Maßnahmen zur Lebensmittelsicherheit zielen darauf ab, sicherzustellen, dass konservierte Lebensmittel keine mikrobiologische Kontaminationen oder Toxine aufweist. Der Prozess der Konservierung kann sich je nach Lebensmittel, Behälter und Kontamination unterscheiden.
Kriterien für die Lebensmittelsicherheit
Gemüse, Obst, Fleisch, Fisch und Milchprodukte können durch verschiedene Bakterien kontaminiert sein. Diese können Toxine produzieren, die manchmal sogar tödlich sein können, wie im Falle des Botulismus durch Clostridium botulinum, bei dem der Konservierungsprozess nicht durchdacht war.
Die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) hat Kriterien für die Lebensmittelsicherheit entwickelt, die auf international anerkannten wissenschaftlichen Gutachten des Codex Alimentarius basieren. Die Kriterien der Lebensmittelsicherheit legen Bedingungen fest, unter denen die Bakterien in den Lebensmitteln, wie Salmonellen, Listeria monocytogenes, Enterobacter sakazakii, Campylobacter und Clostridium usw., inaktiv werden, sodass sie keine Giftstoffe und Metaboliten produzieren können.
Sterilisation ist der Prozess, der die Bedingungen schafft, unter denen Bakterien nicht mehr wachsen und aktiv bleiben können.
Konservierung zur Sicherung der Lebensmittelsicherheit
Der Konservierungs- und Sterilisationsprozess zielt darauf ab, gesunde Lebensmittel herzustellen, die eine lange und stabile Haltbarkeit haben und den Verbraucherwünschen entsprechen:
- Herstellung von Lebensmitteln, sicher und frei von mikrobieller Kontamination.
- Begrenzung der Beeinträchtigung ihrer sensorischen Qualität, d.h. ihrer Farbe, ihres Aussehens, ihrer Textur und ihres Geschmacks.
- Vorbeugung gegen den Verlust des Nährwerts durch die Zerstörung von Vitaminen und Proteinen.
Die Sterilisation kann entweder durch thermische oder nicht-thermische Prozesse erfolgen.
Thermische Sterilisation
Die thermische Sterilisation ist das gängigste Verfahren, bei dem es zwei Verfahren gibt, die Retorten- und die aseptische Verarbeitung.
- Die Retortenverarbeitung umfasst unsterilisierte, rohe oder gekochte Lebensmittel, die in Dosen abgefüllt und hermetisch verschlossen und anschließend einer thermischen Sterilisation unterzogen werden. Sie wird daher auch als In-Container-Sterilisation bezeichnet. Dies ist die traditionelle Methode, die seit mehr als 200 Jahren angewendet wird und immer noch gerne für feste Lebensmittel verwendet wird.
- Bei der aseptischen Verarbeitung werden Lebensmittel, in der Regel Flüssigkeiten, sterilisiert und dann unter aseptischen Bedingungen in sterilisierte Behälter abgefüllt. Dies ist eine moderne Methode, die in den 1940er Jahren entwickelt wurde.
Thermischer Prozess
Im thermischen Prozess, bei dem Dosen und Lebensmittel erhitzt werden, benötigt die Retortenverarbeitung, bei der sich Lebensmittel in Dosen befinden, eine höhere Temperatur für die Sterilisation. Dosen werden durch direkte oder indirekte Erwärmung im Autoklaven schnell auf 130-145 °C erhitzt. Anschließend wird die Temperatur für einen bestimmten Zeitraum gehalten und anschließend schnell abgekühlt.
Die Temperatur und die Dauer der Sterilisation sind dabei wichtige Faktoren. Je höher die verwendete Temperatur, desto geringer ist die Sterilisationszeit, die benötigt wird, um die Mikroorganismen abzutöten. Die Dauer der Sterilisation, die erforderlich ist, um Mikroben abzutöten, wird als ‘fatale Zeit’, bezeichnet und hängt auch
- vom Material und den Abmessungen der Metallverpackung,
- den zu verarbeitenden Lebensmitteln,
- und der Art und Anzahl der kontaminierenden Mikroben ab.
Art der Verpackung
Die Größe und Art des Metallbehälters kann die Dauer des Sterilisationsprozesses beeinflussen, da größere Dosen mehr Lebensmittel enthalten. Darüber hinaus sind je nach Form unterschiedliche Erwärmungszeiten erforderlich, um das Zentrum einer Dose (Kaltpunkt genannt), in dem die Wärme zuletzt ankommt, erfolgreich zu sterilisieren. In der folgenden Abbildung, die von der Food Agriculture Organization aufgenommen wurde, wird der gleiche Lebensmittelgehalt, Fleisch, in Dosen aus dem gleichen Material verpackt. Die Dosen haben die gleiche Grundfläche von 99 mm, aber unterschiedliche Höhen von 36, 63 und 113 mm. Die höheren Dosen benötigen mehr Zeit für die Sterilisation, da es länger dauert, bis der Kaltpunkt erwärmt wird.
Bildnachweis: FAO - Hinweis: Diese Grafiken zeigen das Verhalten von 3-teiligen Dosen. Dosen mit 2 Teilen können sich völlig anders verhalten.
Metalldosen können rund, oval, elliptisch und rechteckig sein. In Anbetracht der unterschiedlichen Formen und Kapazitäten gibt es mindestens 60 verschiedene Arten von Dosen. Infolgedessen gibt es eine breite Palette von Sterilisationsverfahren, die nur Dosen berücksichtigen.
Nicht-thermische Sterilisation
Es gibt viele neue Techniken der nicht-thermischen Sterilisation, wie beispielsweise die Hochdruck-, Elektrostrahl-Aseptik und mikrowellenunterstützte Pasteurisierung. Die wichtigste nicht-thermische Methode, die häufig zur Sterilisation von Lebensmitteln eingesetzt wird, ist der Hochdruck.
Hochdruck-Sterilisation
Die Hochdrucksterilisation ist eine neue Technik, die für Flüssigkeiten und feste Lebensmittel entwickelt wurde, um dem Wunsch der Verbraucher nach einer besseren Lebensmittelästhetik nachzukommen. Sie kann sowohl für die Retorten- als auch für die aseptische Verarbeitung eingesetzt werden, bei der hohe Drücke zwischen 50 und 1000 MPa auf das Nahrungsgut aufgebracht werden, um es ohne Hitzeeinwirkung zu sterilisieren. Die Vorteile sind
- die Deaktivierung von Mikroorganismen und Enzymen,
- die Erhaltung von Farbe, Textur, Geschmack und Nährstoffgehalt im Vergleich zur Hitzesterilisation und
- die Unterstützung bei anderen lebensmittelverarbeitenden Prozessen wie dem Gefrieren
Die thermische Hochdrucksterilisation (HPTS) ist eine Innovation, die 2018 entwickelt wurde und sowohl Wärme als auch Hochdruck nutzt und alle Vorteile der Hochdrucksterilisation bietet. Es wird für den Einsatz in Fertiggerichten in Metallverpackungen erwogen.
Wachsendes Innovationsfeld
Da das Sortiment an Lebensmittel-, Gemüse-, Obst-, Fleisch-, Saft- und Milchprodukten, die in Dosen verpackt werden, wächst und sich die Form des Verpackungsmaterials ändert, werden ständig neuere Techniken und Geräte zur Sterilisation entwickelt, um mit der Marktnachfrage Schritt zu halten.
