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Dokumentenidentifikation DE3438910C2 09.12.1993
Titel Verfahren zur Sterilisierung von Lebensmitteln
Anmelder Carnaud Metalbox plc, Worcester, GB
Erfinder Manvell, Clive, East Hanney, Oxfordshire, GB
Vertreter Freischem, I., Dipl.-Ing.; Freischem, W., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 50667 Köln
DE-Anmeldedatum 24.10.1984
DE-Aktenzeichen 3438910
Offenlegungstag 14.08.1985
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.12.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.12.1993
IPC-Hauptklasse A23L 3/16
IPC-Nebenklasse A23L 1/217   

Beschreibung[de]

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


Anspruch[de]
  1. 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
    1. (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;
    2. (b) ein Fritieröl oder -fett auf eine Temperatur erhitzt wird, die mindestens dem erhöhten Siedepunkt entspricht;
    3. (c) das erhitzte Fritieröl oder -fett in das Reaktionsgefäß gefüllt wird, um das Lebensmittel in das erhitzte Öl oder Fett einzutauchen;
    4. (d) das Lebensmittel abschließend unter jeweils sterilen Bedingungen von dem Fritieröl oder -fett getrennt und luftdicht in einem Behälter verpackt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Reaktionsgefäß mindestens bei 41 300 Pa Überdruck liegt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Reaktionsgefäß bei 344 700 Pa liegt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Zeitdauer ca. 3 Minuten beträgt.
  5. 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.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
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E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
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