DE3721762C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entkeimung von
Lebensmitteln, insbesondere von Gewürzen und Trocken
früchten, wobei die Entkeimung im stückigen (nicht ge
mahlenen) Zustand der Lebensmittel erfolgt, und bei dem
die stückigen Lebensmittel auf ihrer Oberfläche
befeuchtet werden, bevor sie in einem Mikrowellenfeld
einer Trocknung unterzogen werden.
Im Bereich der Lebensmittelindustrie, und hier vor al
lem bei den Gewürzen, spielt die Entkeimung eine wich
tige Rolle. Üblicherweise werden Gewürze, beispiels
weise Pfefferkörner, oder Trockenfrüchte oder derglei
chen nach der Ernte zunächst getrocknet und längere
Zeit gelagert. In dieser Phase können die Oberflächen
der Gewürze hoch verkeimen. Es handelt sich hauptsäch
lich um Pilzsporen (bis zu 106 K/G) und Sporen der
Bacillecae. Darunter befinden sich potentielle
Miycotoxinbildner und bakterielle Lebensmittelvergif
ter. Deshalb ist es erforderlich, diese Keime vor einer
Weiterverarbeitung der Gewürze wieder zu beseitigen.
Eine fehlende oder unzureichende Entkeimung führt dazu,
daß die betreffenden mit Gewürzen versehenen Lebensmit
tel ungenießbar werden können. Wenn die Gewürze in ei
ner Wurst oder in Fleisch weiterverarbeitet werden, be
steht die Gefahr, daß die Keime chemische Reaktionen
bewirken, wodurch das betreffende Produkt ebenfalls un
genießbar wird.
Das häufige Auftreten von Bacillus cerens (Lebensmit
telvergifter) in Fleischprodukten ist vermutlich auf
die Verwendung von häufig stark mit Sporen belasteten
Gewürzen zurückzuführen.
Aus der Schrift GB-PS 12 55 458 ist bereits ein Verfah
ren zur Entkeimung von körnigen Lebensmittel bekannt,
bei dem die Körner mit einer dielektrisch verlustrei
chen Flüssigkeit benetzt werden und anschließend einem
Mikrowellenfeld ausgesetzt werden. Dabei wird die Flüs
sigkeit, bevorzugt Wasser, gleichmäßig auf die Oberflä
che des körnigen Lebensmittels gesprüht.
Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß beim
Besprühen die Flüssigkeitsverteilung im Bett des
körnigen Lebensmittels sehr ungleichmäßig erfolgt. Die
oberen Schichten werden stärker benetzt als die unteren
Schichten. Will man eine gleichmäßige Benetzung
erreichen, so muß mit Überschuß an
Benetzungsflüssigkeit gearbeitet werden. Die Dosierung
ist dann abhängig von der Oberfläche der körnigen
Lebensmittel, an die die Benetzungsflüssigkeit durch
Adhäsion gebunden wird. Da Lebensmittel mit kleiner
Körnung eine höhere spezifische Oberfläche besitzen,
erfolgt verfahrensbedingt in diesem Fall eine höhere
Dosierung der Flüssigkeit bezogen auf das Gewicht des
zu entkeimenden Lebensmittels. Die Folge ist eine
höhere thermische Belastung beim Entkeimen, was
nachteilige Verluste an Aroma bewirkt. Außerdem sind
schon durch eine Dosierung im Überschuß Aromaverluste
unvermeidbar, da die Aromastoffe teilweise in der
überschüssigen Flüssigkeit gelöst werden.
Außerdem ist aus der US-PS 38 89 009 ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Sterilisation von Nahrungsmitteln
in einem kontinuierlichen Verfahren unter Verwendung
von Mikrowellenergie bekannt. Die Lebensmittel werden
dabei innerhalb eines Drucktunnels entweder mit
Mikrowellen oder Infrarot bestrahlt. Zur Vermeidung,
daß die Lebensmittel durch Phasenübergänge der
enthaltenen Flüssigkeit nach Absenken des Drucks
geschädigt werden, erfolgt eine Kühlung der
Lebensmittel bevor sie den Drucktunnel verlassen. Ein
Einspeisen von zusätzlichem Dampf in den
Behandlungstunnel, dient der gleichmäßigeren Verteilung
des Mikrowellenfeldes. Deshalb wird überhitzter Dampf
empfohlen. Die Anwendung von Dampf im Zusammenhang mit
Mikrowellen dient demnach anderen Zwecken als die
Verwendung des Dampfes gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Schließlich ist aus der DE-A1 36 39 412 die
Pasteurisierung und Sterilisierung von pulverförmigen
und stückigen Lebensmitteln und dgl. bekannt, bei der
ebenfalls ein Mikrowellenfeld verwendet wird. Die
Erwärmung der pulverförmigen Lebensmittel erfolgt durch
die im Inneren der Lebensmittel erzeugte Wärmeenergie,
die der Energieaufnahme aus dem Mikrowellenfeld
entspricht. Die Behandlung wird so lange fortgesetzt,
bis die Anfangsenergieaufnahme wieder erreicht ist.
Anschließend wird die erzielte Temperatur für 0 bis 60
Minuten aufrechterhalten. Zur Verringerung der
Behandlungszeit wird auf Chemikalien zurückgegriffen.
Die Verwendung der Mikrowellenenergie dient lediglich
der Erwärmung der Lebensmittel.
Bei den thermischen Verfahren besteht ein gravierender
Nachteil darin, daß bei dem gemahlenen Produkt die
Oberfläche der einzelnen kleinen Partikel gegenüber dem
ungemahlenen Zustand um ein vielfaches vergrößert wird.
Dies führt in der Praxis zu erheblichen Aromaverlusten,
weil die Gefahr des Verdampfens von flüchtigen In
haltsstoffen besteht. Durch die Wärmebehandlung werden
die kleinen Partikel nicht nur an der Oberfläche, son
dern bis zum Kern erwärmt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur
Vermeidung der beschriebenen Nachteile ein Verfahren zu
schaffen, welches mit einfachen Maßnahmen und ohne
umweltbelastende Einflüsse eine sichere Entkeimung von
Lebensmitteln ermöglicht und das durch eine sachge
rechtere Dosierung und gleichmäßige Verteilung der
Benetzungsflüssigkeit eine geringere thermische
Belastung der Lebensmittel beim Entkeimen erlaubt.
Dieses Ziel erreicht die Erfindung durch die Merkmale
des Patentanspruchs 1.
Der grundlegende Gedanke der Erfindung liegt darin, die
Oberfläche der stückigen Lebensmittel mit einem beson
ders präzise dosierten Wasserfilm zu umgeben und diesen
Wasserfilm anschließend durch Einwirkung eines Mikro
wellenfeldes zu verdampfen. Die gemäß vorliegendem Ver
fahren auf neuartige Weise erfolgende Dosierung der
Flüssigkeit bewirkt aufgrund ihrer Eigenschaften, daß
die Erhitzung nur auf das erforderliche Maß beschränkt
bleibt. In vorteilhafter Weise wird vermieden, daß
durch die Wärmeleitung der Kern stückiger Lebensmittel
erhitzt werden kann. d.h., es treten keine oder nur
sehr geringe Aromaverluste auf. Da sich die Keime fast
ausschließlich auf den Oberflächen befinden, ist mit
den erfindungsgemäßen Verfahrenschritten eine sichere
Entkeimung gewährleistet.
Zum Zweck der Befeuchtung und der Bildung des Konden
satfilms werden die stückigen Lebensmittel erfindungs
gemäß mit Dampf unterschiedlichen Zustandes beauf
schlagt, d.h., es läßt sich Dampf unterschiedlicher
Spannung verwenden, so daß Heißdampf über Sattdampf bis
Naßdampf in Betracht kommt.
Dadurch, daß die stückigen Lebensmittel von Kondensat
benetzt werden, das sich an dem temperierten
Lebensmittel bildet, ergibt sich eine besonders
gleichmäßige Dosierung des Benetzungsmittels, die
weitgehend unabhängig von der spezifischen Oberfläche
ist. Die Dosierung wird überwiegend von dem Wärmeinhalt
des Lebensmittels bestimmt. Der Dampf dringt
vorteilhaft auch durch stärkere Schüttlagen. Durch Wahl
des in der Kammer herrschenden Drucks und durch
Einstellung der Temperatur des Lebensmittels vor der
Behandlung im Mikrowellenfeld, kann die
Kondensatbildung so präzise geführt werden, daß die
thermische Belastung des zu entkeimenden Lebensmittels
auf das geringste erforderliche Maß beschränkt bleibt.
Unerwünschte Aromaverluste werden somit vorteilhaft
vermieden. Der vorhandene Dampf ersetzt einen Teil der
erforderlichen Mikrowellenenergie, da er den
Lebensmitteln Kondensationswärme zuführt und verhindert
darüber hinaus auch nachteilige Oxidationsprozesse in
den zu behandelnden Lebensmitteln.
Bei Senfkörnern wird man in vorteilhafter Weise
Naßdampf - also einen Dampf niedriger Spannung - ver
wenden. Die Senfkörner sind von einer Schleimschicht
umgeben, die spontan Feuchtigkeit aufnimmt.
Höhere Dampfspannungen lassen sich mit Vorteil bei
schwarzem Pfeffer einsetzen. Bei höheren Dampfspannun
gen tritt ein geringerer Wassergehalt auf, so daß nur
relativ wenig Feuchtigkeit kondensiert und sich nur ein
geringer Kondensatfilm ausbildet. Dadurch wird vermie
den, daß Feuchtigkeit in das Pfefferkorn diffundiert,
was bei der anschließenden Behandlung mit dem
Mikrowellenfeld zu Aromaverlusten führen würde.
Unabhängig von der Wahl der jeweiligen Dampfspannung
läßt sich durch die Temperierung bzw. vorherige Kühlung
der stückigen Lebensmittel die Kondensatfilmbildung in
vorteilhafter Weise unterstützen. Die Möglichkeit der
Beeinflussung der Schichtdicke des Feuchtigkeitsfilms
bzw. des Kondensatfilms ist auch deshalb von besonderem
Vorteil, weil dadurch die Bildung von Wassertropfen
verhindert wird. Als Folge der durch die Temperierung
erzeugten Temperaturunterschiede wird die gesamte Ober
fläche der stückigen Lebensmittel in etwa gleichmäßig
erhitzt. Durch den Einfluß der anschließenden Mikrowel
lenbehandlung wird der Kondensatfilm erhitzt und ver
dampft. Es findet also eine fast reine Oberflächener
hitzung statt und dadurch werden die dort befindlichen
Keime inaktiviert.
Im inneren Kern der stückigen Lebensmittel erfolgt - im
Gegensatz zu den eingangs erwähnten thermischen Verfah
ren - keine Erwärmung. Die Erhitzung bzw. Verdampfung
des Kondensatfilms hängt von der Dipoleigenschaft des
Wassers ab. Nach der Behandlung der stückigen Lebens
mittel durch das Mikrowellenfeld liegen die Produkte
also im keimfreien oder keimarmen und trockenen Zustand
vor.
Die bei der Erfindung gewährleistete Oberflächenerhit
zung ohne Beeinflussung des Kernes ist insbesondere bei
Produkten von Vorteil, die leicht flüchtige Substanzen,
wie z.B. ätherische Öle enthalten.
Die durch die Erhitzung an der Oberfläche erzielte Ab
tötungsrate der Keime wird durch athermische Abtötungs
effekte - Abtötung ohne Wärme im Mikrowellenfeld unter
stützt. Damit verbunden ist eine D-Wertabsenkung von
10-30%, also eine zusätzliche Abtötung durch den athermi
schen Effekt in dieser Größenordnung (der D-Wert gibt
die dezimale Reduktionszeit der Keime an).
Bei besonders resistenter Mikroorganismenflora kann die
Behandlung im Mikrowellenfeld unter unterschiedlichen
Druckbedingungen erfolgen, um in jedem Fall eine si
chere Entkeimung zu erzielen. Da die stückigen Lebens
mittel nur oberflächlich befeuchtet werden, ansonsten
aber die relativ schlechte Wärmeleitfähigkeit trockener
Produkte eine rasche innere Erwärmung (abhängig auch
von deren jeweiligen Dipoleigenschaften) verhindert,
wird auch nur die Oberfläche in Abhängigkeit vom ange
legten Druck-Temperaturverhältnis beeinflußt.
Die Trocknung der Oberfläche der stückigen Lebensmittel
kann in zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wäh
rend der Mikrowellenbehandlung durch eine Absaugung des
Dampfes wirksam unterstützt werden.
Bei oxidationsgefährdeten Produkten können sterile
Inertgase in den unterschiedlichen Verfahrensstufen
(Mikrowellenbereich und anschließende Kühlung) einge
setzt werden. Bei fetthaltigen Produkten (z.B. Ölsa
men), die normalerweise schnell oxidieren würden, las
sen sich somit Oxidationen verhindern.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer ersten Aus
führungsform einer Vorrichtung zum Entkeimen
und
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung
gemäß einer anderen Ausführungsform.
Die in Fig. 1 als Ganzes mit der Bezugsziffer 10 be
zeichnete Vorrichtung zum Entkeimen umfaßt ein Förder
band 12, auf welches über eine Dosiervorrichtung 14
stückige Lebensmittel, beispielsweise Pfefferkörner 34
aufgebracht werden. Durch die Dosiervorrichtung 14 wird
eine einlagige Körnerschicht auf dem sich in Richtung
des Pfeiles 36 bewegenden Förderband 12 erreicht.
Die Vorrichtung 10 umfaßt ferner eine Temperierkammer
16, an die sich eine Befeuchtungskammer 18 anschließt.
Auf die Befeuchtungskammer 18 folgen eine Mikrowellen
station 20 sowie eine Kühlstufe 22. Mittels des Förder
bandes 12 werden die Pfefferkörner 34 durch alle ge
nannten Stufen bzw. Stationen kontinuierlich geführt
und gelangen danach zu einer Abnahmestation 24, wo die
entkeimten Pfefferkörner zur Verfügung stehen.
In der Temperierkammer 16 werden die Pfefferkörner 34
gekühlt, um die anschließende Befeuchtung in der Be
feuchtungskammer 18 zu unterstützen. In der Mikrowel
lenstation 20 werden die mit einem Kondensatfilm umge
benen Pfefferkörner einem Mikrowellenfeld ausgesetzt,
so daß der Kondensatfilm auf der Oberfläche verdampft.
In der anschließenden Kühlstufe 22 erfolgt eine Kühlung
der Pfefferkörner 34, die danach zur Abnahmestation 24
gelangen.
In Fig. 2 besteht die Vorrichtung aus einer Entkei
mungskammer 26 mit einer Platte 28, auf welche die
Pfefferkörner 34 aufgelegt werden. Die Entkeimungskam
mer 26 ist allseitig verschließbar ausgebildet.
Durch den Pfeil 30 ist angedeutet, daß in die Entkei
mungskammer 26 Dampf eingeführt werden kann, um die
Pfefferkörner zu befeuchten. Anschließend werden die
Pfefferkörner 34 in der gleichen Entkeimungskammer 26
einem Mikrowellenfeld 32 ausgesetzt. Nach einer Kühlung
kann die Platte 28 mit den entkeimten Pfefferkörnern 34
entnommen werden.
Claims (5)
1. Verfahren zur Entkeimung von Lebensmitteln, insbe
sondere von Gewürzen und Trockenfrüchten, wobei
die Entkeimung im stückigen (nicht gemahlenen) Zu
stand der Lebensmittel erfolgt, und bei dem die
stückigen Lebensmittel auf ihrer Oberfläche be
feuchtet werden bevor sie in einem Mikrowellenfeld
einer Trocknung unterzogen werden, dadurch
gekennzeichnet, daß die stückigen
Lebensmittel vor der Befeuchtung temperiert werden
und dann zur Erzeugung eines Kondensatfilmes auf
der Oberfläche mit Dampf beaufschlagt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die stückigen Le
bensmittel gekühlt werden, nachdem sie dem Mikro
wellenfeld ausgesetzt worden sind.
3. Verfahren nach Ansprüche 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die
stückigen Lebensmittel während der Entkeimung
durch das Mikrowellenfeld einem Druck ausgesetzt
werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
1-3, dadurch gekennzeich
net, daß der bei der Trocknung durch das
Mikrowellenfeld entstehende Dampf aufgesaugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche
1-4, dadurch gekennzeich
net, daß die stückigen Lebensmittel während der
Mikrowellentrocknung und anschließenden Kühlung
einem Inertgas ausgesetzt werden.
Priority Applications (1)
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