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LMT (Fach) / Vorlesung (Lektion)

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Diese Lektion wurde von S7stkoch erstellt.

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Prinzip eines Sprühtrockners Am Kopf eines Trockenraums wird das Gut über Düsen fein verteilt aufgegeben und im Gleichstrom im langsam sich bewegenden Heißluftstrom nach unten getragen. Bsp. Milch: 1. Verdampfen im Fallfilmverdampfer --> Erhöhung der TS auf ca. 50% 2. Einbringung des Konzentrats mittel Düsen in Heißluftstrom (Gegen- o. Gleichstrom) 4. Ausscheidung feinstaubiger Milchpulverpartikel in Zyklon
Erwünschte und unerwünschte enzymatische Vorgänge bei LM Erwünscht Fermentation von Kaffee, Tee, Kakao Gärung bei alk. Getränken Aromabildung Milchsäuregärung Kleberbildung Teig Unerwünscht Weichwerden Pflanzengewebe Bräunung Veratmung von Zucker Bittergeschmack Bleichung Süßwerden Geruchsbildung
Auswirkungen einer abnehmenden Wasseraktivität Bremst Mo-Wachstum Enzymatische Reaktionen Maillard-Reaktion Ausnahme: Autoxidation von Fetten --> steigt in trockenen LM wieder an
Was gibt die Sorptionsisotherme an? Die Beziehung zwischen Wassergehalt und Wasseraktivität (bzw. der Umgebungsfeuchte) bei konstanter Temperatur Graphische Darstellung des Sorptionsverhaltens Für jedes LM individuell und nur gültig für eine bestimmte Situation (bei angegebener Temperatur und Feuchte)
Unterschied Konvektion und Konduktion Konvektion = Nutzung von Dampf oder untersch. heißer Gase zur Energieüberführung. Gleichstrom: Feuchtes Gut trifft gleich zu Beginn auf heißes Gas --> tempempfindliche Güter Gegenstrom: Feuchtes Gut trifft auf das abgekühlte, befeuchtete Gas --> hygroskopische Güter Aufnahme der Feuchte in Form von Dampf und Transport aus dem Prozess Konduktion = Kontakttrocknung - Zur Trocknung benötigte Energie wird durch den Wärmeübergang von einer beheizten Fläche an das feuchte Gut übertragen. --> Gut in direktem Kontakt mit beheizter Oberfläche --> wenig temperaturempfindliche Güter
Ablauf der Gefriertrockung 1. Einfrieren des LM Starker Temperaturabfall bei normalem Umgebungsdruck langsam --> große Eiskristalle schnell --> kleine Eiskristalle 2. Tempern Erhöhung der Temperatur auf kurz unter Gefrierpunkt und anschließend wieder Temperatursenkung, bei normalem Umgebungsdruck. 2. Haupttrocknung = Sublimationstrocknung Anstieg der Temperatur bis kurz unter Gefrierpunkt, Unterdruck Sublimations des im LM enthaltenen Eises 3. Nachtrocknung = Desorptionstrocknung Erhöhung der Temperatur auf 30-60°C, Unterdruck bleibt Desorption der nicht gerorenen, adsorbierten Flüssigkeit
Nachteile der Sonnentrocknung Zeitintensiv Hoher Platzbedarf Mirkobielle Belastung und Insektenbefall Schwierig zu kontrollierende Prozesse ---> Chem. & biochem. Reaktionen ----> Isomerisierung Carotinoide unter Einwirkung von Hitze und Licht
Beschreibe die Herstellung von Trockenmilchprodukten Milch (TS12-12%) --> Fallfilmverdampfer Konzentrat (TS 30-55%) --> Sprühtrockner Milchpulver --> Nachtrocknung im Fließbett zur Einstellung des Endwassergehaltes Fertiges Produkt (TS max. 4-5%)
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Prinzip eines Fallfilmverdampfers Heizflächen aus Rohrbündeln, die vom Produkt durchflossen werden Flüssigkeitsfilm wird zunehmende verdampft --> Schichtdicke nimmt ab, Brüdeanteil nimmt zu Strömungsgeschwindigkeit des Brüdens steigt und beschleunigt Abfließen der Flüssigkeit Gemisch wird tangential in den Abscheider geleitet und in Brüden und Konzentrat getrennt Bsp.: Kaffee-Extrakte, Fruchtsaft-Konzentrate
Ablauf der enzymatischen Bräunung Polyphenole --PPOHydroxylierung--> o-Diphenole --PPOOxidation--> Chinon --Polymerisierung--> Melanine PPO und Polyphenole liegen in unterschiedlichen Kompartimenten vor Zerstörung der Zellen --> Dekompartimentierung --> PPO + Polyphenole
Maßnahmen zur Verhinderung der enzymatischen Bräunung? Einlegen in Wasser Säuerung Citronensäure Ascorbinsäure Kühlung Blanchieren SO2 Schutzgasverpackung
Was versteht man unter Copigmentierung? Spezielle Form der Polymerisierung von Anthocyanen "Vertikale Stapelung", die Hydratation verhindert und Farbe verstärkt
Ernährungsphysiologische und technologische Konsequenzen durch Veränderung von Carotinoiden all-trans-ß-Carotin ---Hitze/Licht--> cis-ß-Carotin Reduzierte Vitamin A-Aktivität Veränderung des oxidativen Potentials und der Bioverfügbarkeit Verringerte Farbintensität Verringerter Schmelzpunkt Verringerte Kristallisationstendenz Erhöhte Löslichkeit in lipophilen Lösungsmitteln
Was sind Glucosinulate und welchen Zweck erfüllen sie in der Pflanze? = N- und S-haltige Verbindunge, die aus AS synthetisiert werden Dienen der Pflanze als Fraßschutz Glucosinulate -- Myrosinase --> Isocyanate Enzym und Substrat wie bei PPO in unterschiedlichen Kompartimenten lokalisiert
Was sind cyanogene Glykoside, welchen Zweck erfüllen sie für die Pflanze? = Glykosid (Alkohol + Zucker) + Nitrilgruppe-CN Dienen der Pflanze als Fraßschutz Cyanogene Glykoside --- ß-Glucisidase & Hydroxynitril-Lyase --> Blausäure Enzyme und Substrat wie bei PPO und Myrosinase in unterschiedlichen Kompartimenten lokalisiert
Pasteurisation milde Bedingungen 71-74°C, 40-45 s kaum Vitaminverluste Abtötung der meisten, auf jeden Fall der pathogenen MO's Keine Abtötung der Sporen! Kurzzeitstabilität
Sterilisation Hochtemperaturprozess 110-115°C, 20-50 min ca. 30% Vitaminverluste Abtötung aller lebensfähigen Formen von MO's Inaktivierung aller Enzyme Langzeitstabilität
Blanchieren milder Prozess, wichtiger Vorbehandlungsschritt 75-95°C, 1-10 min (abhängig von Rohware) Inaktivierung von Emzymen Vermidnerung der Keimbelastung Reduktion der Kochzeit Beitrag zur Modifizierung der Textur von LM Entfernen von Luft aus Pflanzengewebe Verbesserte visuelle Attraktivität
pH-Grenze für Sterilisation statt nur Pasteurisierung Ab pH 4,5
D-Wert Zeit in Minuten, die bei gegebener Temperatur und konstanten Rahmenbedingungen benötigt wird, um 90 % einer MO-Population abzutöten, d.h. auf 10% des Anfangskeimgehaltes zu reduzieren. beschreibt Hitzebeständigkeit der MO's Temperaturabhängig
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Z-Wert Temperaturerhöhung, die erforderlich ist, um die Abtötungszeit (D-Wert) auf 1/10 zu verringern. Tempearturdifferenz, in der die Abtötungskurve einen log. Zyklus durchläuft drückt Temperaturabhängigkeit des D-Werts aus gibt Resistzenzänderung der MO's in Abhängigkeit von der Erhitzungstemperatur an
F-Wert Zeit, die benötigt wird um eine definierte MO-Population von einem Anfangskeimgehalt A auf einen erwünschten Endkeimgehalt E zu bringen Maß für Sterilisationseffekt, Haltbarkeit und Wärmebelastung eines LM
Beispiele für die Erhitzung von Milch Thermisieren = 68-72°C, 8-40 s Pasteurisieren = 71-74°C, 40-45 s Hocherhitzen = > 85°C, 8-15 S Ultrahocherhitzen = 135-150°C, 2-8 s Sterilisieren = 110-115°C, 20-50 min
Technologische Bedeutung von Blanchieren Wichtiger Vorbehandlungsschritt Inaktivierung von qualitätsmindernden Enzymen (PPO, Lipoxygenase) Verminderung der Keimbelastung Reduktion der Kochzeit Verbesserte visuelle Attraktivität Entfernen von Luft aus Pflanzengewebe (verminderte Oxidation) Beitrag zur Modifizierung der Textur vom Gemüse
Reaktionen der Lipoxygenase in LM Katalysiert Oxygenierung best. ungesättigter FS (Linolsäure, Linolensäure) Spezifische Lipoxygenasen benötigen Vorarbeit von Lipasen (Hafer-bitter), unspezifische reagieren auch mit veresterten FS und können Chlorophylle und Carotinoide zu farblosen Produkten abbauen ---> Einfluss auf Aroma, Farbe und ernährungsphysiologische Eigenschaften von LM
Reaktionen der Lipoxygenase in LM Katalysiert Oxygenierung best. ungesättigter FS (Linolsäure, Linolensäure) Spezifische Lipoxygenasen benötigen Vorarbeit von Lipasen (Hafer-bitter), unspezifische reagieren auch mit veresterten FS und können Chlorophylle und Carotinoide zu farblosen Produkten abbauen ---> Einfluss auf Aroma, Farbe und ernährungsphysiologische Eigenschaften von LM
Unterschied gekühlte, gefrorene und tiefgefrorene LM gekühlt: Raumtemp. > T > Gefrierbeginn gefroren Gefrierbeginn > T > -18°C tiefgefroren: T < -18°C
Arten des Verderbs und folgen Enzymatischer Oxidativer Mikrobieller --> Genussuntauglichkeit, Wertminderung, Geschmacks- und Geruchsbeeinträchtigung
Welche Komponenten müssen berücksichtigt werden, um den Kältebedarf eines LM zu ermitteln? Kältebedarf = Zu entziehende Wärmemenge um das Produkt von Temperatur A auf Temperatur B abzukühlen Fühlbare Wärme des Gutes Fühlbare Wärme der Verpackung Kühlen und Trocknen der neuen Luft Atmungswärme von Obst/Gemüse
Einfluss von Verpackungen auf die Abkühlzeit Erheblicher Anstieg der Abkühlzeit aufgrund der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Verpackungsmaterialien bei Luftspalten in Verpackung weiteres Absinken der Wärmeleitfähigkeit
Beschreibe den Tiefgefrierprozess 1. Abkühlen Anfangstemperatur --> Temperatur des Gefrierbeginns 2. Gefrieren Unterkühlung --> Einsetzten der Kristalisation --> Temperaturanstieg zum Gefrierpunkt --> Temperaturkonstanz bis zur vollst. Kristalisation --> Temperatur des Kühlmediums
Wie werden Dispersionen genannt bei denen die kontinuierliche Phase a) Gas b) Flüssig c) Fest ist? a) Aerosole (flüssige und feste) b) Lyosole (Schaum, Emulsion, Suspension) c) Xerosole (fester Schaum, feste Emuslion, feste Suspension)
Verfahren zur Herstellung von Suspensionen Trockenvermahlung von Feststoffen mit nachfolgender Immersion in eine Flüssigkeit Nassvermahlung von Feststoffen in einem Lösungsmittel ggf. unter Zusatz von Tensiden Kondensation einer festen Phase durch Keimbildung und -wachstum aus einer Schmelze oder Lösung
Verfahren zur Herstellung von Schäumen Gaseintrag durch Eintrag mechanischer Energie in unbegrenzter Gasumgebung Gezielter Eintrag eines vorgegebenen Gasvolumens in ein gegebenes Flüssigkeitsvolumen In situ-Erzeugung von Gas durch chem./biochem. Reaktionen
Verfahren zur Herstellung disperser Festkörper Brikettierung von Pulvern Abpressen von Suspensionen Trocknen von Pasten/Koagulaten Erstarren einer Suspension Ausbildung räuml. Feststoffstrukuren in Suspensionen
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Vorgänge die zu physikalischer Instabilität von Emulsionen führen Sedimentieren/Aufrahmen Aggregation Koaleszenz Ostwald-Reifung Phaseninversion Brechen der Emulsion
Eigenschaften von Emulgatoren amphiphil (hydrophil & lipophil bzw. polar und unpolar) Oberflächenaktiv --> Herabsetzung der Ober- bzw. Grenzflächenspannung Bilden Film an Grenzflächen von Flüssigkeiten
Was ist der "Gibbs-Marangoni-Effekt"? Effekt der beim Einsatz von Emulgatoren auftritt Nach Tropfenaufbruch Bewegung des Emulgatorfilms in Richtung der höheren Grenzflächenspannung und Mitschleppen der kontinuierlichen Phase in den Zwickelbereich
Was besagt die Regel von Bancroft bezüglich Emulsionen und der Löslichkeit von Emulgatoren Der Emulsionstyp wird durch die Löslichkeit des Emulgators in den Phasen bestimmt Diejenige Phase wird äußere (kontinuierliche) Phase, in der sich der Emulgator besser löst
Was ist der HLB-Wert? Wo muss er für einen Emulgator zur Herstellung einer W/O-Emulsion und einer O/W-Emulsion liegen? Hydrophillic-Lipophillic-Balance = Verhältnis von hydrophilem zu lipophilem Anteil W/O-Emulsion: HLB 3 - 6 O/W-Emulsion: HLB 8 - 18
Funktion und Beispiel für Stabilisatoren Funktion: Viskositäterhöhung der kontinuierlichen Phase Abnahme der Beweglichkeit/Koaleszenzwahrscheinlichkeit der Tropfen Verringerung der Sedimentations- bzw. Aufrahmgeschwindigkeit Hydrokolloide (Pektin, Gelatine,...) können gleichzeitig auch Emulgatoren sein
Maßnahmen zur Verringerung des Aufrahmens bzw. der Sedimentation fettlöslicher Inhaltsstoffe in Emulsionen nach dem Stokes'schen Gesetzt Verringerung der Partikeldurchmesser --> Hochdruckhomogenisierung Erhöhung der Serumviskosität --> Zugabe Hydrokolloide Erhöhung der Dichte der emulgierten Tröpfchen --> Beschwerungsmittel Einsatz von Emulgatoren und Stabilisatoren Stokes'sches Gesetz: v = (2r2 (ρp - ρs) / 9η) * g
Konsequenzen der trans-cis-Isomerisierung von Carotinoiden unter Hitze und Lichteinfluss Verringerte Vitamim A-Aktivität Auswirkungen auf antioxidative Kapazität und Bioverfügbarkeit Geringere Farbintensität Geringerer Schmelzpunkt Verminderte Kristallisationstendenz Erhöhte Löslichkeit in lipophilen Lösungsmitteln
Charakterisiere das disperse System Margarine W/O-Emulsion disperse Phase: Wasser kontinuierliche Phase: Öl/Fett Wasserphase: Milchbestandteile Citronensäure, Milchsäure Salz Aromastoffe Konservierungsstoffe Fettphase: Fette/Öle Emulgatoren (u.a. Lecithin) Vitamine (A,D,E) β-Carotin
Herstellungsprozess von Margarine MischenWasserphase und Fettphase Emulgieren (wässrige Phase in Fettphase, Feinverteilung der Wassertröpfchen) Unterkühlen(Kristallisation der Fette in ß-Modifikation, Mechanische Bearbeitung für kleine Eiskristalle) Kneten(Zerstörung größerer Kristalisationszonen --> Streichfähigkeit) Ruhen/Reifen(Beendigung der Kristallisationsvorgänge)
Aufbau und Prinzip eines Extruders Fördergerät, das nach Funktionsprinzip des Schneckenförderers feste bis dickflüssige Massen unter hohem Druck und hoher Temperatur gleichmäßig aus einer formgebenden Öffnung (Düse) herauspresst Aufbau: Schnecke in einem Schneckenzylinder, an dessen Ende sich eine Düse (Auslassöffnung) befindet. Ein Motor sorgt für Rotation der Schnecke. Schnecke selbst ist in drei Zonen mit unterschiedlichen Aufgaben unterteilt. Dosier- und Einzugbereich --> Mischen Knetbereich --> Zerkleinern und Entgasen (Volumenverringerung und Produktverdichtung) Kochbereich --> Komprimierung und Erwärmung (Produktverdichtung, Zufuhr mech. und therm. Energie)
Aufbau und Prinzip eines Extruders Fördergerät, das nach Funktionsprinzip des Schneckenförderers feste bis dickflüssige Massen unter hohem Druck und hoher Temperatur gleichmäßig aus einer formgebenden Öffnung (Düse) herauspresst Aufbau: Schnecke in einem Schneckenzylinder, an dessen Ende sich eine Düse (Auslassöffnung) befindet. Ein Motor sorgt für Rotation der Schnecke. Schnecke selbst ist in drei Zonen mit unterschiedlichen Aufgaben unterteilt. Dosier- und Einzugbereich --> Transport, Verdichtung Knetbereich --> Mischen und Entgasen (Volumenverringerung und Produktverdichtung) Kochbereich --> Scheren, Kochen (Produktverdichtung, Zufuhr mech. und therm. Energie)
Wie wird in einem Extruder der benötigte Druck erzeugt Durch Friktion der mit der Schecke rotierenden Masse an der stehenden Gehäusewand. Durch unterschiedliche Schneckengeometrie hat man versch. Möglichkeiten der Druckerzeugung --> Verringerung der Gangtiefe
Möglichkeiten der Quervernetzung von Proteinen Disulfidbrücken Dehydroaminosäuren Transglutaminase Maillard-Reaktion Tyrosin-vermittelt
Welche Reaktionen katalysiert das Enzym Transglutaminase und wofür wird es in LM eingesetzt? Proteinquervernetzung Inkorporierung (=Eingliederung) von AS Deamidierung Meist in LM tierischen Ursprungs Restrukturierung von Fleisch Verhinderung der Synärese bei Joghurt/Käse Inkorporierung von Molkeproteinen in Caseine Tofu: Verbesserung der Textur und der sens. Eigenschaften Getreide: verbesserung der rheologischen Eigenschaften