Hochdruckbehandlung von Fleischerzeugnissen

Bei der Hochdruckbehandlung handelt es sich um eine Technologie zur Haltbarmachung von Lebensmitteln. Die Produktsicherheit ist vergleichbar mit anderen Verfahren zur Haltbarmachung wie beispielsweise die Pasteurisation, während es bei der Produktqualität je nach verwendetem Druck und Einwirkzeit zu Verschlechterungen kommen kann.

Im Jahr 1991 wurden in Japan, 1996 in Europa und den USA die ersten hochdruckbehandelten Produkte (Fruchtsäfte, Konfitüren, Rohschinken, Avocadozubereitung) auf dem Markt eingeführt. Derzeit sind weltweit ca. 200 Anlagen zur Hochdruckbehandlung von Lebensmitteln in Betrieb – Tendenz stark ansteigend. Die EU-Kommission bewertete 2001 eine mittels Hochdruck pasteurisierte Fruchtzubereitung als „neuartige Lebensmittelzutat“ im Sinne der Verordnung (EG) Nr. 258/97 und forderte die Kennzeichnung als „Fruchtzubereitung pasteurisiert mittels Hochdruckbehandlung“.

Verfahren zur Hochdruckbehandlung

Derzeit gibt es drei Verfahren: das Hochdruck-Kurzzeit-Verfahren (HP-ST), das Hochdruck-Hochtemperatur-Kurzzeit-Verfahren (HP/T-ST) sowie das Hochdruck-Phasenwechsel-Verfahren (HP-PS). Von den drei möglichen Verfahren wird das Hochdruck-Kurzzeit-Verfahren (HP-ST) industriell am häufigsten angewandt. Das Hochdruck-Hochtemperatur-Kurzzeit-Verfahren bietet Potenzial im Hinblick auf die Inaktivierung bakterieller Sporen.

Bei der Hochdruckbehandlung von Lebensmitteln kommen hydrostatische Drücke von bis zu 600 MPa (6000 bar) zum Einsatz, was dem Druck in 60 km Meerestiefe entspricht. Dabei werden die bereits verpackten Erzeugnisse in großen oder kleinen Behältern in eine Kammer eingebracht, die darauf verschlossen und mit Wasser geflutet wird. Eine erste Pumpe baut zunächst einen hydrostatischen Vordruck auf, der durch Zuschalten einer zweiten, leistungsstärkeren Pumpe weiter bis auf ca. 600 MPa erhöht wird. Der Vorteil der Hochdruckbehandlung liegt darin, dass der Druck überall im Produkt genau gleich stark verteilt ist und man nicht wie etwa bei einer Erhitzung warten muss, bis die Temperatur den Kern erreicht hat. Der so aufgebaute Druck wird dann je nach Produkt und gewünschtem Effekt einige Minuten gehalten, bevor er wieder fällt. Bei bestimmten Erzeugnissen wird die beim Druckaufbau entstehende Wärme als „Druck-Kochung“ verwendet und kann einer gleichzeitigen Garung des Produktes dienen.

Die Wirkweise der Hochdruckbehandlung

Die Hochdruckbehandlung wirkt auf diverse Matrices im Produkt: es werden nicht nur Mikroorganismen inaktiviert, sondern es quellen und verkleben auch Stärken, Fette erfahren eine Strukturänderung, Proteine ändern ihre räumliche Struktur. Ab etwa 700 MPa kommt es zur Proteindenaturierung und damit auch zur Inaktivierung bestimmter Enzyme. Bei komplexen Geweben kann es zu Veränderungen im Gewebeverband kommen.

Die Produkte werden stets in der Endverpackung hochdruckbehandelt, was spezielle Eigenschaften des Verpackungsmaterials voraussetzt. Besonders gut eignen sich vakuumverpackte Produkte in Aluminiumverbundfolien wie man sie beispielsweise von Kaffeepackungen kennt. Neben Vakuumverpackungen sind aber auch spezielle Schutzgasatmosphären-Verpackungen für die Hochdruckbehandlung geeignet. Diese Verpackungen haben keine eckigen Kanten, sondern abgerundete Ecken, teilweise ist die Packung ist in ihrer Form sogar der Form des darin befindlichen Produktes angepasst. Diese Verpackungsart vermeidet Bruchstellen im Kunststoff und damit beschädigte Verpackungen sowie Luftzieher.

Im oberen Bild sieht man von unten auf eine Schutzgasatmosphären-Verpackung aus durchsichtigem Kunststoff, die für die Hochdruckbehandlung geeignet ist. Hier sind die abgerundeten Kanten im Boden erkennbar. Im unteren Bild sieht man dieselbe Verpackung im Profil, hier wird nochmal die abgerundete Ecke besonders deutlich.

Abbildung 1: Aufsicht auf die Unterseite einer Schutzgasatmosphären-Verpackung für Hochdruckbehandlung (oberes Bild).
Unteres Bild: Seitenansicht derselben Verpackung, man kann gut die abgerundeten Ecken erkennen.

Bei Fleischerzeugnissen wird die Hochdruckbehandlung meist im Rahmen eines Multi-Hürdenkonzepts (Konzept aus verschiedenen physikalischen und chemischen Parametern zur Verhinderung der Vermehrung von pathogenen Mikroorganismen) in Kombination mit Schutzatmosphäre, Vakuumverpackung etc. eingesetzt. So wird eine Verbesserung der Produktsicherheit im Hinblick auf pathogene Mikroorganismen (zum Beispiel Listeria monocytogenes in Selbstbedienungspackungen) erreicht.

Die Hochdruckbehandlung kann auch beispielsweise salzreduzierte Produkte ohne Konservierungsstoffe stabilisieren. Damit wird das neue Verfahren auch hinsichtlich "Clean Labeling" (Nichtverwendung von Zusatzstoffen) für die industrielle Anwendung interessant.

Auf den Foto man kann drei nebeneinander lagernde, große Kunststofftonnen sehen, die an einer Längsseite offen sind. Durch diese Öffnung werden die verpackten Lebensmittel in die Tonnen eingelegt, in denen sie sodann in die Hochdruckanlage eingebracht werden.

Abbildung 2: Behälter einer Hochdruckanlage zum Aufnehmen der bereits verpackten Lebensmittel für die Hochdruckbehandlung. Die Löcher dienen dem Abtropfen des Wassers von den Lebensmittelverpackungen nach der hydrostatischen Hochdruckbehandlung

Bisher wird das Hochdruckbehandlungsverfahren beispielsweise bei Rohschinken zur Verlängerung der Haltbarkeit für den Export angewendet, kommt aber auch bereits bei Brühwürsten und Kochpökelwaren zum Einsatz.

Bei rohen Fleischerzeugnissen wird der Druck und die Ausgangstemperatur des zu behandelnden Produktes so niedrig gewählt, dass die rote Fleischfarbe erhalten bleibt und das Erzeugnis nicht das Erscheinungsbild "wie gegart" erhält. Bei Konserven soll die mikrobiologische Produktsicherheit (Abtötung hitzestabiler Bakteriensporen) durch das Hochdruckverfahren erhöht werden.

Derzeit wird an technologischen Verbesserungen der Rezepturen solcher Produkte gearbeitet um beispielsweise einen besseren Scheibenzusammenhalt bei Kochpökel-Slicerware zu erreichen oder Texturabweichungen bei Brühwurst entgegen zu steuern.

Kennzeichnung hochdruckbehandelter Erzeugnisse

Neben hochdruckbehandelter Ware für den Export befinden sich derzeit bereits erste Testchargen solcher hochdruckbehandelter Fleischerzeugnisse im Handel - bislang jedoch ohne entsprechende Kennzeichnung.

Spätestens mit dem In-Kraft-Treten der Lebensmittelinformations-Verordnung (EU) Nr. 1169/2011 am 13.12.2014 werden gemäß Anhang VI Teil A Nr. 1 dieser Verordnung die folgenden speziellen zusätzlichen Angaben zur Ergänzung der Bezeichnung des Lebensmittels verpflichtend werden:

„Die Bezeichnung des Lebensmittels enthält oder wird ergänzt durch Angaben zum physikalischen Zustand des Lebensmittels oder zur besonderen Behandlung, die es erfahren hat (z.B. pulverisiert, wieder eingefroren, gefriergetrocknet, tiefgefroren, konzentriert, geräuchert), sofern die Unterlassung einer solchen Angabe geeignet wäre, den Käufer irrezuführen.“

Unter einer „besonderen Behandlung, die das Lebensmittel erfahren hat“ ist nach Ansicht der Sachverständigen des LGL auch die Hochdruckbehandlung zu subsumieren, so dass derartige Produkte mit einem Hinweis auf diese besondere Art der Haltbarmachung in Verbindung mit der Verkehrsbezeichnung versehen werden müssen.

Ausblick

Die Hochdruckbehandlung dient bei anderen Lebensmitteln wie z.B. Fruchtsäften oder auch bei Kosmetika schon seit langem als übliches Verfahren zur Haltbarmachung. Dieses Verfahren wird bei weiteren Lebensmitteln, insbesondere Fleischerzeugnissen, im Hinblick auf eine verbesserte mikrobiologische Produktsicherheit während der Lagerung sowie auf eine längere Haltbarkeit zukünftig sicherlich auch vermehrt bei der inländischen Produktion angewandt werden. Längere Haltbarkeiten sind für den Einzelhandel von großem Interesse und der Verbraucher profitiert von einer verbesserten Lagerfähigkeit derartiger Produkte bei gleichzeitiger guter mikrobiologischer Qualität.