Experimentelle Lebensmitteltechnologie Uni Kiel

Modul des Ökotrophologie-Studienganges an der uni Kiel

Modul des Ökotrophologie-Studienganges an der uni Kiel


Saskia Maumau
Diese Lernkarten behandeln die Grundlagen der Lebensmitteltechnologie auf Universitätsniveau. Sie konzentrieren sich auf die Herstellung und Eigenschaften von Lebensmittelbestandteilen wie Gelatine, Stärke und Emulsionen, wobei die Rolle von Wasser, Viskosität und Emulgatoren hervorgehoben wird. Die Karteikarten sind besonders nützlich für Studierende der Lebensmitteltechnologie, da sie detaillierte Informationen über die Verarbeitung und Eigenschaften von Lebensmittelzusatzstoffen liefern.
Flashcards
121
Students
3
Language
German
Category
Chemistry
Level
University
Created / Updated
08.10.2013 / 15.02.2020

Lernkarten

Technologie der Brühwurstherstellung

-Vorkühlen, Vorwolfen
-Fleisch, Fett
-Kuttern (+Salz, Gewürze, Kutterhilfsmittel, Eis)
-Abfüllen (in Därme)
-Räuchern bei 60-85°C
-Brühen bei 75°C
-Kühlen durch lauwarm-kaltes Abbrausen
---> BRÜHWURST

Fleischfarbe

Bedingt durch das Verhältnis von Myoglobin, Oxymyoglobin und Metmyoglobin

---> Anwendung von Pökelsalz

Pökelsalze

-Kaliumnitrat (Salpeter)
---> bei Rohwaren
-Nitritpökelsalz (NPS)
--> bei erhitzten Fleischwaren
--> Salz + Natrium- oder Kaliumnitrit (0,4-0,6% NaNO2 und/oder KNO2)
-----> Nitritpökelung ist schneller als mit Salpeter

Bakterielle und chemische Vorgänge bei pökelunge

-kaliumnitrat wird bakteriell abgebaut zu kaliumnitrit
-kaliumnitrit wird chemisch zu Stickoxid abgebaut
-Stickoxid*Myoglobin aus dem Muskel --> Nitrosmyoglobin (Pökelrot)
Beim Erhitzen gepölkelter Waren bildet sich das kochfeste Pökelrot

Pökeln mit Nitritpökelsalz

Wirkung
-farbbildend
-konservierend
-aromabildend (Pökelaroma)
antioxidativ (MbNO schützt vor Lipidperoxidation)
--> Zusätzliche Anwendung von Reduktionsmitteln (Umrötehilfsmitteln)
-Ohne Pökelsalz bleibt die Farbe weiß-grau

Pökeln mit Nitritpökelsalz

Wirkung
-farbbildend
-konservierend
-aromabildend (Pökelaroma)
antioxidativ (MbNO schützt vor Lipidperoxidation)
--> Zusätzliche Anwendung von Reduktionsmitteln (Umrötehilfsmitteln)
-Ohne Pökelsalz bleibt die Farbe weiß-grau

Fruchtsaftkonsum

Deutschland ist Spitzenreiter in Europa mit knapp 37l im Jahr
Seit 1990 Anstieg es Fruchtkonsums, seitdem hält es sich af dem hohen Niveau

Definition Fruchtsaft

100% Fruchtsaftgehalt
-gärfähig, aber nicht vergoren (<3,0g alc/l)
-5-20% Trockenmasse
-Herstellung aus einer oder mehreren Fruchtarten
---> Fare, Aroma, Geschmack

Fruchtsaftherstellung

-Waschen/Verlesen
-Zerkleinern
-Pressen
-Separieren/Zentrifugieren
----> Fruchtsaft aus Direktsaft
-Filtrieren
-Pasteurisieren (80°C)
-Abfüllen
-Verpacken
----> Fruchtsaft aus Konzentrat:
-konzentrieren
-Wiederherstellen/Konzentrieren
-Filtrieren
-Pasteurisieren (80°C)
-Abfüllen
-Verpacken

Ziele des Enzymeinsatzes bei der Fruchtsaftherstellung

Einsatz bei der Entsaftung/Maischefermentierung: Maischeenzym
-steigert die Produktionskapazität
-Verbessert die Pressbarkeit (Verringerung der Saftbindefähigkeit der Maische)
-Viskositätssenkung der Maische
-Hoher, freier Saftablauf- Erhöhung der Saftausbeute
-bei herstellung von Fruchtnektar zur Mazeration
--> Erhalt einer dickflüssigen, viskosen Fruchtmaische

-Vermindern/Entfernen von Trubstoffen
-Stabilitätsverbesserung
-Filtrationsverbesserung
-Verbessertes Absetzen von Klär- und Schönungsmitteln
-Verhinderung der Gelierung bei Konzentratherstellung
Präparate: Pektinasen, Amylasen, Endo- und Exoarabonasen, Proteasen, Decarboxylasen
 

Pektinnachweis

Alkoholtest
-Bildung einer gelartigen Abscheidung an der Flüssigkeitsoberfläche
-im Versuch entweder mit Ethanol (96%) oder Ethanol+ Salzsäure in verschiedenen Dosagen (4Proben)

Oder Stärketest mit Jod
---> Steigende Pektingehalte = zunehmende Klärschwierigkeiten

Fruchtsaftbehandlung

Bei blanken Säften: Problem grodisperser Teilchen und kolloidal gelöster, makromolekularer Stoffe (Tyndall-Effekt)
-Enzympräparate (Amylasen, Pektinasen)
-Schönungsmittel (entonit, Gelatine, Kieselsol)
-Adsorptionsmittel (Aktivkohle, Adsorerharze)
-mechanische Klärung (Filtration, Seperation)

Fruchtsaftschönung

-Ausfällung von kolloidal gelösten Trubstoffen oder echt gelösten Inhaltsstoffen
-Bentonit-Schönung
-Gelatine-Schönung
-Kieselsol-Gelatine-Schönung

Gelatineschönung

-Ausfällen der Gerbstoffe
-Adsorptive Mitfällung anderer Stoffe
--> Pektin stört --> benötigt hohe Gelatinemenge
---> Gefahr der Überschönung

Schönung mit Gelatine + Kieselsol

-Vollständige Gelatineausflockung, Verhinderung der Nachtrübung durch Gelatineüberschönung
-Schnellere Klärung
-Verbesserung des Absetzens, der Ausflockung und der Filtration
-Erzeugung stabiler Säfte

Enzymatische Bräunung

Polyphenoloxidasen (Kupferhaltig)
-Wirksam bei Beschädigung der Frucht
--> Lösung aus der Membranbindung und berührung mit Pflanzenphenolen
-Oxidation der Pflanzenphnole durch Phenoloxidasen
-Gegenmaßnahmen: Inaktivierung der Enzyme durch Erhitzen, pH-Wert-Senkung, Zugabe von Reduktionsmitteln, Sauerstoffentzug oder Cu2+ komplexierende Agenzien

Maischebehandlung Apfelsaft

-Klärungshilfsmittel
-hauptsächlich bei gelagerten Äpfeln, bei frischen Äpfeln liegt hauptsächlich Protopektin vor, das im Verlauf der Lagerung zu Pektin abgebaut wird
---> schlechterer Pressbarkeit der Maische und geringerer Saftausbeute
--> enzym baut das gelöste Pektin ab und reduziert die Viskosität des Saftes und erhöht so die Saftasbeute

Saftversuch

400g Apfelmaische auf 4 Behälter aufteilen
-Enzym=1%ige Lösung
- Enzym in 4 verschiedenen Dosierungen der Maische zugeben
-alle 10min die Maische durchrühren, Konsistenz beobachten
-nach 60min über Seihtücher abseihen, Saftausbeute notieren
-Konsistenz der Maische beurteilen
-Pektinnachweis durchführen
-Brix-Wert ermitteln

Klären

Trubstoffe entfernen oder enzymatisch so verändern, das sie nicht mehr störend wirken
- auf mechanischem oder physikalisch-chemischem Wege
-Separieren (mechanisches Klären) nur bis zu einem gewissen Grad der Trubstoffentfernung möglich

Schönen

-Ausfällen kolloidal gelöster Trubstoffe und echt gelöster Inhaltsstoffe
-durch Zugabe von Substanzen, die mit Inhaltsstoffen chemisch oder physikalisch-chemisch reagieren
-Es kommt zur Ausflockung, dadurch sind die Stoffe leichter filtrierbar

Stabilisieren

Entfernen/Maskieren von Substanzen um Nachtrüben zu verhindern (Weinstein oder thermolabiles Eiweiß)
-thermisch, chemisch oder adsorptiv

Einteilung von Trubstoffen

-anorganische Trübungen (Eisen, Kupfer, Zink, Aluminium)
-organische Trübungen (Weinstein, Eiweißtrübungen aus Protein-Polyphenol-Metallionen, Gerbstofftrübungen, Pektin-Gerbstofftrübungen)
-biologische Trübungen (Hefen, Bakterien, Schimmelpilze)
 

Klär- und schönungsmittel

Gelatine (!)
Kieselsol (in Verbindung mit Gelatine)
-Bentonit
Enzyme: Pektinasen, Proteasen, Amylasen, Cellulasen

Versuch Pektinnachweis

-Je nach Saftprobe Pektinzugabe oder Abbau
-Vor der Schönung Pektinnachweis
-Saft wird als stärkefrei angenommen
Alkoholtest
5ml Saft+5ml Ethanol (96%), Volumenverhältnis nicht Menge entscheidend
1 mal über Kopf kippen
nach 10-20min gelartige Ausfällung an der Oberfläche

Gelatineschönung

Zur Ausfällung höher kondensierter Polyphenole (Gerbstoffe)
-adsorptive Mitfällung anderer Stoffe (Pektinstoffe)
Gelatine im Saft pH positiv geladen
-Komplexbildung mittels H-Brücken zwischen phenolischen Hydroxylgruppen und peptidischen Gruppen im Gelatinemolekül
---> Ladungsausgleich und Flockung (positive Gelatine+negative Gerbstoffe)
Pektin: verhindert bei zu wenig Gelatine die Aggregation der Polyphenol-Gelatine-Komplexe
bei zuviel Geatine(Einbau von Pektin im Komplex oder Bildung von Gelatine-Pektin-Komplex)
Bei hohem Pektingehalt ist eine hohe Gelatinegabe notwendig
deswegen selten eine reine Gelatinefällung----> Gefahr der Überschönung: gelöste Gelatine verbleibt im Saft und führt zu Nachtrübungen
-Kombination mit Kieselsol, Bentonit oder Tannin---> Sind negativ geladen und fällen Gelatine aus

Versuch Gelatineschönung

1%ige Gelatinelösung
5 verschiedene Dosierungen, gut mit Saft mischen und 15min stehen lassen
-Flockung, Absetzen und Klärung dokumentieren
-einen Teil jeder Probe filtrieren  und kontrollieren auf:
Unterschönung:
Filtrat+0,5%ige Gelatinelsg. kommt es zu Trübungen/ausflockungen-- unterschönt
Überschönung genauso mit Kieselsollsg. kommt es zu Ausflockung wurde überschönt

Optimal geschönt ist die Probe, die mit der geringsten Einsatzmenge geklärt wurde

gelatine-Kieselsol-Schönung

Kieselsol=milchig-trüb, leicht fließend, in Wasser kolloidal gelöste Kieselsäure mit 15 oder 30% SiO2
Kieselsolschönung findet immer mit eiweißhaltigen Behandlungsmittel statt
ist im Saft negativ geladen
1. Ausfällung positiver Eiweißmoleküle (Gelatine)
2. chemische Fällung und adsorptive Mitfällung anderer Eiweißstoffe und Polyphenole
---> Elektrische Entladung entgegengesetzt geladener Teilchen

Versuch Gelatine-Kieselsol-Schönung

-Kieselsol zum Saft geben und über Kopf kippen
-Dann Gelatine zugeben
in 5 verschiedenen Dosierungen
30min lang alle 5-15min die Klärung dokumentieren (Niederschlag je Zeit und Konzentration)

Kontrolle: Einen Teil der Probe filtrieren, Filtrat mit 0,5%iger Gelatinelösung zugeben
Trübung/Ausflockung--> unterschönt

Grundlagen Farbmetrie

Auge kann Strahlung der Wellenlänge 400nm-750nm wahrnehmen
(violett=400-440nm, blau= 440-495nm,.., rot=640-750nm)
-Unterscheidung in Körperfarbe und Lichtfarbe
Farbeindruck: Absorptions- und Reflexionsvermögen, Art der Lichtquelle, Empfindlichkeit des menschlichen Auges, Oberfläche und geometrische Anordnung
-Körper- und Lichtfarben stehen in Wechselwirkung zueinander
Normlichtarten (Lichtart, Farbtemperatur, Kennzeichen)
3 Arten der Messgeometrie
bei glänzender, glatter Oberfläche der Einsatz von 45°/0° Messgeometrie (der Glanz kann ausgeschaltet werden)

Farbbestimmungssysteme

 

-Buntton nach Helmholtz
-CIELAB-System: aus Normfarbwerten werden die Farbmaßzahlen L*, a*, b* berechnet
L*=relative Helligkeit (100=weiß, 0=schwarz)
-Munsell-System: Koordinatensystem:Senkrecht=Helligkeit; Waagerecht= Sättigung der Farbtöne
 

Farbmessung

Gleichheitsverfahren
Dreibereichsverfahren
Spektralverfahren

Versuch Farbmessung

Reagentien (Wasser, Citronelösung, Essigsäurelösung, Weinsäurelösung, Ascorbinsäurelösung, Natriumsulfitlösung)
-je Probe 20ml Reagentien auf 20g Apfelmaische
nach 15min Messung am Farbmessgerät---> L*, a*,b*-Werte
-Maischen nach optischer Bräunung ordnen, nach 20min nochmals beurteilen

Auswertung
pH-Wert und Farbsortierung
-Inhibierung der Bräunung im Vergleich zur Wasserkontrolle berechnen

%Inhibierung = ((LProbe-LKontrolle)/LKontrolle)*100

Stimmt die Berechnung mit der optischen Beurteilung überein?

Ziel Homogenisieren

hohe Scherkräfte einbringen um vorhandene Teilchen auf einheitliche Größe zu zerkleinern
-Hochdruck-Homogenisieren: 100-500bar dynamisch
(Hochdruck-Pasteurisieren 5000-10000 bar, statisch)
-Anwendung von Hochdruckentspannung auf Flüssigkeiten ---> Vordispergierte Tröpchen und Teilchen werden weiter zerkleinert
Zur:
herstellung von Emulsionen
Verlangsamung der Aufrahmung von Milch
Aufscheren von Pektinen und Fasern, um sie wasserlöslich zu machen und ein ausfällen zu verhindern
-->Fettkugeln werden durch die Krafteinwirkung erst eingeschnürt und zerwellt und zerfallen dann in Einzelkügelchen

Aufbau und Arbeitsprinzip eines Homogenisators

-Hochdruck-Kolbenpumpe+ nachgeschaltetes Homogenisierungsventil
-Kolbenpumpe verdichtet das Produkt auf 50-1500bar (am einstellbarem Homogenisierungsventil)
-Milchprodukte: Druck von 50-400bar
Homogenisierungsventil:
-feststehender Ventilsitz und einstellbares Ventil = verstellbare, radiale Homogenisierungszone
-je nach Spaltbreite ändert sich der Widerstand und damit der Homogenisierungsdruck

Zerkleinerungswirksame Mechanismen im Homogenisierungsventil

-enger Durchmesser in Einlaufzone---> Beschleunigung
-Umwandlung potentieller in kinetische Energie ---> Absenkung des statischen Drucks---> Dehnung der Fetttröpchen
-In der Dispergierzone wird die in der Hochdruckpumpe erzeugt Energie zur Zerkleinerung der Fetttröpfchen eingesetzt und ein Teil der Energie dissipiert und erhöht die Temperatur (Milch: 2,4°C je 100bar)

Einflussfaktoren auf Homogenisierungseffekt

Homogenisierungsdruck und Durchgangszahl
-Temperatur
-Emulgatorkonzentration
-Ausgangspartikelgröße
-Viskosität der disperse Phase

Versuch Homogenisieren

Herstellung einer Vollmilchemulsion aus Wasser, Lactose, Butterreinfett und Na-Caseinat oder Lactoseserumproteinkonzentrat
-Voremulsion kurz vor dem Homogenisieren herstellen, T= 60-65°C
Drei verschieden Homogenisierungsbedingungen:
1. zweistufig 350/70bar
2. einstufig 350bar
3. einstufig 50bar

Auswertung der Emulsion
-Fettkügelchengröße, -verteilung (Mikroskop)
-Traubenbildung, -größe
-Aufrahmung (Zentrifugator)
-Farbmessung (Weißkraft, nicht im Praktikum)
 

Prüferschulung Sensorik nach DIN 10959/DIN 10961

Grundgeschmacksarten erkennen
Schwellenwertsprüfungen:
-reizschwelle
-Erkennungsschwelle
-Unterschiedesschwelle
-Sättigungsschwelle
beschreibung/Erkennen der Geschmacksrichtungen und Gerüche
-sorgfältiges Verkosten, ausreichendes benetzen und neutralisieren
Ruhe, Konzentration und Pausen

Proben müssen zufällig aufgestellt sein, um eine erwartungshaltung zu verhindern

Reizschwelle

niedrigste Konzentration, bei der ein unterschied zur Kontrolle (Wasser) erkannt wird

Erkennungsschwelle

Konzentration, bei der der geschmack richtig erkannt wird: Richtig-Erkannt-Effekt

Étudier