Food preservation by high pressure

Abstract

Novel non-thermal food processing technologies aim to provide safe, high quality foods with desirable nutritional, physico-chemical and sensorical properties. More recently with the use of minimal processing treatment concepts have been added to the already existing food processing requirements. Some of them might be beneficial for the improvement of hygiene and the extension of shelf life. This presentation will focus on the current practice, the knowledge and future developments of high pressure processing (HPP). Hydrostatic high pressure technology is relatively new to food industry and is more and more considered as an alternative to traditional preservation methods like heat processing. Inactivation of bacteria, spores, virus has been demonstrated. Relevant aspects of the European legislation on novel foods will be discussed. International trends and recent developments in machinery will be reviewed.

Zusammenfassung

Das wachsende Bewusstsein der Verbraucher hinsichtlich gesunder Ernährung steht oft im Gegensatz zu der gleichzeitig gewünschten schnellen Verfügbarkeit frischer, verzehrfertiger Produkte. In der Lebensmittelindustrie sind daher Bestrebungen zu beobachten, dass über eine veränderte Herstellungsweise und dem Einsatz neuer Technologien die Qualität und Produktvielfalt gesteigert werden soll. In diesem Zusammenhang wird seit einigen Jahren die Hochdrucktechnologie bei der Haltbarmachung von Lebensmitteln eingesetzt. Die Wirksamkeit hoher hydrostatischer Drücke bei der Behandlung von Lebensmitteln beruht auf der durch technische Systeme erzwungenen Fluidkontraktion und den damit ausgelösten physikalischen und chemischen Veränderungen in den Mikroorganismen und Viren. Prinzipiell wird bei der Hochdruckbehandlung von Lebensmitteln im hydrostatischen System gearbeitet, d.h. die Kräfte im Inneren der Hochdruckanlage befinden sich im Gleichgewicht. Dies wird durch das Eintauchen der verpackten Produkte in ein druckübertragendes Fluid, im Normalfall Wasser, erreicht. Bei Behandlungsdrücken, die nicht selten bei 800 MPa liegen, werden Lebensmittel um bis zu einem Viertel ihres Volumens gestaucht. Diese Kompression ist reversibel, so dass am Ende der Behandlung das ursprüngliche Volumen wieder erreicht wird. Folgende Vorteile verbinden sich mit diesem alternativen, nicht-thermischen Pasteurisationsverfahren: (a) Niedrige thermische Belastung des Produkts, (b) Kurze Prozesszeiten (kleiner 5 Minuten pro Charge), (c) Automatisierbarkeit, (d) Geringer Energiebedarf (unter 20 kWh/t) und (e) Behandlung in der Endverpackung. Die Eignung des Hochdruckverfahrens muss sich in der Praxis an den Kosten und an den zur Verfügung stehenden Prozessalternativen orientieren. Ein Verfahrensvergleich muss neben der Kosteneffizienz auch die mit der Erreichung des Prozessziels verbundenen Einflussnahme auf die Lebensmittelmatrix berücksichtigen. Grundlage der Entscheidung für eine bestimmte Technologie sollte daher immer eine am Einzelfall durchgeführte Kosten-Nutzen-Analyse sein. Die Intensität des Hochdruckverfahrens wird über die drei Prozessparameter Druck, Temperatur und Zeit gesteuert. Die damit erreichbare hohe Selektivität zeigt sich deutlich im Verlauf der Isokinetik-Linien in der Druck-Temperatur-Projektion des Inaktivierungsverhaltens von Bakterien, Sporen und Viren.