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DE102013006579A1 - Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren - Google Patents

Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren Download PDF

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DE102013006579A1
DE102013006579A1 DE102013006579.8A DE102013006579A DE102013006579A1 DE 102013006579 A1 DE102013006579 A1 DE 102013006579A1 DE 102013006579 A DE102013006579 A DE 102013006579A DE 102013006579 A1 DE102013006579 A1 DE 102013006579A1
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semi
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Fritz Kortschack
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Triton GmbH
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DIL Deutsches Institut fuer Lebensmitteltechnik eV
Triton GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren, wobei eine Hochdruckbehandlung der Ware unter Beachtung einer produktspezifischen Haltezeit zur gezielten Keimreduzierung ohne Erhitzungsprozesse bei der Fertigung der Ware vorgenommen wird. Im Anschluss erfolgt ein Verpacken und Lagern der Waren sowie Verbringen zum Verbraucher, wobei dort eine verzehrgerechte thermische Erwärmung der Ware, insbesondere mit Blick auf die gewünschte Schnittfestigkeit realisiert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren gemäß Anspruch 1.
  • Die Hochdruckbehandlung von Lebensmitteln ist ein Verfahren zur Haltbarmachung und Modifizierung selbiger. Hierbei werden Lebensmittel üblicherweise für wenige Sekunden bis zu mehreren Minuten hydrostatischen Drücken über 150 MPa unterworfen. Ein solches Hochdruckverfahren ermöglicht es, bei niedrigen Temperaturen Mikroorganismen abzutöten und Enzyme zu inaktivieren, während lebensmitteltechnisch wertgebende niedermolekulare Verbindungen wie Vitamine, Farb- und Aromastoffe weitgehend unbeeinflusst und erhalten bleiben.
  • Aus der DE 10 2008 048 543 B4 sowie der DE 10 2010 010 118 A1 ist zu entnehmen, dass die Lebensmittelsicherheit durch eine Hochdruckbehandlung verbessert werden kann. Die Produkteigenschaften der Fertigwaren können durch den Zeitpunkt, die Druckhöhe, die Dauer und die Häufigkeit der Hochdruckbehandlung während des Produktionsvorgangs gesteuert werden.
  • Eine Alternative zur Haltbarkeitsverlängerung von Lebensmitteln ist die klassische Hitzebehandlung. Werden derartige hitzebehandelte Produkte für den Endverbrauch erwärmt, tritt jedoch oft der Fall ein, dass die gewünschte Knackigkeit verloren geht, die Produkte fade schmecken und schlaff sind.
  • Aus dem Vorgenannten ist es Aufgabe der Erfindung, ein weiterentwickeltes Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren anzugeben, welches einerseits sicherstellt, dass eine beträchtliche Gesamtkeimreduzierung erfolgt und dadurch die Haltbarkeit der Produkte oder Halbfertigprodukte, insbesondere unter Kühlung verlängerbar ist, wobei ergänzend die Möglichkeit bestehen soll, die entsprechenden Produkte beim Endverbraucher thermisch zu behandeln, d. h. zu erwärmen, um zum Verzehr geeignet zu sein, ohne dass es zu geschmacklichen und insbesondere negativen Beeinflussungen der Produktkonsistenz kommt.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Verfahren gemäß der Lehre nach Anspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
  • Es wird demnach von einem Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren ausgegangen, wobei die Hochdruckbehandlung der Ware unter Berücksichtigung einer produktspezifischen Haltezeit zur gezielten Keimreduzierung ohne separate oder zusätzliche Erhitzungsprozesse bei der Fertigung der Ware vorgenommen wird.
  • Im Anschluss erfolgt ein übliches Verpacken und Lagern der Waren sowie ein Verbringen zum Verbraucher unter Beachtung gegebenenfalls erforderlich werdender Kühlstrecken. Letztendlich wird eine verzehrgerechte Erwärmung der Ware vorgenommen, die zu einer Gemengeverfestigung und den Erhalt einer gewünschten Schnittfestigkeit führt.
  • Ausgestaltend findet die Hochdruckbehandlung in Druckbereichen zwischen 3000 bar und > 6000 bar, bevorzugt 4000 bar bis 6000 bar, bei Haltezeiten zwischen 2 und 5 Minuten, bevorzugt im Wesentlichen 3 Minuten statt.
  • Vor der Hochdruckbehandlung kann ausgestaltend eine Zugabe von antimikrobiellen Substanzen wie Nitritpökelsalz oder dergleichen erfolgen.
  • Ebenso besteht die Möglichkeit, der Ware vor der Hochdruckbehandlung CO2 zuzuführen oder eine Beaufschlagung mit CO2 vorzunehmen.
  • Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, vor der eigentlichen Hochdruckbehandlung Bakteriophagen den zu behandelnden Rohmaterialien zuzuführen. Diese Bakteriophagen dienen der Inaktivierung von möglicherweise vorhandenen pathogenen Keimen. In diesem Sinn kann auch die Zugabe von Bakteriophagen während der Aufbereitung von Rohmaterialien vorgenommen werden. Hierbei ist auf jeden Fall sicherzustellen, dass die in diesem Sinn nützlichen Bakteriophagen nicht vorhandene bzw. eingesetzte Schutz- oder Starterkulturen inaktivieren. Die eingesetzten Bakteriophagen, die für den menschlichen Organismus unproblematisch sind, infizieren problematische Bakterienzellen mit ihrem Erbgut. Die Wirtzelle wird dann zur Phagenproduktion veranlasst und der Krankheitserreger zerstört sich quasi selbst. Beispielsweise kann durch den Einsatz von Viren bei vom Campylobacter befallenem Geflügel der Befall um über 90% gesenkt werden. Ähnliches gilt für gefährliche Salmonellen und Koli-Bakterien.
  • Bei einem gewünschten teilweisen oder vollständigen Ersatz tierischen Eiweißes durch pflanzliches Eiweiß wird das pflanzliche Eiweiß zur Keimreduzierung einer separaten Hochdruckbehandlung unterzogen, wobei im Vorfeld die in der Regel gemahlen und in trockener Form vorliegenden Pflanzeneiweiße vor der Hochdruckbehandlung durchfeuchtet, d. h. hydratisiert werden.
  • Die zeitlich nachgelagerte thermische Behandlung eines im Vorfeld durch Hochdruckanwendung keimreduzierten Rohmaterials, dessen Protein durch Druckbehandlung denaturiert wurde, führt aufgrund der später durchgeführten thermischen Behandlung zu einer gesteigerten Verfestigung des Gemenges.
  • Eine solche Behandlung ermöglicht die Fertigung von Produkten, die durch Hochdruckbehandlung quasi „kaltpasteurisiert” und haltbar gemacht wurden und zu einem späteren Zeitpunkt nach Tagen oder Wochen durch einen Erhitzungsvorgang an Festigkeit bzw. Konsistenz gewinnen, was der Qualität des Fertigprodukts zugute kommt.
  • Bei herkömmlichen Verfahren des Standes der Technik nimmt die Konsistenz von durch Wärmebehandlung denaturierten Lebensmitteln mit jeder zusätzlichen Hitzebehandlung ab, was für das Fertigprodukt von erheblichem Nachteil ist. So können beispielsweise Würstchen, die an sich schmackhaft und knackig sind, nach mehrfacher Erwärmung fade schmecken und einen schlaffen Zustand aufweisen.
  • Während der kalten Pasteurisation von geformtem, jedoch rohem Wurstbrät mittels Hochdruckbehandlung gehen keine Aroma- oder Geschmacksstoffe verloren. Ebenso wenig erfolgt ein Eiweißverlust. Die erforderliche verzehrrelevante Erwärmung gestattet dem Verbraucher das Erlebnis eines quasi „kesselfrischen” Produkts.
  • Für die erfindungsgemäße Behandlung sind Brühwürstchen, Leberkäse und dergleichen besonders gut geeignet.
  • Anhand der nachstehenden Tabelle ist zu entnehmen, dass durch die Hochdruckbehandlung (HPP) von rohem Brät eine beträchtliche Gesamtkeimreduzierung möglich ist und dadurch die Haltbarkeit des Halbfertigprodukts unter Kühlung über mehrere Wochen verlängert werden kann.
  • Den Messdaten gemäß nachstehender Tabelle ist ebenfalls zu entnehmen, dass zur Erzielung der gewünschten Konsistenz bzw. Schnittfestigkeit sich nach der Hochdruckbehandlung eine thermische Behandlung anzuschließen hat. Diese finale Temperierung des keimreduzierten Ausgangsmaterials kann jedoch erfindungsgemäß zeitlich versetzt beim Verbraucher erfolgen, wodurch der Erhitzungsprozess während der Fertigung entfällt und eine Energieeinsparung im Produktionsprozess gegeben ist.
  • Durch Varianten bei der Wahl des Druckbereichs, der Haltezeit und nachfolgender Erhitzungsdauer bzw. Kerntemperaturerreichung können Produktionsbetriebe die Produkteigenschaften der Fertigwaren entsprechend den jeweiligen Vorgaben beeinflussen oder einstellen.
    Produkt aerobe Gesamtkeimzahl Schnittfestigkeit; Kraft [N]
    Brühwurst unbehandelt roh 1,2 × 107 Messung nicht möglich
    Brühwurst HPP 4000 bar; 3 Min. Haltezeit 5,7 × 103 1,48
    Brühwurst HPP 5000 bar; 3 Min. Haltezeit 1,5 × 103 1,62
    Brühwurst HPP 6000 bar; 3 Min. Haltezeit 3,3 × 103 1,89
    Brühwurst HPP 4000 bar + gegart 68°C Kern 1,9 × 102 4,27
    Brühwurst HPP 5000 bar + gegart 68°C Kern 30 3,98
    Brühwurst HPP 6000 bar + gegart 68°C Kern 20 4,00
  • Die zur Haltbarmachung hochdruckbehandelten, angesalzenen Rohstoffe, z. B. zur Herstellung von Rohwurst, verfügen nach einer derartigen Behandlung weiterhin über die für die Produktion von Rohwurst relevanten Eigenschaften zur Steuerung der biochemischen Vorgänge.
  • Es ist bekannt, zur Vermeidung von Gesundheitsschäden durch den Verzehr von Rohdauerwaren in der Regel derartige Produkte nach der Absäuerung einer Wärmebehandlung zu unterziehen. Diesen Produkten kann zwar nach der Wärmebehandlung weiterhin Wasser entzogen werden, aber die erfolgte Denaturierung der Proteine verhindert einen für die Rohdauerware erforderlichen Reifeprozess.
  • Rohstoffe zur Produktion von Rohdauerwaren, hier am Beispiel von kurz gereiften streichfähigen Produkten dargelegt, werden vor der Hochdruckbehandlung mit Nitritpökelsalz angesalzen und nach erfolgter Umrötung einer Hochdruckbehandlung unterzogen. Durch die Kombination von Druck, Einwirkzeit, Temperatur und antimikrobiellen Substanzen z. B. Nitritpökelsalz oder druckresistenten Bakteriozin bildenden Starterkulturen, werden pathogene Keime (Salmonellen, Listerien, EHEC usw.) aber auch Schimmelpilze inaktiviert, wobei durch Wahl der geeigneten Parameter eine Reduktion der pathogenen Mikroorganismen erfolgt, jedoch die Rohstoffeigenschaften, die zur Produktion von schnitt- und streichfähigen Rohdauerwaren erforderlich sind, erhalten bleiben und nicht, wie bei einer Hitzebehandlung, zerstört werden.
  • Ebenso besteht die Möglichkeit, der Ware vor der Hochdruckbehandlung CO2 zuzuführen oder eine Beaufschlagung mit CO2 vorzunehmen.
  • Die unten stehende Tabelle zeigt beispielhaft drei unterschiedliche Druckhöhen für die Behandlung von Rohwurstbrät sowie die Gesamtkeimzahl auf.
    Produkt; ohne Zugabe von Starterkulturen aerobe Gesamtkeimzahl
    Rohwurstbrät unbehandelt 3,3 × 105
    Rohwurstbrät HPP 4000 bar; 3 Min. Haltezeit 2,4 × 104
    Rohwurstbrät HPP 5000 bar; 3 Min. Haltezeit 4,4 × 103
    Rohwurstbrät HPP 6000 bar; 3 Min. Haltezeit 2,0 × 102
  • Das hochdruckbehandelte Rohmaterial wurde unter Zugabe von Gewürzen und insbesondere Starterkulturen (Schutzkulturen) zur pH-Wert-Absenkung, auf die gewünschte Korngröße zerkleinert, anschließend in Därme gefüllt und der üblichen Reifeprozedur (Temperieren, Trocknen und Räuchern) unterzogen. Trotz erfolgter Eiweißdenaturierung durch den Hochdruckeinfluss konnte eine Rohwurst mit den typischen Produkteigenschaften produziert werden.
  • In diesem Zusammenhang ist darauf zu verweisen, dass die Zugabe von aktiven Schutz- bzw. Starterkulturen möglichst umgehend nach Entnahme des Rohmaterials aus der während der Hochdruckbehandlung eingesetzten wasserundurchlässigen Schutzhülle erfolgen sollte, damit sich keine unerwünschten Keime auf dem keimarmen Rohmaterial ansiedeln können.
  • Die nach dem zuvor geschilderten Vorgehen produzierte streichfähige Teewurst verfügte über alle Produktmerkmale, die an ein derartiges Erzeugnis gestellt werden.
  • Damit tierisches Eiweiß während der Produktion von Lebensmitteln durch pflanzliches Eiweiß ersetzt werden kann, ist besonders beim Einsatz dieses Rohstoffs für die Fertigung von Rohwurst darauf zu achten, dass das eingesetzte Produkt unbelastet ist, um zu vermeiden, dass dadurch Keime oder Schimmelpilze in das Rohbrät eingetragen werden.
  • In der Regel liegen Pflanzeneiweiße gemahlen in trockener Form vor und müssen vor ihrer Verwendung hydratisiert werden. Bei einer trockenen Verarbeitung in Rohwurstbrät, würde das Pflanzeneiweiß bei höherer Dosierung so viel Feuchtigkeit binden, dass den eingesetzten Schutz- bzw. Starterkulturen die Lebensgrundlage entzogen würde und keine Reifung erfolgen könnte. Ab einer Dosierung größer 3% an pflanzlichen Eiweißen, sind starke Veränderungen der Rohwurstprodukteigenschaften abzusehen.
  • Darüber hinaus ist die Anfeuchtung trockener Pflanzeneiweiße auch für eine wirkungsvolle Hochdruckbehandlung zur Inaktivierung von Keimen oder Schimmelpilzen unumgänglich. Die erwünschte (hydrostatische) Hochdruckwirkung setzt einen Mindestfeuchtigkeitsgehalt voraus. Beim Einsatz eines heißen Mediums zur Benetzung des Pflanzeneiweißes können Sporenbildner zum Auskeimen gebracht werden, wobei eine sich zeitnah anschließende Hochdruckbehandlung dafür sorgt, dass eine dauerhafte Inaktivierung der Sporen erfolgt.
  • Durch die kombinierte Anwendung aus Hydratisierung, evtl. thermischer Beeinflussung, weitere Modifikation und Hochdruckbehandlung der pflanzlichen Eiweiße kann ein auch für die Rohwurstproduktion idealer sicherer Rohstoff gewonnen werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102008048543 B4 [0003]
    • DE 102010010118 A1 [0003]

Claims (8)

  1. Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren mit folgenden Schritten: – Hochdruckbehandlung der Ware unter Berücksichtigung einer produktspezifischen Haltezeit zur gezielten Keimreduzierung ohne Erhitzungsprozesse bei der Fertigung der Ware; – Verpacken und Lagern der Waren sowie Verbringen zum Verbraucher; – verzehrgerechte, thermische Erwärmung der Ware durch gleichzeitigen Erhalt der gewünschten Wareneigenschaften wie insbesondere der Schnittfestigkeit.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochdruckbehandlung bei Drücken im Bereich zwischen 3000 bar und > 6000 bar, insbesondere 4000 bar bis 6000 bar, und unter Beachtung einer Haltezeit zwischen 2 und 5 Minuten, insbesondere 3 Minuten erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Hochdruckbehandlung eine Zugabe von antimikrobiellen Substanzen wie Nitritpökelsalz vorgenommen wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ware vor der Hochdruckbehandlung CO2 zugeführt oder eine Beaufschlagung mit CO2 vorgenommen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein vollständiger oder teilweiser Ersatz des tierischen Eiweißes in der Ware durch pflanzliches Eiweiß vorgenommen wird, wobei das eingesetzte pflanzliche Eiweiß einer separaten Hochdruckbehandlung unterzogen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das pflanzliche Eiweiß vor der Hochdruckbehandlung hydratisiert, d. h. befeuchtet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Hochdruckbehandlung den zu behandelnden Materialien Bakteriophagen zur Inaktivierung pathogener Keime oder Bakterien hinzugefügt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Aufbereitung der Rohmaterialien oder Halbfertigwaren Bakteriophagen zugegeben werden, wobei die Zugabe derart erfolgt, dass vorhandene oder eingesetzte Schutz- oder Starterkulturen in ihrer Wirksamkeit nicht beeinträchtigt sind.
DE102013006579.8A 2012-10-12 2013-04-16 Verfahren zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch Hochdruckbehandlung von Rohmaterialien oder Halbfertigwaren Withdrawn DE102013006579A1 (de)

Priority Applications (5)

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US14/434,889 US20150282516A1 (en) 2012-10-12 2013-09-11 Method for increasing food safety by means of a high-pressure treatment of raw materials or semifinished products
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