestellen, Käfigen od. Wägen Hitzebehandlung mit Heißwasser/Sattdampf bei Drücken über Atmosphärendruck a) Diskontinuierlich arbeitender Autoklav: Autoklaven = Betriebsweise in stehenden (Vertikaler) od. liegenden (Horizontaler) zylindrischen Druckkesseln. Rotationsautoklav (zum Mischen) = Bewegung des Guts durch Pendeln od. Rotieren ⇒ Durchmischung & Förderung einer gleichmäßigen Wärmeübertragung b) Hydrostatischer Sterilisator = kontinuierlich arbeitende Sterilisatoren. Dosen auf einen Bahn, die durch Vorwärmenzonen, dann ins Sterilisationsbereich (heißhalten) & durch Kühlzonen & letzendlich ins Kühlbad durchlaufen.

Allg. Lebensmitteltechnologie (Subject) / (3) Thermische Behandlung (Lesson)