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köln (Fach) / bonn (Lektion)

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• Filtration: Suspensionsstrom bei dynamischer und statischer Filtration vergleichen und Diagramm zeichnen mit Deckschicht und Permeatstrom statischer Filtration: Suspensionsstrom senkrecht auf die Filtermembran -> Deckschickt wird mit der Zeit dicker, Permeatsstrom nimmt ab -> Decksschichtdecke zu hoch -> keine Filtration -> Permeatsstrom kommt  zum erliegen dynamische Filtration: Suspensionsstrom seitlich -> Bildung einer konstanten, dünneren Deckschicht; Permeatsstrom nimmt nicht so stark ab -> konstante Fließgeschwindigkeit wird erreicht (zeichnung siehe blatt)
• 3 Möglichkeiten nennen, um die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern 1. Temperaturänderung ( Kühllagerung, Pasteurisieren) 2. Feuchtigkeitsentzug ( Trocknen, Zuckern) 3. Senkung des pH-Wertes ( Einsäuern)
• Ziele von Blanchieren nennen  Inaktivierung von Enzymen- Verhindert Verfärbung (Chlorophyllase, Polyphenoloxidase) undBildung von Fehlaromen durch Lipoxygenase und Lipase - Verhindert Abbau von Carotinoiden (Co-Oxidation durch LipoxygenaseTyp 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 Abtötungvegetativer Zellen sowie von Hefen und Schimmelpilzen Reduktion der Kochzeit
• Wie sollte man Karottensaft und O-Saft thermisch behandeln? Und warum? - Sporen pathogener Mikroorganismen können bei pH < 4,5 nichtauskeimen ->  stark saure und saure Lebensmittel müssen lediglichpasteurisiert werden ( z.B Orangensaft) -Ab pH 4,5 ist Pasteurisieren nicht ausreichend zur Gewährleistung vonHaltbarkeit und Unbedenklichkeit ->  Sterilisation erforderlich (z.B. Karottensaft)
• Wovon ist die Hitzeresistenz von Mikroorganismen abhängig? -Korrelation von Temperaturoptimum und Hitzeresistenz beiMikroorganismen Beispiel Bacillus stearothermophilus: optimales Wachstum bei Temperaturen,bei denen mesophile Lactobazillen bereits absterben- Erhebliche Unterschiede zwischen Bakterienarten, teils sogarzwischen Stämmen einer Spezies-Übliche Pasteurisationsbedingungen reichen gewöhnlich aus,um vorhandene vegetative Bakterien abzutöten Thermophile Spezies erfordern bei gleichen Erhitzungszeiten etwa um 10 Khöhere Temperaturen-Vorgeschichte der Mikroorganismen Subletale Vorbehandlung (Hitze, Hochdruck, osmotischer Stress) führt zuerhöhter Hitzeresistenz (Bildung von Hitzeschockproteinen?) -Umgebendes Milieu pH-Wert (stark sauer, sauer, schwach sauer, nicht sauer) aw-Wert Zuckergehalt: Einfluss abhängig von Osmotoleranz derMikroorganismen Ionenstärke bzw. Salzgehalt Lösungen mit einwertigen Kationen wirken meist resistenzvermindernd, solche mitzweiwertigen Kationen erhöhen die Resistenz Natriumchlorid in Konzentrationen von 0,5 bis 3,0 % bewirkt meist eine Steigerungder Hitzeresistenz von Sporen, während höhere Konzentrationen sich gegenteiligauswirken Anwesenheit von Lipiden steigert Hitzeresistenz (Fette sind schlechteWärmeleiter) Hemmstoffe (Antibiotika, SO2, Nitrit) vermindern Hitzeresistenz - Erhitzungstemperatur und -dauer
• Wodurch steigt der pH-Wert im Ei während Lagerung? Frisch gelegtes Ei: 7,6 – 7,9 pH-WertSteigt infolge Diffusion von gelöstem CO2 in Abhängigkeit von Temperatur bis auf 9,7 an
• Schaum- und Emulgatorwirkung vom Ei: Prinzipien dieser Eigenschaften erklären und wirksame Komponenten nennen - Eischnee: durch Aufschlagen von Eiklar gebildeter Schaum -> Einarbeitung von Luft unddamit Lockerung LM- Aufschlagen  starke Vergrößerung Grenzfläche Luft-Flüssigkeit -> Denaturierung undAggregation von Proteinen- (Ovomucin bildet Film um Luftbläschen -> stabilisiert Schaum; Globuline  -> erniedrigenOberflächenspannung) - Emulgatorwirkung bei Herstellung Mayo verwendet- wirksame Komponenten: Phospholipide, LD-Lipoproteine, Proteine- Erniedrigung Oberflächenspannung- Erhöhung Viskosität der wässrigen Phase -> Beweglichkeit Öltröpfchen reduziert- Erschwerung Koaleszenz der Tropfen
• •Nitrit: Wie kann man damit die Fleischfarbe beeinflussen? - zur Farberhaltung bei Fleischerzeugnissen- antimikrobielle Effekte, v.a. zusammen mit NaCl
• Sulfit: Konservierungseigenschaften und 2 LM nennen, bei denen es angewandt wird antimikrobiell -> wirken gegen bakterien- reduzierend -> hemmt Oxidationsprozesse ->  antioxidativ- enzymhemmend -> wirkt gegen Braunverfärbungen Wirkung v.a. gegen Bakterien, weniger gegen Schimmelpilze und Hefen zB Trockenobst wie Aprikosen , Wein
• Zuckercouleur und Karamell vergleichen  Karamell: Herstellung durch Erhitzen (Schmelzen) von Saccharose undanderen Zuckerarten Färben von Rum, Essig, Likören, Bonbons, Bratsoßen, Süßwaren Zuckercouleur: Herstellung durch Erhitzen von Saccharose, Glucoseoder Invertzucker unter Zusatz von Bräunungsbeschleunigern undSäure, Schwefeldioxid, Natriumsulfit sowie Ammoniumverbindungen Färben von bestimmten Biersorten, Branntwein, Essig, Fleischbrühwürfel,Würzsoßen und Limonaden (z.B. Cola-Getränke) Diskussion um 4-Methylimidazol
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• Arten von Emulsionen Emulsion:  Disperse Mehrphasensysteme, die aus mindestens zweiineinander nahezu unlöslichen Flüssigkeiten bestehen-O/W-Emulsionen: disperse Phase Öl, kontinuierliche Phase Wasser Milch, Mayonnaise - W/O-Emulsionen: disperse Phase Wasser, kontinuierliche Phase Öl Butter, Margarine
• disperse Systeme: allgemeine Definition Disperse Systeme bestehen aus zwei oder mehr Phasen, von denen mindestens einedispers vorliegt und von einer kontinuierlichen Phase umgeben ist.
• Aufrahmen und Sedimentieren: was ist das und warum passiert das? - Verursacht durch Dichtedifferenz kontinuierliche/disperse Phase- Tropfengrößeverteilung der dispersen Phase bleibt konstant- Reversibel aufrahmen: steigt nach oben ; sedimentieren: sinkt nach unten
• Anhand des Stokesschen Gesetzes erklären wie man Aufrahmgeschwindigkeit von Beta Carotin in wässriger Lösung verhindern kann Provitamin A (b-Carotin) Lipidlöslich Verringerung des PartikeldurchmessersErhöhung der SerumviskositätErhöhung der Dichte der emulgierten VitamintröpfchenEinsatz von Stabilisatoren / Emulgatoren
• Glas ( 2 vor und 2 Nachteile) Vorteile:- absolute undurchlässigkeit für alle stoffe- WW mit LM und anderen Füllgütern praktisch vernachlässigbar- Lichtschutz durch Braunfärbung erzielbar Nachteile:- zerbrechlich- sprödigkeit (keine flexible Verpackung)- hohes gewicht
• Polykondensation kurz erläutern Kettenwachstum durch fortgesetzteKondensationsreaktionen zweier mindestens bifunktionellerMonomere oder Oligomere unter Abspaltung kleinerer Moleküle(Wasser, HCl)  Selbstkondensation von w-Hydroxycarbonsäuren Polyethylenterephthalat (PET) durch Umesterung von Dimethylterephthalat mit Glycol Polycarbonate aus Phosgen und aromatischen Bisphenolen Polyamide durch ringöffnende Selbstkondensation von e-Caprolactam( Polyamid auf Basis von Hexamethylendiamin und Adipinsäure) Phenol- und Harnstoff-Formaldehyd-Harze durch Kondensation vonFormaldehyd mit Phenol oder Harnstoff
• Weichmacher: Zweck und Wirkungsprinzip  Verbesserung der Flexibilität, Verarbeitbarkeit und Dehnbarkeit derKunststoffe Vergrößerung der intermolekularen Abstände und Reduktion derzwischenmolekularen Kräfte Äußere Weichmachung: Weichmacher liegt „gelöst“ (nicht kovalentgebunden) im Polymer vor  Nachteil: Migration möglich Innere Weichmachung: Kovalent gebundene, weichmachendeMolekülsegmente (Copolymere), die nicht migrieren können Phthalsäurediester (>85% aller Weichmacher) Aliphatische Dicarbonsäureester, vorwiegend Adipinsäureester Polymere Weichmacher Acetyltributylcitrat, epoxidiertes Sojaöl, Glycolate Sulfonamide (Spezialweichmacher für Polyamide)
• Migration und Permeation definieren  Migration: Wechselwirkung zwischen Füllgut und Verpackungsmaterial Stoffübergänge aus dem Produkt in die Verpackung Stoffübergänge aus dem Packstoff in das Produkt Geschmackliche Veränderung Permeation: Gasübergang von außen durch die Wandung derVerpackung ins Innere oder vom Inneren der Packung nach außen indie Umgebung Gasverlust eines Getränks Unerwünschte Reaktion des Produkts mit dem ins Innere gelangten Gas
• Packmittel definieren Verpackung Gesamtheit an Komponenten, die vorhersehbar dazu dienen, einbestimmtes Erzeugnis (Füllgut) gezielt und lösbar zu umhüllen Lösbare, vollständige oder teilweise Umhüllung eines Gutes(Packgutes), um dieses zu schützen oder andere Funktionen zuerfüllen Einheit aus Packmittel und Packhilfsmittel, die aus verschiedenenPackstoffen bestehen Beispiel Packmittel: Verbundfolie aus Papier und Kunststoff Beispiel Packhilfsmittel: Klebebänder, Schaumstoff
• Speiseeis Fließschema Mischen (trockene /flüssige Zutaten) -> Homogenisieren -> Pasteurisieren -> (+ Aromastoffe/ Farbstoffe) -> reifen -> gefrieren (+Luft) -> Härten
• Funktion von Milchproteinen im Eis – Stabilisierung von Emulsionen und Schäumen– Beitrag zum charakteristischen Milchgeschmack
• •2 wichtige Schritte bei der Reifung von Eis 1. Adsorption der Emulgatoren an die Oberfläche der Fetttröpfchen2. Fett innerhalb der Tröpfchen beginnt zu kristallisieren
• •Wie kann man Konsistenz vom Eis beeinflussen? -–Je höher der Zuckergehalt, desto höher die Viskosität der Matrix• Kremigere Struktur• Schwieriger zu dosieren -Milchfett gut geeignet– Glatte, cremige Textur– Beitrag zum milchigen Geschmack
• Nennen sie die Unterschiede zwischen Verdampfen und Destillieren. Nennen sie ein Beispiel für ein Destillationsverfahren im Lebensmittelbereich. Rektifizierens? verdampfen: nur eine der vorhandenen Komponenten ist flüchtig  destillieren: partielles Verdampfen eines homogenen Flüssigkeitsgemisch; Prozessziel: Abtrennung einer bestimmten Komponente mit festgelegter Reinheit bzw Konzentration z.B. Destillation in der Brennerei Rektifizieren, mehrfaches Destillierten: aus den aufsteigenden Dämpfen gewonnenes Kondensat wird teilweise wieder in die Kolonne zurückgeschickt(Dampf wichtig)
• Was versteht man unter Agglomerieren? Aus welchen technologischen Gründen werden Agglomerationsverfahren angewendet? Pelletieren ? Umkehrung des Zerteilens d.h. aus feinen oder kleinen Teilchen werden durch das Wirksamwerden von Bindekräften gröbere Teilchen erhalten Grundnahrungsmittelbereich: erleichtert die Weiterverarbetiung (z.b zu Brot) durch Staubfreiheit; leichte Dosierung und bessere Rieselfähigkeit bei gleichzeitig verbesserten Instanteigenschaften Convenience- und Getränkebereich: Instant- Kindernahrungsmittel ; Getränkepulver (löslicher Kaffee, Tee, Kakaogetränke, Suppen) Pelletieren:  Aufbau meist weniger fester Agglomerate durch Abroll- und  Mischbewegung; Partikel befinden sich in Bewegung; bei hinreichender Annäherung tritt eine Anlagerung ein; die  Anziehenden Kräfte sind größer als die trennenden Kräfte
• Nennen sie 3 Beispiele zum Schälen von Kartoffeln. 1. Lochscheibenschälen 2. Karborundschälen 3. Denaturieren: Dampfschälen von Kartoffeln
• Erklären sie Konduktion und Konvektion. Konvektion: Nutzung von Dampf oder unterschiedlich heißer Gase zur Energieüberführung; Aufnahme der Feuchte in Form von Dampf und Transport aus dem Prozess (Trocknung) Konduktion: benötigte Energie wird durch den Wärmeübergang von einer beheizten Fläche an das feuchte Gut übertragen, Gut steht  im direkten Kontakt mit einer beheizten Oberfläche, häufig Einsatz von Vakuum zur Begünstigung der Verdampfung, eignung für wenig temperaturempfindliche Produkte (Kontakttrocknung)
• Sie haben ein vitaminhaltiges Produkt und wollen es trocknen. Welches Verfahren würden sie wählen und warum? Gefriertrocknung: Einsatz v.a. bei wärmeempfindlichen, hochwertigen Gütern wie z.B. Gemüse, Früchte, Pilze,...
• Zeichnen sie den Temperaturverlauf beim Gleich- und beim Gegenstromprinzip. siehe bild
• Beschreiben sie die Vorgänge beim Blanchieren. wichtiger Vorbehandlungsschritt zur Inaktivierung qualitätsmindernder Enzyme in Gemüse Dampfblanchieren oder Heißwasserblanchieren: 75- 95 °C für 1 bis 10 Minuten, abhängig von der Rohware
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• Durch welche technologische Maßnahme könnte man den Karottensaft so behandeln, dass eine Pasteurisation ausreicht? Blanchieren: Inaktivierung von enzymen (verhindert abbau von Carotinoiden/ Verfärbungen, Fehlaromen); Entfernung von Luft aus Pflanzengewebe, verminderung der Keimbelastung durch partielle Abtötung vegetativer Zellen sowie von Hefen und Schimmelpilzen
• Was versteht man unter „Verbot unter Erlaubnisvorbehalt“ bei LM-Zusatzstoffen? Bundesministerium kann 1.  Lebensmittlezusatzstoffe allgemein oder für bestimmte Verwendungszwecke zulassen, 2. Ausnahmen von den Verboten zulassen
• Warum sind künstliche Farbstoffe natürlichen Farbstoffen überlegen? hohe Stabilität hohe Farbbrillanz und Farbkraft Preiswert (- Unverträglichkeiten/ - geringe Verbraucherakzeptanz)
• Nennen sie 3 Additive und beschreiben sie ihre Funktionen. - Lichtschutzmittel: UV- Absorber -Antioxidantien: Schutz vor oxidativem Abbau; Radikalfänger, Hydroperoxidzersetzer - Gleitmittel: Dienen als Verarbeitungshilfsmittel: Verbesserung der Fließfähigkeit von Thermoplastschmelzen; Fettalkohole, Fettsäurester,..
• Wie ist die Wasseraktivität von Lebensmitteln definiert (Formel) ·        Wasseraktivität:  aw = p/p0                p = Wasserdampfpartialdruck im LM;  p0 = Sättigungsdampfdruck des reinen Wassers
• Wofür ist damit die Wasseraktivität ein Maß (1) und warum ist es zweckmäßiger, statt des Gesamtwassergehaltes die Wasseraktivität eines Lebensmittels zu ermitteln? ·        Maß für nicht gebundenes Wasser ·        Statt des Gesamtwassergehaltes sollte die Wasseraktivität  eines LM ermittelt werden, weil gebundenes Wasser einen niedrigeren Dampfdruck als freies Wasser aufweist.Je niedriger der Dampfdruck des Wassers, desto geringer die Verfügbarkeit des Wassers (wichtig für das Wachstum von MO) Nicht der Gesamtwassergehalt, sondern nicht gebundenes Wasser istausschlaggebend für die Haltbarkeit eines Lebensmittels
• Ordnen Sie bitte die nachfolgenden Lebensmittel in der Reihenfolge absteigender Wasseraktivität: Dauerbackwaren, Fleisch, Rosinen (3P) ·        Fleisch -> Rosinen -> Dauerbackwaren
• Wie ist der D-Wert definiert? Der D-Wert ist die Zeit in Minuten, die bei einer gegebenen Temperatur und bei sonst konstanten Rahmenbedingungen benötigt wird, um 90% einer Mikroorganismenpopulation abzutöten, d.h. auf 10% der Anfangskeimzahl zu reduzieren
• Wie ändert sich der D-Wert mit der Temperatur und wie wird die Größe genannt, die diesen Zusammenhang beschreibt? ·        Je höher die Temperatur, desto kleiner der D-Wert ·        Steigung der TD-Gerade ergibt eine Konstante ·        Der z-Wert drückt die Temperaturabhängigkeit des D-Wertes aus
• Erklären Sie bitte stichwortartig das Prinzip des hydrostatischen Sterilisators ·        Kontinuierlich arbeitende Sterilisatoren ·        Abtötung aller lebensfähigen Formen von Mikroorganismen und Inaktivieren aller nachteiligen Enzyme ·        Langzeitstabilität bei korrekter Verpackung ·        über eine endlose Trägerkette wird Produkt im Behältnis (Dose) durch Vorwärmezonen erwärmt, dann mit Dampf heiß gehalten und schließlich mit Kühlwasser runtergekühlt ·        Druck wird stark erhöht, im Dampfraum gehalten und anschließend wieder abgesenkt
• Welche drei Arten des Verderbs von Lebensmitteln unterscheidet man? ·        Mikrobieller Verderb ·        Enzymatischer Verderb ·        Oxidativer Verderb
• Nennen Sie bitte drei Konsequenzen für die Qualität von Lebensmitteln, die durch Verderb eintreten könne. ·        Wertminderung infolge eines Abbaus essentieller Nährstoffe ·        Auftreten abweichender Geschmacks- und Geruchsnoten ·        Völlige Genussuntauglichkeit infolge der Bildung toxischer Verbindungen
• Wie ändert sich die Abkühldauer bei verpackten Lebensmitteln und warum? (3P ·        Erheblicher Anstieg der Abkühlzeiten durch schlechte Wärmeleitfähigkeit der Verpackungsmaterialien. Bei Luftspalten innerhalb der Verpackung weiteres Absinken der Wärmeleitfähigkeit
• Was versteht man unter dem Cook and chill-Verfahren? (4P) Welche Vor- und Nachteile hat dieses Verfahren? ( ·        Cook & Chill-Verfahren:  - 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.                                             - keine oder nur sehr langsame Vermehrung  pathogener Bakterien                                             - rationelle, kostengünstige Arbeitsweisen in Gemeinschaftsküchen  sowie Groß- und Kleingastronomie erforderlich -> Cook & Chill
• a) Aggregation (2P) b) Koaleszenz (2P) c) Ostwald-Reifung (2P) a) Aggregation (2P) ·        Anziehungskräfte zwischen den Tropfen ·        Agglomeration, Traubenbildung ·        Tropfen bleiben getrennt   b) Koaleszenz (2P) ·        Reißen des Films und Zusammenfließen ·        Änderung der Tropfengröße   c) Ostwald-Reifung (2P) ·        Wachsen größerer Tropfen auf Kosten der kleineren Tropfen („die Großen fressen die Kleinen“)
• Aufbau Emulgator zeichnen siehe bild
• Durch welche Mechanismen tragen Emulgatoren zur Stabilisierung von Emulsionen bei? (  Mechanische Arbeit kann durch Herabsetzen der Oberflächenspannung beträchtlich vermindert werden Emulgatoren bilden aufgrund ihres amphiphilen Charakterseinen Film an der Grenzfläche von Flüssigkeiten (Öl-Wasser) Wechselwirkung zwischen den Ölmolekülen und dem lipophilen Teil des Emulgators einerseits und den Wassermolekülen und dem hydrophilen Teil des Emulgators andererseits Herabsetzung der Grenzflächenspannung
• Sie sollen ein funktionelles Getränk auf Wasserbasis herstellen, das u.a. alpha-Tocopherol (ein fettlösliches Vitamin) als bioaktive Zutat enthält. In welchem Bereich der HLB-Skala ( 0 – 20 ) sollte ein Emulgator angesiedelt sein, der dieses System stabilisiert und warum ? Emulsion sowohl in konzentrierter als auch verdünnter Form muss mindestens 6 Monate stabil sein(Forderung der Getränkeindustrie) Öl- in- Wasser- Emulsion; HLB 8-18
• was ist die Scherrate? ·        Die Scherrate wird auch als Schergeschwindigkeit, Schergefälle, Deformationsgeschwindigkeit oder Geschwindigkeitsgefälle bezeichnet und hat die Einheit s-1 ·        Maß für die mechanische Belastung, der eine Probe bei einer rheologischen Messung unterworfen wird
• Erläutern Sie anhand des Zwei-Platten-Modells warum die Scherrate im Messspalt konstant ist? ·        Scherfläche A wird mit Kraft F bewegt, die resultierende Geschwindigkeit v wird gemessen ·        Untere Platte ist unbeweglich (v=0) ·        Flüssigkeit/Substanz wird zwischen den Platten geschert

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