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Verfahrenstechnik 3/2018

Verfahrenstechnik 3/2018

TOP-THEMA I

TOP-THEMA I LEBENSMITTELTECHNIK Vom Erzeuger zum Verbraucher Individuelle Lösungen sorgen für das Mehr an Lebensmittelsicherheit Der Zugang zu sicheren und nahrhaften Lebensmitteln ist entscheidend für den Erhalt des Lebens und der Gesundheit. Ausreichende Untersuchungen auf Verunreinigungen durch Lebensmittelpathogene und toxische Verbindungen sowie den Nährstoffgehalt können wesentlich zur Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln beitragen. Autoren: Dr. Jan Scholz, Head of Product Management; Dr. Ute Hofmann, Product Manager Diagnostics, beide Analytik Jena AG; Martin Raab, Head of Public and Internal Communication, Endress+Hauser AG, Reinach, Schweiz Die Nahrungskette beginnt in der Regel auf einem Hof innerhalb des Landwirtschaftssektors. Von hier gelangen die meisten Nahrungsmittel zunächst zu Lebensmittelund Getränkeherstellern zur weiteren Verarbeitung und daraufhin zu Einzelhändlern oder Verbraucherdiensten, bis sie schließlich den Endverbraucher erreichen. Auf diesem Weg vom Erzeuger zum Verbraucher gehen Lebensmittel durch viele Hände, wie Groß- und Zwischenhändler, Transportoder Lagerunternehmen. Strategien zur Lebensmittelsicherheit beschränken sich jedoch nicht nur auf die Sicherheit von Lebensmitteln, die für den Verzehr durch den Menschen vorgesehen sind, sondern schließen auch Futtermittel, die Gesundheit und den Schutz der Tiere sowie den Pflanzenschutz ein. Über den gesamten Prozess vom Erzeuger bis zum Verbraucher muss sichergestellt sein, dass Lebensmittel vollständig nachverfolgbar sind, insbesondere über internationale Transportwege. Die Analytik Jena AG und ihr Mutterkonzern Endress+Hauser bieten Produkte, die den Anforderungen der Lebensmittelindustrie und den betreffenden Bestimmungen mit ihren hohen Standards gerecht werden. Von der landwirtschaftlichen Primärproduktion über die Verarbeitung bis hin zum Verbraucher ist es unabdingbar, dass die Standards für Lebensmittelqualität und -sicherheit stets erfüllt werden. Pasteurisieren und sterilisieren Die Milcherzeugung ist ein Geschäft mit äußerst geringen Margen und zugleich hohen Qualitätsansprüchen. Basierend auf Fluss-, Niveau-, Druck-, Temperatur- und Analysesensorsignalen wird die Milchverarbeitung zur Kostenkontrolle optimiert, während zugleich die Produktqualität auf einem konstant hohen Niveau gehalten wird. Eine hinreichende Wärmebehandlung ist eine Grundvoraussetzung für die Verbrauchersicherheit, wobei die Verfahren zur Pasteurisierung in der Regel bestimmte Normen erfüllen müssen und von den nationalen Behörden für Lebensmittelsicherheit kontrolliert werden. 32 VERFAHRENSTECHNIK 3/2018

LEBENSMITTELTECHNIK I TOP-THEMA Die Pasteurisierung umfasst in der Regel die Erhitzung der Milch auf mindestens 72 °C und dies für eine Dauer von etwa 15 bis 20 s, wodurch die Haltbarkeit der Milch bei entsprechender Kühlung auf zwei bis drei Wochen verlängert wird. Anders als die Sterilisation dient die Pasteurisierung nicht dazu, sämtliche Mikroorganismen in Lebensmitteln abzutöten. Vielmehr ist es das Ziel, die Anzahl der lebensfähigen Krankheitserreger so zu reduzieren, dass sie praktisch keinerlei Erkrankung mehr verursachen können. Bei der Ultrahocherhitzung wird die Milch für vier Sekunden auf 140 °C erhitzt. Durch diesen Prozess wird die Milch sterilisiert, wodurch sie über mehrere Monate hinweg ohne Kühlung gelagert werden kann. Bei diesem Verfahren wird die Milch durch eine Düse in eine Kammer gesprüht, die mit unter Druck stehendem Hochtemperatur-Wasserdampf gefüllt ist. Nachdem die Temperatur 140 °C erreicht hat, wird die Flüssigkeit in einer Vakuumkammer sofort wieder abgekühlt und in einem sterilen, luftdichten Behälter verpackt. Exakte Steuerung Präzise Durchflusssensoren sorgen für die korrekte Erwärmung der Milch und somit für sichere Ergebnisse. Der elektromagnetische Durchflussmesser übernimmt den Großteil der Durchflussmessung in Milchwirtschaftsbetrieben und so eine entscheidende Aufgabe bei der Milcherhitzung. Die Fließgeschwindigkeit der Milch wird durch einen elektromagnetischen Durchflussmesser gesteuert. Der Sensor Promag H100 von Endress+Hauser verfügt über eine integrierte Temperatur- und Leitfähigkeitsmessung und ermöglicht die Regelung des Wärmetauschers in Echtzeit. Die integrierte Leitfähigkeitsmessung unterstützt die Phasenverschiebung und Reinigungsprozesse, während die Temperaturerfassung im Sensor nicht nur das Leitfähigkeitssignal, sondern auch die Genauigkeit des volumetrischen Flusssignals verbessert. Dies ist wichtig, wenn die Milch von einer Prozesskammer in die nächste geleitet wird, da die Temperaturänderung auch zu einer Veränderung des Volumens führt, die entsprechend ausgeglichen werden muss. Der kritische Kontrollpunkt für eine erfolgreiche Pasteurisierung ist die Temperatur. Der iTherm Quicksens liefert den korrekten Temperaturwert dreimal schneller als vergleichbare Sensoren. Die Genauigkeit und Ansprechzeit stellen sicher, dass keinerlei Energie verschwendet und das Milchprodukt nicht mehr thermischer Belastung ausgesetzt wird als erforderlich. Auf diese Weise wird nicht nur die Milchqualität aufrechterhalten, sondern die Energiekosten werden zugleich gesenkt. Bestimmung von Schwermetallen Mit einem Contr-AA-Continuum-Source- Atomabsorptionsspektrometer (AAS) von Analytik Jena wurden geringe Konzentrationen von Quecksilber in Milchpulver, Thunfisch und Fischprotein bestimmt. In Kombination mit dem Hydrea-Zubehör ermöglicht das Spektrometer die Ultraspurenbestimmung von Quecksilber mit Nachweisgrenzen im ppt-Bereich und somit weit unter den in Milchprodukten befindlichen Konzentrationen. Darüber hinaus ist mit dem exklusiven Solid-AA- Zubehör in Kombination mit dem Graphitofensystem Contr AA 800 G auch die direkte Untersuchung des Fischproteins ohne Probenaufschluss möglich. Anorganisches Arsen steht mit zahlreichen gesundheitsschädlichen Auswirkungen in Verbindung, insbesondere wenn eine Belastung während der Schwangerschaft sowie im Säuglings- und Kleinkindalter erfolgt. Die Hochleistungsflüssigkeitschromatografie (HPLC) in Verbindung mit der ICP-MS ist die empfohlene Gerätekonfiguration zur Bestimmung von Arsenspezies in Lebensmitteln und Getränken. Die HPLC ermöglicht die schnelle Trennung aller wichtigen Arsenspezies in unter zehn Minuten, während das Plasma Quant MS für die ICP-MS von Analytik Jena eine Ultraspurenbestimmung bis zu < 0,4 µg Arsen pro Kilogramm Reis ermöglicht. Identifikation von Tierarten Die Identifikation von nicht deklarierten Bestandteilen tierischen Ursprungs ist erforderlich, um die internationalen regulatorischen Standards zur Einhaltung der religiösen Gebote und Gesundheitsschutzgesetze zu erfüllen. Eine der praktischsten Methoden für eine zuverlässige Identifikation von Tierarten in verarbeiteten Lebensmitteln erfolgt über die in der DNA enthaltenen genetischen Informationen. Dies geschieht beispielsweise bei der Bestimmung des Ursprungs der Gelatine in Gummibärchen, der unterschiedlichen Fleischsorten in Hackfleisch oder der Identifikation von etwaigen Spuren von Schweinefleisch in Reis. 01 Der Temperatursensor lässt sich vor jedem Batch vollautomatisiert inline kalibrieren 02 Analysetechnik und Komplettsysteme sorgen für mehr Sicherheit bei Lebensmitteln Der Innu Pure C16 touch von Analytik Jena zur vollautomatischen Nukleinsäureextraktion ermöglicht in Kombination mit dem Extraktionskit Innu Prep Food DNA Kit-IPC16 die automatische Vorbereitung, Isolierung und Erfassung der DNA mithilfe von vorbefüllten und versiegelten Reagenzienplastiken. Die Eluate werden mittels Polymerase-Kettenreaktion (PCR) in Echtzeit mit einem leistungsstarken Thermocycler analysiert, wobei die Innudetect Species-ID-Assays zum Nachweis von Ziegen-, Schafs-, Rind-, Schweine-, Pferde-, Esel- und Truthahn-DNA verwendet werden. Fotos: Fotolia (airborne77, #72025399), Endress+Hauser, Analytik Jena Halle 7.1, Stand B40 www.de.endress.com www.analytik-jena.com VERFAHRENSTECHNIK 3/2018 33

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