Spraul Innovation

• Kontamination (physische wie Glasscherben, chemische wie Pestizide, biologische wie Infektionen durch Bakterien)

• Prozessinduzierte giftige Bestandteile

• Natürliche Gifte

• Allergene

1. Zutaten (Größe, Farbe, Verarbeitung)

2. Zusammensetzung (Rezept, also die Interaktion verschiedener Zutaten)

3. Verarbeitung (physikalische und chemische Parameter, Verarbeitungszeit)

4. Verpackung (Hygiene, Schutzgas)

5. Lagerung & Vertrieb (Zeit, Temperatur)

6. Verkaufsort (Supermarkt vs. Straßenmarkt)

7. Verbraucherverhalten (Zeit, Transport usw.)

Aussehen, Geschmack und Konsistenz

Der vierte Faktor wäre der Nährwert.

Der Nährwert

Kosten, Convenience und Verpackung

1. Nachhaltig

2. Halal

3. Kosher

4. Vegan

5. Natürlich

6. Organisch

7. Vegetarisch

1. Das Aussehen wird hauptsächlich durch das Sehen wahrgenommen. Dazu zählen die Form, Farbe, Größe oder auch eine reflektierende Oberfläche

2. Der Geschmack (Flavour) ist eine Kombination aus Geschmack und Aroma. Hierbei unterscheiden wir zwischen:

• Geschmack: wird über die Geschmacksnerven der Zunge aufgenommen. Süß, salzig, bitter, sauer, Umami

• Trigeminal Sensation: dafür sind eher die Schmerzrezeptoren zuständig. Scharf, stechend, brennend, kühlend, betäubend.

• Aroma: Wahrgenommen über das olfaktorische Zentrum in der Nase.

1. Die Konsistenz wird hauptsächlich über Bewegung und Berührung wahrgenommen. Viskosität und Textur

Die Stevenssche Potenzfunktion wird zur Quantifizierung der Stimuli-Antwort auf einen bestimmten Stimulus genutzt, wie z.b. Vibration, Geschmack, Geruch.

1. Absolute Wahrnehmungsschwelle (Absolute Threshold)

   Die minimale Stimulation, um einen spezifische Anregung zu bemerken

2. Wahrnehmungsschwelle (Detection Threshold)

   Wahrnehmung liegt nicht bei Null, aber die Aromaqualität kann nicht wahrgenommen werden

3. Erkennungsschwelle (Recognition Threshold)

   Die minimale Konzentration, um ein Aroma zu erkennen und zu benennen

4. Unterscheidungsschwelle (Difference Threshold)

   Minimale Anregungsmenge, um einen Unterschied festzustellen

5. Endschwelle (Terminal Threshold)

   Höhere Konzentration führt nicht mehr zu besserer Wahrnehmung der Aromen

6. Ablehnungsschwelle (Consumer Rejection Threshold)

Sensorische Adaption legt den Fokus auf Veränderungen, nicht auf Konstanten. Wenn sich ein bestimmter Stimulus nicht von Zeit zu Zeit verändert, werden wie dagegen desensibilisiert. Man kann von einer gewissen “Gewöhnung” an einen Stimulus reden.

Wahrnehmung durch ein Expertenpanel, Hierbei gibt es Unterscheidungs- und Beschreibungstests. Dies sind Fachleute, welche objektiv und unvoreingenommen urteilen.

Die Perception (Beurteilung) wird durch ein Consumerpanel bewertet. Hierbei gibt es Präferenz- und Akzeptanztests. Diese sind untrainiert und voreingenommen und handeln meist nach der eigenen Präferenz.

1. Primäre Pflanzenstoffe spielen eine tragende Rolle im Wachstum und in der Entwicklung der Pflanze selbst. Dazu zählen zum Beispiel Kohlenhydrate, Proteine, Nukleinsäuren und Fette. Sie spielen eine große Rolle in der Photosynthese oder auch der Struktur.

2. Sekundäre Pflanzenstoffe sind nicht direkt involviert in das Wachstum der Pflanze. Dazu zählen Gifte, Farbstoffe (Anthocyane, Carotinoide),Aromastoffe. Sie sind bezeichnend für eine Pflanzenart und sind oft abhängig Jahreszeit oder der Wachstumsphase. Sie werden eher zum Überleben der Spezies hergestellt.

2,7g Zucker in:

• 2,7 Liter = 1g/kg

• 2700 Liter = 1mg/kg

• 2700000 Liter = 1µg/kg

• 2700000000 Liter = 1ng/kg

• 2700000000000 Liter = 1pg/kg

Rheologie ist die Wissenschaft des Flusses und der Deformation von Materialien.

Wichtig ist sie vor allem, um:

• Mechanische Eigenschaften zu charakterisieren und zu kontrollieren

• Um Prozessequipment wie Leitungen und Rohre richtig auszuwählen

• um die Auswirkungen von Temperatur auf z.B. die Viskosität zu charakterisieren

• für Design Packaging: Eher eine Tube oder eine Dose? usw..

Viskosität ist von der Temperatur, Konzentration, Molekulargewicht, Zusammensetzung und vorangegangenen Behandlungsschritten abhängig.

Viskosität ist eine Eigenschaft von Flüssigkeiten. Sie beschreibt den Widerstand gegen das Fließen. Wenn ein Fluid fließt, deformiert es sich kontinuirlich.

Wenn eine Kraft auf ein bestimmtes Volumen eines Materials ausgeübt wird, findet eine Deformation statt. Diese Proportionalitätskonstante, welche den Zusammenhang zwischen dem Scherspannung und der Schergeschwindigkeit bezeichnet man als Viskosität.

Beispiele: Milch, Wasser, Öle, Fruchtsäfte, Zucker- & Salzlösungen

Nicht-Newtonsche Lebensmittel sind Fluide, deren Viskosität nicht linear verläuft, das bedeutet, dass sie nicht konstant ist. EIn Beispiel ist Ketchup. Die Viskosität von Ketchup kann durch Schütteln verbessert werden, die von Wasser allerdings nicht.

Andere Beispiele:

Emulsionen wie Mayonnaise oder Eiscreme

Schäume wie Schlagsahne

Suspensionen wie Senf oder Schokolade

Gele wie Käse

Erdnussbutter, Brotteig,…

Um das rheologische Verhalten zu m,essen, wird ein Material über eine bestimmte Zeit einer kontrollierten und genau dosierten Deformation ausgesetzt. Ein Beispiel ist das Rheometer:

• Kompression

• Penetration

• Brechen oder Verbiegen

• Schneiden oder Trennen

• Klebrigkeit

• Dehnbarkeit

• Farbe

• Aroma

• Geschmack

• Konsistenz (Textur)

• Nährwerte

• Toxizität

Klimakterische Früchte reifen nach der Ernte nach, dabei sondern sie Ethylen an ihre Umgebung ab. Deswegen werden sie oft unreif geerntet.

Nicht-Klimakterische Früchte reifen dementsprechend nicht nach. Sie werden nur komplett ausgereift geerntet.

Beispiele klimakterisch:

Apfel, Avocado, Banane, Kiwi, Feige, Mango, Guave, Olive, Pfirsiche..

Beispiele nicht-klimakterisch:

Orangen, Zitrone, Kirsche, Traube, Erdbeere, Wassermelone, Litschi, Paprika…

Tetrapyrrole, Tetraterpenoide, Benzopyranderivate und Betalaine.

Chlorophylle sind verbunden durch einen Proteinkomplex mit Carotinoiden, befinden sich in der Pflanzenmembran zusammen mit Thylakoiden innerhalb der Chloroplasten in der Pflanzenzelle.

Sie werden oft durch enzymatischen oder chemischen Abbau zerstört, was zu einer Farbänderung führt.

Verhindern kann man das durch:

• Magnesiumatom in der mitte durch Zink oder Kupfer ersetzen

• unter 70° bearbeiten

• Abbauende Enzyme inaktivieren durch z.b. blanchieren

• Sauerstoff während der Verarbeitung ausschließen —> unter Schutzatmosphäre verpacken

• vor Licht schützen

• neutralen oder leicht alkalischen pH-Wert behalten

• Antioxidantien verwenden

Konsequenz: Vorbereitung und Verarbeitung vor der Trocknung gewinnen an Wichtigkeit

• sind nicht-polare tetra-Terpenoide

• kommen natürlich in Chloroplasten und Chromoplasten vor

• Werden von Tieren generell nicht hergestellt

• es gibt über 700 Variationen

• Die Bioverfügbarkeit wird durch kochen oder die Zugabe von Fett erhöht

• Unterteilt in zwei Klassen: Carotine und Xanthophylle

• Lipoxygenasen können es während der Lagerung abbauen

• Licht startet eine Photooxidation

• Hohe Temperaturen und Luft starten eine Oxidation

• noch höhere Temperaturen bewirken eine Isomerisierung

Handlungsempfehlungen:

• Temperatur checken, Rohmaterial begutachten

• Große Oberflächen bei Lebensmitteln vermeiden

• blanchieren deaktiviert Lipoxygenase

• transparente Verpackungen meiden

Farben misst man mit Spektrometern oder Colorimetern. Diese Geräte messen das reflektierte oder transmittierte Licht.

Der dabei verwendete Standard heißt L* A * B Standard.

Drei Attribute von Farbe sind:

Hue = Farbton

Saturation oder Chroma = Buntheitsgrad

Value oder Brightness = Helligkeit

• Farbwahrnehmung ist subjektiv (Alter, Geschlecht)

• es gibt im menschlichen Gehirn keine standartisierten Farbskalen

• Die Erinnerungsfähigkeit an Farben ist begrenzt

• Fabrwahrnehmung ist von der Umgebung abhängig (Hintergrund, Lichtverhältnisse)

Zwei Kategorien zum aufteilen:

Visuell —> Mit Referenzen (Mit Auge)

Instrumentell —> Mit Geräten

Salzig (Geschmack nach Salz, wichtig für physiologische Prozesse)

Sauer (beeinflusst durch Wasserstoffprotonen, potentiel verbunden mit Mikrobiologie und giftigen Säuren)

Süß ( Energiequelle, nur ein Rezeptor ist für die Wahrnehmung der Süße zuständig)

Umami (Proteine zum Wachstum und zur Heilung von Wunden, MSG!)

Bitter (Mögliche Anwesenheit von Toxinen)

• Das orale & intranasale trigeminale System ist ein chemischer Sinn neben dem Geschmacks- oder Geruchssinn

• Hauptfunktion ist die Wahrnehmung von Berührung oder Schmerz. Es nimmt auch inhalierte oder eingenommene Substanzen wahr und leitet die Reize weiter

• Es spielt eine kritische Rolle als “Wächter”, welcher den Organismus vor schädlichen Substanzen schützt

• Verschiedene Faktoren beeinflussen die Sensivität der trigeminalen Wahrnehmung: Altern, Geschlecht, Olfaktorischer Status des Körpers oder auch bestimmte Krankheiten

• tränende Augen

• stechender, schmerzender, brennender Geschmack

• strenger Geruch

• abkühlend

• betäubend

Beispiele:

• Sichuan Pfefferkörner

• Nelken

• Menthol

• Kühlend - Menthol aus der Minze

• scharf - Capsaicin, Piperin, Zingerone

• austrocknend - Rotwein (Tannine), Grün- und Schwarztee

Der Geruch kann entweder Retronasal (über den Mund) oder Orthonasal (über die Nase) aufgenommen werden. Dies kann über schlürfen und schnüffeln verstärkt werden.

Es ist wichtig zu wissen, wie Geruch entsteht, weil dieser stark von Prozessschritten beeinflusst wird. dazu gehört z.B. die Oxydation.

Wenn ein Geruch mit einem gewissen Geschmack verbunden wird, kann dieser ihn verschärken und anders herum. z.b. Vanille verstärkt süße Geschmäcker

Alkohol verstärkt, am Beispiel von Wein, die Bitterkeit und die Süße. Zusätzlich verstärkt es die Schärfe, falls vorhanden.

Ein niedrigerer Alkoholgehalt verstärkt die Fruchtigkeit sowie die Säure. Abschließend auch die Holz- und Pfeffernoten.

Flüchtigkeit: flüchtig oder halb-flüchtig (volatil)

Größe: kleine Moleküle

Polarität: mittel bis nicht-polar

Auftreten: sehr geringe Konzentrationen in Lebensmitteln im Vergleich zu Nährstoffen

Bioaktivität: reagieren mit dem Olfaktorischen System

Wichtig: Es gibt keine einheitliche Messbarkeit für Aromaqualität im Gegensatz zu Farbe oder Geschmack

Kategorien:

• Aromabestandteil: chemisches Bestandteil mit aromatischer Aktivität

• Aroma Impact Bestandteil: chemisches Bestandteil mit starker aromatischer Aktivität

• Charakter Impact Bestandteil: Verantwortlich für das charakteristische Aroma eines Nahrungsmittels, ohne das es nicht erkennbar wäre

Als Fehl-Aroma oder Off-Flavour bezeichnet man unerwartete Geruche oder Aromen in Lebensmitteln, welche eine der größten Beschwerdegründe der Konsumenten darstellt.

Unterteilen lässt es sich in:

• sociale Aspekte, Kultur, Herkunft und Geographie

• Psychologie und Emotionen

• Individuelle Sensivität, Konzentration und Lebensmittelmatrix

• Vorbereitung oder auch Verwendung des Nahrungsmittels

Beispiel: Leicht oxidiertes Fett wird entweder als nussig oder als ranzig beschrieben

Wichtig: Die Individuelle Wahrnehmungsgrenze ist bei jedem anders und kann sich um mehrere Zehnerpotenzen unterscheiden!

Die häufigsten Gründe sind:

• Kontamination ( Wahrend des Verpackens,…) durch Luft, Wasser, Erde usw.

• Produziert durch das Lebensmittel selbst als Folge von z.b. Fettoxidation, Enzymatische Aktionen oder ähnliches

• Charakteristische Aromakomponenten werden nicht wahrgenommen. Z.B. Wenn der Orangensaft nicht nach Orange schmeckt

Hauptwege:

• Enzymatische Bildung: Abbau von Sulfoxiden oder Glucosinolaten

• Oxidation: Oxidation von ungesättigten Fettsäuren

• Maillardreaktion: Entstehung des Aromas von Kaffe, Brot oder Fleisch

Unterschiede:

• Fruchtaroma: Entsteht während der Reifephase, Ester dominieren hier

• Kräuteraroma: beeinflusst durch Fluoreszenz, Chemo- und Ecotypen, Monoterpenoide dominieren hier

• Gemüsearoma: entsteht hauptsächlich während der Verarbeitung z.b. durch erhitzen, Schwefelbestandteile dominieren hier

• Fleischaroma: Entsteht durch braten, Maillardreaktionen formen die wichtigen Aromen

Geschmack: Abhängig von der Zusammensetzung und deshalb nicht stark beeinflusst von Verarbeitung. Ausnahmen bilden die Änderung des pH-Wertes, Umami oder Bitterkeit während der Fermentation.

Aroma: Frische Lebensmittel beinhalten eine Vielzahl von verschiedensten Stoffen, welche für das charakteristische Aroma verantwortlich sind. Die Verarbeitung kann, abhängig von deren Flüchtigkeit und deren Stabilität, zu großen Veränderungen führen.

Flavour-Precursor:

Ist ein Produkt, welches nicht unbedingt selbst eigene aromatische EIgenschaften hat, welches bewusst einem Produkt zugefügt wird, um Aroma zu erzeugen, indem es Substanzen abbaut oder generell während der Verarbeitung mit Ihnen reagiert.

Unter einem Chemotyp versteht man Pflanzen, welche der gleichen Gattung und Species angehören, aber verschiedene sekundäre Pflanzenstoffe produzieren. Geringe Änderungen im genetischen Code haben zwar auf die Morphologie oder die Anatomie kieinen großen Einfluss, können aber große Mengen anderer Substanzen produzieren.

Beispiele sind: Thymian (Geraniol, Thymol,..) Basilikum (Chavicol, Linalool,..)Rosmarin (Campher, Cineol)

• Große Familie der sekundären Pflanzenstoffe

• entstehen anhand der Isopren-Regel

• Manche Terpenoide sind starke Aroma-Impakt-Bestandteile

• Monoterpen-Hydrocarbone sind verantwortlich für die Frische ind Gewürzen und Kräutern

• die nicht-flüchtigen Terpenoide sind in vielen wichtigen innerplanzlichen Reaktionen involviert, z.b. Membranstruktur (Sterole) oder die Photosynthese (Carotenoide)

Wichtig: Monoterpenoide sind flüchtig —> vorsichtig trocknen

Charakter-Impakt-Bestandteile: Zeigen den gleichen basischen organoleptischen Charakter wie das Lebensmittel, aus dem sie stammen.

Off-Flavour-Bestandteile:

wegen ihrer geringen Wahrnehmungsgrenze sehr schnell wahrnehmbar, wie z.b. Dimethylsulfid oder Wasserstoffsulfid.

Spezifische Enzymatische Reaktionen:

Vor allem in den Pflanzenfamilien Allium (Zwiebel, Knoblauch,..) und Brassica ( Radieschen, Meerrettich, Senf) treten diese Reaktion beim Beschädigen (schneiden) des Lebensmittels auf, Zwiebeln lassen die Augen tränen usw.

Brassica und Allium: Die Verarbeitung muss sicherstellen, dass die enzymatischen Reaktionen stattfinden können. Hitzebearbeitung muss entsprechend angepasst werden

Schwefelhaltige Aromakomponente sind schnell flüchtig —> schonend trocknen

Weil dadurch erst die nasale und retronasale Wahrnehmung zustandekommt. Ansonsten würden wir diese Bestandteile einfach mitessen. Diese Aromen beeinflussen auch unsere Wahrnehmung des Lebensmittels, zum Beispiel durch Speichelbildung, Riechen, Schlucken, Kauen und ähnliches.

Flüchtigkeit und Polarität beeinflussen heirbei den Schmelz- und den Siedepunkt.

Abhängig von der Flüchtigkeit und Polarität sind auch Bindungs-, Sorptions-, Diffusions- und Lösungsverhalten.

Auswirkungen:

• Oberfläche und Porösität beeinflussen die Aufnahme

• Gehalt und Struktur von primären Pflanzenstoffen wie Proteinen, Fetten und Zuckern

• Also Wasser, primäre und sekundäre PS

Wichtig zur Erinnerung:

Aromen können nur wahrgenommen werden, wenn ihre Konzentration über der Wahrnemungs- und Erkennungsschwelle liegt!

Farbe: zb grüner und roter Ketchup

Temperatur: zb Eiscreme und Suppe

Kauen: Mechanische Bearbeitung, hat Auswirkungen auf die Freisetzung von Aromen!

Saliva. Enzymatische Reaktion mit Stärke

Viskosität: verringerte Diffusion

Matrixeffekte: Vitamine entweder Öl- oder Wasserlösliche, genau wie Schärfe durch Capsaicin oder Piperin!

Maskieren: unerwänschte Aromen werden durch andere Überlagert

Sequenzieren: Verschiedene Geschmäcker schmecken zusammen oder nacheinander besser, zb Fisch und Weißwein

Flavour Matching:

Similarity: ähnliche Aromen

Kontrast: gegensätzliche Aromen

Synergie: Gut zusammenpassende Aromen

Worauf man achten muss:

Proben mit derselben Größe, genug Platz zwischen den Proben, gleiches Geschirr, realistische Menge an Proben, Temperatur und Lichteinfluss berücksichtigen…

Was man vermeiden sollte:

lauter Hintergrund, Diskussionen zwischen den Panelmembers, Fremdgerüche, kein Kaffe oder rauchen mind. 1 Stunde vor dem Test

Hygiene:

hygienisch rein, jeder bekommt einen eigenen Teller etc.

Moderation:

niemanden Beeinflussen, neutral bleiben und objektiv, präzise Informationen geben bezüglich der Aufgabe, erkläre wenn nötig Attribute mithilfe von Beispielen

Neutralisation der Nase:

Frische Luft, Pause machen

Reihenfolge beim Tasting:

• erst riechen, dann schmecken

• mit weniger dominanten Produkten starten

• mit geringstem Fettgehalt/ geringster Viskosität starten

Generell: von unten nach oben

Absolut: wie viel Wasser die Luft maximal aufnehmen kann, abhängig von der Temperatur. Angegeben in g/m³

relativ: wie viel Wasser tatsächlich aufgenommen wurde, als % zur absoluten Luftfeuchte.

Beispiel:

Absolut: 50g/m³

relativ: 25% —> 12,5 g/m³

Sorption:

ist ein physikalischer/chemischer Prozess, mithilfe dessen eine Substanz an eine andere gebunden wird.

Adsorption: Vorgang, bei welchem Atome, Moleküle oder Ionen an die Oberfläche einer Phase angebunden werden

Absorption: Vorgang, bei welchem Atome, Moleküle oder Ionen in eine andere Substanz aufgenommen werden bzw. in ihr Volumen integriert werden

Differenz chemisch/physisch:

chemisch: ist eine chemische Reaktion zwischen der absorbierenden und der absorbierten Substanz

physikalisch: nicht-reaktiv und abhängig von der Löslichkeit, Druck und Temperatur des Mediums.

Adsorption auf der Oberfläche der Partikel

Inkorporation durch Kapillarkondensation (Mikro-Poren Regionen)

Bildung von Kristallhydraten

Hygroskopie (Deliquescence), d.h. sie lösen sich im kondensierten Wasser

Abhängig von:

• Struktur: Kristallin, Amorph, Semi-Kristallin

Unter dem Begriff Deliquescence versteht man die Hygroskopie, also die “Zerfließfähigkeit” eines Materials. Das bedeutet, das ein Material, das hygroskop ist, Wasser aus der Luft aufnehmen kann, bis es sich darin löst.

Beispiele sind:

• anorganische oder organische Salze

• Zucker

• Vitamine

• organische Säuren

Die relative Luftfeuchte, bei der eine Substanz hygroskopisch wirkt, nennt man kritische Luftfeuchte RH0 und die ist abhängig von der Temperatur.

Kristallin (geordnete Molekülstruktur, nicht hygroskopisch):

raffinierte Zucker, Salze, Organische Säuren…

Amorph, glasartig ( ungeordnete Molekülstruktur, hygroskopisch)

Milchpulver, Instantkaffee, Kaffeeweißer, Proteinpulver…

Semi-kristallin:

Weizenpulver (Laktosekristalle eingebettet in Glasmatrix)

Freies Wasser: Als Lösungsmittel & Partner für chemische und enzymatische Reaktionen verfügbar

Gebundenes Wasser:

NICHT verfügbar, gebunden im Molekül, friert erst ab etwa -40°, gebunden an die Lebensmittelmatrix

Prozentualer Anteil ist abhängig von der Temperatur!

Wasseraktivität beschreibt die Menge an freiem Wasser und wird aw abgekürzt. Die Wasseraktivität ist stark abhängig von der Temperatur und dem Druck.

Auch Labuze-Diagramm genannt

Wasseraktivität ist abhängig von:

Der Lösungskonzentration, intermolekularen Interaktionen und der Grenzflächenspannung.

Wenn der aw-Wert größer wird, wird:

• Wasser verfügbarer als Lösungsmittel

• Wasser verfügbarer als Reagenz

• Wasser verfügbarer für Mikroorganismen

Bei sehr hoher Wasseraktivität:

• Reaktionen geschehen seltener: Reaktanden sind zu stark gelöst

Kochen (kochen, grillen, frittieren)

Trocknen ( z.b. für Früchte, Gemüse, Gewürze…)

Räuchern (Fleisch oder Fisch)

Fermentation (z.b. Pflanzen)

Pökeln/Salzen (Fleisch oder Fisch)

Zuckern (Früchte —> Marmelade)

Getrocknet (dehydrated): aW < 0,65; Optimum 0,2-0,3

IMF: intermediate moisture Foods: aW 0,7-0,85

Nass (Wet): von aW 0,85-1

Die Haltbarkeit zu erhöhen (shelf life) ist der Hauptzweck einer Trocknung. Prinzipiell entzieht trocknen dem Lebensmittel Wasser, um das Wachstum von Mikroorganismen zu stören.

Trocknungsarten:

• Sonnen- oder Windtrocknung

• Lufttrocknung

• Sprühtrocknung

• Trommeltrocknung

• Gefriertrocknung

• Vakuumtrocknung

• Osmotische Trocknung

Hitze wird in das Lebensmittel transferiert, um Wasser in Bewegung zu setzen

Masse (in diesem Fall Wasser) wird aus dem Lebensmittel entfernt (als Dampf oder als Flüssigkeit)

Das Ziel der Lebensmittelindustrie ist es, das Lebensmittel zu den geringsten Kosten, so schnell wie möglich und mit den wenigsten Veränderungen am Lebensmittel selbst durchzuführen.

Konvektion: Direkter Kontakt zwischen einem heißen Luftstrom und dem nassen Material

Konduktion: direkter Kontakt zwischen einer erhitzten Oberfläche und dem nassen Material

Strahlung: Hitze wird durch Strahlung transferiert

Luftstrom/Vakuum: Wasserdampf von der Oberfläche wird abgetragen

Sonnentrocknung/Windtrocknung:

• langsamer Prozess

• Natürliche Energie wird genutzt

• Hohe Kontamination möglich

Heißlufttrocknung:

• besser zu kontrollieren als Sonnentrocknung

• je schneller die Luft, desto kürzer die Trocknung

• je dicker das Material, desto schlechter lässt es sich trocknen

• oft für Gemüse verwendet

Gefriertrocknung:

• beste Nährstoff- und Produktqualität

• sehr teuer, aber gut zu kontrollieren

• exzellente Rehydrationseigenschaften

• Vorteile= Form und Farbe bleiben erhalten, gute Aromaerhaltung

  Vakuumtrocknung:

• Wasserdampf wird mit Pumpe entfernt

• hohe Kosten und Dauer

Schritt 1: Trägermaterial vorbereiten bzw. eine Schutzmatrix

Schritt 2: Mischung der Substanz in das Trägermedium und Homogenisation

Schritt 3: Atomisierung der Emuslion in die Trockenkammer über den Sprühkopf

Vorteile:

• geringe Kosten

• guter Schutz

• viele Trägermedien verfügbar

• gute Haltbarkeit

• gute Löslichkeit, abhängig vom Trägermedium

• kleine, definierte Partikel

Nachteile:

• Je nach Trägermedium kann das Pulver amorph werden und klebrig sowie eine hygroskopische Wirkung haben

Beispiele:

Tomatenpulver, Milch- und Instanttee, Hefeextrakt

Hitze wird über den direkten Kontakt auf der erhitzten Fläche übertragen. Durch Vakuumpumpen kann noch mehr Wasserdampf abgetragen werden. Auf der heißen Trommel bildet sich ein dünner Produktfilm, welcher in Flakes heruntergebrochen werden kann. Durch Ihre große Oberfläche sind sie sehr einfach von Oxidation betroffen.

Produkte: Kartoffel- und Tomatenpasten

Lufttrocknung: rund 100°

Vakuumtrocknung: rund 70°

Gefriertrocknung: ca. -30°

Mikrowellentrocknung: rund 70°

Verarbeitungskonditionen:

• Temperatur

• Luftgeschwindigkeit und -menge

• Luftfeuchte

• Atmodphärischer Druck

Lebensmitteleigenschaften:

• Struktur

• Oberfläche

• Porösität

• Dicke

• Thermale Leitfähigkeit

• Menge an freiem und gebundenem Wasser

Trockneraufbau

Verkapselung ist der Prozess des Ummantelns einer Substanz oder eines aktiven Bestandteils mit einem schützenden Film oder Trägermaterial.

Ist sehr nützlich, um bioaktive Moleküle oder lebende Zellen in Lebensmittel zu bringen.

Wird benutzt bei:

Fetten, Vitaminen, Peptiden, Fettsäuren, Antioxidantien oder auch Mineralien

pH-Wert

Oxidation/Reduktion

Hitze

Licht

freies Wasser

Enzymaktivität

Verarbeitungszeit

Produkthaltbarkeit:

Wird unterschiedlich bemessen, meist anhand folgenden Abstufungen:

• Hochverderblich: Verbrauchsdatum

• weniger verderblich: bemessen in Wochen

• kaum verderblich: bemessen in Monate und Jahren

Biologische oder biochemische Veränderungen:

—> sehr wichtig bei leicht verderblichen Lebensmitteln

—> verursacht durch z.b. Mikroorganismen, Insekten, Enzyme

Chemische Veränderungen:

—> vorrangig bei weniger verderblichen Lebensmitteln

—> Durch Oxidation, Hydrolyse, Maillard-Reaktion

Physikalische Veränderungen:

—> auch bei weniger verderblichen Lebensmitteln

—> Konzentration, Kristallisation, Trennung usw.

Temperatur

Sauerstoff

Licht

Wasser

pH-Wert

Enzymaktivität

& Zeit!!!

Physikalisch: Schock, Druck, Vibration, Stichfestigkeit, Temperatur

Chemisch: Sauerstoff, Wasser, Verderben, Kontamination

Biologisch: Mikroorganismen, Insekten,..

1. Ausschlaggebende Faktoren in der Produktsicherheit definieren, mit HACCP-Konzept im Hintergrund

2. Die für Konsumenten relevanten organoleptischen Qualitätsattribute auswählen

3. Über mögliches Fehl-Aroma nachdenken (Off-Flavour), welches entstehen könnte

4. Interaktionen zwischen Lebensmittel-Verpackung-Umwelt beachten

5. Bestimme die mögliche Veränderung in Sicherheit und Qualität während der Lagerung , miteinbezogen die Umwelteinflüsse und Verpackungseigenschaften

—> Definiere die Haltbarkeit!

Wachstum runter

Sporenbildung runter

Toxinproduktion & Stabilität runter

Überlebensfähigkeit während der Verarbeitung und Lagerung runter

Minimaler aW-Wert zum Wachstum von Mikroorganismen ist abhängig von:

• Temperatur

• pH-Wert

• Sauerstoff

• Nährstoffverfügbarkeit

• Antimikrobielle Substanzen

Freies Wasser kann Enzymaktivität verstärken:

• als bewegliches Medium um Substrate zu lösen

• um die Struktur und Konfiguration des Enzyms zu verbessern

• als Reagenz während der Hydrolyse

• zerstört Wasserstoffbrücken zwischen polaren Gruppen

• befreit die Reaktionsprodukte von den Enzymen

Die prominentesten Enzymatischen Systeme bei zb. getrockneten Lebensmitteln sind:

• Esterase, zb. lipase => käsiger, seifiger, bitterer Fehlgeschmack

• Amylase => verringert Viskosität während der Haltbarkeit

Ursprung der Enzyme:

• Von der Pflanze oder dem Tier selbst

• inadäquate Hygiene

Generell: Graph geht nach oben

niedriger aW-Wert: keine signifikante Veränderung

In mittlerer aW-Wertregion: wird stärker

• Wasser wird ein besseres Lösungsmittel

Hoher aW-Wert: Reaktionen gehen wieder runter

• Verwässerung: weniger Kollisionen

• Wasser als Nebenprodukt der Reaktionen

Temperatur niedrig halten

aW-Wert vom Maximum fernhalten/kontrollieren —> Maximum liegt bei 0,7-0,8

reduziere den pH-Wert:

• je niedriger der pH-Wert, desto langsamer die Reaktionen, alkalischer pH-Wert favorisiert Bräunung

• saurer pH-Wert verhindert eine Bräunung

Vorher die verfügbare Menge an Zuckern und Aminen kontrollieren:

• Pentose>Hexose>Disaccharide>Polysaccharide

• Mannose>Galactose>Glucose

• kurzkettige Aminosäuren>langkettige Aminosäuren, Glycin ist äußerst reaktiv

Füge Inhibitoren hinzu:

• Antioxidantien reagieren mit den Zwischenprodukten

Oxidation:

• Auto-Oxidation

• Photo-Oxidation

Hydrolyse

• Spaltung der Esterbindungen setzen die Fettsäuren via enzymatischer oder chemischer Hydrolyse frei

—> Kurzkettige Fettsäuren (C4-C10) = Käsiger Geschmack

—> Mittelkettige Fettsäuren (C12-C14) = Seifiger Geschmack

—> Langkettige Fettsäuren (C16-C22) = Bitterer Geschmack

Nach der Hydrolyse: Enzymatische Oxidation durch Mikroorganismen der Fettsäuren verursacht Blaukäsearoma (Methyl-Ketone)

Besonders gefährdet sind:

—> Fette, Proteine, Kohlenhydrate, Vitamine, Pigmente & DNA

Auswirkungen:

• Farbe = ausbleichen

• Aroma = Aroma schwindet & Bidlung von Fehl-Aroma

• Konsistenz = Verhärtung

• Nährwert = Nährwertverlust

Wie kann man Oxidation verhindern:

• Sensitive Bestandteile verkapseln

• unter Schutzatmosphäre verpacken

• kühlen

• Im Dunkeln lagern

• Antioxidantien hinzugügen

Im Hinterkopf behalten: Oberfläche des Lebensmittels spielt eine große Rolle!

Wellenlänge

Intensität

Zeit

1. Substitution

2. technische Maßnahmen

3. organisatorische Maßnahmen

4. persönliche Maßnahmen

Arbeitgeber:

• muss Maßnahmen treffen, um die Sicherheit & den Gesundheitsschutz zu gewährleisten

• hierzu muss er die Gesundheitsgefährdungen in einer Gefährdungsbeurteilung beurteilen

• hat die Beschäftigten über Gefährungen & Schutzmaßnahmen zu unterweisen

Arbeitnehmer:

• müssen Arbeitsschutzanweisungen einhalten

• dürfen andere nicht gefährden

• müssen Mängel melden, die Auswirkungen auf Sicherheit & Gesundheit haben

Mechanische Gefährung

Elektrische Gefährdung

Chemische Gefährung

Brand und/oder Explosionsgefährdung

Thermische Gefährdung

Physikalische EInwirkungen

Belastung durch die Umgebung

Physische & Psychische Belastungen

Pflichten prüfen:

• als Vorgesetzter

• als Mitarbeiter - jeder Vorgesetzte ist auch ein Mitarbeiter

Bei Bedarf klären & dokumentieren:

• Was erwartet der Gesetzgeber & die Berufsgenossenschaft?

• Was erwartet ihr Arbeitgeber? - und was hat er bereits geregelt?

Bitte bedenken:

• etwas zu tun reicht nicht aus, es muss auch immer in geeigneter Form dokumentiert werden

Ein Analysenergebnis ohne Angabe des Fehlers ist wertlos! Jede Messung ist prinzipiell fehlerhaft! (unwichtig-nicht lernen)

Resultat wird folgendermaßen angegeben: