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7 Lebensmittelkonservierung und Konservierungstechnologie
Zu den Lebensmittelmikroorganismen gehören die Lebensmittelkonservierung, die Hochtemperatursterilisation von Lebensmitteln und die Eigenschaften thermophiler Mikroorganismen, die Niedrigtemperaturkonservierung von Lebensmitteln und die Eigenschaften psychrophiler Bakterien.
Modificato alle 2024-01-20 17:23:57
7 Lebensmittelkonservierung und Konservierungstechnologie
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Lebensmittelkonservierung und Konservierungstechnologie
Lebensmittelkonservierung
Kern: Verhindern Sie Verschmutzung, töten und hemmen Sie die mikrobielle Vermehrung und verzögern Sie den Abbau von Gewebeenzymen
Methoden: Verwendung physikalisch-chemischer Biologie
Zweck: Nährwert und sensorische Eigenschaften über einen langen Zeitraum erhalten
Hochtemperatursterilisation von Lebensmitteln und Eigenschaften thermophiler Mikroorganismen
Prinzipien und Methoden der Hochtemperatursterilisation
Prinzip: Hohe Temperaturen führen zu einer irreversiblen Verformung mikrobieller Proteine und Nukleinsäuren oder zur Zerstörung anderer Komponenten, die zum Tod führen (z. B. Auflösung von Zellmembranen durch Hitze).
Sterilisationseffekt: Desinfektion, Sterilisation
Temperaturbereich: Pasteurisierung, Hochtemperatursterilisation
Trockenhitzesterilisation
Bei hohen Temperaturen koagulieren und verformen sich die Proteine in mikrobiellen Zellen, um eine Sterilisation zu erreichen.
Flammensterilisation: Impfwerkzeuge und kontaminierte Gegenstände
Trockenhitzesterilisation/Heißluft: 160 bis 170 Grad Celsius, ein bis zwei Stunden
Sterilisation mit feuchter Hitze
Pasteurisierung
Wird auf Lebensmittel angewendet, die nicht für die Verarbeitung bei hohen Temperaturen geeignet sind
Eine Sterilisationsmethode, die normalerweise auf weniger als 100 °C erhitzt wird, um pathogene Bakterien abzutöten und die Anzahl der Mikroorganismen zu reduzieren.
Temperatur- und Zeitkombination: niedrige Temperatur für lange Zeit, hohe Temperatur für kurze Zeit
Die Wirkung variiert je nach Art des Lebensmittels
pH-Wert von Lebensmitteln mit niedrigem Säuregehalt über 4,6: keine sporenbildenden Krankheitserreger, wie z. B. Mycobacterium tuberculosis in der Milch
Saure Lebensmittel: pathogene Bakterien ➕ verderbliche Bakterien ➕ Enzyme
Ultrahochtemperatur-Sofortsterilisationsmethode
UHT: über 130 Grad Celsius, 3 bis 5 Sekunden lang gehalten, tötet vegetative Zellen und hitzebeständige Sporenbakterien ab, geeignet für flüssige Lebensmittel
4 bis 6 Minuten bei 75 bis 85 Grad Celsius vorheizen; 2 bis 3 Sekunden bei 135 bis 150 Grad Celsius.
Hochdruckdampfsterilisation
Prinzip: Legen Sie die sterilisierten Gegenstände in einen geschlossenen Drucksterilisationstopf und erhitzen Sie das Wasser im Sterilisationstopffach zum Kochen, um Dampf zu erzeugen.
Guter Sterilisationseffekt
intermittierende Sterilisation
Hochtemperaturbeständige Mikroorganismen
Thermotolerante Bakterien: Das Wachstum selbst erfordert keine hohen Temperaturen und überlebt bei höheren Temperaturen
Zu den nach der Pasteurisierung verbleibenden Mikroorganismen gehören Streptokokken und Lactobacillus
Thermophile: Für Wachstum und Stoffwechselaktivitäten ist eine hohe Temperatur erforderlich. Sie wachsen nicht, wenn die optimale Temperatur 50 °C übersteigt und die Höchsttemperatur 70 °C übersteigt.
In der Lebensmittelindustrie werden häufig Bacillus, Clostridium und thermophile anaerobe Bakterien verwendet
Thermische Letalität von Mikroorganismen
Thermisch tödliche Temperatur
TDP: Gibt die Mindesttemperatur an, die erforderlich ist, um eine bestimmte Anzahl bestimmter Mikroorganismen in einer bestimmten Umgebung abzutöten. Es hängt auch mit der Zeit zusammen und wird in der quantitativen Verarbeitung nicht mehr verwendet.
Bezieht sich normalerweise auf die Wärmebehandlung eines bestimmten Mikroorganismus innerhalb eines bestimmten Zeitraums, beginnend mit der niedrigsten Wärmebehandlungstemperatur, bei der der Mikroorganismus stirbt.
Kurve der thermischen Letalitätsrate
Bei einer bestimmten Temperatur verläuft die Beziehungskurve zwischen Erhitzungszeit und der Anzahl der verbleibenden Mikroorganismen
TDT-Kurve der thermischen Todeszeit
TDT: Die kürzeste Wärmebehandlungszeit, die erforderlich ist, um alle Mikroorganismen oder Sporen unter bestimmten Bedingungen und bei einer thermisch tödlichen Temperatur abzutöten
Die thermische Todeszeitkurve hängt von der Umgebung, der Art und Menge der Mikroorganismen ab
D-Wert, Z-Wert, F-Wert
D: Exponentielle Dekrementzeit, die Zeit, die erforderlich ist, um 90 % der Mikroorganismen durch Erhitzen auf eine konstante Temperatur abzutöten
Testmethoden
Z: Der Temperaturwert, der erforderlich ist, um D um das Zehnfache zu ändern
Um D um eine logarithmische Periode zu reduzieren, muss die Temperatur erhöht werden
Die Temperatur steigt um 1Z und D beträgt ein Zehntel des ursprünglichen Wertes.
Spiegelt die Toleranz von Mikroorganismen gegenüber unterschiedlichen Temperaturen wider
F: Der thermische Sterilisationseffekt entspricht der entsprechenden Sterilisationszeit unter 121℃
Mithilfe der thermischen Todeszeitkurve kann die Kombination aus Sterilisationstemperatur und -zeit zum einfachen Vergleich in die Sterilisationszeit bei 121 Grad Celsius umgerechnet werden.
12D: Mindestwärmebehandlungsintensität, die erforderlich ist, um die Überlebenswahrscheinlichkeit der hitzebeständigsten Clostridium botulinum-Sporen auf 10 hoch 12 zu reduzieren, zur Verwendung in Lebensmitteln mit niedrigem Säuregehalt
Faktoren, die die mikrobielle Hitzebeständigkeit beeinflussen
Wasser-Peptid-Bindungen werden leicht aufgebrochen
Hohe Wasseraktivität und geringe Hitzebeständigkeit, Trockenzellen sind hitzebeständiger als Nasszellen
Fett – beeinflusst die Wasseraktivität
Fett erhöht die Hitzebeständigkeit, langkettige Fettsäuren sind stärker als kurzkettige Fettsäuren
Protein- und Kolloidschutz
Bei gleichem pH-Wert und gleicher Keimzahl ist die Hitzebeständigkeit umso stärker, je höher der Protein- und Kolloidgehalt ist. Nährstoffhaltige Brühe ist beispielsweise hitzebeständiger als Erbsensuppe.
Kohlenhydrat
Verbessern Sie die Hitzebeständigkeit und beeinflussen Sie die Wasseraktivität
Salz
Reduzieren Sie die Wasseraktivität und erhöhen Sie die Hitzebeständigkeit; erhöhen Sie die Wasseraktivität und erhöhen Sie die Hitzeempfindlichkeit.
Ph
antibakterielle Inhaltsstoffe
Anzahl der Mikroorganismen: sezernieren Schutzstoffe
Alter: geringe Aktivität
Die Wärmebeständigkeit in der stabilen Phase ist besser als die in der logarithmischen Phase Alte Sporen sind hitzebeständiger als neue Sporen
Wachstumstemperatur
Thermophile sind besser als Psychrophile
Zeit und Temperatur: Hohe Temperaturen haben eine gute Sterilisationswirkung
Die Hitzebeständigkeit der Mikroorganismen selbst
Thermophile sind am hitzebeständigsten
Bakterien sind besser als Nicht-Sporen-Bakterien
Positiv ist besser als negativ
Kokken sind besser als Nicht-Sporen-Bakterien
Hefen und Schimmelpilze sind empfindlich, ihre Sporen sind besser als vegetative Körper und Sklerotien sind hitzebeständig
Sporen als Sterilisationsindikatorbakterien
Bei der Dosenproduktion ist die säurefreie Abtötung von Clostridium botulinum-Sporen der Standard
In der Fermentationsindustrie ist die Abtötung von Sporen des Bacillus stearothermophilus Standard
Hitzebeständiger Mechanismus
Bakterielle Enzyme und Proteine weisen die beste Hochtemperaturaktivität auf
Zellmembran: reich an langkettigen gesättigten Fettsäuren, kovalent vernetzte Lipiddoppelschicht, mit einer vollständig hydrophoben Innenschicht
Nukleinsäuren haben einen hohen G- und C-Gehalt und mehr Wasserstoffbrückenbindungen
Thermische Stabilität von Enzymen
Primärstruktur, erhöhte Wasserstoffbrückenbindungen, Ionenbindungen oder hydrophobe Bindungen
Hitzefördernde Stabilisierungsfaktoren: hitzebeständige Enzymstabilisatoren wie Calcium-Zink, Hitzeschutzmittel
Anwendung thermophiler Bakterien
Fermentationsindustrie, hohe Temperaturbeständigkeit, schnelles Wachstum, Reduzierung der Umweltverschmutzung
Konstruktion gentechnisch veränderter Bakterien
Hochtemperaturbeständiges Enzym: DNA-Polymerase, baut Stärke, Cellulose, Protein ab, hohe Temperaturbeständigkeit, PH, Salztoleranz
Konservierung von Lebensmitteln bei niedrigen Temperaturen und Eigenschaften psychrotropher Bakterien
Prinzipien und Methoden der Kryokonservierung
Prinzip
Enzymaktivität und Verzögerung chemischer Reaktionen
Die Wachstums- und Vermehrungsrate von Mikroorganismen wird reduziert oder ganz gehemmt
Niedrige Temperaturen verhindern oder verlangsamen den Verderb
überwintern
Methode
Normale Lagerung, kalte Temperaturen
10–15, kurzfristig, Gemüse und Obst
Kühlung, Kühlschranktemperatur
-1 bis 8 Tage oder Wochen
Tiefkühllagerung, Gefriertemperatur
Bei weniger als -18 ist das Wachstumsstopp-Enzym inaktiviert
-5°C für Vibrio und -34°C für Rhodotorula foliaceus
Wird im Allgemeinen für konzentrierten Saft, Speck, Eiscreme und Obst verwendet
Mikroorganismen, die niedrige Temperaturen vertragen
Psychrophile Bakterien
Für das Wachstum ist eine niedrige Temperatur erforderlich
Mikroorganismen, die zwischen 0 und 20 Grad Celsius wachsen und eine optimale Temperatur zwischen null und 15 Grad Celsius haben
Im Allgemeinen im Meerwasser oder in extrem kalten Gebieten gelegen
Psychrotolerante Bakterien
Mesophile Bakterien führen dazu, dass gekühlte Lebensmittel verderben
0 bis 7 Grad Celsius, wie Alcaligenes, Pseudomonas, Streptococcus
Auswirkungen niedriger Temperaturen auf die physiologischen Funktionen von Mikroorganismen
niedrige Stoffwechselrate
Die Temperatur sinkt, die Wachstumsrate ist niedrig, die Verzögerungsperiode und die Generationszeit verlängern sich
Höhere Enzymaktivität bei niedriger Temperatur: Pseudomonas fragariae produziert Lipase bei -29 Grad Celsius
Die Wachstumsrate ändert sich kaum mit der Temperatur
Temperaturkoeffizient Q10
Bei einer Temperaturerhöhung um 10 Grad Celsius erhöht sich die Geschwindigkeit der biochemischen Reaktion um den Faktor 1,5 bis 2,5.
Je größer Q 10 ist, desto bedeutender ist der Einfluss der Temperatur auf das Wachstum.
Zellmembranen transportieren gelöste Stoffe effizienter – Membranfunktion
mesophile Bakterien
Niedrige Temperaturen beeinflussen die Aufnahme gelöster Stoffe
Proteinkonformationsänderungen, die zur Inaktivierung durchlässiger Membranproteine führen
Veränderungen in der Struktur der Zytoplasmamembran und verminderte Aktivität von Permembranenzymen
Mangel an aktiver Transportenergie
Psychrotolerante Bakterien
Kältebeständiges Zuckerabgabesystem
Enthält einen höheren Anteil an ungesättigten Fettsäuren
Bei niedriger Temperatur ist die Transport-Permembran-Enzymaktivität hoch
Kälteschockprotein
Psychrotolerante Bakterien haben größere Zellen
Die Flagellensynthese ist effizienter
Hoher Nährstoffbedarf
Die Sauerstoffzufuhr ist vorteilhaft: aerob oder fakultativ anaerob
Auswirkungen des Einfrierens auf Mikroorganismen
Auswirkungen des Einfrierens auf Mikroorganismen
Plötzlicher Tod beim Erfrieren, gefolgt von einem allmählichen Tod
Der Tod erfolgt am schnellsten bei Temperaturen knapp unter dem Gefrierpunkt, insbesondere bei -2 Grad Celsius. Bei niedrigeren Temperaturen verlangsamt er sich und bei -20 Grad Celsius sehr langsam.
Überlebende Mikroorganismen sterben während der Lagerung nach und nach ab
Kälteschock: Die Temperatur sinkt plötzlich und lebende Bakterien sterben in großer Zahl ab
Kälteschock hängt mit der Kulturtemperatur zusammen
Pseudomonas reagiert empfindlich auf Frost, wenn es bei 30 °C kultiviert wird, nicht jedoch, wenn es bei 10 °C kultiviert wird.
Frostbeständigkeit von Mikroorganismen
Kokken sind besser als negative Bazillen
Staphylococcus aureus und Clostridium sind Salmonellen weit überlegen
Endosporen und Toxine haben keine Wirkung
Eigenschaften einiger psychrotoleranter und psychrotropher Bakterien
Erhöhte ungesättigte Fettsäuren
Erhöhte niedrige Temperatur
Die bedingt pathogenen Bakterien von Pseudomonas machen bis zu 59–72 % aus und weisen eine hohe Lebensfähigkeit auf.
Candida ist bei 10 Grad Celsius 50 % aktiver als bei 25 Grad Celsius
Theorie der Lipidverfestigung: Mit der zunehmenden Synthese ungesättigter Fettsäuren bleiben Lipide bei niedrigen Temperaturen flüssig und flüssig, um die Funktion der Zellmembran sicherzustellen.
Synthetisiert große Mengen an Polysacchariden und macht sie klebrig
Produktion bei niedriger Temperatur: Dextran, dickflüssige Milch, dickflüssiger Teig
Verderb: Brot wird klebrig, Milch wird klebrig, Fleisch wird klebrig
Die Glucansynthase von Leuconostoc und Pediococcus wird bei Temperaturen über 30 Grad Celsius inaktiviert. Lactobacillus: wärmeempfindliche Glucan-Synthase
Pigmentbildung
Serratia marcescens, sein hitzeempfindliches Enzym, Prolosporium-Süßkartoffel
Eine große Anzahl mariner psychrophiler/psychrotoleranter Bakterien sezernieren Pigmente
Einige Schimmelpilze und Hefen
Thermophile sezernieren keine Pigmente
Unterschiedliche Nutzung von Substraten
Fermentation von Glukose, Fermentation von Saccharose
Temperaturempfindliches Hydrogenase-Synthesesystem
Anwendungen psychrophiler Bakterien
Fermentierte Lebensmittel zur Reduzierung der Kontamination durch mesophile Bakterien
Lipasen und Proteasen werden in Lebensmitteln und Waschmitteln eingesetzt Bierverarbeitung, Käsereifung
Wird in der Medizin und in Lebensmitteln verwendet
Chemische Konservierung von Lebensmitteln
Maßnahmen zur Verwendung von Zusatzstoffen, um die Lagerstabilität von Lebensmitteln zu verbessern und die ursprüngliche Qualität so weit wie möglich zu erhalten, wie z. B. Konservierungsstoffe, Antioxidantien, Anti-Aging-Mittel, Anti-Bräunungsschutzmittel usw.
Übersicht über Konservierungsstoffe
Prinzip: Wirkt auf die Zellmembran, erhöht die Durchlässigkeit der Zellmembran, unterbricht die Atmungskette, zerstört den normalen Stoffwechsel und beeinträchtigt das Überleben und die Fortpflanzung
Bedingungen für das Funktionieren
Antibakterielles Spektrum: Arten von Mikroorganismen werden gehemmt
Umweltfaktor
Antibiotikum
Es ist ein sekundärer Metabolit von Mikroorganismen. Es ist hochwirksam, ungiftig und vielseitig einsetzbar. Es wird zur Hemmung oder Abtötung von Mikroorganismen eingesetzt.
Nisin
Ein hydrophobes, positiv geladenes kleines Peptid, bestehend aus 34 Aminosäuren
Ungiftige natürliche Konservierungsstoffe, keine schädlichen Auswirkungen auf Lebensmittel
Prinzip: Zerstörung der Zellwand, Erhöhung der Permeabilität und Leckage; Hemmung der Peptidoglycan-Synthese in der Zellwand, Blockierung der Zellmembran und Phospholipid-Synthese
Antibakterielle Wirkung
Pilze, negativ und ungültig, negativ nach Chelatisierung mit EDTA
Hemmen Sie positiv, hemmen Sie die Sporenkeimung stark
Faktoren, die eine Rolle spielen
Niedriger pH-Wert, hohe Löslichkeit, starke Stabilität; kombinierter pH-Wert unter 4,5;
Anwendung
wie Fischkonserven und alkoholische Getränke
Natamycin
Streptomyces, Fermentationsmethode
Hemmt Schimmel und Hefe
Wird in Backwaren, Wurstwaren, Getränken und Marmeladen verwendet
Subtilisin
32 Aminosäuren bilden ein kurzes Peptid, das säurestabil ist, eine starke Hitzebeständigkeit aufweist und positive Reaktionen hemmt.
Antibakterielle Eigenschaften: Sorbat ist besser als Benzoat und Propionat
Benzoesäure/Salze und Parabene
Mechanismus: Undissoziierter Zustand
Durchdringt die Zellmembran und dringt in die Zelle ein, beeinträchtigt die Permeabilität der Membran und hemmt die Aufnahme von Aminosäuren durch die Membran.
Beeinträchtigen die Funktion von Enzymen, wie zum Beispiel respiratorischen Enzymsystemen
verkümmertes Wachstum
Benzoesäure-Benzoesäure
Weißer, nadelförmiger Kristall, stabile Verbindung, leicht löslich in Wasser und leicht löslich in Ethanol
Die antibakterielle Aktivität hängt eng mit dem pH-Wert zusammen
Niedriger pH-Wert und starke antibakterielle Wirkung, geeigneter pH-Wert ist 2,5–4 Der pH-neutrale Effekt ist schwach
Wirkt hauptsächlich gegen Hefen und Schimmel, Hefe ist am besten, Bakterien sind schwach
Toxizität
9 bis 15 Stunden Leberschaden
Benzoesäure reagiert im menschlichen Körper mit Glycin unter Bildung von Hippursäure Der Rest reagiert mit Gluconsäure zu Glucoglycinsäure. Diese Stoffe reichern sich nicht im Körper an und sind sichere Konservierungsmittel.
Natriumbenzoat
Weißes Granulat oder Pulver, leicht wasserlöslich
Wirkt hauptsächlich auf Schimmelpilze und Hefen
Wird in Säften, Erfrischungsgetränken und Ketchup verwendet
Paraben-Paraben
Geringe pH-Empfindlichkeit: sauer und neutral, mit einer gewissen Wirkung bei 8,0
Breites antibakterielles Spektrum: Negatives und Positives vollständig hemmen
Es hemmt Schimmel besser als Hefe, wirkt aber nur schwach gegen negative Bakterien und Milchsäurebakterien.
Sorbinsäure und Salz
Farblose nadelförmige Kristalle oder Pulver, leicht löslich in Alkohol, Sein Salz ist leicht wasserlöslich, licht- und hitzebeständig und leicht zu oxidieren und zu färben.
Funktionsmerkmale
Im Allgemeinen in Form von Calciumsalz, Natriumsalz, Kaliumsalz verwendet
Säurehaltiges Konservierungsmittel: Der pH-Wert beeinflusst die Konservierungswirkung
Antibakterielle Wirkung
Mechanismus
Kombiniert mit Benzoesäure und einer Sulfhydrylgruppe, um die Enzymwirkung zu zerstören
Pilzhemmer: Schimmel, Hefe
Unwirksam gegen aerobe Verderbnisbakterien: Staphylococcus aureus, Salmonellen, Pseudomonas Milchsäurebakterien sind unwirksam
Propionat
Schimmelhemmer
Wird in Brot, Kuchen und Käse verwendet
lipophile Säure
Säurearme Lebensmittel funktionieren besser
Mechanismus: Undissoziierte Moleküle haben antibakterielle Aktivität
Nitrate und Nitrit
Wirkungen von Natriumnitrit und Natriumnitrat
Halten Sie das Fleisch rot
Nach nationalen Standards dürfen als Farbschutzmittel nur Natrium(sub)nitrat und Kaliumnitrat verwendet werden, und diese dürfen nur in einigen Fleischprodukten verwendet werden.
Der Farbentwicklungsmechanismus besteht darin, dass sich Nitrosogruppen unter sauren Bedingungen mit Myoglobin verbinden, um nitrosiertes Myoglobin zu bilden.
Geschmacksentwicklung
agierende Mikroorganismen
Hemmen Sie einige fäulniserregende, toxinproduzierende Bakterien
Perigo-Faktor (Nitrit reagiert mit dem Medium, um antibakterielle Wirkungen zu erzeugen): Wenn Nitrit in einem bestimmten Medium erhitzt wird, werden Anti-Botulinum-Faktoren oder Inhibitoren produziert, die die antibakterielle Wirkung um etwa das Zehnfache verstärken oder Inhibitoren heißen ~
Clostridium: Clostridium botulinum, Clostridium perfringens
Hohe Konzentrationen von Staphylococcus aureus, Milchsäurebakterien und Darmbakterien haben keine offensichtliche hemmende Wirkung
Die antibakterielle Wirkung ist unter sauren Bedingungen besser
Anwendungsbereich
Fleischprodukte, Fleischkonserven
Nitrit-Toxizität
Nitrit
Mäßig giftig, 0,2 g können zu Vergiftungen führen, 3 g können zum Tod führen
Wandelt normales Hämoglobin in Methämoglobin um, wodurch es seine Sauerstofftransportfunktion verliert und eine Gewebehypoxie verursacht
Wenn Natriumnitrit in Nitrit umgewandelt wird, verbindet es sich mit Aminen zu Nitrosaminen, die Krebs verursachen können.
Salz und Zucker sowie mikrobielle Eigenschaften
Prinzip
Erhöhen Sie den osmotischen Druck, trennen Sie mikrobielle Plasmoide, verringern Sie die Wasseraktivität, reduzieren Sie gelösten Sauerstoff und hemmen Sie aerobe Mikroorganismen.
Salztoleranz verschiedener Mikroorganismen
Bei weniger als 5 % können sich Bakterien vermehren und bei mehr als 5 % wächst Schimmel.
Bei mehr als 20 % handelt es sich hauptsächlich um Hefewachstum
Halobakterien: Für das Wachstum von Bakterien wie Vibrio parahaemolyticus ist eine bestimmte Salzkonzentration erforderlich
Halotolerante Bakterien: Tolerant, wachsen aber besser ohne Salz, Lactobacillus und einige Schimmelpilze
Zucker
Sechsmal mehr Zucker hat die gleiche Wirkung wie Salz
Bakterien sind empfindlich, Hefen und Schimmelpilze sind resistent gegen Hypertonie
Andere antibakterielle Mittel
Antioxidantien: verhindern oder verzögern die Oxidation von Lebensmitteln
Geschmack
Gewürze: Allicin, Nelken
Fettsäuren und Ester
Strahlungskonservierung von Lebensmitteln und Strahlenresistenzeigenschaften von Mikroorganismen
Kaltsterilisation Kaltsterilisation
Tötet Mikroorganismen ab, ohne die Materialtemperatur zu erhöhen
Strahlensterilisation: Technologie zur Bestrahlung mit Strahlung zur Verlängerung der Haltbarkeit
Zweck: Insektizid, Sterilisation, Knospenhemmung und Desinfektion
Die Aufrechterhaltung normaler physiologischer Zeichen und verschiedener Aktivitäten lebender Körper hängt von der Stabilität auf atomarer Ebene ab. Die ultrahohe Energie ionisierender Strahlung kann die chemischen Bindungen von Biomolekülen zerstören, die Eigenschaften von Molekülen verändern und lebende Organismen schädigen.
Hochenergetische Strahlenarten
Ultraviolett: 200–275 Nanometer, kurzwelliges sterilisierendes Ultraviolett, absorbiert von Proteinen und Nukleinsäuren, mit schwacher Durchdringungskraft, geeignet zum Abtöten von Oberflächenorganismen und zur Verursachung von DNA-Schäden
Wirkt auf Nukleinsäuren und verursacht tödliche Mutationen
Wird über die Luft übertragen und kann Oberflächen und Luft sterilisieren
Schreien
Starke Durchdringungskraft, Startbehandlung
Y-ray
Starke Durchschlagskraft und breite Anwendung
Röntgen
Hohe Energie
Prinzip
Verwenden Sie energiereiche Strahlen, um lebende Funktionen zu zerstören, Proteine zu denaturieren und chemische Veränderungen durchzuführen
Dissoziation von Wassermolekülen und Passivierung biologisch aktiver Substanzen
Spaltung der Disulfid-Wasserstoffbindung
Proteindesaminierung und -decarboxylierung, Fettoxidation, Kohlenhydrate sind stabiler
Beeinflussende Faktoren
Resistenz gegen mikrobielle Strahlung
Viren sind am resistentesten gegen Strahlung
Sporen sind besser als Hefen und besser als Schimmel und Bakterien
Positiv ist besser als negativ, Pseudomonas und Flavobacterium sind empfindlich
Toxin ist unwirksam
D-Wert: die Strahlendosis, die erforderlich ist, um 90 % der Mikroorganismen in Lebensmitteln abzutöten
Stellt Strahlungsbeständigkeit dar
Niedrige Temperatur, großer D-Wert Hohe Temperatur, kleiner D-Wert
Bakterien zählen
Mehr ist stärker
Mittel
Proteingeschützt, pufferempfindlich
Sauerstoff
Der Vakuumeffekt ist besser
Körperlicher Status
Stammzellen sind besser als Nasszellen, gefrorene Zellen sind besser
Art der Strahlensterilisation
Strahlenkorrosionsschutz
Zur Beseitigung verderbniserregender Bakterien und zur Regulierung physiologischer Funktionen
Strahlensterilisation
Pasteurisiert, verlängerte Haltbarkeit, mittlere Dosierung
Strahlensterilisation
Kann kommerzielle Sterilität, Langzeitlagerung bei Raumtemperatur, hohe Dosierung und vollständige Sterilisation erreichen
Auswirkungen der Bestrahlung auf die Lebensmittelqualität
ungünstig
Farbe ändern, Geschmack ändern
Hohe Aminosäureverlustrate
Bewirkt, dass Obst und Gemüse weicher werden
Vorteil
Der Sterilisationseffekt ist offensichtlich und dringt tief in die inneren Schadorganismen ein.
Keine Konservierungsstoffe erforderlich und keine Rückstände von Non-Food-Substanzen
Energieeinsparung, kontinuierlicher Betrieb, genaue Steuerung
Es entsteht weniger Hitze und der ursprüngliche Geschmack der Speisen bleibt weitestgehend erhalten
Die Qualität wird kaum beeinträchtigt, da eine Bestrahlung mit niedriger Dosis keine offensichtlichen sensorischen Veränderungen hervorruft
Bestrahlte Lebensmittelsicherheit
Andere Kaltsterilisationsmethoden
Ultraschall
hoher Druck
Hochspannungsentladung
Trockenkonservierung und Konservierung in kontrollierter Atmosphäre S. 327, S. 320
Umfassende Antiseptikum- und Konservierungstheorie und -technologie S. 330