Forschungstitel:
Restsauerstoff und Sauerstoffverträglichkeit verpackter Lebensmittel Schwerpunkt-Projekt "Sauerstoff"
Arbeitsgruppe: Erhalt der Lebensmittelqualität
Forschungsstelle und wissenschaftliche Betreuung:
Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV), Hr. W Danzl/Dr. K Rieblinger
Finanzierung: IVLV
Laufzeit: 2007 – 2012
Die Wechselwirkung von verpackten Lebensmitteln und Sauerstoff ist äußerst komplex, muss aber für den Qualitätserhalt, für die Anpassung des Verpackungsaufwands, für die korrekte Mindesthaltbarkeitsdatierung und für die Sicherung optimaler Lagerbedingungen dringend beachtet werden. Dieses Schwerpunkts-Projekt soll helfen die wesentlichen Kenntnislücken zu schließen und messtechnische Voraussetzungen zu schaffen, um fehlende Daten zu ermitteln.
Zur Sauerstofflöslichkeit in Lebensmitteln ist nur wenig bekannt, abgesehen von Wasser. Relativ genaue Angaben gibt es für Gelöstsauerstoff in Mineralölen und Treibstoffen. Für Lebensmittel gibt es häufig nur Einzelwerte aus wissenschaftlichen Untersuchungen (z.B. UHT-Milch). Von HEISS wurden orientierende Angaben gemacht. So wird die Löslichkeit von Sauerstoff in Ölen mit dem Faktor 5-6 höher als die Löslichkeit in Wasser abgeschätzt. Für ein Pflanzenöl würde sich demnach rechnerisch ein maximaler gelöster Gehalt von ca. 45 – 56 mg Sauerstoff/l Öl bei 20 °C und 1013 mbar ergeben. Screening. Untersuchungen an Milchproben aus dem Handel zeigten eine große Bandbreite der gefundenen Gelöstsauerstoffwerte von 0 – 8 mg/l. Die Auswirkungen dieser Restsauerstoffwerte auf die Lagerstabilität wurden im Bearbeitungsjahr 2008 erforscht.
Im nächsten Projektabschnitt 2012 soll der Restsauerstoff in weiteren frisch verpackten Lebensmitteln gemessen werden. Der Gelöstsauerstoff wird direkt mit einem faseroptischen Sauerstoffmessverfahren in der Originalverpackung bestimmt. Zusätzlich steht eine weitere leistungsfähige Methode zur Sauerstoffbestimmung (aus dem Testzentrum im Fraunhofer IVV) unter Anwendung eines fraktionierten Verfahrens zur quantitativen Bestimmung flüchtiger Stoffe (multiple-headspace-extraction) zur Verfügung. ??Da die obengenannten Verfahren für die Bestimmung von Restsauerstoff in fetthaltigen Lebensmitteln sehr aufwendig ist sollen weitere einfachere Untersuchungsmethoden (Extraktion, Titration o.ä.) erprobt werden. ??Ziel ist letztendlich die Bestimmung der Sauerstofflöslichkeitskoeffizienten für Öle bzw. die Verteilungsgleichgewichte von Sauerstoff in Wasser und Öl bzw. Luft und Öl.
Um für Lebensmittel maßgeschneiderte und kostenoptimierte Verpackungen anbieten zu können, ist es unbedingt notwendig zu wissen, wie viel Sauerstoff ein Substrat aufnehmen darf, bis sich erste sensorische Abweichungen von der Ausgangsqualität zeigen. Wenn diese Sauerstoff-Toleranz bekannt ist, können gezielt Schutzmaßnahmen dort ergriffen werden, wo es nötig ist.
Im Projekt soll es mit den auf die jeweilige Fragestellung zugeschnittenen Messanordnungen möglich sein, ausschließlich die Sauerstoffaufnahme zu bestimmen, die sensorische Veränderungen hervorruft, also in Geruch, Geschmack und Farbe. Parallel laufende andere Vorgänge, die ebenfalls die Frischequalität beeinträchtigen, z.B. Mikrobiologie oder Feuchtesorption werden ausgeschlossen oder nicht betrachtet. Zusätzlich werden analytische Parameter (Fettoxidationsprodukte, Vitaminabbau o. ä.) für die Methodenentwicklung einbezogen, um ggfs. zusätzliche Information mittels Leitgrößen für die Sauerstofftoleranz zu erhalten.
Im nächsten Projektabschnitt 2012 sollen die in Teilprojekt 1 getesteten Lebensmittel gelagert werden (unter verschiedenen Lagerbedingungen (var. Temperatur, Licht/dunkel) und intervallweise der durch die Lagerung verbrauchte Sauerstoff mit chemischen und sensorischen Kenngrößen korreliert werden. Zudem wird die Permeation der Gase durch die Originalpackungen bestimmt und dieser Sauerstoff ebenfalls in die Betrachtung mit eingeschlossen.
Zur schnelleren Abschätzung der Haltbarkeit von Lebensmitteln werden verschiedene Ansätze (kontinuierliche / batchweise Beaufschlagung mit Sauerstoff, variable Temperatur und Belichtung) geprüft und für verschiedene Lebensmittelgruppen geeignete Kombinationen erarbeitet.
Da die beiden Teilprojekte in enger Verwandtschaft stehen bietet sich an, die Lebensmittel, an denen der Restsauerstoff ermittelt wird gleichzeitig auch die Sauerstofftoleranz zu ermitteln (siehe UHT-Milch in 2008).
