Ernährungswissenschaft - wenn Lebensmittel sauer werden...

Wirkung von Bakterien auf Lebensmittel

Verderb von Lebensmitteln

• Lebensmittelverderbende Bakterien: Wir riechen sie! - Wir schmecken sie!
- Wir sehen ihre Wirkung!

• Wachstumsbedingungen: - Wärme: optimal 37°C (Körpertemperatur) –
Gefahrenbereich: 5-63°, - Feuchtigkeit + Nahrung ----- rasante Vermehrung:
1Bakterie wird 1 Milliarde in 1 Stunde

• Obst, Gemüse, Fleisch, Frischwurst, Fisch – schneller Befall von
Bakterien = Verderb z. B. Schimmel auf Brot

• Verdorbene Lebensmittel: Verfärbung, Bildung von Faulstellen, schmierige
Oberflächen, unangenehmer Geruch

• Zersetzungsprozesse – Stoffe in den Lebensmitteln gebildet die schädlich
für Menschen = Lebensmittelvergiftung (häufig in Salat, Eiern, Milch,
Geflügel, Schokolade, Speiseeis, Obst, Trinkwasser, Fisch, Meeresfrüchten)
meist durch Salmonellen

• jährlich Millionen Tonnen von Nahrungsmitteln und Rohstoffen vernichtet
durch Bakterien – großer wirtschaftlicher Schaden

• Möglichkeiten zum Schutz vor dem Verderb von Lebensmitteln durch
Bakterien:

- durch Erhitzen abtöten (entdeckt von Louis Pasteur)

- Entzug der günstigen Umweltbedingungen – z. B. Einkochen (die im Glas
befindliche Luft entweicht, Glas fest verschlossen, Bakterien durch Hitze
abgetötet – eingekochte Lebensmittel können über Jahre aufgehoben werden)

- Kühle Lagerung

- Einfieren

- Trocknen (z.B. Küchenkräuter, Pflaumen-Backpflaumen)

- Räuchern + Salzen von fisch, Fleisch, Wurstwaren

- Starkes Zuckern – Marmelade

- Säuern durch Essig – Weißkohl, Gurken, Bohnen

Pasteurisieren

• Verfahren zur Haltbarmachung von hitzeempfindlichen, flüssigen
Lebensmitteln, wie Milch, Sahne, Bier oder Fruchtsäfte, bei dem diese fast
keimfrei gemacht werden

• Durch das Erhitzen auf Temperaturen unter 100°C werden
lebensmitteleigene und mikrobielle Enzyme inaktiviert + vegetative
(ungeschlechtliche) Zellen der meisten Bakterien abgetötet, die
normalerweise zur gärung und Fäulnis führen würden

• im Gegensatz zum Sterilisieren bleiben jedoch Bakteriensporen
keimfähig------ nur beschränkt haltbar

• 3 Arten der Pasteurisierung: -1. Erhitzen der Flüssigkeit auf 62°C- 65°C
für 30 Minuten (Dauererhitzung)

-2. Erhitzen auf 71°C- 74°C für 40 Sekunden (Kurzzeiterhitzung)

-3. Erhitzen auf 85°C für nur 5-15 Sekunden (Hocherhitzung)

Die Lebenstätigkeit der Bakterien wird bei der Herstellung von Nahrungs-
und Futtermitteln genutzt.

1. Lebensmittelherstellung

• Funde+ Überlieferung belegen Nutzung von Bakterien durch Menschen seit
vielen Jahrtausenden

• z.B. 10.000 v.Chr. Gewinnung von Essig aus Wein – später Herstellung von
Milchprodukten wie Käse und Quark

• Louis Pasteur – klärte mit seinen Untersuchungen die Veränderung von
Stoffen durch Bakterien auf = Grundlagen für gezielte Nutzung der
Bakterien

• Bakterien ernähren sich von organischen Stoffen + bewirken durch
Lebenstätigkeit deren Umwandlung zu den gewünschten Produkten

• z.B. frische Milch- Sauermilch+ Quark oder Weißkohl- Sauerkraut

Zubereitung von Brot wird Sauerteig verwendet ---- im Sauerteig außer
Hefepilze auch Milchsäurebakterien

= durch Lebenstätigkeit dieser Bakterien Auflockerung des Brotteiges+
Haltbarkeit und Frische bewirkt

• Milchsäurebakterien: Herstellung von Sauermilch, Käse und Sauerkraut

Im Verlauf d. Milchsäuregärung (unter Sauerstoffabschluss) wandeln
Bakterien Zucker in Milchsäure um. Milchsäure verhindert Vermehrung der
Fäulnisbakterien

2. Herstellung von Futtermittel

• Bakterien werden auch in der Landwirtschaft genutzt

• Sicherung der stabilen Futterversorgung für die Tiere – Verwendung von
Silage große Bedeutung

• Silage – als Sauerfutter bezeichnet und als Winterfutter für die Tiere
genutzt

• Silagebereitung: Pflanzenteile (z.B. Rübenblätter oder zerkleinerter
Mais) unter Luftabschluss, genauer regelierung von Temperatur und
Feuchtigkeit in Silos geschichtet

o Silos: große, runde Stein- oder Metallcontainer

• durch das Wirken von Milchsäurebakterien tritt einen Säuerung der
Pflanzenteile ein = Fäulnisprozesse werden verhindert

• Futter längere Zeit haltbar gemacht

Bakterieller Verderb (Biologisches Verderben)
Diese einzelligen Mikroorganismen bauen nahezu alle natürlichen organischen Substanzen ab, wodurch unsere Lebensmittel verderben. Stoffwechselendprodukte von Bakterien sind unter anderem organische Säuren, Alkohole, Ketone, Aminosäuren, Vitamine, Ammoniak, Antibiotika, Toxine. Bakterientoxine sind häufig die Ursache von akuten Erkrankungen durch Lebensmittel. Die Anwesenheit der Bakterien führt nicht nur zur Anreicherung der Lebensmittel mit Stoffwechselprodukten, sondern auch zum Verlust der Inhaltsstoffe. Dies führt dazu, dass das Erzeugnis sein Aussehen, seinen Geruch und auch seinen ursprünglichen Geschmack verändert. Methoden zur Konservierung von Lebensmitteln gegen bakteriellen Verderb oder zur Bekämpfung von bakteriellen Infektionskrankheiten machen sich die physiologischen Besonderheiten und Unterschiede der Bakterien im Vergleich zum Menschen zunutze.


Enzymatischer Verderb (Chemisches Verderben)
Enzyme sind in der lebenden Zelle gebildete Proteine, die als Biokatalysatoren die chemische Reaktionen des Stoffwechsels beschleunigen und daher auch zum Verderb von Nahrungsmitteln führen. Enzymatisch bedingte Veränderungen können sowohl durch produkteigene Enzyme (Autolyse) als auch durch Fremdenzyme ausgelöst werden. Durch die enzymatische Bräunung kommt es zu braunen Verfärbungen bei pflanzlichen Lebensmitteln. Dies kann durch Erhitzen (Pasteurisieren), Absenken des ph-Wertes durch die Zugabe von Säuren oder durch die Zugabe von Hemmstoffen verhindert werden. Oft sind die hydrolytische Spaltungen von Kohlenhydraten, Fetten und Proteinen sowie oxidative Veränderungen von Fetten und Vitamin für den Verderb verantwortlich.


Physikalischer Verderb
Als physikalischer Verderb gelten Vorgänge, die durch Einwirkung von Temperatur, Licht und mechanische Beanspruchung bedingt sind.