Safterhitzung - Oekolandbau.de

Informationsmaterialien über den ökologischen Landbau und zur Verarbeitung ökologischer Erzeug-
nisse für die Aus- und Weiterbildung im Ernährungshandwerk und in der Ernährungswirtschaft
(Initiiert durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz im Rah-
men des Bundesprogramms Ökologischer Landbau)
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Fruchtsafttechnik
Gliederung
Safterhitzung
C6 Safterhitzung
Autorin: U. Felgentreff
1 Regelungen für die Bio-Fruchtsaftherstellung ................................................................................. 2
2 Zweck der Erhitzung ........................................................................................................................ 2
3 Ursachen für den Verderb von Fruchtsäften ................................................................................... 3
4 Flaschenabfüllung ........................................................................................................................... 5

1 Regelungen für die Bio-Fruchtsaftherstellung
Da die EG-Rechtsvorschriften für den ökologischen Landbau keinerlei Vorgaben zur Techno-
logie machen, gelten die Vorgänge bei der Safterhitzung für konventionellen und Bio-
Fruchtsaft gleichermaßen. Die Öko-Anbauverbände (zum Beispiel Demeter, Bioland) haben
jedoch strengere Vorgaben.
2 Zweck der Erhitzung
Der Unterschied zwischen industriell produziertem und zu Hause frisch gepresstem Saft ist
das Erhitzen des Saftes. Bei der Herstellung ist die Pasteurisierung das schonendste Verfah-
ren, um Enzyme im Saft unwirksam zu machen, so dass Farbe, Aromen und Vitamine weit-
gehend erhalten bleiben und dennoch keine alkoholische Gärung einsetzt. Im Vergleich zur
Sterilisation ist das Pasteurisieren aufgrund seiner Kürze und niedrigeren Temperatur die
schonendere Methode.
2.1 Pasteurisieren
Dieser Vorgang, benannt nach seinem Erfinder Louis Pasteur, dient der Haltbarmachung von
Lebensmitteln, vornehmlich Getränken mittels Wärmeübertragung. Durch Kurzzeiterhitzen
auf Temperaturen von 60 bis 90 °C werden die lebensmitteleigenen und mikrobiellen Enzy-
me inaktiviert und die vegetativen Zellen der meisten Bakterien abgetötet. Im Gegensatz zur
Sterilisation (siehe 2.2) bleiben die Bakteriensporen jedoch keimfähig. Deshalb sind pasteu-
risierte Produkte nur begrenzt haltbar.
Das Pasteurisieren von Säften stellt das klassische Verfahren der Haltbarmachung dar. Da
längere Heißhaltezeiten die Qualität der Säfte mindern, ist eine Hochtemperatur-
Kurzzeiterhitzung im Plattenwärmeaustauscher (zum Beispiel bei 82 bis 90 °C über 15 bis
150 Sekunden) mit anschließender schneller Abkühlung zu bevorzugen. Die Dauer der Er-
hitzung richtet sich nach dem Anfangskeimgehalt des Saftes bei der Pasteurisation und dem
Anteil von Fruchtfleisch im Saft. Allgemein gilt, dass hohe Temperaturen und kurze Einwirk-
zeiten zu geringerer Produktschädigung führen als lange Einwirkzeiten bei niedrigeren Tem-
peraturen.
Auf Grund der niedrigen pH-Werte sind bei Fruchtsäften pathogene Mikroorganismen prak-
tisch auszuschließen. Eher können Hefen, Milchsäurebakterien und Schimmelpilze zum Ver-
derben führen.
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Kurzzeiterhitzung im Plattenwärmeaustauscher
Charakteristisch für dieses Verfahren ist, dass das Getränk innerhalb sehr kurzer Zeit auf
das angestrebte Temperaturniveau gebracht, auf diesem Niveau kurze Zeit gehalten und im
Gegenstrom wieder abgekühlt wird.
Plattenwärmeaustauscher ermöglichen den Wärmeaustausch zwischen zwei durch eine
Wand getrennten Medien. Durch Hinzufügen oder Wegnehmen von Platteneinheiten kann
das Verfahren modifiziert werden. Die Wärme übertragende Fläche besteht aus einer Anzahl
von Profilmetallplatten. Das Profil der Platten muss so gestaltet sein, dass eine gleichmäßige
Verteilung des Getränks über die gesamte Plattenbreite erfolgt, wobei auch an den Randzo-
nen die gleiche Fließgeschwindigkeit und eine gleich starke thermische Belastung vorhanden
sind. Die Stärke der Strömungskanäle wird durch das Plattenprofil bestimmt. Es soll eine
turbulente Strömung gewährleistet sein, da dann ein hoher Wärmeübergangskoeffizient er-
reicht wird und sich die Trubpartikel nicht so schnell absetzen.
Die Kurzzeiterhitzung im Plattenwärmeaustauscher gilt als ein Verfahren mit günstiger Wär-
meübertragung.
2.2 Sterilisieren
Bei der Sterilisierung handelt es sich um eine Entkeimung. Dabei werden sämtliche Mikroor-
ganismen einschließlich ihrer Dauerformen durch Erhitzen bei Temperaturen von über 10 °C
vollständig abgetötet.
3 Ursachen für den Verderb von Fruchtsäften
Die Zahl der auf ungewaschenen Früchten vorkommenden Mikroorganismen schwankt sehr
stark. Durch sorgfältiges Waschen nach der Warenannahme können die Keimzahlen um
etwa 90 % reduziert werden.
Der beim Zermahlen und Pressen der Früchte frei werdende Zellsaft bietet den Mikroorga-
nismen sehr gute Entwicklungsmöglichkeiten, so dass der Keimgehalt der Maische und des
trüben Presssaftes besonders hoch liegt. Es herrschen Hefen und Schimmelpilze vor. An
Bakterien sind lediglich Vertreter der Gattungen Lactobacillus, Acetobacter und Bacillus stär-
ker verbreitet. Mitunter können fäkale Indikatorbakterien wie Escherichia coli und Strep-
tococcus faecalis in Fruchtsäften nachgewiesen werden.
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Der Keimgehalt kann durch eine schnelle Verarbeitung mit kurzen Standzeiten und durch
größte Sauberkeit niedrig gehalten werden. Dennoch lassen sich biochemische Veränderun-
gen der Säfte durch Mikroorganismen nicht völlig ausschalten. Das gilt insbesondere für die
Verarbeitung von empfindlichen Fruchtsorten (zum Beispiel Himbeeren), die Veränderungen
der Säfte (zum Beispiel Zuckerabbau), Bildung von Ethylalkohol und Kohlendioxid.
3.1 Verderb von Säften durch Bakterien
Laktobazillen (Milchsäurebakterien) werden durch die übliche Pasteurisation abgetötet. In
Säften, deren pH-Wert unter 3,5 liegt, können sie sich im Allgemeinen nicht vermehren. Es-
sigsäurebakterien reichern sich leicht in stehen gelassener Maische an, sofern eine ausrei-
chende Sauerstoffversorgung gewährleistet ist. Bei Luftabschluss wiederum vermehren sich
Buttersäurebazillen. Als Sporenbildner sind sie besonders hitzeresistent, doch wird die Spo-
renkeimung durch pH-Werte unter 4,5 unterdrückt.
3.2 Verderb von Säften durch Hefen
Hefen finden auf Grund ihrer Ansprüche hinsichtlich pH-Wert, Nährstoffbedarf und Sauer-
stoffversorgung von den verschiedenen Mikroorganismen die günstigsten Wachstums- und
Vermehrungsbedingungen in Fruchtsäften. Sie verursachen Trübungen, bilden Bodensatz
sowie Kahmhäute, und ihre Stoffwechselprodukte, insbesondere der durch Zuckervergärung
gebildete Ethylalkohol und das Kohlendioxid, sind im Fruchtsaft ebenso so unerwünscht wie
die von Haut bildenden Arten produzierte Essigsäure. Hefen, wie Vertreter der Gattungen
Saccharomyces, Hansenula und Pichia, sind in der Fruchtsaftindustrie besonders gefürchtet.
Da Hefen, einschließlich der von verschiedenen Arten gebildeten Sporen, nicht hitzeresistent
sind, ist die Hitzebehandlung der Fruchtsäfte eine geeignete Methode zu ihrer Bekämpfung.
3.3 Verderb von Säften und Mykotoxinbildung
Bei Säften können Patulin und Ochratoxin A (OTA) eine Rolle spielen. Patulin kann sich vor
allem in Äpfeln mit fauligen Stellen bilden. Es gilt als erbgutschädigend und ruft zum Beispiel
bei Kälbern Ödeme und Blutungen im Gehirn hervor. Dieses Mykotoxin ist eines der weni-
gen, die beim üblichen Erhitzen von Säften auf ca. 90 °C nicht zerstört werden, allerdings
zum großen Teil durch das Kochen. Bei guter Rohware ohne braune Stellen bzw. guter
Obstsortieranlage ist das Vorhandensein von Patulin nach Auskunft verschiedener Frucht-
safthersteller jedoch kein Problem. Seit 1. November 2003 sind in der Europäischen Union
Höchstmengen für Patulin in verschiedenen Fruchtsaft, Fruchtsaftprodukten und Fruchtpro-
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dukten festgelegt. Der derzeit gültige EU-Grenzwert (laut EG-Verordnung 1881/2006) für
Patulin liegt bei 50 µg/kg.
Roter Traubensaft ist anfällig für Ochratoxin A (OTA), ein Lagerpilzgift. Es kann sich insbe-
sondere bei feuchter Witterung und bei verletzten oder überreifen Trauben bilden. Bei der
Ernte, Transport und Verarbeitung ist die Schnelligkeit entscheidend, denn auf diesen Etap-
pen werden Trauben verletzt, so dass die Ochratoxinbildner günstige Bedingungen haben.
Für Ochratoxin A gilt laut Verordnung 1881/2006 für Traubensaft, rekonstituiertes Trauben-
saftkonzentrat und Traubennektar ein Grenzwert von 2,0 µg/kg.
4 Flaschenabfüllung
Beim Bearbeiten, Abfüllen und Verschließen der Säfte erfolgt eine erneute Anreicherung mit
Mikroorganismen. Dabei spielen Kontaktinfektionen durch mikrobiologisch verunreinigte Lei-
tungen, Geräte und Gefäße eine große Rolle, in geringem Maße auch Luftinfektionen. Selbst
in ausgesprochen sauber arbeitenden Betrieben können die Keimzahlen der Säfte während
des Abfüllens ansteigen. Die restlose Beseitigung von Infektionsherden ist sehr schwierig.
Stehenlassen der Säfte bietet besonders in den warmen Sommermonaten günstige Voraus-
setzungen zur Vermehrung der Mikroorganismen. Deshalb sollen Bearbeitung und Abfüllung
der Säfte so rasch wie möglich erfolgen. Die Flaschen werden nach der erneuten Pasteurisa-
tion durch Heißabfüllung sofort mit kaltem Wasser überspült, um sie schnell abzukühlen und
die Wärmeeinwirkung zu stoppen.
Um die überlebenden Keime abzutöten oder zumindest soweit zu schädigen, dass sie nicht
mehr vermehrungsfähig sind, sollen die Flaschen bei der Heißabfüllung eine Temperatur von
über 60 °C haben und nach dem Abfüllen nicht sofort gekühlt werden. Zu langfristige Wär-
meeinwirkung hat jedoch geschmackliche Nachteile der Säfte zur Folge.
Bei der Heißabfüllung werden die Flaschen spundvoll gefüllt, damit eventuelle beim Abfüll-
prozess in Form von Luftinfektionen eingedrungene oder die Flaschenreinigung überlebende
Hefen und ihre Sporen durch Sauerstoffmangel in der Entwicklung gehemmt werden.
Die hauptsächlichen Fehlerquellen bei der Abfüllung von Fruchtsäften, die oft Ursache eines
späteren mikrobiellen Verderbs der Ware sind, liegen in mangelhaft gereinigten und stark
keimhaltigen Flaschen und in undichten oder nicht desinfizierten Verschlüssen. Außerdem
sind Beanstandungen mitunter darauf zurückzuführen, dass bei der Abfüllung die erforderli-
che Pasteurisationstemperatur nicht eingehalten wurde.
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