ernährungswissenschaften (Fach) / LM-Technologie (Lektion)

1 Einleitung 1.1 Historische Entwicklung der Lebensmittelverarbeitung 1.2 Ernährung- und Produkt-Trends 1.3 Ökonomische Aspekte und Bedeutung der Lebensmittelversorgungskette 1.4 Begriffsdefinitionen 1.5 Aufgaben und Ziele der Lebensmitteltechnologie 1.6 Lebensmittelfunktionen und Lebensmittelqualität 1.7 Lebensmittelsicherheit 2 Gründe und Ziele der Lebensmittelverarbeitung 3 Gesamtheitliche, verfahrensorientierte Betrachtungsweise der Lebensmitteltechnologie - Konzept der Grundoperationen und Grundprozesse in der Lebensmitteltechnik 4 Lebensmitteltechnische Grundoperationen 4.1 Wärmeaustausch 4.2 Form- oder Phasenänderungen 4.2.1 Zerkleinern (Schneiden), Formen (Formpressen, Agglomerieren) 4.2.2 Schmelzen-Erstarren-Gefrieren (Tiefkühlung) 4.3 Vereinigungsoperationen (Mischen, Homogenisieren, Dispergieren/Emulgieren) 4.4 Trennoperationen [Trocknung (Sorptionsisothermen, Wasseraktivitätsprinzip)] 5 Lebensmitteltechnische Grundprozesse 5.1 Grundlagen der Reaktionskinetik 5.2 Zubereitungs- und Garungsprozesse 5.2.1 Konventionelle Garungsprozesse 5.2.2 Mikrowellengarung und Heißextrusion 5.2.3 Fermentation 5.3 Haltbarkeitsprozesse 5.3.1 Lagerung und Verpackung unter modifizierter Atmosphäre 5.3.2 Einwirkung thermischer Energie (Blanchieren, Pasteurisieren, Sterilisieren) 5.3.3 Haltbarkeitsprozesse durch Einwirkung von elektromagnetischer Energie 5.3.4 Haltbarkeitsprozesse durch Einwirkung von mechanischer Energie

Diese Lektion wurde von Pilki erstellt.

Lektion lernen

Diese Lektion ist leider nicht zum lernen freigegeben.

zurück  |  weiter 1 / 2

• 1. Warum sind LM nicht haltbar? Weil sie dem LM-Verderb unterliegen durch Endogene Faktoren: Rohstoffeigene Enzyme Reaktionen zwischen LM-Inhaltsstoffen Exogene Faktoren: Mikroorganismen, Viren Tiere (Nager, Insekten) Umwelteinflüsse (Licht, Sauerstoff, Luftfeuchtigkeit)
• 2. Welche Arten der Wärmeübertragung/Wärmeaustausches sind möglich? Kennzahlen bzw. Koeffizienten? Arten der Wärmeübertragung:- KONDUKTION: Wärmeleitung in festen Körpern und unbewegten Flüssigkeiten- KONVEKTION: Wärmeleitung in bewegten Fluiden (Gase und Flüssigkeiten)- WÄRMESTRAHLUNG: Zwischen zwei Körpern durch elektromagnetische SchwingungenKennzahlen:q = Wärmestromdichte [W/m²]Q = Wärmestrom [W] = Jene Wärmemenge, die je Zeiteinheit durch eine definierte Fläche strömtA = Fläche [m²]- Wärmebilanz = thermische Energie, die zugeführt werden muss oder frei wird (endotherme bzw. exotherme Reaktion)- Wärmekapazität: gibt an, welche Wärmemenge erforderlich ist, um die Temperatur eines Materials um einen bestimmten Wert zu ändern
• 3. Was unterscheidet die Hitzepasteurisation von der Hitzesterilisation? Temperaturbereiche! Hitzepasteurisation erfolgt bei Temperaturen ≤ 100°C; Ziel ist es die vegetativen Formen der MO zu inaktivieren. Sporen werden nicht abgetötet; keine einheitliche Bezugstemperatur; beschränkt haltbar Hitzesterilisation erfolgt bei Temperaturen ≥ 100°C; Ziel ist es die pathogenen Sporen von MO zu inaktivieren. Auch die vegetativen Formen der MO werden dabei inaktiviert, einheitliche Bezugstemperatur; dauerhaft haltbarTemperaturbereiche:- Pasteurisation: 60 – 100°C- Sterilisation: ab 100°C (bis 150°C möglich) – Dauer richtet sich nach Steig-, Halt- und Abkühlzeit
• 4. Was versteht man unter D-Wert, Q10-Wert, P- bzw. F-Wert und Z-Wert bei thermal-death-time-Verfahren? D-Wert: Ist eine charakteristische Größe für die Hitzeempfindlichkeit von MO – der D-Wert gibt die Zeit an, die erforderlich ist, um bei einer konstanten (letalen) Temperatur die Keim- oder Sporenzahl auf 1/10 des Anfangswertes zu vermindern.Z-Wert: Gibt die Temperaturdifferenz an, um welche die Sterilisationstemperatur erhöht werden muss, damit die Abtötungszeit auf 1/10 (um 90%) reduziert wird.Q10-Wert: gibt an, um wie viel schneller eine Reaktion oder ein Abtötungsvorgang abläuft, wenn die Temperatur um 10°C erhöht wirdF-Wert: Maß für die Effektivität eines Sterilisierverfahrens (P-Wert bei Pasteurisation).Er gibt den erforderlichen Zeitraum an, um bei einer bestimmten Temperatur alle Keime (mit bestimmtem Z-Wert) abzutöten.Man hat sich auf die Referenztemperatur T=121,1°C (=250°F) geeignet und als Referenzkeim dient Clostridium botulinum mit einem z-Wert von 10°C (= 10K) -> F0: entspricht der Zeit (in Sekunden), die bei der Temperatur T=121,1°C bei Clostridium botulinum (z=10K) denselben Abtötungseffekt bewirkt, wie das zu charakterisierende Sterilisierverfahren.Als Standard ist eine Temperatur von 121,1 °C (= 250 °F) festgelegt, die den Letalitätswert Eins (F0 = 1) hat.
• 5. Beschreiben Sie die thermische Trennoperation „Extraktion“ und das Fick´sche Diffusionsgesetz! Extraktion:Herauslösen einer oder mehrerer Komponenten aus einem festen oder flüssigen Stoffsystem mittels Lösungsmittel. Je nachdem in welchem Aggregatszustand die Phasen vorliegen unterscheidet man:- FLÜSSIG-FLÜSSIG-EXTRAKTION- FEST-FLÜSSIG-EXTRAKTION-> Normaldruck-> Hochdruck-> Beispiele: Aufgussgetränke, Zucker-, Fett- oder Aromenextraktion Fick’sches Diffusionsgesetz: Besteht zwischen zwei aneinander grenzenden Bereichen ein Konzentrationsunterschied, kommt es zu einem passiven Stofftransport (aus dem Bereich höherer in den Bereich niedrigerer Konzentration). Die pro Zeiteinheit t transportierte (extrahierte) Masse dm ist proportional zum Konzentrationsgefälle dc über der Diffusionsstrecke (Extraktionsweg) ds:   dm / t = -D * A * dc/ds   D….. Diffusionskoeffizient A….. Oberfläche, die zum Stoffaustausch zur Verfügung steht
• 6. Was versteht man unter Sorptionsisotherme und wozu dient sie? Was kann man ablesen? Die Sorptionstherme gibt Auskunft über auszutauschende Wassermenge (Adsorption, Desorption) und Wassergehalt (aw-Wert) eines Lebensmittels. Sie gibt an, wie viel Wasser eine Substanz (LM) aufnehmen kann, wenn sie sich in einem Raum mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit befindet. Lebensmittel (LM) haben bei konstanter Temperatur einen Gleichgewichtszustand bezüglich ihrer Wasserabgabe und –aufnahme. Mit steigendem Wassergehalt und zunehmendem aw-Wert nimmt auch die relative Reaktionsgeschwindigkeit im Produkt zu – wobei hier eine Plateauphase im aw-Bereiche von ca. 0,2 bis 0,7 zu erkennen ist, bei aw-Werten ≥ 0,7 steigen sowohl das Wachstum von MO als auch die Enzymaktivität schlagartig an.
• 7. Beschreiben Sie den Aufbau des Mikrowellenofens und Prinzip! Aufbau: Die Mikrowellen werden mit Hilfe eines Magnetrons erzeugt und durch einen Hohlleiter in den Garraum geleitet Prinzip: Das Gargut wird durch Absorption der Mikrowellenstrahlung (2,45 GHz) aufgeheizt. Moleküle mit einem Dipolmoment (z.B. Wasser) versuchen sich stets nach dem elektrischen Wechselfeld auszurichten und werden dadurch zu Schwingungen angeregt. Die dadurch entstehende Wärmeenergie führt zu einer Energieerhöhung im Gargut – wobei es von innen heraus erwärmt wird.
• 8. Beschreiben Sie die Grundlagen der Mikrowellenerwärmung und –garung! Grundlagen: Mikrowellen sind elektromagnetische Strahlen mit einer Wellenlänge von 1m – 1mm. Dies entspricht einem Frequenzbereich von 300 MHz – 300 GHz. Aufgrund ihrer Wellenlänge sind Mikrowellen besonders gut geeignet, um Schwingungen in Dipolmolekülen und Ionen auszulösen und dadurch Wärmeenergie zu erzeugen. Im Gegensatz zur IR-Erhitzung ist die Eindringtiefe der Mikrowellenstrahlung einige Zentimeter und die Umgebungsluft wird nicht bis kaum erhitzt. Garungsprinzip: siehe Frage 7
• 9. Welche grobdispersen (Mehrphasen)-LM-Systeme kennen Sie? Geben Sie konkrete - Beispiele für die einzelnen Systeme an (LM)? Grobdisperse Systeme bestehen aus Substanzen deren Teilchengröße > 0,1µm liegt     FEST FLÜSSIG GASFÖRMIG FEST Gefüge gemahlenes Getreide Suspension Orangensaft, Kakao Rauch Räucherrauch FLÜSSIG Schlamm/Teig Backwaren-Teige Emulsion Milch, Mayonnaise Nebel flüssige Aerosole GASFÖRMIG Sinter (Fällung von in Wasser gelösten Salzen) Weinstein (K-Salz) Erstarrter Schaum   Schaum Geschlagenes Obers oder Eiweiß Atmosphäre (molekulardisperses Einphasensystem)  
• 10. Was ist der Unterschied zwischen dem Schneidenwinkel und dem Schnittwinkel und wie stehen Sie miteinander in Beziehung?     Schneidenwinkel (auch: Keilwinkel): = Winkel in dem die Schneide geschliffen ist Schnittwinkel (Keilwinkel + Freiwinkel): = Winkel in dem das Schnittmesser in Bezug auf das Schnittgut geführt wird Die aufzuwendende Normalschneidenkraft ist u.a. abhängig vom Messerschneidenwinkel β. Je kleiner dieser Winkel, desto geringer auch die Normalschneidenkraft, die aufgewendet werden muss (desto schärfer das Messer). Der Keilwinkel bildet zusammen mit dem Freiwinkel (=Freiraum zwischen Werkzeug und bearbeiteter Fläche) den Schnittwinkel.   -> Fehler! Schnittwinkel = alpha + beta!  
• 11. Welche Methoden zur Senkung der Wasseraktivität gibt es?     1. Trocknung & Eindampfen Durch Trocknung verdunstet ein Teil des Wassers im LM (z.B. getrocknete Früchte oder konzentrierte Lösungen) à Senkung des aw-Wertes 2. Salzen & Pökeln, Zuckerzugabe (osmotische Trocknung) Durch Salzen/Pökeln wird den LM Wasser entzogen bzw. wird Wasser gebunden, sodass dieses nicht mehr frei ist und das LM dadurch mikrobiell stabiler wird. 3. Stoffzusatz 4. Gefrieren & Gefriertrocknung Durch die Umwandlung von freiem Wasser ins Eis -> Senkung der Wasseraktivität  
• 12. Hauptziele der Garung von LM? Verbesserung der… -          Ernährungsphysiologischen Eigenschaften -          Sensorischen Eigenschaften Gewünschte Hauptveränderungen: -          Bessere Verdaulichkeit: Anhebung des Nährwertes -          Besserer Geschmack und bessere Textur: Anhebung des sensorischen Wertes -          Entfernung/Zerstörung antinutritiver Inhaltsstoffe (Proteaseinhibitoren, Lectine, Lathyrogene…): Anhebung des Gesundheitswertes
• 13. Was ist das 12-D-Konzept und auf welche Mikroorganismen-Art ist es bezogen? Der als Dezimale Reduktionszeit (D-Wert) bezeichnete mikrobiologische Parameter ist ein Maß, welches das Abtötungsverhalten von Mikroorganismen charakterisiert. Der D-Wert gibt an, welche Zeit zur Abtötung von 90 % der Mikroorganismen einer Population bei einer gegebenen Temperatur T notwendig ist, also um die Population auf 10 % der Anfangspopulation zu senken.   12-D-Konzept: Bezogen auf den Leitkeim Clostridium botulinum. Um eine ausreichende Sicherheit zu erreichen, wird gefordert, dass die Anzahl der Clostridium botulinum-Sporen durch den Erhitzungsprozess um 12 Zehnerpotenzen reduziert werden muss. Um diese Reduktion (um den Faktor 1012) zu erreichen, sind ionisierende Strahlen im Dosisbereich von 18 – 30 kGy erforderlich.
• 14. Was kann die Bestrahlung von LM mit ionisierender Strahlung bewirken? Welche Dosisbereiche werden eingesetzt? Wofür werden Sie eingesetzt?     -          Verringerung der Krankheitserreger in LM durch Zerstörung pathogener MO -          Verringerung des Verderbs durch Verzögerung von Zerfallsprozessen durch Zerstörung verderbsfördernder Organismen -          Hemmung der Sprossung und Keimung und dadurch Verringerung des vorzeitigen Reifens von LM   Eingesetzte Dosisbereiche: 1.      Niedrige Dosisbereiche (10 – 200 Grey) -> Keimungshemmung -> Reifungshemmung -> Abtöten von Schädlingen und Insekten bei Werten von 100-1000 Gy 2.      Mittlerer Dosisbereich (1 – 10 kGy) -> Strahlenpasteurisation und dadurch –konservierung -> Abtötung nicht-sporenbildender, pathogener MO 3.      Hohe Dosiswerte (> 10 kGy) -> Strahlensterilisation -> Kaum Schädigung rohstoffeigener Enzyme -> Relativ geringer Abbau von LM-Inhaltsstoffen -> Um Cl. Botulinum um den Faktor 1012 zu reduzieren (12-D-Konzept!), sind als Richtwert etwa 18 – 30 kGy erforderlich    
• 15. Nennen Sie die Haltbarkeitsstrategien!     -          Aufrechterhaltung der biologischen Funktion ->  CA- bzw. MA-Lagerung und Verpackung -          Hemmung, Inaktivierung bzw. Abtötung von Enzymen, MO oder Schädlingen -> Senkung der Wasseraktivität -> Zusatz oder Bildung hemmender/abtötender Stoffe -> Einwirkung thermischer, elektromagnetischer oder mechanischer Energie -          Mechanische Entfernung von MO -> Entkeimungsfiltration -          Ausschalten von Umwelteinflüssen -> Antioxidantienzusatz -> Schutzbegasung  
• 16. Nennen Sie die Beanspruchungsmechanismen von Zerkleinern! Um eine Zerkleinerung zu erreichen, muss durch geeignete Beanspruchungsmechanismen dem Feststoff Energie zugeführt werden,… -          die zur Ausbildung einer Bruchfläche -          und zur Trennung der Bruchstücke notwendig ist. Druck Brechen und Mahlen à für harte und spröde LM Schneiden „Cutting“ à für elastische, fasrige und wärmeempfindliche LM Prall „Impact“ à für mittelharte und spröde LM Scheren „Shearing“ à für weiche und zähe LM
• 17. Erklären Sie den Unterschied zwischen Blanchieren, Pasteurisieren und Sterilisieren mit Temperaturangaben! Warum sind diese Temperaturen nötig? Blanchieren Pasteurisieren Sterilisieren Inaktivierung des hitzestabilsten, schädlichen, rohstoffeigenen Enzyms Inaktivierung vegetativer Formen von Mikroorganismen; v.a. bei LM mit pH < 4,5 Inaktivierung vegetativer Formen und Sporen von pathogenen MO; bei LM mit pH > 4,5 80° - 85°C 60° - 100°C Ab 100°C (bis max. 150°C)  
• 18. Erklären Sie die Bedeutung der Lagerung/Verpackung unter modifizierter Atmosphäre und aktive Verpackung! Modifizierte Atmosphäre (MA): -          Verdrängen von Luft durch Einsatz von Schutzgasen (z.B. Stickstoff oder CO2) -          Schutz vor Oxidation weil Atmung der Früchte reduziert -          Einsatz: Verpackungen im Einzelhandel (z.B. Fleisch, Salate) Controlled Atmosphere (CA): -          Zusammensetzung der Luft wird laufend kontrolliert und reguliert -          Verlängerung der Haltbarkeit durch O2-Senkung und Schutzgaseinsatz -          Einsatz: Massengüter (z.B. Obst) in (LKW-)Transporten Aktive Verpackung: Verwendung von Packstoffen, die in sich einen Sauerstofffänger oder ein Konservierungsmittel enthalten und so beim verpackten Füllgut den noch vorhandenen Restsauerstoff aufnehmen bzw. das Konservierungsmittel abgeben.
• 19. Was ist eine Emulsion und wie kommt Sie zustande? Wie großtechnisch hergestellt? Warum nicht stabil und wie stabilisierbar? Ö/W-Emulsion und W/Ö-Emulsion? Emulsionen sind disperse Systeme aus zwei oder mehreren miteinander NICHT MISCHBAREN Flüssigkeiten. -          Öl-in-Wasser-Emulsion „O/W“: è Öltropfen als innere Phase Milch, Senf, Mayonnaise -          Wasser-in-Öl-Emulsion „W/O“: è Wassertröpfchen als innere Phase Butter, Margarine Großtechnische Herstellung: Durch die Verkleinerung der Tropfen bei der Herstellung einer Emulsion erhöht sich die Grenzfläche zwischen den beiden Phasen. Dabei muss die Grenzflächenspannung überwunden werden und eine neue Grenzfläche geschaffen werden. Dies erfordert Arbeit, die mechanisch in das System eingebracht werden muss. Durch dabei auftretende Scherkräfte werden die Tröpfchen immer kleiner. Rührer wie der Kegel-/Plattenhomogenisator bewirken durch Krafteinwirkung (Einbringen hoher Scherkräfte) einen Zerfall der inneren Phase zu Einzelkügelchen. -          Rotor-Stator-Systeme -          Hochdruck-Systeme Stabilisierung: Durch Einsatz von Emulgatoren (in LM: Lecithine und Glyceride), welche die Grenzflächenspannung stark herabsetzen
• 20. Beschreiben Sie die Glattwalzenstuhl und Stiftmühle. Welche Zerkleinerungsmechanismen spielen dabei eine Rolle?   Glattwalzenstühle Stiftmühle Beschreibung Mahlmühle in der das Mahlgut zwischen rotierenden Walzen aufgebrochen und zerrieben wird (z.B. Getreide) Besteht aus einer stehenden und einer rotierenden Scheibe auf der Stifte angebracht sind. Zerkleinerung von Gewürzen, Zucker… Zerkleinerungsmechanismus DRUCK: Zerkleinerung durch Vermahlung PRALL: Beim Durchfluss des Produkts durch die Stiftreihen, prallt es an diese und wird so zerkleinert
• 21. Erklären Sie die Unterschiede zwischen den Membrantrennverfahren Ultrafiltration, Normalfiltration und Umkehrosmose! Normalfiltration Ultrafiltration Umkehrosmose -          Grobe bis feinste Suspensionen -          Filter-Art: Poröse Filterschicht -          Trennen + Konzentrieren von Suspensionen -          Kolloidlösungen -          Filter- Art: Porenmembran -          Trennen + Anreichern kolloider Stoffe (Proteine) -          Lösungen niedermolekularer Stoffe -          Filter-Art: Lösungsmembran -          Konzentrieren von Fruchtsäften, Molke
• 22. Nennen Sie die Prinzipien der Gliederung der Grundoperationen im Bereich der Lebensmitteltechnologie! Grundoperationen (GO): technische Maßnahmen, die hauptsächlich physikalische Veränderungen der LM bezwecken   Grundprozesse (GP): technische Maßnahmen, die hauptsächlich chemische und/oder biochemische bzw. enzymatische Umwandlungen von LM(-Inhaltsstoffen) bezwecken. Gliederung der Grundoperationen (GO): -          Mechanische GO: Zerkleinern, Formen, Rühren -          Thermische GO: Wärmeaustausch, Schmelzen, Erstarren, Verdampfen, Lösen -          Elektromagnetische GO: Vereinigung durch „electrostatic coating“, Abtrennung durch Elektrodialyse
• 23. Nennen Sie grundlegende Strategien und Methoden, um Enzyme und MO zu inaktivieren/abzutöten! Einwirkung thermischer Energie: -          Blanchieren -          Pasteurisieren -          Sterilisieren -          Gefrieren -          Trocknen Einwirken mechanischer Energie: -          Hochdruck (Pascalisation) -          Ultraschall Einwirken elektromagnetischer Energie -          UV-Bestrahlung -          Einsatz ionisierender Strahlung -          Lichtimpuls-Verfahren
• 24. Was passiert im Heißextruder? Verfahren bei dem die Rohstoffe (ein Teig) unter Druck- und Temperatureinwirkung „plastifiziert“, geschmolzen und gegart werden und anschließend durch eine Düse ausgepresst und geformt werden (Druckabfall an Austrittsdüse, dadurch schlagartige Wasserverdampfung und Auflockerung des Produktes). Die Heißextrusion erfolgt unter… -          Erhöhtem Druck: 25mPa -          Erhöhter Temperatur: 130° - 250°C -          Die Ausgangsfeuchte des Produkts ist – im Gegensatz zur Warmextrusion - niedrig
• 25. Wozu verwendet man Infrarot? Die IR-Erwärmung wird neben dem Grillen in den verschiedensten Bereichen genutzt: -          Oberflächenentkeimung von Samen, Müsli (Schimmelsporen) -          Behandlung von Samen zur leichteren Entfernung von Schalen (Kakao) -          Trockenblanchieren von Samen -          Backen (industrielle IR-Band-Öfen)
• 26. Wie kann man LM-Systeme nach ihrer Teilchengröße unterscheiden? GROBDISPERSE SYSTEME: Teilchengröße > 0,1µm KOLLOIDDISPERSE SYSTEME: Teilchengröße 0,1 – 0,001 µm MOLEKULARDISPERSE SYSTEME: Teilchengröße < 0,001µm letztere 2 sind Nanosysteme  
• 27. Was versteht man unter Pascalisation (Hochdruckverfahren)? Mechanisches Konservierungsverfahren, bei dem… -           kurze Zeit hohe Drücke (1000 MPa) -          Niedrige Temperaturen ( -20° - +80°C) vorliegen Reaktionen, die in einer Volumens-Vergrößerung resultieren, werden unter Druck gehemmt.
• 28. Welche Arten der Garung gibt es? Welche Garprozesse gibt es? Warum werden LM gegart und welche hauptsächlichen Inhaltstoffveränderungen werden angestrebt? Arten der Garung: durch… -          ENERGIEEINWIRKUNG: è Thermische Energie (klassische Garverfahren) è Elektromagnetische Energie (IR, Mikrowelle) è Mechanische Energie (Heißextrusion) -          ROHSTOFFEIGENE ENZYME -          ZUGABE REAKTIONSFÄHIGER STOFFE è Enzyme (Enzympräparate, Fermentation durch Zugabe von MO) è Chemikalien (Beizen) Garprozesse durch Energieeinwirkung: -          FEUCHTES GAREN è Kochen / Druckkochen è Dämpfen / Druckdämpfen è Dünsten / Druckdünsten -          TROCKENES GAREN: è Braten è Frittieren è Grillen è Backen è Rösten è Heißextrusion è Mikrowellengarung -          KOMBINATIONS-PROZESSE è Schmoren     Ziele der Garung & Veränderung der LM-Inhaltstoffe: -          BESSERE VERDAULICHKEIT: è Proteindenaturierung è Aufschluss pflanzlicher Zellwände è Stärkeverkleisterung -          BESSERER GESCHMACK & TEXTUR: è Anhebung des sensorischen Wertes -          ENTFERNUNG / ZERSTÖRUNG ANTINUTRITIVER INHALTSSTOFFE è Anhebung des Gesundheitswertes
• 29. Was sind Membrantrennverfahren? Welche gibt es und wofür können sie verwendet werden? Membrantrennverfahren sind thermische Trennoperationen bei denen eine Membran zwei mobile Phasen dadurch voneinander trennt, dass sie nur für eine der beiden durchlässig ist. Der Stoffübergang erfolgt durch ein treibendes Gefälle – je nach Triebkraft und Trennmechanismus der Membranen lassen sich die Membrantrennverfahren unterscheiden: -          Siebeffekt: Auftrennung grober bis kolloidaler Suspensionen(nachfolgende 3) (NORMALFILTRATION) -          MIKROFILTRATION -          ULTRAFILTRATION -          Diffusion: Abtrennung niedermolekularer Stoffe und Lösungen Auftrennung von azeotropen Gemischen Auftrennung von Gasen und Dämpfen (nachfolgende 5) OSMOSE -          UMKEHROSMOSE -          DIALYSE -          PERVAPORATION -          GASPERMEATION
• 30. Welche mechanischen Trennoperationen gibt es? Wie funktionieren sie? Mechanische Trennoperationen dienen der Auftrennung grobdisperser (Teilchengröße > 0,1µm) und kolloiddisperser (Teilchengröße 0,1 – 0,001µm) Mehrphasensysteme: -          FEST-FEST:   Sichten: Auftrennung aufgrund unterschiedlicher Dichte, Größe und Form der Teilchen  Sieben: Auftrennung aufgrund unterschiedlicher Teilchengrößen Klassieren: Zerlegung eines Kollektivs fester Teilchen eines einheitlichen Stoffes in mehrere Anteile (Sicht-Klassieren oder Siebklassieren)  Sortieren: Zerlegung eines Kollektivs fester Teilchen verschiedener Stoffe in dessen Einzelkomponenten (Sicht-Sortieren oder Sieb-Sortieren)   -          FLÜSSIG-FEST: Auspressen: Trennen durch Druck mittels mechanischer, hydraulischer, pneumatischer Pressentypen Öl- oder Saftpressen -          FEST-FLÜSSIG & FLÜSSIG-FLÜSSIG & GASFÖRMIG-GASFÖRMIG Sedimentieren: Absetzen von Teilchen aus Flüssigkeiten oder Gasen (Fluiden) unter Einfluss der natürlichen Schwerkraft oder durch Zentrifugalkraft, wobei die Absetzgeschwindigkeit von der Teilchengröße und der Viskosität der Flüssigkeit in der sich das Teilchen befindet, abhängig ist. Weiters spielt der Einfluss der Dichte von Teilchen und Fluid eine Rolle: Grundvoraussetzung für die Trennung ist ein Dichteunterschied zwischen Teilchen und Fluid. Ist die Dichte des Teilchens größer à Absetzen (=Sedimentation) Ist die Dichte des Teilchens kleiner à Aufrahmen Filtrieren: Trennung einer Suspension – die filtrierte Flüssigkeit wird Filtrat genannt. Es gibt verschiedene Filtrationsarten, die auch durch die mögliche Art der Druckerzeugung unterschieden werden: Normalfiltration Zentrifugalfiltration Druckfiltration Vakuumfiltration  
• 31. Unterschied zwischen Braten, Rösten und Backen gibt es? Bei allen drei Prozessen handelt es sich um einen trockenen Garprozess für LM   GARPROZESS UNTERSCHIED Braten Wärmeübertragung: -          Über Fettschicht (Kontakt) -          Über beschichtete Kontaktfläche -          Durch Heißluft (Konvektion) -          Durch Strahlung Gebraten werden vor allem Fleischprodukte Backen Wärmeübertragung: -          Kontakthitze -          Strahlungshitze -          Heiße, trockene Luft (Oberflächentemperatur: 180°C) Gebacken werden feuchte bzw. wasserreiche & stärkehaltige LM Rösten Prinzip der Wärmeübertragung wie beim Backen. Geröstet werden Produkte mit geringem Wassergehalt (Samen)
• 32. Welche Kräfte und welches Gesetz wirken beim Sedimentieren? Kräfte: -          Schwerkraft -          Zentrifugalkraft -          Reibungskraft = hydrodynamischer Widerstand   Stoke’sches Gesetz: Ist eine Sonderform des Newton’schen Widerstandsgesetzes. Es beschreibt die Abhängigkeit der Reibungskraft kugelförmiger Teilchen von -          Ihrem Radius -          Der Viskosität des Fluids indem sie sich befinden -          Der Absetzgeschwindigkeit des Partikels vT
• 33. Welche thermischen Trennoperationen gibt es? Die Stoff- und Phasenauftrennung erfolgt auf molekularer Ebene durch Wärme-, Stoff- und / oder Impulstransport.   Stoffaustausch durch -          PHASENKONTAKT Adsorption: Bindung von Gas-, Dampfmolekülen oder Molekülen in Flüssigkeit (=Adsorptiv) an der Oberfläche eines festen Adsorptionsmittels (=Adsorbens). -          DIFFUSION Extraktion: Herauslösen von Stoffkomponenten aus einem festen oder flüssigen Stoffsystem è Flüssig-Flüssig-Extraktion è Fest-Flüssig-Extraktion Normaldruck oder Hochdruck (mittels CO2) è Beispiele: Aufgussgetränke, Zucker- oder Fettextraktion, Gewürz- & Aromaextrakte -          KONVEKTION (Wärmeübertragung durch Teilchen, welche Wärmeenergie mit sich tragen) Eindampfen: Verfahren zur Konzentrierung von Lösungen, diese müssen auf Siedetemperatur gebracht werden. è Beispiel: Fruchtsaftkonzentration       Trocknung: Zur Senkung der Wasseraktivität in LM muss die relative Luftfeuchte geringer sein, als der Feuchtigkeitsgehalt im LM: PL… Tatsächlicher Teildruck der Luft PW…Teildruck des Wasserdampfes über einem LM / einer Lösung PL < PW à Wasser diffundiert aus LM (Lösung) in die Luft P0… Teildruck des Wasserdampfes über reinem Wasser (≙ Sättigungs-Wasserdampfdruck in der Luft) PW / P0 = PL /P0 = aW-Wert Destillation: Thermische Trennoperation zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen (Alkohol / Wasser).
• 34. Verfahren zur elektrischen Keiminaktivierung? Behandlung mit gepulsten Lichtblitzen: Bei diesem Verfahren werden durch Lichtimpulse (1-10 Lichtblitze/Sek mit einer Impulsdauer von 200-300µSek) mit hoher Intensität (spektrale Verteilung entspricht dem Sonnenlicht, wobei die Intensität jedoch bis zu 20.000 Mal stärker ist als auf der Erde), oberflächlich Mikroorganismen (MO) abgetötet à Schimmelreduktion auf Backwaren und Fleischprodukten (besonders gut auf glatten Oberflächen).
• 35. Erklären Sie die Destillation! Wie und Wozu/Warum? Thermische Trennoperation zur Trennung von Flüssigkeitsgemischen (Alkohol/Wasser). Ziele: -          Abtrennung und Konzentration des Alkohols -          Möglichst quantitative Überführung wertbestimmender Aromastoffe in das Destillat -          Qualitätsmindernde Inhaltsstoffe aus der Gärung sollten im Destillationsrückstand (=Schlempe) verbleiben Verfahren: -          Einfachdestillation Kontinuierliche Mehrfachdestillation
• 36. Nennen Sie die VT und NT von Kochen, Grillen und Frittieren!   KOCHEN GRILLEN FRITTIEREN Vorteile Einfache Durchführung Schnelle Erhitzung Röstprozesse an Oberfläche Aromastoffe Schnelle Erhitzung Knusprige Textur Aromastoffe Nachteile Auslaugeverluste Keine zusätzliche Fettaufnahme Hohe Fettaufnahme
• 37. Unterschied zwischen Filtrieren und Sedimentieren? FILTRIEREN SEDIMENTIEREN Entspricht dem Sieben (Partikelgröße) Einsatz eines Filters Entspricht dem Sichten (Dichteunterschied) Trennung durch Schwerkraft
• 38. Was ist ein gezogener Schnitt und wo wird er in der Praxis verwendet? Gezogene Schnittführung: Zerteilen durch Tangentialspannung (= Schub- oder Scherspannung) Anwendung in der Praxis: -          Schneidmühlen: Zerkleinern von Teeblätter, Käse, Spargel
• 39. Welche Verfahren(4) kennen Sie, bei denen unter die Gefriertemperatur von Wasser abgekühlt wird?     -          KONTAKTGEFRIEREN   -          KONVEKTIONSGEFRIEREN   -          GEFRIERTROCKNUNG   -          GEFRIERKONZENTRATION  
• 40. Aseptische Abfüllung: Was ist das und welche VT? Bei der aseptischen Abfüllung werden das Produkt und die Verpackung VOR dem Abfüllen sterilisiert. Es erfolgt also eine keimfreie Abfüllung in steriler Umgebung. -          VORTEILE:  Sehr lange Haltbarkeit bei Raumtemperatur   Mehr Nährstoffe und „originalerer“ Geschmack  
• 41. Wofür dient ein Wärmeaustauscher und Arten nennen! Wärmeaustauscher (WA) übertragen thermische Energie von einem Stoffstrom auf einen andern. -          ROHRBÜNDEL-WA   -          PLATTEN-WA   -          SPIRAL-WA  
• 42. Stoke´sches Gesetz? Es beschreibt die Reibungskraft FR, die eine Flüssigkeit mit bestimmter dynamischer Viskosität η auf einen kugelförmigen Körper mit bestimmtem Radius r, bei einer Absetzgeschwindigkeit VT hat.
• 43. Bei welchen LM genügt Pasteurisieren? In welchen Fällen sollte sterilisiert werden? LM mit saurem pH (unter 4,5) können pasteurisiert werden, da Sporen bei niedrigen pH-Werten nicht auskeimen können. Bei LM mit pH-Werten im basischen Bereich sollte Sterilisiert werden, damit auch die vegetativen Formen der MO inaktiviert werden.
• 44. Unterschiede der Haltbarkeit und Lagerung zwischen pasteurisierter Milch und pasteurisierten Fruchtsaft?   Pasteurisierter Fruchtsaft Pasteurisierte Milch Haltbarkeit 12-18 Monate Max. 10 Tage Lagerung Ungekühlt    Kühllagerung bei 6° - 7°C
• 45. Welche technischen Möglichkeiten zur Ballaststoffanreicherung gibt es?   Es wird unterschieden zwischen: -          Wasserlöslichen BS: Pektin, Agar, Inulin ->Einsatz als Quellstoffe, Gelier- und Verdickungsmittel -          Wasserunlöslichen BS: Cellulose, Hemicellulose -> Einsatz als Füllstoffe, Verdickungsmittel, Trägerstoffe   Herstellung von BS-Konzentraten aus: -          Trester (Obst- und Gemüsesaft-Pressung und Trocknung) Getreide- oder Leguminosen-Ballaststoffen (Vermahlung und Sieben)  
• 46. Bei welchem Temperaturbereich wird sterilisiert und warum? Temperaturbereich: Sterilisation beginnt bei 100°C. Bei dieser Temperatur wird die Glasübergangstemperatur der Sporen erreicht und ein Inaktivierungseffekt erzielt. Nach oben hin ist die Temperatur nur durch technische Möglichkeiten begrenzt, dass man hohe Temperaturen in sehr kurzer Zeit erreicht. Derzeitig liegt die Obergrenze bei 150°C bei Erhitzungszeiten von 1 Sekunde.   Ziele: Vegetative Formen von Mikroorganismen und ihre Sporen zu inaktivieren.
• 47. Warum sind tiefgekühlte bzw. tiefgefrorene LM haltbar? -          MIKROORGANISMEN (MO):   Senkung der Wasseraktivität durch Eisbildung (Wasser steht den MO nicht mehr zur Verfügung, Salzanreicherung im nichtgefrorenen Wasser verhindert Wachstum)   Temperatur liegt unter den idealen Wachstumsbedingungen (Schimmelpilze bis -15°C)   -          ROHSTOFFEIGENE ENZYME: Tiefe Temperaturen verzögern enzymatische Reaktionen im LM
• 48. Was sind Light-LM? Welche Typen gibt es? Light-Produkte sind LM mit gesenktem Gehalt an: -    Kalorien(40% weniger als im Vergleichsprodukt) -          Fett( 40% weniger als im Vergleichsprodukt)) -          Zucker -          Alkohol -          Kohlensäure -          Koffein
• 49. Was passiert mit LM unter Hochdruck? Wozu macht man das? Hochdruck wird in der Fest-Flüssig-Extraktion von Lebensmitteln verwendet. Als Lösungsmittel dieses Extraktionsverfahrens dient komprimiertes CO2. Dieses befindet sich im überkritischen Zustand (bei CO2 bereits bei 31°C erreicht) – seine Dichte entspricht also der im gasförmigen UND flüssigen Zustand. Eine Hochdruckextraktionsanlage besteht im Prinzip aus zwei Autoklaven (Druckbehälter), durch die das Lösungsmittel im Kreis geführt wird. Im ersten Autoklav, dem Extraktor, wird das zu trennende Substanzgemisch vom Einsatzgas CO2 unter hohem Druck und einer bestimmten Temperatur durchströmt. Die dabei herausgelösten Stoffe werden in den zweiten Autoklav, den Abscheider, transportiert und, in der Regel durch eine Druckreduktion, wieder vom Gas abgetrennt.   Vorteile von CO2 als Extraktionsmittel: -          Bakteriostatisch -          Umweltfreundlich -          Ökonomisch -          Chemisch reaktionsträge -          Bei 500 bar die selben Lösungseigenschaften wie Hexan   Pascalisation = Hochdruckverfahren zur Haltbarmachung von LM
• 50. Wie kann man Fett in LM reduzieren? Durch Einsatz von Emulgatoren (z.B. Lecithin) und Dispergierverfahren homogene Verteilung der dispersen Fettphase (möglichste kleine Partikel zur Oberflächenvergrößerung und möglichst homogene Verteilung der Fetttröpfchen für sensorischen Effekt) in der kontinuierlichen Wasserphase (O/W).   -          FETTERSATZSTOFFE: Polysaccharide und Proteinpräparate   Stärkepräparate   Pflanzengummi Synthetische Fette (z.B.: „Olestra“)

zurück  |  weiter 1 / 2