Lebensmittel haltbar machen – die Evolution der Methoden

Frische Lebensmittel verderben schnell. Seit Jahrtausenden von Jahren erfindet der Mensch deswegen Möglichkeiten um Lebensmittel länger haltbar zu machen.

Schon vor tausenden vor Jahren begannen die ersten Menschen damit Ihre Lebensmittel über dem Feuer zu erhitzen um Keime und Bakterien unschädlich zu machen.

Im Winter halfen Schnee und Eis um Lebensmittel frisch zu halten – aber bis zur Erfindung der Kühlschränke war das nur eine zeitlich begrenzte Möglichkeit. Im Sommer half man sich beispielsweise mit dem Einsalzen von Fisch oder Fleisch oder dem Einwecken oder Einkochen von Gemüse und Obst.

Alle diese Methoden haben neben der steigenden Haltbarkeit einige Schwachstellen: nahezu alle verändern die sensorische und die geschmacklichen Eigenschaften des Ursprungsproduktes. Zusätzlich ist die Chance, dass Keime im inneren der Lebensmittel weiterhin überleben oder die Produkte beim Verarbeitungsvorgang kontaminiert werden, sehr hoch.

Im Laufe der Industrialisierung hat man deshalb immer mehr Wege entwickelt, um Lebensmittel haltbarer zu machen: Kühlschränke beispielweise. Oder das Haltbarmachen von flüssigen Produkten wie beispielweise Milch oder Säften durch Pasteurisieren. Aber auch Chemikalien werden eingesetzt, um die Haltbarkeit zu verlängern. Künstliche Konservierungsstoffe sorgen für längerer Haltbarkeit – allerdings wie bei den anderen vorgestellten Möglichkeiten oftmals zu Lasten von Natürlichkeit und sensorischen und geschmacklichen Eigenschaften. Alle diese genannten Möglichkeiten bergen noch einen weiteren Nachteil: Der Konservierungsvorgang an sich ist anfällig für Kontaminationen. Mit Hochdruckpasteurisieren wurde eine Möglichkeit gefunden, alle diese Nachteile auszuschließen.

Hochdruckpasteurisieren – wie funktioniert es?

Keime und Bakterien können viele Einflüsse wie Hitze oder Kälte resistent überleben. Allerdings reagieren sie stark auf veränderte Druckverhältnisse und können durch erhöhten Druck zuverlässig und schnell zerstört werden.

Hochdruckpasteurisieren wurde bereits im 19. Jahrhundert erfunden. Bevor die Methode aber in der Praxis anwendbar wurde, vergingen einige Jahrzehnte. In den 90er Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurde die erste Maschine für Hochdruckpasteurisation erfunden, wie sie heute verwendet wird.

Der große Vorteil des Verfahrens: Das Produkt wird in einer flexiblen, wasserdichten und druckfesten Verpackung verarbeitet. Das reduziert nicht nur den Aufwand bei der Verarbeitung, sondern auch das Risiko, dass während oder nach dem Pasteurisieren Keime das Lebensmittel verunreinigen.

Mitsamt dieser Verpackung kommen die Lebensmittel in einen Druckbehälter mit Wasser, das zur Druckübertragung dient. Der Druck wird entweder mit einem hydraulischen Kolben oder indirekt mit einer Druckleitung erzeugt. Damit kann ein gleichmäßiger Druck von 100 bis 1000 MPa ausgeübt.

Das wäre 6x Mal mehr Druck als an der tiefsten Stelle des Meeres, dem Mariannengraben.

Auf Lebensmittel, die flüssige Anteile und keine gasgefüllten Hohlräume aufweise, kann durch diese Technologie gleichmäßig Druck ausgeübt werden – ohne ein Wirkungsgefälle zwischen äußeren und inneren Bereichen. Komplett flüssige Lebensmittel wie beispielsweise Säfte, können dem Druck sogar ohne Übertragungsmedien ausgesetzt werden.

Werden Lebensmittel durch die Druckeinwirkung verändert?

Druckeinwirkung begünstigt Vorgänge mit Volumenverringerung. So schmilzt Eis unter Druck, weil durch den Phasenübergang und die Änderung des Aggregatzustandes von fest zu flüssig Volumen reduziert wird. Druck wirkt dabei unterschiedlich auf verschieden Inhaltsstoffe eines Lebensmittels. Kleine Moleküle, wie Vitamine und Aromastoffe, bleiben eher erhalten als große Moleküle, wie beispielsweise Proteine.

Je nach Höhe des Druckes können Proteinstrukturen reversibel oder irreversibel verändert werden. Der Druck beeinflusst dabei Bindungen, die die Raumstruktur von Proteinen stabilisiert. Durch gezielte Hochdruckeinwirkung können Proteine gezielt modifiziert werden. So ist es zum Beispiel möglich Proteingele zu bilden, die glatt und sehr elastisch sind. Eingesetzt werden können diese Gele beispielsweise in der modernen Küche. Auch Muskelfleisch kann durch Druck und Denaturierung der Proteine so behandelt werden, dass es besonders zart wird.

 Druck kann die Oxidation von Fetten beeinflussen, dies ist allerdings stark von der Zusammensetzung der Lebensmittel und der genauen Behandlung abhängig. Bei ungesättigte Fettsäuren wiederum konnte gezeigt werden, dass Oxidation während der Druckbehandlung unterbunden werden konnte.

Der Molekülaufbau der Kohlenhydrate wird nicht verändert, trotzdem können einige Eigenschaften beeinflusst werden. Bei Stärke kann es zur Gelbindung kommen, die als Ersatzstoffe für Fette einsetzbar sind. Im Gegensatz zur Pasteurisierung unter Hitze, kommt es hier seltener zu nicht-enzymatischen Bräunungsreaktionen.

Die Vitamine A, B1, B2, B6 und C konnten sich bei niedrigen Temperaturen und kurzen Druckeinwirkzeiten stabil zeigen. Vor allem Vitamin C bleibt auch unter hohen Druck- und Temperaturbedingungen stabil. Auch Carotinoide und Farb- und Aromastoffe werden auch unter großem Druck nicht negativ beeinflusst. In Untersuchungen konnte auch das antioxidative Potential von Orangensaft weitestgehend erhalten bleiben.

Zusammenfassend lässt sich sagen: Inhaltsstoffe können sich unter dem ausgewirkten Druck von 6000 bar auf nicht gewünschte Weise verändern. Deswegen ist vor jedem Verfahren die Zusammensetzung des Lebensmittels und die geeignete Verbindung zu bestimmen, um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Bei erfolgreicher Anwendung bleibt die sensorische Qualität vergleichbar mit einem frischen Lebensmittel, Farbe und Aroma werden nicht verändert und gleichzeitig ist auch die Sicherheit gewährleistet. Vor allem im Vergleich zur Pasteurisierung unter Hitze bleiben oben genannte wertgebende Stoffe erhalten.

Wir sind der der erste deutsche Anbieter für Hochdruckpasteurisierung, der diese Technologie auch unseren Kooperationspartnern zur Verfügung stellt. Sprechen Sie uns einfach an.

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