Frischer unter Druck: Ein kurzer Überblick über die Hochdruckverarbeitung   

The food industry is innovating at top speed to meet the changing demand and tastes of consumers. New products, processes and technologies are being introduced on a daily basis. One of these inventions is ‘High Pressure Processing (HPP)’, which helps products last longer and improves Lebensmittelsicherheit. If you’ve been to the supermarket of late, you might have noticed various ‘cold-pressed’ juices, smoothies and soups, which have been taking up considerable shelf space of late. The technology used in these beverages is HPP, which is increasingly being used across a variety of products.

Was ist Hochdruckverarbeitung (HPP)?

HPP ist eine Pasteurisierungstechnologie, die es ermöglicht, die Haltbarkeit von Produkten zu verlängern, indem Mikroorganismen (Hefen, Schimmel und Bakterien) durch Druck inaktiviert werden, im Gegensatz zur herkömmlichen thermischen oder hitzebasierten Verarbeitung. Dies führt zu Lebensmitteln und Getränken, die ihrem "frischen" oder "unbehandelten" Gegenstück näher kommen. Typische Betriebsdrücke liegen zwischen 400MPa - 600MPa (58.000 - 87.000psi) für eine Haltezeit von 2-10 Minuten je nach Produktanwendung.

Wie funktioniert das?

HPP beeinträchtigt die Durchlässigkeit der Plasmamembran von Mikroorganismen, und die Störung ist wie das Platzen eines Luftballons. Wenn der Schaden nicht mehr zu beheben ist, führt er zum Verlust der Funktionalität und schließlich zum Zelltod. Mikroorganismen sind aufgrund von Unterschieden in der chemischen Zusammensetzung und der Struktur ihrer Zellmembran unterschiedlich widerstandsfähig gegen HPP. Grampositive Bakterien sind aufgrund der Fließfähigkeit ihrer Membran druckresistenter als gramnegative Bakterien. Die Lebensmittelmatrix, der pH-Wert und die Temperatur wirken sich ebenfalls auf die mikrobielle Inaktivierung aus, ebenso wie die Verarbeitungsparameter wie der angewandte Druck und die Haltezeit.

Was sind die Produktanforderungen für die Verwendung von HPP zur Verlängerung der Haltbarkeit?

• pH: Forschung and commercial applications have validated use of HPP for shelf life extension of products under pH 5.0.
• Lager- und Vertriebstemperatur: HPP ist derzeit nur für gekühlte Produkte validiert; die Forschung für eine lagerstabile Anwendung läuft.
• Wasseraktivität: Das Aw des Produkts muss über 0,90 liegen, da Wasser benötigt wird, um den Druck abzubauen und die mikrobielle Inaktivierung zu ermöglichen.

In welchen Produkten wird HPP heute kommerziell eingesetzt?

Zurzeit wird diese Technologie vor allem für Obst- und Gemüsesäfte, Suppen und Pürees, Fleisch im Rohzustand (Feinkost), Meeresfrüchte (mit HPP lassen sich Austern und andere Krustentiere leicht schälen) und Dips (Salsa, Hummus, Guacamole) eingesetzt. In geringerem Umfang wird HPP auch zur Verlängerung der Haltbarkeit von Salatdressings, frischen Beilagen, Fertiggerichten, geschnittenem Obst, Tiernahrung und rohem Fleisch eingesetzt.

Was sind seine Vorteile?

• Lebensmittelsicherheit:  HPP inaktiviert vegetative Krankheitserreger (z. B. Listeria monocytogenes,  Salmonellen, Escherichia coli ) und verderbliche Mikroorganismen (z. B. Lactobacillus , Bacillus). Es kann die für gekühlte Produkte erforderliche 5-log-Erregerreduzierung bieten, inaktiviert aber keine Sporen (z. B. Sporen von Clostridium botulinum). 
• Bessere sensorische Eigenschaften: Die Farben, Texturen und Aromen von Lebensmitteln und Getränken bleiben bei der Verarbeitung unter Druck besser erhalten als bei der Verarbeitung unter Hitze.
• Bessere Nährstoffzusammensetzung: Mehrere Nährstoffe sind hitzeempfindlich und werden bei herkömmlichen thermischen Verfahren abgebaut. HPP ermöglicht die Konservierung dieser hitzeempfindlichen Nährstoffe und verbessert die Funktionalität der Produkte.
• Sauberes Etikett: Die Fähigkeit dieser Technologie, Produkte zu konservieren und die Haltbarkeit zu verlängern, macht den Einsatz von (natürlichen oder chemischen) Konservierungsstoffen überflüssig.
• Vielseitiger Einsatz der Ausrüstung: Die erforderlichen Verarbeitungsgeräte sind unabhängig von der Probenmenge und der Art des Produkts, da das in diesen Produkten enthaltene Wasser eine gleichmäßige Druckausübung unabhängig von der Produktgeometrie ermöglicht, so dass dieselbe HPP-Maschine für verschiedene Arten von Produkten verwendet werden kann.

Wo liegen seine Grenzen?

• Kosten und Effizienz: HPP ist auf die Chargenverarbeitung oder einen halbkontinuierlichen Betrieb beschränkt, der manuelle Hilfe beim Be- und Entladen der Produkte erfordert, wodurch die Kosten steigen und die Effizienz sinkt.
• Art der Verpackung: HPP-Verpackungen sind auf flexible und halbstarre Verpackungen beschränkt, da die Komprimierbarkeit erforderlich ist, damit Druck auf das Produkt ausgeübt werden kann und die Verpackung nach der Verarbeitung ihre Form behält.
• Arten von Produkten: HPP kann nicht auf trockene Produkte, stark belüftete Produkte, Produkte mit hohem pH-Wert und haltbare Produkte angewendet werden.

HPP wird derzeit in der Lebensmittelindustrie aufgrund der verschiedenen Vorteile, die es bietet, in großem Umfang eingesetzt. Eines der häufigsten Probleme, mit denen Marken konfrontiert sind, wenn sie ihre HPP-Produkte auf den Markt bringen, ist die richtige Kennzeichnung. In der Vergangenheit gab es viele Debatten über die korrekte Kennzeichnung von HPP-Produkten, insbesondere über die Verwendung der Wörter "roh" undfrisch' in kaltgepressten Säften und Smoothies. Suja LLC war vor ein paar Jahren in einen Rechtsstreit verwickelt, weil sie das Wort "roh" für ihre Säfte verwendet hatten. Lebensmittel-Start-ups beraten zunehmend Lebensmittelwissenschaftler um Hilfe bei der Etikettierung und der Platzierung ihrer Produkte in den Regalen. 

Einige Marken, die HPP zur Herstellung von Säften/Smoothies verwenden, sind Plenish Cleanse (Großbritannien), Naked Juice (im Besitz von PepsiCo) und Evolution Fresh (Starbucks). Im Jahr 2017 wurde eine TechNavio prognostiziert, dass der "globale Markt für kaltgepresste Säfte in den nächsten vier Jahren stetig wachsen und bis 2021 eine CAGR von über 8% erreichen wird". Angesichts der Geschwindigkeit, mit der HPP in der Branche angenommen wird, sieht es so aus, als ob diese Technologie von Dauer sein wird.

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