DE3438910C2 - Verfahren zur Sterilisierung von Lebensmitteln - Google Patents
Verfahren zur Sterilisierung von LebensmittelnInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Sterilisierung
von festen, Wasser als Bestandteil aufweisenden Lebensmitteln,
bei dem das Lebensmittel bei einer vorbestimmten
Temperatur für eine vorbestimmte Zeit in ein heißes flüssiges
Medium eingetaucht und dann von dem heißen Medium getrennt
und in einem Behälter verpackt wird.
Alle Lebensmittel, seien sie in ihrem ursprünglichen oder in
einem verarbeiteten Zustand, d. h. gar oder sonstwie gegenüber
ihrem natürlichen Zustand verändert, erleiden im Laufe
der Zeit Qualitätsverluste. Dies geschieht normalerweise
aufgrund enzymatischer oder mikrobiologischer Vorgänge.
Mikroorganismen können im natürlichen Produkt selber vorhanden
sein und mangels sachgerechter Verpackung oder anderer
Schutzmittel das Produkt von außerhalb erreichen.
Die klassische Form der Verpackung von Lebensmitteln, die
für längere Zeit bei Raumtemperatur gelagert werden sollen,
beinhaltet den Gebrauch von Hitze für eine festgelegte
Zeitspanne bei einer für die Zerstörung der im Produkt
befindlichen signifikanten Mikroorganismen und ihrer Sporen
geeigneten Temperatur. Diese Anwendung von Hitze hat die
zusätzliche Wirkung, daß das Lebensmittelprodukt im Behälter
teilweise gekocht wird. Die verwendete Hitze kann auch
negative Auswirkungen auf die Farbe, Struktur und den Geschmack
des Produktes haben.
Die Blechbüchse ist teilweise deswegen so weitverbreitet,
weil - vorausgesetzt, daß das Produkt sich dafür eignet, daß
es sachgemäß behandelt wird und daß die Dose selber nicht
fehlerhaft ist - die Lebensmittel für lange Zeit ohne nennenswerte
Beeinträchtigung des Geschmacks und fast unbegrenzt,
ohne toxisch zu werden, gelagert werden können.
Lebensmittel können auch durch andere Methoden für Langzeit-
Lagerung konserviert werden. Eine dieser Methoden ist die
Dehydration, bei der das Wasser durch eine aus einer Vielzahl
von Vorgängen entfernt werden kann (wie z. B. Erhitzen
im luftleeren Raum oder Austrocknen in
gefrorenem Zustand). Das Produkt enthält dann zu wenig Wasser, um den
Stoffwechsel von vegetativen Bakterien-, Hefe-, und Schimmelpilzzellen
zu ermöglichen. Die Bedingungen sind so ungeeignet, daß die Sporen
dieser Organismen nicht mehr keimen können, obwohl sie möglicherweise
in größerer Zahl vorhanden sind. Diese Produkte laufen im Handel
unter der Bezeichnung "Trockenwaren", und können auch in nicht
luftdichten Behältern verpackt werden. Beispiele solcher Produkte
sind Zucker und Tee.
Nicht alle Lebensmittel können auf diese Weise konserviert werden.
Der Austrocknungsvorgang entfernt oft leichtflüchtige Bestandteile,
die grundlegende Elemente der Geschmackseinstellung darstellen.
Hingegen hängt die Qualität des fertigen Produkts von seinen
Einweicheigenschaften ab. Getrocknetes Fleisch zum Beispiel bleibt
nach dem Einweichen immer schwer kaubar und zäh.
Eine große Anzahl von Lebensmitteln eignet sich für die
Tiefkühllagerung und -verpackung auf sehr lange Zeit. Die
Konservierung wird deshalb durch Tiefgefrieren erreicht, weil ein
solches Gefrieren den Stoffwechsel aller im Produkt befindlichen
Organismen verhindert, unabhängig davon, ob sie das Produkt verderben
oder nicht. Solche Produkte können in Metalldosen verpackt werden,
werden aber öfter in Behältern verpackt, die normalerweise aus Karton
oder Kunststoff, Metallfolien oder aus Kombinationen dieser Materialien
bestehen.
Tiefgekühlte Produkte haben den Vorteil, daß es nicht notwendig ist,
sie vor dem Einfrieren stark zu erhitzen. Das Produkt oder die
Verpackungsform wird normalerweise tiefgefroren, d. h. in einer sehr
kurzen Zeitspanne eingefroren. Bei Rohprodukten, wie z. B. Gemüse,
erlangen tiefgekühlte Lebensmittel nach dem Auftauen zum Zwecke der
Verwendung denselben frischen Zustand, in dem sie verpackt wurden.
Bei schon zubereiteten bzw. vorgegarten Lebensmitteln ergibt sich
zwischen dem Verpacken des Produkts und dem Einfrieren und Auftauen
keine wesentliche Veränderung des Produkts.
Der Hauptnachteil der Konservation durch Tiefgefrieren liegt bei den
hohen Kosten. Das Produkt muß während der Verarbeitung und während
der Lagerung, des Vertriebs und des Verkaufs im Detail, sowie der
Aufbewahrung im Heim bis zum Zeitpunkt der Verwendung in gefrorenem
Zustand aufbewahrt werden. In der Praxis kann das monatelang sein,
was natürlich die Kosten durch den Energieverbrauch erhöht. Hinzu
kommt, daß das Endprodukt häufig nicht in einem gebrauchsfertigen
Zustand ist, und erst einem langwierigen Auftauungsvorgang unterzogen
werden muß.
Außerdem werden einige Produkte vor dem Einfrieren teilweise oder
ganz zubereitet, damit sie nach dem Auftauen für den sofortigen
Verzehr nur aufgewärmt werden müssen, oder so erhitzt
werden müssen, daß der Zubereitungsvorgang vervollständigt
(z. B. durch Braten) wird.
Im Verlaufe der Jahre hat sich herausgestellt, daß die für eingemachte
Produkte charakteristischen Geschmacksrichtungen und Strukturen vieler
solcher Produkte für den Konsumenten annehmbar sind. Trotzdem gibt es
einige Konsumenten, für die Veränderungen des Geschmacks und der
Struktur nicht akzeptabel sind, und es gibt eine zunehmende Stimmung
gegen die Verwendung von künstlichem Farbstoff und anderen Zusätzen.
Außerdem sind viele Lebensmittelprodukte aus dem einen oder anderen
Grund einfach ungeeignet für das Einmachen.
Eine immer beliebter werdende Lösung für das Problem der
Langzeitlagerung von Lebensmitteln ohne die Verwendung von Metalldosen
mit Wärmebehandlung oder anhaltender Tiefkühlspeicherung ist die
Verwendung von sogenannter keimfreier Verpackung. Bei der keimfreien
Verpackung wird das Lebensmittelprodukt in vorher keimfrei gemachten
Behältern unter keimfreien Bedingungen verpackt; z. B. können sie in
einen Behälter gelegt werden, und letzterer in einem Gefäß hermetisch
verschlossen und versiegelt werden, dessen Atmosphäre aus einem
keimfreien gasförmigen Medium besteht, und dessen Druck ständig etwas
höher ist als der Umgebungsdruck, damit das Gefäß kein Gas außer dem
keimfreien beinhaltet. Die nachfolgende Haltbarkeit der
Verpackungseinheit, bevor sie schlecht (oder sogar giftig) wird, hängt
zwar von der Wirksamkeit der Schutzeigenschaften des Behälters
gegen das Eindringen von Luft oder schädlichen Organismen
oder deren Sporen ab. Bei vielen Produkten jedoch wirkt
sich die keimfreie Verpackung günstig auf deren Lagerung
aus, ähnlich wie bei gleichwertigen gefrorenen Lebensmitteln
oder denselben eingemachten und bearbeiteten Produkten.
Ein Hauptvorteil der keimfreien Verpackung ist, daß die
keimfreie Verpackungseinheit unter Umgebungsbedingungen
gelagert werden kann. Der Behälter kann eine Vielzahl verschiedener
Formen haben, vorausgesetzt, daß dessen obengenannten
Schutzeigenschaften für die vorgesehene Verwendung
geeignet sind. Beispiele sind Behälter aus Kunststoff oder
auch Metalldosen.
Eine Voraussetzung für die keimfreie Verpackung ist, daß das
Produkt selber keimfrei ist, wenn es in den Behälter gelegt
wird. Bei Lebensmittelprodukten wird vorausgesetzt, daß sie
vorher auf irgendeine Weise bearbeitet wurden, z. B. indem
man sie für eine längere Zeitdauer bei einer Temperatur, die
für alle vegetativen Zellen und möglicherweise schädlichen
und verderblichen Organismen tödlich ist, teil oder ganz
zubereitet werden.
Damit eine solche Bearbeitung wirksam entkeimt, muß gewährleistet
sein, daß im ganzen Produkt eine keimtötende Temperatur
vorherrscht. Bei Flüssigkeiten ist dies nicht schwierig.
Im allgemeinen ist es nötig, eine Temperatur von mindestens
110°C, möglichst aber höher, zu erreichen, um zu
gewährleisten, daß die Wirkung auf schädigende und verderbende
Organismen tödlich ist.
Aus der DE 24 10 283 ist ein Sterilisierungsverfahren bekannt,
bei dem in einer Vorerhitzungsphase das Lebensmittel
bei normalem Druck in Wasser auf maximal 100°C und in einer
Druckerhitzungsphase das Lebensmittel in Wasser auf eine
Temperatur zwischen 110° und 170°C bei erhöhtem Druck erhitzt
wird. Das Lebensmittel gart bei diesem Verfahren durch
und nimmt Wasser auf, wodurch sich seine Struktur und sein
Geschmack verändern.
Eine spezielle Form der Teil- und Ganzzubereitung ist das
Fritieren. Für den Vorgang des Fritierens muß das Fritiermittel
(das fortan als "Öl" bezeichnet wird, das heißt eines
der vielen für das Fritieren geeigneten Öle und Fette) sehr
heiß sein. Das heiße Öl bewirkt schnell die Entstehung der
bekannten harten Kruste oder Schale auf der Oberfläche des
Produkts, wenn letzteres nicht schon zuvor mit einer harten
Kruste oder Schale, z. B. aus Teig oder Paniermasse, versehen
wurde. Die kurze Zeit, in der das Produkt im Öl getaucht
bleibt, reicht bei den meisten Produkten nicht aus, um
genügend Hitze von der äußeren Oberfläche bis ins Innere zu
übertragen, damit das Innere des Produkts dieselbe Temperatur
erreicht wie das Öl. Wenn dies beabsichtigt wäre, wäre
das Produkt in vielen Fällen verkocht.
Die innere Temperatur des Produkts wird durch das in ihm
vorhandene Wasser bestimmt. So kann unter den typischen
Bedingungen des herkömmlichen Fritierens die innere Temperatur
des Produkts nur über 100°C erhöht werden an Stellen, wo
das Wasser schon verdunstet ist, wobei die Temperatur des
Öls zwischen etwa 150°C und 200°C rangiert, d. h. es kann nur
bis zum normalen Siedepunkt des Wassers erhitzt werden.
So können beim Fritieren Bedingungen, um unerwünschte Organismen
abzutöten oder um das Produkt zu sterilisieren, nur
erreicht werden, wenn das Produkt, während es in Öl getaucht
wird, überhaupt kein Wasser enthält, oder das Wasser vollkommen
abgibt, oder wenn es sehr lange im Öl bleibt. Beim
herkömmlichen Fritieren schließt dies für die meisten Produkte
die Sterilisation aus.
Die DE 25 42 260 A1 offenbart ein Herstellungsverfahren von
Kartoffelchips, bei dem in Scheiben geschnittene Kartoffeln
einem Fettbad mit unterschiedlichen Temperaturzonen zugeführt
werden und unmittelbar nach der Entnahme aus dem
Fettbad zum Entfetten mit überhitztem Dampf bei mindestens
110°C behandelt werden. Auch bei diesem Verfahren werden
Struktur und Geschmack des Lebensmittels erheblich verändert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Sterilisierungsverfahren
für feste, wasserhaltige Lebensmittel zu schaffen, bei dem
unerwünschte Änderungen von Struktur, Geschmack und Farbe
vermieden werden und welches eine Langzeitlagerung ohne
Tiefgefrieren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale von
Patentanspruch 1 gelöst.
Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung ein Verfahren für die
Zubereitung von Rohprodukten, bei dem die Produkte unter Druck in ein
heißes flüssiges oder gasförmiges Medium eingetaucht werden, damit der
Siedepunkt des Wassers mindestens bis zu der Temperatur auf den Wert
erhöht wird, der für die widerstandsfähigsten schädlichen
Mikroorganismen und deren Sporen letal ist (d. h. für verderbende und
potentiell schädliche Mikroorganismen und Sporen), die für das Produkt
charakteristisch sind, wobei die Temperatur der Flüssigkeit bzw. des
Gases mindestens die Temperatur des erhöhten Siedepunkts des Wassers
beträgt.
Als heiße Flüssigkeit eignet sich am besten Fritieröl oder Fett. Der
Druck sollte mindestens hoch genug sein, um den Siedepunkt des Wassers
bis zur genannten letalen Mindesttemperatur zu erhöhen, während die
heiße Flüssigkeit mindestens die Temperatur des erhöhten Siedepunktes
des Wassers hat, lange genug, um einen bestimmten Grad der
Sterilisation des Produkts zu erreichen.
In der Praxis ist die heiße Flüssigkeit am besten ein Fritieröl (wie
schon zuvor definiert) oder Fett, so daß der Vorgang dann ein
Fritiervorgang ist.
Der Vorgang muß so lange fortgesetzt werden, bis die beabsichtigte
letale Wirkung auf die Organismen im Produkt erreicht ist, so wird für
Produkte mit längerer Zubereitungszeit ein Teilzubereitungsprozeß
geschaffen. Falls erwünscht, kann dieser im nachhinein so lange
fortgesetzt werden (mit oder ohne fortgesetzte Verwendung von Druck),
bis das Produkt vollkommen zubereitet ist.
Das Produkt muß dann unter aseptischen Bedingungen aufbewahrt werden.
Unter diesen Bedingungen kann es auf Umgebungstemperatur abkühlen,
falls erwünscht. Es wird dann aseptisch in einem sterilen Behälter
verpackt, der geeignete mikrobiologische Schutzwirkungen hat, um
dessen Inhalt für die Gebrauchsdauer der Packung in sterilem Zustand
zu bewahren.
Der Sterilisationsprozeß gemäß der Erfindung wird in einer Druckzone
durchgeführt. Diese Druckzone kann ein Raum oder ein geschlossenes
Gefäß sein (hier Reaktionsgefäß genannt), das mit geeigneten Mitteln
zur Druckerzeugung versehen ist, um den für den Vorgang notwendigen
Druck zu erzeugen und zu erhalten.
Die Anlage ist für die Verwendung von Öl als die heiße Flüssigkeit
ausgelegt, die druckerzeugende Einrichtung sollte am besten Mittel zur
Einführung gasförmiger Medien in das verschlossene Reaktionsgefäß
unter geregeltem Druck enthalten. Solche gasförmigen Stoffe können
Luft, Stickstoff oder ein anderes Edelgas sein. Das Gas kann
oxidative Veränderungen im Öl beschleunigen, was die Zubereitungsmenge
und die nachfolgende Aufbewahrung jedes hierin zubereiteten Produktes
beeinflussen würde. Anstelle von Gasen kann zur Erzeugung eines
Überdrucks Wasserdampf verwendet werden. Der Druck kann auch
hydraulisch bereitgestellt werden.
Die Anlage, in der das Verfahren durchgeführt wird, enthält das
Reaktionsgefäß und möglichst auch Mittel zum Hin- und Ausführen (die
in einem kombiniert sein können), die mit dem Reaktionsgefäß verbunden
sind, um das Produkt in letzteres einzuführen und von dort zu
entfernen. Dies kann z. B. durch eine von zwei Methoden geschehen,
nämlich durch ein kontinuierliches Fließchargesystem oder durch eine
intermittierende Chargentechnik.
Falls die Anlage für den kontinuierlichen Betrieb eingerichtet ist,
beinhaltet sie vorzugsweise eine Druckkammer, deren erste (durch eine
Tür oder ähnliches) verschließbare Öffnung mit der äußeren Atmosphäre
in Verbindung steht und deren zweite ähnlich verschließbare Öffnung
mit dem Innenraum des Reaktionsgefäßes in Verbindung steht. Die
Druckkammer hat ein Steuerungssystem zur alternierenden Bedienung der
Türen, so daß die Kammer als Druckschleuse dient. In Verbindung mit
dem Öffnen und Schließen der Türen kann das Steuerungssystem der
Druckkammer auch für die Steuerung anderer geeigneter Einrichtungen
dienen, die zum Einführen druckerzeugender Medien (Luft oder ein
anderes Gas, oder Dampf) in die Druckkammer und das Auspumpen von dort
vorgesehen sind, um (falls erwünscht), die Druckschwankungen im
Reaktionsgefäß zu reduzieren oder eliminieren, wenn sein Wirkvolumen
beim Öffnen und Schließen der Tür der zweiten Öffnung vergrößert oder
verringert wird.
Zwei Druckkammern können am Einlaß bzw. am Auslaß vorhanden sein.
Oder es kann eine Druckkammer vorgesehen sein, so daß, wenn eine Charge
(im definierten Sinn, das heißt ein oder mehrere Stücke) in die Druck-
oder Reaktionskammer eingeführt wird, ein anderer diese gleichzeitig
verlassen kann.
Je nach der Teilchengröße und Beschaffenheit des Produkts kann es mit
jedem geeigneten Mittel zum Transport des Produktes versehen werden
und sich in oder durch das Reaktionsgefäß und die Druckkammer oder
Kammern erstrecken. Dies kann z. B. ein sich kontinuierlich
bewegendes Förderband enthalten, von welchem die Produktchargen oder
Behälter für deren Transport aufgehängt oder sonstwie abgestützt
werden.
Bei der obengenannten Anlage kann die intermittierende Chargenmethode
des Be- und Entladens des Reaktionsgefäßes eingesetzt werden, wodurch
jede Charge für die Zeitdauer stationär verbleibt (um in die
Druckkammer; in letzteres; in das Reaktionsgefäß usw. eingelassen zu
werden), die als Verweilzeit einer Produktcharge im Reaktionsgefäß
bestimmt ist.
In einer Anlage, die für eine weitere Form der intermittierenden
Chargentechnik eingerichtet ist, wird das Reaktionsgefäß bei
Umgebungsdruck mit jeder Produktcharge gefüllt und davon entleert, und
am Anfang und Ende wird der Druck erhöht und aufgehoben je nach der
bei der jeweiligen Charge ausgeübten Verfahrensführung. Solch ein
Gefäß kann oben einen Ladetrichter, woraus die Produktcharge unter
Schwerkraftwirkung in das Gefäß fallen kann und Mittel, wie z. B. einen
weiteren Trichter, aufweisen, um anschließend die bearbeitete Charge
durch Schwerkraft vom Boden zu entfernen. Wenn das heiße Medium Öl
ist, müssen separate Mittel vorhanden sein, durch die das Öl abfließen
kann, bevor die bearbeitete Produktcharge entfernt wird. Zu diesem
Zweck ist vorzugsweise ein Rücklaufsystem für das heiße Öl vorgesehen,
in dem erfindungsgemäß ein geeignetes Filter enthalten ist, damit das
Öl keine Reste mehr enthält, bevor die nächste Produktcharge
verarbeitet wird. Anstatt das Öl und das Produkt in heißem Zustand zu
entfernen, kann man sie auch abkühlen lassen, bevor sie vom
Reaktionsgefäß entfernt werden.
Das Reaktionsgefäß kann dafür eingerichtet sein, eine Menge heißes Öl
zu enthalten, in welches das Produkt während des Verfahrens
eingetaucht wird. Alternativ dazu, falls ein System zum erneuten
Umlauf des heißen Öls wie oben erwähnt vorgesehen ist, kann dieses
einen oder mehrere Sprühköpfe enthalten, um heißes Öl auf das Produkt
zu versprühen. Das Wort "Eintauchen" im Zusammenhang mit dem Produkt
im flüssigen oder gasförmigen Medium des Verfahrens bedeutet hier
eintauchen oder besprühen oder beides.
Die Temperaturen, die für die meisten Mikroorganismen tödlich sind,
liegen über 110°C. In der Praxis werden meist Temperaturen zwischen
110°C und 150°C verwendet. Temperaturen über 150°C sind effektiver
aber unnötig hoch. Demnach muß der im Verfahren angewandte Druck
gemäß der Erfindung ausreichend sein, um den Siedepunkt des Wassers
im Produkt bis 110°C zu erhöhen, vorzugsweise aber näher zu 150°C.
Der angewandte Druck beträgt folglich 41 300 Pa über dem
Umgebungsdruck. Um eine Siedetemperatur von 148°C zu erhalten, muß
der angewandte Druck 344 700 Pa über dem Umgebungsdruck betragen. Der
letztgenannte Wert ist ein bevorzugter Wert für den angewandten Druck.
Die Temperatur des heißen flüssigen oder gasförmigen Mediums, in
welches das Produkt eingetaucht wird, hängt von den
Zubereitungsbedingungen des jeweiligen Produkts ab. Beim
Fritiervorgang ist die Temperatur des Öls normalerweise zwischen 150°C
und 200°C. Trotzdem ist es möglich, mit gewissen pflanzlichen Ölen
höhere Temperaturen zu erreichen. Die einzelnen pflanzlichen Öle
haben verschiedene Zubereitungseigenschaften und physikalische
Eigenschaften, während eine große Anzahl von Mischungen aus
verfügbaren reinen Ölen hergestellt werden kann, wobei die Siedepunkte
der Mischungen erhebliche Unterschiede aufweisen. Das Öl und somit
die Verfahrenstemperatur kann so eher nach Erwägungen über die
Zubereitung, als über die Sterilisation ausgewählt werden;
vorausgesetzt, daß die Temperatur des Öls mindestens so hoch ist wie
der erhöhte Siedepunkt des Wassers bei dem gewählten Wert für den
angewandten Druck.
Man ersieht daraus, daß durch die Anwendung des Vorgangs gemäß der
Erfindung das Tiefgefrieren als Mittel zur Langzeitkonservierung von
teil- oder ganzzubereiteten Lebensmittelprodukten, die sonst
unannehmbare Qualitätsverluste erleiden würden (indem man zuläßt, daß
sich parasitäre Organismen, oder solche die das Vergiften und
Verderben von Lebensmitteln verursachen, vermehren) vermieden wird.
Dies hat eine Anzahl von Vorteilen, z. B. die Verringerung der Kosten
und das Verhindern von Veränderungen der Struktur oder Farbe durch
Gefrieren oder Gefrierlagerung, zur Folge. Die keimfreien Produkte
können, wenn sie keimfrei verpackt sind, relativ sicher für lange Zeit
lagern und unter Umgebungsraumbedingungen transportiert und verkauft
werden. Der Vorgang kann auch mit Vorteil für manche Produkte (sowie
Pommes Frites) angewandt werden, für die das herkömmliche Einmachen
aus verschiedenen Gründen vollkommen ungeeignet ist.
Ein weiterer Aspekt ist, daß die Erfindung ein festes
Lebensmittelprodukt ermöglicht, welches durch einen Vorgang gemäß der
Erfindung zubereitet wird, das zumindest in dem Maße von
Mikroorganismen und deren Sporen befreit ist, daß es ohne Gefahr
gegessen werden kann.
Ein Lebensmittelprodukt, welches für das Verfahren dieses Vorgangs
besonders geeignet ist, sind Pommes Frites. Der Ausdruck "Pommes
Frites" wird hier im Sinne von Kartoffelstücken, oder eingeweichter
Kartoffelstärke und Pulver, die fritiert wurden, verwendet. Solch
eine Zubereitung (sei es vor, während, oder nach dem Fritieren) wird
als Pommes Frites bezeichnet.
Pommes Frites sind eines von vielen Lebensmittelprodukten, die niemals
erfolgreich für den Handel eingemacht wurden, weil entweder die Farbe,
die Struktur, oder der Geschmack an Qualität verlieren. Sie werden in
großem Maßstab von Zulieferern erzeugt, die Lebensmittelgeschäfte,
sowie den Groß-, und Einzelhandel versorgen. Pommes Frites werden
auch von Gefrierkostherstellern hergestellt, verpackt, und an den
Groß-, und Einzelhandel geliefert. Es gibt folglich einen sehr großen
Absatzmarkt für Pommes Frites, so daß diese imstande sein müssen,
eingelagert, transportiert, und über längere Zeit in den Regalen der
Geschäfte aufbewahrt zu werden, bevor sie den Endkonsumenten
erreichen. Die Pommes Frites werden entweder im rohen Zustand, oder
im teil- oder ganz zubereitetem Zustand hergestellt, um dann vor dem
Verbrauch kurz im Ofen aufgewärmt zu werden. Falls sie im Rohzustand
geliefert werden, können sie zuvor blanchiert werden, d. h. sie werden
heißem Wasser oder Dampf ausgesetzt, um schädigende Enzyme zu
inaktivieren. Dies vermindert auch anwachsende Bakterienkolonien.
Dennoch ist bisher die einzig vertretbare und zufriedenstellende
Weise, um Pommes Frites für die Lagerung, den Transport und die
Aufbewahrung in den Regalen zu konservieren, sie tiefzugefrieren. So
ist Tiefgefrieren, sei es im blanchierten, im teil zubereiteten oder
im ofenfertigen Zustand, derzeit die einzige weltweite
Standardmethode, um Pommes Frites zu konservieren.
Leider unterscheiden sich sogar Pommes Frites die eingefroren wurden,
merklich im Geschmack und oft auch in der Struktur, von denen, die
aus frischen Kartoffeln zubereitet und die sofort fritiert und
gegessen werden. Insbesondere vom Standpunkt der technischen
Anwendung erhöht der Energieverbrauch für das Einfrieren der Pommes
Frites und für deren Aufbewahrung im gefrorenem Zustand bis zur
Verwendung und die Notwendigkeit in vielen Fällen geeignete
Gefrierkost-Transportfahrzeuge zur Verfügung zu stellen, die Kosten
für das Produkt in erheblichem Maße.
Ein Verfahren gemäß der Erfindung wird nun nur exemplarisch unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 ein Fließdiagramm, welches einen typischen
Vorgang gemäß der Erfindung für die Zubereitung
von verpackten, lagerfähigen Gemüseprodukten
veranschaulicht,
Fig. 2 ein ähnliches Diagramm, welches einen typischen
Vorgang gemäß der Erfindung für die Zubereitung
von verpackten, lagerfähigen Fleisch- oder
Fischprodukten veranschaulicht, und
Fig. 3 eine rein schematische Abbildung, die den
grundsätzlichen Aufbau einer möglichen
Ausführungsform eines Fritiergerätes zeigt, bei
dem die Erfindung zur Anwendung kommen kann.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird das Verfahren insbesondere in
Zusammenhang mit Pommes Frites beschrieben werden.
In Fig. 1 sind ein Waschgerät 10 für rohe Kartoffeln, ein Schälgerät
12 zum Entfernen der Schale, ein Schneidegerät 14, um die Kartoffeln
in Pommes Frites zurechtzuschneiden, ein Blanchiergefäß 16, und ein
Abtropfgerät 18 dargestellt. Diese Geräte sind in der genannten
Reihenfolge in Reihe geschaltet, um so die blanchierten rohen Pommes
Frites in das Fritiergerät 20 zu befördern, in welchem sie zubereitet
und gegart werden. Nach dieser Zubereitung werden die Pommes Frites
von dem Fritiergerät 20 in eine sterile Zone befördert, die bei 22
durch Phantomlinien dargestellt ist und normalerweise ein Gefäß
beinhaltet.
In der sterilen Zone, die reihengeschaltet ist, befinden sich das
Abtropfergerät 24 für überflüssiges Öl, ein Abkühlgerät 26, in dem die
Pommes Frites auf Umgebungstemperatur abgekühlt werden und eine
Primärverpackungsmaschine 28, in der sie in einem geeigneten
Verpackungs- bzw. Einwickelmaterial oder Behälter hermetisch
versiegelt werden, um eine Verpackungseinheit zu bilden. An den
Auslaß der Primärverpackungsmaschine 28 ist eine
Sekundärverpackungsmaschine 30 angeschlossen, in der die
Verpackungseinheiten in weiteren Behältern verpackt werden, wobei
jeder Behälter ein oder mehrere Verpackungseinheiten enthält.
In dem keimfreien Gefäß 22 wird ein keimfreies Gas bei einem Druck,
der etwas höher ist als der Umgebungsdruck, gehalten. Das Gas wird
nach einer Vorbehandlung, um das Gefäß mikrobiologisch zu entkeimen,
in das Gefäß eingeführt.
Die Einheiten 10, 12, 14, 16, 18, 24, 26, 28 und 30 können von jeder
beliebigen geeigneten Art sein, eingeschlossen den schon bekannten
Arten. Das Fritiergerät 20 beinhaltet ein Reaktionsgefäß mit
Druckschleusen 32, 34 am Ein- bzw. Auslaß des Gefäßes, um die Ein-
und Ausführung der Pommes Frites aus dem Fritiergerät zu ermöglichen,
während der Druck im Reaktionsgefäß über Umgebungsdruck erhöht wird.
Das Fritiergerät hat Mittel (bei 36 schematisch angedeutet), um diesen
erhöhten Druck anzuwenden.
Sobald die Pommes Frites in das Fritiergerät 20 eingeführt werden,
werden sie unter erhöhtem Druck in heißes Fritieröl eingetaucht. Der
Druck dient zur Siedepunkterhöhung des Wassers bis zu einer
Temperatur, die für die widerstandsfähigsten, schädlichen
Mikroorganismen und deren Sporen in den Pommes Frites tödlich ist.
Die Temperatur des Öls ist mindestens so hoch wie der erhöhte
Siedepunkt des Wassers, so daß das Wasser in den Pommes Frites bei
einer Temperatur, die alle anwesenden gefährlichen Mikroorganismen und
deren Sporen vernichtet, verdampft.
Die bei Fig. 2 dargestellte Anlage ist für Fleisch- oder
Fischprodukte geeignet und ist in Anordnung und Verfahren gleich dem
in Fig. 1 dargestellten, außer daß anstelle der Einheiten 10, 12, 14
und 16, mehrere Einheiten vorhanden sind, die ein Beschneidegerät
40, ein Schneidegerät 42 und ein Blanchiergerät/Beschichtungsgerät 44
beinhaltet.
Man ersieht daraus, daß diejenigen Teile des Systems, die dem
Fritiergerät vor- und nachgeschaltet sind, jede passende Form gemäß
den Eigenschaften des zubereiteten Produktes, dem Ausgangsstoff sowie
verschiedenen Stufen des ausgewählten Vorganges vor und nach der
eigentlichen Zubereitung annehmen können. Zum Beispiel kann das
Ausgangsmaterial für die Pommes Frites oder für gewisse
Fleischprodukte aus dehydratisierten Produkten bestehen, die vor der
Zubereitung wieder eingeweicht werden müssen.
Das Fritiergerät kann verschiedene Formen annehmen, wobei Fig. 3
eine stark schematisierte Darstellung einer möglichen Form ist.
Mit Bezugnahme auf Fig. 3 umfaßt ein Fritiergerät 50 ein
Reaktionsgefäß 52 mit einem oben angeordneten Einlaß und einen unten
angeordneten Auslaß. Der Einlaß ist als Druckschleuse 54 ausgebildet,
deren Einlaßtür und untere Tür mit 56 bzw. 58 bezeichnet sind. Ähnlich
dazu umfaßt der Auslaß eine weitere Druckschleuse 60 mit ähnlichen
Türen 62, 64. Die verschiedenen Türen gewährleisten, wenn sie
geschlossen sind, einen druckfesten Verschluß. Gemäß der
Ausbildungsform nach Fig. 3 ist der Abtropfer 18 mit dem
Einlaßtrichter 54 verbunden. Auch die Sterilzone 22 mit dem Abtropfer
24 ist abgebildet.
Ein Behälter 68 für Speiseöl, der mit einem das Öl auf eine Temperatur
von ca. 200°C erhitzendem Heizelement ausgestattet ist, besitzt einen
Ölauslaß 70, der über eine Pumpe 72 mit mehreren Sprühköpfen 74 im
Reaktionsgefäß 52 verbunden ist. Ein Öleinlaß 76 des Behälters 66 ist
über ein Filter 78 und eine geeignete Einrichtung 80 verbunden, die
dazu dient, Wasser vom Öl zu trennen, und mit einem Ölauslaß versehen
ist, der im unteren Teil des Behälters 24 angeordnet ist, wobei in
diesem Ausführungsbeispiel der Ölauslaß oberhalb des Öleinlasses 76
angebracht ist, so daß das Öl unter Schwerkraftwirkung in letzteren
abfließen kann.
Die Anlage umfaßt weiterhin eine Druckquelle in Form eines
Gasverdichters 82, der mit dem Inneren des Reaktors 52 in Verbindung
steht, um im letzteren einen Druckgaskreislauf zustande zu bringen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um Stickstoff, so
daß der Kreislauf geschlossen ist. Er ist mit einer Verbindung zu
einer geeigneten Stickstoffquelle 90 über geeignete
Ventileinrichtungen und bei 84 angedeutete Druckregler versehen.
Es sind nicht gezeigte Einrichtungen vorgesehen, die den
Stickstoffdruck im Reaktionsgefäß, die Vorlauftemperatur des den
Sprühköpfen zugeführten Öls sowie die Einschaltdauer der
Drucksteuereinrichtung 84 einstellen und -regeln. Vorzugsweise ist
eine nicht abgebildete gegenseitige Sperrung vorgesehen, wodurch die
Türen 56 und 58 oder 58 und 62 oder 62 und 64 nicht gleichzeitig
dann geöffnet werden können, wenn entweder die Ölpumpe oder der
Verdichter läuft. Der Gaskreislauf umfaßt ferner einen Kondensator
86, der dem Verdichter 82 vorgeschaltet ist, um den zurückgeführten
Stickstoff zu kühlen und ihn von Wasser und wasserlöslichen
Verunreinigungen zu befreien, sowie ein Filter 88, das etwa im
Stickstoff mitgeführte Feststoffteilchen entfernt.
Beim Betrieb der Anlage wird, nachdem der Trichter 54 über den
Abtropfer 18 aufgefüllt worden ist, dessen obere Tür 56 zugemacht und
dessen untere Tür 58 geöffnet, um die Pommes-Frites-Charge 92 in das
Reaktionsgefäß 52, dessen untere Tür geschlossen ist, strömen zu
lassen. Der Stickstoffverdichter 82 wird spätestens zu diesem
Zeitpunkt angefahren, um das Gefäß auf einen vorbestimmten
Überdruckwert von 345 000 Pa (50 Pfund/Quadratzoll) zu bringen. Das
im Behälter 66 vorhandene Öl wird durch das Heizelement 68 bei der
Verarbeitungstemperatur gehalten. Bei erreichtem vorbestimmtem Druck
des Stickstoffes wird die Ölpumpe 72 während 3 Minuten in Gang gesetzt
und dann wieder ausgeschaltet. Während die Ölpumpe noch in Betrieb
ist, wird durch die die Sprühköpfe anhaltend und reichlich Öl auf die
Pommes Frites gespritzt, so daß die Pommes Frites alle in das Öl
während der 3 Minuten bei einer Temperatur von ca. 200°C eingetaucht
und dadurch fritiert werden.
Bei geschlossener unterer Auslaßtür 62 wird die Tür 62 geöffnet, um
die frisch zubereiteten Pommes Frites in eine untere Druckschleuse 60
zu befördern; die Tür 62 wird zugemacht und die Tür 64 geöffnet, um
die Pommes Frites und das verbrauchte Öl in den Abtropfer 24 zu
entlassen, von wo das Öl über den Einlaß 76 in den Behälter 66
zurückgeführt wird.
Man ersieht daraus, daß die Pommes Frites, nachdem deren Zubereitung
abgeschlossen ist, so lange unter aseptischen Bedingungen gehalten
werden, bis sie durch die Maschine 28 (Fig. 2) in ihrer
Innenverpackung versiegelt worden sind.
Die Verpackungseinheiten der Pommes Frites werden danach bei
Umgebungstemperatur gelagert und ausgeliefert, ohne eingefroren zu
werden. Der Endverbraucher muß sie nur durch heißes Öl, heiße Luft
oder in einem Mikrowellenherd zubereiten, damit sie eßfertig sind.
Zwischen dem Verpacken der Pommes Frites und deren Verzehr dürfen
mehrere Wochen oder sogar Monate vergehen.
Während die Pommes Frites im Reaktionsgefäß im heißen Öl eingetaucht
sind, erreicht die Oberflächentemperatur jedes einzelnen Pommes
Frites-Stückes ungefähr die Temperatur des Öls. Durch den Druck des
verdichteten Gases wird die Temperatur des im Inneren der Pommes
Frites vorhandenen Wassers durch Wärmeübertragung aus dem Öl auf einen
Wert von 148°C gebracht. Ein weiterer Temperaturanstieg wird aber
durch die Wasserverdunstung verhindert. Durch die kurze gewählte
Verfahrensdauer ist ein Austrocknen der Pommes Frites nicht zu
befürchten. Das Innere der Pommes Frites hat folglich dieselbe
Temperatur, so daß am Ende der festgelegten Zeitdauer, in der die
Pommes Frites im heißen Öl eingetaucht bleiben, alle bedeutenden
Mikroorganismen in den Pommes Frites und deren Sporen vernichtet
werden.
Die Pommes Frites können beispielsweise in Verkaufsautomaten
vertrieben werden. Zur Zeit müssen Automaten für Pommes Frites so
betrieben werden, daß wegen der begrenzten Haltbarkeit sie häufig mit
gefrorenen Pommes Frites nachgefüllt werden. Mittels Heißluft oder
erneuten Fritierens werden die Pommes Frites in dem Automaten erhitzt
und danach dem Käufer ausgegeben. Die Verwendung von auf die oben
beschriebene Weise zubereiteten Pommes Frites in den Verkaufsautomaten
kann so Verluste vermindern sowie die Lagerung und den Transport der
Pommes Frites zu den Automaten in ungefrorenem Zustand ermöglichen.
41 300 Pa ≈ 6 Pfund per Quadratzoll
344 700 Pa ≈ 50 Pfund per Quadratzoll
41 300 Pa ≈ 6 Pfund per Quadratzoll
344 700 Pa ≈ 50 Pfund per Quadratzoll
Claims (5)
1. Verfahren zur Sterilisierung von festen, Wasser enthaltenden
Lebensmitteln, bei dem das Lebensmittel
bei einer vorbestimmten Temperatur für eine vorbestimmte
Zeit in ein heißes flüssiges Medium eingetaucht und
dann von dem heißen Medium getrennt und in einem Behälter
verpackt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
- (a) das Lebensmittel (92) in ein Reaktionsgefäß (52) eingefüllt wird, in welches ein gasförmiges Medium unter einem Druck eingeleitet wird, der ausreicht, den Siedepunkt von Wasser auf eine Temperatur von mindestens 110°C zu erhöhen;
- (b) ein Fritieröl oder -fett auf eine Temperatur erhitzt wird, die mindestens dem erhöhten Siedepunkt entspricht;
- (c) das erhitzte Fritieröl oder -fett in das Reaktionsgefäß gefüllt wird, um das Lebensmittel in das erhitzte Öl oder Fett einzutauchen;
- (d) das Lebensmittel abschließend unter jeweils sterilen Bedingungen von dem Fritieröl oder -fett getrennt und luftdicht in einem Behälter verpackt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck im Reaktionsgefäß mindestens bei 41 300 Pa Überdruck
liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der Druck im Reaktionsgefäß bei 344 700 Pa liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die genannte Zeitdauer ca. 3 Minuten
beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Produkt ein pflanzliches Produkt
ist und insbesondere aus rohen Kartoffelstücken für Pommes
Frites besteht.
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