Haltbar durch Hochdruck

Hochdruckbehandlung macht Gemüse haltbar und schont dabei wertvolle Inhaltsstoffe

22.07.2014 | von Redaktion Pflanzenforschung.de

Spinat ist reich an Chlorophyllen und Carotinoiden. Im Sinne der gesundheitsfördernden Eigenschaften gilt es, diese im Zuge der Lebensmittelkonservierung zu erhalten. (Bildqulle: © w.r. wagner/ pixelio.de)
Spinat ist reich an Chlorophyllen und Carotinoiden. Im Sinne der gesundheitsfördernden Eigenschaften gilt es, diese im Zuge der Lebensmittelkonservierung zu erhalten. (Bildqulle: © w.r. wagner/ pixelio.de)

Die Hochdruckbehandlung von Gemüse erhöht nicht nur die Haltbarkeit, sondern schont zugleich wertvolle Inhaltsstoffe, wie zum Beispiel Carotinoide und Chlorophylle, wie Forscher nachgewiesen haben. Gesundheitsfördernde Eigenschaften bleiben somit länger erhalten.

Bei der Konservierung von Gemüse besteht die Gefahr, dass neben unerwünschten Mikroorganismen und Keimen auch wertvolle Inhaltsstoffe verloren gehen, die eine gesundheitsfördernde Wirkung besitzen. Dazu zählen zum Beispiel Carotinoide und Chlorophylle. Um herauszufinden, bei welcher Methode der Lebensmittelkonservierung am wenigsten dieser gesunden Stoffe verloren gehen, untersuchte und verglich ein deutsches Forscherteam drei gängige Verfahren zur Konservierung von Gemüse, die Dampfsterilisation, die Hochdruckbehandlung und das Abkochen. Für ihren Versuch verwendeten die Forscher neben Spinat (Spinacia oleracea), Grünkohl (Brassica olaracea), Dill (Anethum graveolens) und Petersilie (Petroselinum crispum) aus dem Supermarkt, die allesamt sowohl über einen hohen Carotinoid- als auch Chlorophyllgehalt verfügen.

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Die Dampfsterilisation im Autoklav wird nicht nur in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, sondern auch in der Medizin, um zum Beispiel Operationsbesteck oder anderes medizinisches Werkzeug zu sterilisieren.

Die Dampfsterilisation im Autoklav wird nicht nur in der Lebensmittelindustrie eingesetzt, sondern auch in der Medizin, um zum Beispiel Operationsbesteck oder anderes medizinisches Werkzeug zu sterilisieren.

Bildquelle: © iStock.com/ RobertLevy

Lebensmittelkonservierung durch Hitze

Um Lebensmittel haltbar zu machen, müssen Keime und Mikroorganismen, wie z. B. Bakterien oder Pilze abgetötet werden, die an biologischen Zerfallsprozessen beteiligt sind, welche die Lebensmittel verderben und unter anderem auch giftige Substanzen entstehen lassen. Da einige Mikroorganismen jenseits der 100 °C Grenze überlebensfähig sind, müssen neben der Konservierung durch Abkochen  effektivere Konservierungsverfahren, wie bereits erwähnt, angewendet werden. Diese Methoden haben gemeinsam, dass sie eine Denaturierung von Biomolekülen, wie z.B. von Proteinen oder der DNA, zur Folge haben. Unter großer Hitze oder Druck wird ein Großteil von ihnen zerstört und inaktiviert, unerwünschte Mikroorganismen und Keime werden so unschädlich gemacht.

Haltbarkeit auf Kosten des Geschmacks

Bei der Dampfsterilisation werden Lebensmittel im feuchten Zustand in einem Autoklav, einem luftdichten Behälter, auf 121 °C und höher erhitzt. Dabei wird die Luft im Inneren durch sehr heißen Wasserdampf ersetzt, der die Mikroorganismen abtötet. Der Nachteil dieses Verfahrens ist, dass im Zuge dessen zum Teil auch wertvolle Inhaltsstoffe, wie z.B. Vitamine, geschmacksbildende Stoffe und Farbstoffe zerstört werden und verloren gehen, vor allem bei Gemüse.

Lebensmittel unter Druck

Anders als bei der Dampfsterilisation werden bei der Hochdruckbehandlung bzw. -verfahren schädliche Keime und Mikroorganismen nicht durch Hitze, sondern durch Druck zerstört. Die Lebensmittel werden dabei in ihrer Endverpackung einem Druck von bis zu über 7000 bar ausgesetzt. Solche Druckverhältnisse herrschen normalerweise nur in rund 70 km Meerestiefe. Der Vorteil gegenüber der Dampfsterilisation besteht darin, dass niedermolekulare Verbindungen wie z. B. Vitamine, Farb- und Aromastoffe aufgrund ihrer kleinen Größe und Masse geschont werden,  während unerwünschte Mikroorganismen zerstört werden. Ein weiterer Pluspunkt der Hochdruckbehandlung besteht darin, dass nicht nur die gesunden und wertvollen Inhaltsstoffe erhalten bleiben, sondern auch die Form der Lebensmittel. Zu den Hauptprodukten, die mittels Druckbehandlung haltbar gemacht werden, gehören heute vor allem Gemüseprodukte, Fleisch- und Fischwaren, Meeresfrüchte sowie Fertiggerichte.

Je höher der Druck, desto besser

Die Forscher testeten die drei Konservierungsverfahren im Labor und untersuchten die Proben anschließend im Hochflüssigkeitstomograph. Im Ergebnis, so die Forscher, wiesen die Proben des Hochdruckverfahrens die höchsten Carotinoid- und Chlorophyllwerte auf. Verglichen mit den Carotinoid- und Chlorophyllwerten des Spinats im frischen unbehandelten Zustand konnten sie sogar eine Steigerung feststellen. Diese führten sie jedoch nicht auf eine direkte Erhöhung des Carotinoid- und Chlorophyllgehalts zurück, sondern auf die verbesserte Extrahierbarkeit und Bioverfügbarkeit der Farbstoffe. Bezüglich des Carotinoid- und Chlorophyllgehalts landete die Variante, Lebensmittel durch Abkochen haltbar zu machen, an zweiter Stelle. Hier sank der Carotinoidgehalt nur marginal. An dritter Stelle lagen die Proben der Dampfsterilisation. Hier sank der Gehalt an gesundheitsfördernden Carotinoiden am stärksten. Das Chlorophyll war nach 5 Minuten sogar vollständig abgebaut, was sich auch durch eine bräunliche Färbung der Proben bemerkbar machte.

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Neben Gemüse werden vor allem auch Fleischwaren durch die Hochdruckbehandlung haltbar gemacht.

Neben Gemüse werden vor allem auch Fleischwaren durch die Hochdruckbehandlung haltbar gemacht.

Bildquelle: © iStock.com/ fotoedu

Hochdruckbehandlung schont Nährwert, Geschmack und Optik

Aufgrund der Tatsache, dass jährlich über eine Milliarde Tonnen Lebensmittel verderben, spielt die Lebensmittelkonservierung eine wichtige Rolle. Hinzu kommt, dass Gemüse nicht immer roh verzehrt oder frisch zubereitet, sondern zunehmend auch in Form von Fertiggerichten verarbeitet und konsumiert wird. Die Forscher sehen ihre Arbeit als Nachweis, die Hochdruckbehandlung als eine Alternative gegenüber der Dampfsterilisation zu betrachten und nicht nur bezogen auf Gemüse, das reich an gesunden Inhaltsstoffen ist, vorzuziehen, sondern auch hinsichtlich anderer Lebensmittel mit gesundheitsfördernden Eigenschaften.

Verpackungen speziell für die Hochdruckbehandlung

Um die Verbreitung und Anwendung in der Lebensmittelproduktion zu fördern werden daher laufend neue Verpackungsformen entwickelt. Dazu zählt zum Beispiel auch das Tray-in-Tray Konzept, das vom Deutschen Institut für Lebensmitteltechnik e. V. (DIL) in Zusammenarbeit mit der Mondi International AG entwickelt und patentiert wurde. Bei diesem Konzept wird in der Endverpackung ein zweiter flexibler Boden eingebaut wird, der die extremen Druckverhältnisse im Inneren der Verpackung ausgleicht. Deformationen und Undichtigkeiten der äußeren Verpackung können auf diese Weise minimiert werden, wodurch die Produktsicherheit und -qualität vor allem beim Transport und der Lagerung gewährleistet werden kann.

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