DE3639412A1

DE3639412A1 - Pasteurisierung und sterilisierung von pulverfoermigen und stueckigen lebensmitteln, gewuerzen und arzneimitteln sowie genussmitteln mittels hochfrequenz oder ultrahochfrequenz

Info

Publication number: DE3639412A1
Application number: DE19863639412
Authority: DE
Inventors: Edward Dr Mohr
Original assignee: ARO LAB
Current assignee: ARO LAB
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-06-16
Also published as: DE3639412C2

Description

Pulverförmige und stückige Lebensmittel haben im allgemeinen eine hohe Keimzahl und enthalten auch generell pathogene Keime. Beispielhaft seien die Keimzellen einiger stückiger und pulverförmiger Lebensmittel in den folgenden Tabellen aufgeführt (siehe Tabelle 1 und 2).

Tabelle 1

Keimzahlen in unbehandelten Gewürzen und anderen Lebensmitteln

Gesamtkeimzahl/g

Matepulver357 500 000 Folia Menthaepulver146 000 000 Guarmehl 14 000 Psyllinussamen 7 700 000 Semaehülsen 3 950 000 Pistazien grün 5 500 000 (Coli positiv Hefen) 5 500 000 101 500 Traganth 7 000 000 Traganth 78 500 000 Traganth 7 000 000 Traganth 152 000

Wenn man nun diese Lebensmittel oder Arzneimittel mittels Wärme auf 100-130°C bringen will, so benötigt man bis zu 24-48 Stunden. Dies ist ein nicht vertretbarer Energieaufwand. Dazu kommt, daß durch die lange Hitzeeinwirkung der Nährwert vermindert wird, indem die Proteine oxydieren, und daß die Aromastoffe bzw. die Wirkstoffe verdampfen und kondensieren. Das Lebensmittel oder Arzneimittel verliert sein Charakteristikum.

Als Alternative bietet sich noch die Bestrahlung mit 80 Cobalt-Gammastrahlung an. Das Verfahren ist lebensmittelrechtlich und für Arzneimittel verboten und wissenschaftlich umstritten. Bei der 60 Co-Gammastrahlung werden die meisten Quellstoffe zerstört, was oft sehr unerwünscht ist.

Es ist nun vom Sterilisieren in Autoklaven bekannt, daß man feuchte Hitze benötigt, um die Mikroben resp. Sporen abzutöten. Dabei werden 100% rel. Feuchtigkeit und 100-130°C über Zeiträume von 10-30 Minuten benötigt. Pulverförmige Lebensmittel und Arzneimittel würden unter diesen Bedingungen aufquellen, verkleben, verklumpen und nicht mehr im Kern die maximale Temperatur von 110-130°C erreichen.

Gerhardt (U. Gerhardt u. H. P. Röwer, Fleischwirtschaft, 65, 718 [1985]) berichtet nun, daß man auch mittels Hochfrequenz Gewürze nicht pasteurisieren (Gesamtkeimzahlsenkung um 90%) kann und daß man, wenn man die Keimzahl senken will, bestimmte Mengen an Wasser, 5%, 10% oder 15%, zum Gewürz vorher zusetzen muß. Dies hatten E. Mohr und H. Hanne (E. Mohr u. H. Hanne, Gordian, 32 [5], 230 [1981]) auch vorher schon berichtet, wobei diese Autoren Äthanol als technischen Hilfsstoff in der Größenordnung von 2,5-10% verwendeten.

Der erfinderische Gedanke beruht nun darauf, daß die pulverförmigen Lebensmittel in größeren Gebinden à 10-40 kg in Polyäthylensäcken oder anderen Kunststoffsäcken verpackt werden müssen und in 2-10 Minuten ohne Wasserzusatz auf die maximale Temperatur - bedingt durch ihren natürlichen Wassergehalt - erhitzt werden. Dies ist, je nach Produkt, 110-130°C.

Nach Erreichen dieser Temperatur und dem maximalen Anodenstrom wird so lange weiter erhitzt, bis der Anodenstrom auf den ursprünglichen Anfangswert der Anlage zurücksinkt. Dann muß das aufgeheizte Gut in den Kartons mit dem jetzt verschlossenen Polysack, je nach der gewünschten End-Gesamtkeimzahl, auf der erzielten maximalen Temperatur im Heizschrank von 110-130°C für mindestens fünf Minuten bis 60 Minutenn gehalten werden.

Im Detail sieht das wie folgt aus:

Um die Erhitzungszeiten auf ein vernünftiges Maß zu senken, muß der Arbeitskreis an den Grundkreis der HF-Anlage angepaßt werden. Der erfinderische Gedanke beruht nun darauf, solange die HF-Behandlung durchzuführen, bis das Maximum des Anodenstroms überschritten wird und auf seinen Anfangswert zurückgesunken ist. Nur dann kann die Mikrobenzahl gesenkt werden.

Wenn man dagegen bei höchstem Anodenstrom - sprich der höchsten Energieaufnahme und der größten relativen Feuchte im Material - aufhört, dann hat man z. B. bei Pfeffer oder Traganth oder Zimt eine Erhöhung der Mikrobenzahl gegenüber der unbehandelten Ware zu verzeichnen.

Der erfinderische Gedanke beruht nun darauf, die HF-Behandlung weiter fortzusetzen, obwohl die gesamte Energieaufnahme laufend sinkt und obwohl das freie verdampfbare Wasser prozentual sinkt, weil nur dann die Mikrobenzahl gesenkt wird.

Eine weitere Senkung der Keimzahl kann dann erreicht werden, wenn man unmittelbar nach der obigen HF-Behandlung die Ware für 5-60 Minuten im Wärmeschrank bei der maximalen Temperatur während der HF-Behandlung hält und dann erst abkühlen läßt.

Tabelle 3

Zeit-, Temperatur-Anodenstromkurve bei schwarzem Pfeffer, gemahlen

Die korrespondierende Mikrobenzahlsenkung - siehe Tabelle 5, Pfeffer schwarz, vom 24. 04. 86 und 06. 03. 86.

In Tabelle 4 sind einige Beispiele für die maximale Temperatur und die Ausgangswassergehalte sowie die Änderung der Wassergehalte nach der Behandlung wiedergegeben.

Tabelle 4

Die in der Literatur angegebene Verwahrensweise (U. Gerhardt u. H. P. Röwer, Fleischwirtschaft, 65, 718 [1985] und E. Mohr u. H. Hanne, Gordian, 32 [5], 230 [1981]) mit H₂O oder Äthanolzusatz führt zu Gewichtsverlusten von 15-10% während der Behandlung.

Durch unsere Verfahrensweise hat man nur mit Wasserverlusten von 2-4% zu rechnen, wodurch auch weniger Aromaverluste bei Gewürzen - sprich wasserdampfflüchtige Stoffe - auftreten, als wenn man Wasser zusetzt und dann erhitzt. Bei zugesetztem Wasser kann man zwar mit kleineren Feldstärken arbeiten, aber man hat auch mehr verdunstetes Wasser und damit mehr Aromaverluste.

In der folgenden Tabelle 5 sind einige Beispiele für die Senkung der Gesamtkeimzahl und die Abtötung von coliformen Keimen aufgeführt:

Tabelle 5

Keimzahlen in behandelten und unbehandelten Gewürzen und anderen Lebensmitteln

Tabelle 6

Behandelte und unbehandelte Quellmittel, Tees, Pistazien

Man kann also so nicht nur pasteurisieren, sondern kommt schon in den Sterilbereich.

Selbstverständlich lassen sich auch Variationen des Verfahrens durchführen. So wird durch Zusatz von 5% NaCl die Erhitzungszeit um 50% verkürzt, weil NaCl ein Dipol ist. Man kann auch durch Zusätze von Genußsäuren, wie Essigsäure, Weinsäure, Zitronensäure, Glukonsäure, Propionsäure, Sulfiten sowie Extrakten aus Gewürzen mit antibakteriziden Stoffen, wie Salbei, Kastanie usw., die Abtötungsrate für Mikroben wesentlich erhöhen. Hier handelt es sich um Zusätze von 0,01-10%.

Claims

1. Der Anspruch ist dadurch gekennzeichnet, daß pulverförmige Lebensmittel, Gewürze oder Arzneimittel sowie Genußmittel in offener Verpackung ohne Zusätze so lange eine HF-Behandlung unterworfen werden, bis der Anodenstrom (Energieaufnahme) wieder auf seinen Anfangswert sinkt.

2. Nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die behandelte Ware bei der maximalen Temperatur des Produktes im Wärmeschrank gehalten wird, und zwar für 0 bis 60 Minuten.

3. Nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Produkt vor Behandlungsbeginn andere Produkte mit Dipoleigenschaften, wie Kochsalz und Äthanol, in Mengen von 0,01-10% zugesetzt werden, um die Temperaturen schneller und höher ansteigen zu lassen.

4. Nach Patentanspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Produkt vor der Behandlung Genußsäuren oder Ascorbinsäure, Sulfite und bakterizide Stoffe in Mengen von 0,1 bis 5% zugesetzt werden, mit dem Ziel, die Mikroben schneller absterben zu lassen.