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Konservierungsverfahren. Ziele: Verhinderung oder Verzögerung des mikrobiologischen bzw. biochemischen Verderbs von Lebensmitteln. Physikalische Verfahren Thermische Verfahren Biologische Verfahren. Physikalische Konservierungsverfahren.
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Konservierungsverfahren Ziele: Verhinderung oder Verzögerung des mikrobiologischen bzw. biochemischen Verderbs von Lebensmitteln • Physikalische Verfahren • Thermische Verfahren • Biologische Verfahren
Physikalische Konservierungsverfahren Entzug des freien, verfügbaren Wassers für das Mikroorganismenwachstum • Trocknen • Salzen • Zuckern • Tieffrieren • Kühlen • Vakuumieren
Konservierung von Lebensmitteln Einteilung der Lebensmittel nach pH-Wert
Sterilisation . Die Sterilisation ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem im Kern, d. h. im thermisch ungünstigsten Punkt des Produktes, Temperaturen über 100 °C erreicht werden. In der Regel liegen die Temperaturen bei 105 bis 130 °C. Zum Erreichen dieser Temperaturen muß Druck aufgebaut werden. Produkte, deren pH - Wert > 4,5 und/oder deren aw - Wert > 0,95 ist, werden sterilisiert, um die Haltbarkeit einer Voll- oder Tropenkonserve bei normaler Lagertemperatur zu erzielen. D - Wert Dezimale Reduktionszeit, Destruktionswert bzw. Kennwert für die Thermostabilität von vegetativen Formen und Sporen von Mikroorganismen. Der D - Wert gibt die notwendige Zeit in Minuten an, die bei einer bestimmten konstanten Temperatur benötigt wird, um 90 % der vegetativen Zellen oder Sporen einer bestimmten Keimart abzutöten. Mit dem D-Wert von —Richtkeimen wird der anzustrebende —F-Wert berechnet. Thermische Konservierungsverfahren - Sterilisation
z:t:T:RT:F: z-Wert [°C]Einwirkungszeit [min]Behandlungstemperatur [°C]Referenztemperatur [°C]Sterilisationswert [min] Z - Wert Der z - Wert gibt die Temperaturgrade in °C an, um die eine bestimmte Temperatur erhöht bzw. erniedrigt werden muß, wenn die gleiche Keimabtötung oder chemische Veränderung (nämlich 90 %) in einem Zehntel bzw. dem Zehnfachen der ursprünglichen Zeit erreicht werden soll. Thermische Konservierungsverfahren - Sterilisation Sterilisationswert: Maß für die Abtötung von Bakterien und Sporen
Thermische Konservierungsverfahren - Sterilisation Bestimmung des F-Wertes nach dem 12-D- Konzept Reduktion der Ausgangskeimzahl von Clostridium botulinum um 12 Zehner-potenzen. Das heisst, auf 1:1'000'000'000'000. - Oder anders ausgedrückt: Von 1 Billarde Clostridium botulinum-Sporen darf nur maximal eine die Hitzebehandlung überleben. Clostridium botulinum F = 2,5 min Bacillus stearothermophilus F = 18 min gilt für Tropenkonserven
z:t:T:RT:P: Pasteurisation z-Wert [°C]Einwirkungszeit [min]Behandlungstemperatur [°C]Referenztemperatur [°C]Pasteurisationswert [min] Die Pasteurisation ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem im Kern Temperaturen von <100 °C erzielt werden. Inder Regel liegen sie bei 80 bis 95 °C. Für HTST - Verfahren kann das Heizmedium durchaus eine Temperatur von mehr als 100 °C haben, doch die im Kern erreichten Temperaturen liegen unter 100 °C. Die Pasteurisation stellt eine Teilentkeimung dar, durch welche nur die vegetativen Formen der Mikroorganismen erfaßt werden. Um ein längerfristig haltbares Produkt (Vollkonserve) zu erhalten, muß entweder der pH - Wert < 4,5 bzw. der aw - Wert < 0,95 sein oder aber eine Kühlung bei Temperaturen < 5 °C stattfinden. Thermische Konservierungsverfahren - Pasteurisation Pasteurisationswert: • Anwendung nur in Kombination mit anderen Verfahren: • - Ansäuern • Kühlung • Salzen • Begasen
Pediocin Lacto- peroxi dase Nisin Diacetyl Mikrobiologische Konservierung Primäre Stoffwechselprodukte - Milchsäure - Propionsäure - Essigsäure Sekundäre Stoffwechselprodukte - Bakteriozine - Diazetyl Small peptides Organic acids Hydrogen peroxide Biokonservierung Biochemische Konservierung z. B. durch Enzyme (Lysozym, Lipase, Lactoperoxidase usw.)
Mikrobiologische Konservierungsverfahren • Primäre Stoffwechselprodukte • Milchsäurebakterien • - Milchprodukte • - Sauerkraut • Sekundäre Stoffwechselprodukte • Lactobacillus plantarum und Propionibacterium freudenreichii • - Schutz vor Hefen und Schimmelpilzen in Milchprodukten • ACL01 • - Schutz vor Listerien • Pediococcus sp. • - Schutz vor Salmonellen • Lactococcus lactis ssp. • - Schutz vor Clostridien
Schutzkulturen • Schutzkulturen werden Lebens – oder Futtermittel mit dem Ziel zugesetzt, • pathogene und/oder Lebensmittel-verderbende Mikroorganismen zu hemmen • ▶ Minimierung des Hygienerisikos • ▶ Verlängerung der Haltbarkeit durch eine gezielte Hemmung • von Lebensmittel-verderbenden Mikroorganismen • Sollen die unerwünschten Mikroorganismen hemmen, ohne einen negativen Einfluss auf die Sensorik oder organoleptische Charakteristik des Lebensmittels auszuüben.
Bakteriozine – Nisin als Beispiel • Inhibierung der Spätsäuerung / Stop der Säuerung • (Inhibierung von Streptococcus thermophilus) • Inhibierung von Clostridium tyrobutyricum in • Schnittkäse • Bakteriozin-induzierte Lyse von Starterkulturen • für verbesserte Aromabildung
Bakteriozine – Zusammenfassung • Grenzen eines Einsatzes von Bakteriozin-bildenden Schutzkulturen in Lebensmitteln: • kein Schutz gegen gram-negative Bakterien • Stämme einer pathogenen, gram-positiven Bakterienart können unterschiedlich sensitiv gegenüber einem Bakteriozin sein • Bakteriozine können Fermentationsprozesse durch die Hemmung von Starterkulturen beeinflussen • geringe Diffusionsgeschwindigkeit der Bakteriozine im Lebensmittel • Bindung der Bakteriozine z.B. an Phospholipide in Fleisch • Inaktivierung im Lebensmittel durch Proteasen • Resistenzbildungen
