Lebensmittelkonservierung

Lebensmittelkonservierung (zu lateinisch conservare, „erhalten, bewahren“) bezeichnet den Prozess der Behandlung von Lebensmitteln, sodass sie länger haltbar werden. Die so behandelten und verpackten Produkte werden Konserve (über Conserve von mittellateinisch Conserva: fachsprachlich ‚mit Honig oder Zucker haltbar gemachtes Arzneimittel‘) genannt.

Die Konservierung umfasst Verfahren, die den Verderb beziehungsweise Verfall des Lebensmittels und seiner Inhaltsstoffe in ungenießbare oder gesundheitsschädliche Zerfallsprodukte stoppen oder verlangsamen sollen. Außerdem kann eine Konservierung darauf abzielen, Nährwert, Geschmack, Farbe und Beschaffenheit (Struktur) langfristig zu stabilisieren und zu erhalten. Die meisten Verfahren verlangen allerdings einen Kompromiss dieser Zielsetzungen. In vielen Fällen ist der Übergang von Zubereitungsart und Konservierung eines Lebensmittels fließend. Oft ist es gerade die Methode der Haltbarmachung, über die ein bestimmtes Lebensmittel als solches definiert wird.

Der Zerfall, den die Konservierung verhindern soll, tritt meist durch biochemische Prozesse wie mikrobielle oder enzymatische Aktivität (Autolyse) ein. Häufigste Anwendung ist der Erhalt von Nahrung im Rahmen der industriellen Produktion, der Vorratshaltung in Haushalt, Küche, im Rahmen der Selbstversorgung mit Lebensmitteln sowie als konservierende Technik für Lebensmittel und ähnliche Naturalien in Museen und Sammlungen. Die Entstehung einer Lebensmittelindustrie und die Produktion von Fertignahrung in großem Stil wurde erst durch moderne Konservierungsverfahren möglich.

Inhaltsverzeichnis

Geschichte

Die Haltbarmachung von Lebensmitteln durch Salz, Rauch, Zucker oder einfache Trocknung ist der Menschheit seit langem bekannt.

Der Beginn der modernen Hitzekonservierung wird zumeist mit den Arbeiten zweier Franzosen verbunden: Denis Papin unternahm um 1700 Experimente mit der Konservierung von Gelees und Kochfleisch in mit Kitt abgedichteten Kupfertöpfen; Nicolas Appert stellte 1809 technisch ausgereifte Methoden der Konservierung vor. Doch die theoretische Lösung war von vielen technischen Problemen begleitet, insbesondere beim Verlöten der Konservendosen und der Dauer der Hitzeeinwirkung auf unterschiedliche Lebensmittel.

1864/65 erfand der französische Chemiker und Mikrobiologe Louis Pasteur das Verfahren der Pasteurisierung. Dieses Verfahren stellte einen Durchbruch im Verständnis des Verderbs von Lebensmitteln und deren Haltbarmachung dar. Pasteur widerlegte mit Experimenten die bis dahin verbreitete These der spontanen Entstehung von Verderbniserregern (der internen Entstehung aus dem Lebensmittel selbst heraus). Er bewies, dass die meisten Verderbniserreger mikrobiologischen Ursprungs sind und eine Infektion mit diesen aus externen Quellen herrührt. Gleichzeitig stellte er fest, dass mikrobiologische Schadorganismen sowie Keime in der Umwelt omnipräsent sind sowohl in Umgebungen mit Luftsauerstoff als auch ohne Luftsauerstoff. Das Verfahren der Pasteurisierung (die Entkeimung durch kurzzeitiges Erhitzen auf Temperaturen knapp unter 100 °C) wurde zum Patent angemeldet und war zunächst zur Stabilisierung von Wein erdacht. Das Verfahren fand aber schnell in vielen Bereichen der Lebensmittelkonservierung und darüber hinaus Anwendung. Auch wenn Weine heutzutage oft nicht mehr pasteurisiert werden und man heute weiß, dass es sehr wohl auch „lebensmittelinterne“ Verderbniserreger beziehungsweise -ursachen gibt, müssen die Entdeckungen und Entwicklungen Pasteurs als Meilensteine im Bereich der Lebensmittelkonservierung angesehen werden.

Erste handwerkliche Betriebe entstanden im Deutschen Bund in den 1840er Jahren. Nennenswerte Produktionsmengen wurden jedoch erst in den 1860er Jahren erreicht. Vorreiterregion war Braunschweig, das bevorzugte Produkt das damalige Luxusgut Spargel.

In der Schweiz wurden Malzextrakt ab 1865 von Wander, Kondensmilch ab 1866 von Anglo-Swiss Condensed Milk Co., Mehl für Kindernahrung ab 1867 von Nestlé sowie Leguminosenmehlen und Pulversuppen ab 1884 von Julius Maggi als industriell konservierte Produkte auf dem Markt eingeführt. 1886 entstand mit der Henckell, Zeiler & Cie. eine Konservenfabrik für Früchte und Gemüse.

Der Übergang zu industriellen Formen erfolgte erst in den 1870er Jahren. 1873 wurde in Deutschland der Autoklav eingeführt, seit 1889 auch automatische Dosenverschlussmaschinen. Den eigentlichen Durchbruch konservierter Nahrung brachten jedoch die Warenhäuser, die Konserven seit 1892 einem Massenpublikum anboten.

Trotz hoher Wachstumsraten setzte sich konservierte Nahrung in Deutschland nicht so stark durch, wie etwa in Großbritannien oder den USA. Eine Ursache bildeten relativ hohe Preise, die den Konsum im Kaiserreich nur für die Mittel- und Oberschicht erschwinglich machten. Ein noch wichtigerer Grund aber war, dass Konserven als Gesundheitsrisiko wahrgenommen wurden. In den Anfangszeiten kam es zu Bleivergiftungen durch Verlöten der Konservendosen mit Blei (ersetzt wurde das Verlöten später durch Bördeln als Verschlussmethode). Nicht allein Vergiftungsfälle, sondern vor allem die Konservenindustrie, die zu Unrecht auf ihrem Expertentum und der vermeintlichen Ungiftigkeit vieler Konservierungstechniken und -mittel beharrte, führten zu einer kritischen Grundhaltung. Parallel setzte sich in den Haushalten die Konservierung von Obst, Gemüse und Fleisch durch Einkochen zunehmend durch.

Ein grundlegender Wandel erfolgte erst seit den späten 1930er Jahren durch die Durchsetzung der Kältekonservierung. Die Tiefkühlung wurde im Rahmen des nationalsozialistischen Vierjahresplanes vom Staat mit hohen Mitteln unterstützt, setzte sich dann aber erst in den frühen 1960er-Jahren allgemein durch.

Typisierung

Bei der Konservierung von Lebens- oder Genussmitteln werden unterschieden:

  • Vollkonserven mit sehr langer, mindestens zweijähriger Haltbarkeit, bei Temperaturen unter 25 °C für mindestens 4 Jahre,
  • Dreiviertelkonserven, die bis zu 12 Monate haltbar sind (bei max. 15 °C),
  • Halbkonserven (Präserven), die unter 5 °C mindestens 6 Monate lang haltbar sind,
  • Tropenkonserven, bei Temperaturen über 40 °C mindestens ein Jahr haltbar,
  • Langzeitpräparate, die nicht für den menschlichen Verzehr vorgesehen sind.

News

In der Welt des Themas Lebensmittelkonservierung gibt es ständig Neues zu entdecken. Aktuelle Entwicklungen und spannende Meldungen bieten tiefe Einblicke und erweitern das Verständnis für dieses dynamische Feld. Von bahnbrechenden Entdeckungen bis hin zu wichtigen Ereignissen – die Entwicklungen für das Thema Lebensmittelkonservierung sind ein Spiegelbild des stetigen Wandels und der Innovation in diesem Bereich.

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Prinzipien

Um den biologischen Zerfall zu verhindern, gibt es grundlegende Prinzipien, die auch kombiniert auftreten:

  1. Schadorganismen werden abgetötet oder in der Vermehrung gehemmt.
  2. Ein Kontakt mit dem Schadorganismus wird beseitigt und erneuter Kontakt verhindert.
  3. Dem Schadorganismus wird eine der für ihn notwendigen Grundlagen entzogen.
  4. Einer der Inhaltsstoffe wird (etwa durch Destillation oder Raffinierung etc.) so hoch aufkonzentriert oder hoch konzentriert zugesetzt, dass er die Entwicklung von Schadorganismen verhindert.
  5. Lebensmittelzusatzstoffe, wie Konservierungsmittel hemmen die Entwicklung von Schadorganismen (siehe dazu auch Liste der Lebensmittelzusatzstoffe).
  6. Lebensmitteleigene Stoffe wie Enzyme. Eiweiße werden verändert (denaturiert), um den chemischen Verfall des Produktes zu stoppen oder zu verlangsamen.
  7. Das Lebensmittel wird vor physikalischen Umwelteinflüssen geschützt oder derart aufbereitet, dass es diesen gegenüber seine ursprünglichen Eigenschaften länger bewahren kann.

Anmerkungen zum Verderb

Der Verderb von Lebensmitteln, der durch die Konservierung verlangsamt oder gestoppt werden soll, bezeichnet den Verlust von bestimmten erwünschten Eigenschaften eines Lebensmittels, über die sich dieses gegebenenfalls als solches definiert.

Physikalische Umwelteinflüsse, lebensmitteleigene Inhaltsstoffe sowie Kleinstorganismen verändern ein Lebensmittel durch chemische Prozesse. Das Lebensmittel durchläuft dabei einen Alterungsprozess, der mit dem Verlust von Frische, fortschreitender Alterung, Überalterung bis hin zur Verwesung oder Verrottung einhergeht.

Je weiter der Verderb fortgeschritten ist, desto wahrscheinlicher sind gesundheitsschädigende Auswirkungen im Falle des Verzehrs. Wann ein Lebensmittel als verdorben angesehen wird, ist bis zu einem relativen Grad Geschmackssache. Auch die gesundheitlichen Risiken, die mit dem Verzehr von mehr oder weniger verdorbenen Lebensmitteln einhergehen, sind relativ einzuschätzen. Dies gilt insbesondere für besonders gefährdete Risikogruppen, wie Personen mit geschwächtem Immunsystem (Kleinkinder / Schwangere / kranke Menschen), die im Rahmen einer Risikoeinschätzung berücksichtigt werden müssen.

Während die lebensmittelverarbeitende Industrie bestimmte Normen, wie Höchstgrenzen bezüglich der Keimbelastung kennt, die in Labors überprüft werden können, bleibt dem Verbraucher im Privatgebrauch meist nur die Orientierung an Haltbarkeitsdaten oder die Einschätzung des Zustands der Lebensmittel anhand der eigenen Sinne. Grundsätzlich sind Lebensmittel mit hohem Eiweißgehalt diesbezüglich besonders kritisch zu betrachten.

Beispiele für unerwünschte Einflüsse

Unerwünschte physikalische Einflüsse

Physikalische Einflüsse können ein Lebensmittel in unerwünschter Weise beeinflussen und damit eine Form des Verderbs darstellen oder aber den Verderb durch andere Verderbniserreger fördern.

Das können sein:

  • Unerwünschtes Austrocknen des Lebensmittels durch entsprechende äußerliche Einflüsse wie Temperatur und Luft
  • Eine unerwünschte Feuchtigkeitsaufnahme aus der Umgebung z. B. der umgebenden Luft
  • Auch der Einfluss von Licht kann ein Lebensmittel und dessen Inhaltsstoffe z. B. Farbstoffe aber auch Vitamine in unerwünschter Weise verändern und zerstören.
  • Eine während der Aufbewahrung stattfindende Kontamination mit nicht biologischen Schadstoffen wie z. B. Chemikalien oder Staub ist meist unerwünscht und kann ein Lebensmittel ungenießbar machen, gesundheitsschädigend belasten oder andere Schadorganismen einschleppen. Im Gegensatz zu einer Belastung mit z. B. chemischen Pflanzenschutzmitteln oder Giften kann das Lebensmittel durch geeignete Maßnahmen wie Verpackung und Lagerung vor nachträglicher Kontamination geschützt werden.

Chemische und biochemische Prozesse

Des Weiteren spielen beim Verderb von Lebensmitteln die lebensmitteleigenen Inhaltsstoffe und chemischen Reaktionen eine Rolle die z. B. durch Enzyme, Eiweiße hervorgerufen werden.

Enzyme sind lebensmitteleigene Inhaltsstoffe (meist Proteine/Eiweiße), die wiederum andere Eiweiße oder Inhaltsstoffe ab- oder umbauen können. Bestimmte Inhaltsstoffe zerfallen auch durch andere Einflüsse wie z. B. Oxidation durch Sauerstoff mit der Zeit in Zerfallsprodukte (Metaboliten), die für den Verbraucher schädlich sein können. Durch Veränderung (Denaturierung, Degradierung) werden solche Inhaltsstoffe (aber auch Prionen) in ihrer Aktivität gestoppt, stark gehemmt oder stabilisiert. Viele Methoden zur Haltbarmachung, die auf eine Sterilisation der Lebensmittel abzielen, bewirken gleichzeitig eine Denaturierung bestimmter Inhaltsstoffe. Dies ist beispielsweise beim Erhitzen der Fall, muss aber nicht unbedingt mit einer Sterilisation einhergehen.

Speziell Enzyme können aber auch gezielt zur Verarbeitung (zum Abbau oder der Umwandlung bestimmter Inhaltsstoffe) von Lebensmitteln eingesetzt werden. Dabei übernehmen Enzyme die Veränderung von anderen Eiweißen, was einer Denaturierung derselben durch z. B. das Garen ähnelt und zur Folge hat, dass sich bestimmte Stoffe mit der Zeit nicht selbst in eventuell schädliche Zerfallsstoffe (Metaboliten) umwandeln und stabil bleiben.

Biologische Schadorganismen

Organismen können Lebensmittel auf verschiedene Weise schädigen oder ungenießbar machen.

  • Tiere: Wirbeltiere wie Mäuse, Vögel (vor allem als Überträger anderer Infektionen), Würmer, Insekten wie Fliegen und deren Eier und Larven
  • höhere Pilze: Schimmelpilze und deren Sporen
  • Pilze: Hefepilze
  • Bakterien: Salmonellen, Clostridium botulinum, Essigsäurebakterien, viele weitere und deren Sporen

Bakterien und Pilze zersetzen ein Lebensmittel in ähnlicher Weise wie es die lebensmitteleigenen Enzyme tun, produzieren darüber hinaus aber aktiv Stoffwechselprodukte, die für den Menschen stark giftig sein können. Diese biologischen Schadorganismen lassen sich weiter einteilen in:

  • aerobe (solche die in einer Umgebung mit Luftsauerstoff leben können)
  • anaerobe (solche die unter Ausschluss von Luftsauerstoff leben können)

In beiden Gruppen kommen Organismen vor, die sehr starke Gifte produzieren (z. B. aerob/Schimmelpilze, anaerob/Clostridium botulinum). Das bedeutet in der Praxis, dass auch unter Luftausschluss verpackte oder flüssige Lebensmittel durchaus von gefährlichen Keimen besiedelt werden können.

Einige Organismen sind nicht nur in der Lage, ein Lebensmittel zu zersetzen und über diesen Weg schädigend zu wirken, sondern können den menschlichen Körper auch direkt besiedeln und erst dort gesundheitsschädliche Stoffwechselprodukte erzeugen.

Abzugrenzen sind Viren, bestimmte Bakterien wie z. B. Colibakterien, welche als Krankheitserreger anzusehen sind, oder auch Parasiten. Diese können in Lebensmitteln zwar eine Zeit lang überdauern, das Lebensmittel dient dabei aber weniger als Nährboden, sondern eher als Überträger. Durch entsprechende Lebensmittelhygiene oder das Sterilisieren im Zuge der Konservierung können derartige Keime mit vernichtet werden.

Während eine Infektion von Lebensmitteln durch Hefepilze als eher harmlos eingeschätzt werden kann, dürfen sowohl Salmonellen als auch bestimmte Schimmelpilze, vor allem aber Bakterien wie das Clostridium botulinum auf keinen Fall in ihrer Gefährlichkeit unterschätzt werden. Vor allem bestimmte Schimmelpilze und das Bakterium Clostridium botulinum (und Verwandte) produzieren als Stoffwechselprodukte hoch gefährliche Gifte. Zwar sind einige dieser sehr gefährlichen Gifte nicht sehr stabil und theoretisch ist es auch möglich ein Lebensmittel, welches bereits stark infiziert ist, noch einmal zu sterilisieren, da die Bestimmung der Organismen (zumindest der Bakterien) für den Laien aber kaum möglich ist, sollte man auf keinen Fall versuchen, stark infizierte Lebensmittel durch Abkochen oder Durchbraten noch einmal genießbar zu machen. Befallene Lebensmittel sollten unbedingt sofort entsorgt werden.

Typische Merkmale einer verdorbenen Konserve sind:

  • abnormes Aussehen wie sichtbarer Schimmel, Fäule oder abnormer meist beißender Geruch,
  • das Abheben oder Aufwölben des Deckels bei Glaskonserven,

Fortschreitendes Wachstum

Auch ein Fortschreiten oder Wiedereinsetzen des Wachstums z. B. die Ausbildung von Sprossen oder Wurzeln von Gemüse soll im Rahmen der Konservierung meist unterbunden werden.

Methoden und Verfahren

Methoden der Haltbarmachung lassen sich weiter aufgliedern in

  • physikalische Methoden,
  • chemische Methoden ohne Zuhilfenahme von zu deklarierenden Zusatzstoffen, Konservierungsstoffen oder Lebensmittelzusatzstoffen mit E-Nummer,
  • chemische Methoden unter Zuhilfenahme von zu deklarierenden Zusatzstoffen, Konservierungsstoffen oder Lebensmittelzusatzstoffen mit E-Nummer,
  • chemische Methoden unter Zuhilfenahme von mikrobiologischen Prozessen,
  • mikrobiologische Methoden,
  • kombinierte Methoden.

Physikalische Methoden und Verfahren

Oberflächliche Säuberung

Die Säuberung von groben Verschmutzungen macht ein Lebensmittel meist überhaupt erst essbar und damit zum Lebensmittel.

Eine oberflächliche Säuberung reduziert darüber hinaus die Keimbelastung und erleichtert eine anschließende Sterilisation. Während eine mechanische Säuberung den meisten Methoden der Weiterbehandlung vorausgeht, ist eine Säuberung durch Wasser in einigen Fällen abzuwägen. Ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt vor allem im Oberflächenbereich hat gerade bei frischen Lebensmitteln stark negative Auswirkungen auf die Lagerfähigkeit. Einer Säuberung mit Wasser muss demnach meist ein Trocknungsprozess folgen. Es muss in dem Fall abgewogen werden, ob eine Säuberung nach der Lagerung (vor dem Verkauf/Verzehr) eventuell sinnvoller ist. Auch Eier werden meist nicht durch Wasser gesäubert, da ein Kontakt mit Wasser bestimmte Keime wie Salmonellen im Wachstum fördern und verschleppen kann.

Eine Säuberung unter Zuhilfenahme von Zusätzen wie Säuren oder die Entfernung von z. B. Schalen kann ebenfalls eine zusätzliche Keimreduzierung bewirken. In den meisten Fällen ist ein Lebensmittel aber nicht nur oberflächlich von Keimen besiedelt, sondern von diesen durchsetzt. Dieser Tatsache beziehungsweise den gegebenen Eigenschaften des Lebensmittels muss die folgende Methode der Haltbarmachung gerecht werden.

Ein damit verknüpftes Thema ist auch das der Lebensmittelhygiene.

Thermische Verfahren

Bei diesen Verfahren werden Verderbniserreger vernichtet (Erhitzen) oder in ihrer Aktivität gehemmt (Kühlung).

Bei den thermischen Methoden ist zu beachten, dass sich die notwendigen oder empfohlenen Temperaturen immer vor allem auf das Erreichen und Aufrechterhalten einer Kerntemperatur beziehen.

Zur ausreichenden Sterilisation und Denaturierung ist es notwendig, das Lebensmittel „durch und durch“ also bis in den inneren „Kern“ mit einer vorgegebenen Temperatur zu penetrieren. Darüber hinaus muss diese Temperatur über eine weitere Zeitspanne aufrechterhalten werden (Haltezeit).

Beim Niedrigtemperaturgaren von Lebensmitteln werden beispielsweise Kerntemperaturen von 50 °C bis 90 °C angestrebt und aufrechterhalten. Zwar sind diese Temperaturen zur Denaturierung von bestimmten Eiweißen im Lebensmittel ausreichend hoch, der Prozess verlangsamt sich gegenüber dem Garen bei höheren Temperaturen aber sehr.

So verhält es sich auch bezüglich der Vernichtung von mikrobiellen Verderbniserregern bei Temperaturen ab 60 °C.

Welche Temperaturen und Zeitspannen beim Erhitzen einzuhalten sind, um die gewünschte Sterilisation und Denaturierung zu erreichen, ist von der Beschaffenheit des Lebensmittels abhängig. Dabei spielt zum einen die Keimbelastung, aber auch der Eiweiß- und vor allem der Wassergehalt der Produkte eine entscheidende Rolle, da Wasser ein sehr guter Wärmeleiter ist.

Die Zusammenhänge lassen sich am Beispiel eines hart zu kochenden Hühnereis verdeutlichen. Ein Hühnerei benötigt in seiner Schale bei einer Wassertemperatur von 100 °C durchschnittlich 10 Minuten Zeit, um vollständig zu gerinnen. Verquirlt man das Ei aber zu Rührei und verteilt es in einer größeren Menge 100 °C heißen Wassers oder einer 200 °C heißen Pfanne, lässt sich die Zeitspanne für die Gerinnung der Eiweiße stark verkürzen. Das Beispiel bezieht sich auf die Denaturierung der Eiweiße, ähnlich verhält es sich aber auch bei der Hitzeeinwirkung auf die enthaltenen Schadorganismen.

Im Falle der Kühlung von Lebensmitteln wird zunächst ebenfalls eine bestimmte Kerntemperatur angestrebt. Sobald die Kerntemperatur erreicht ist, muss im Verlaufe der Kühlkette allerdings sichergestellt werden, dass ein Lebensmittel insgesamt (in allen seinen Punkten) auf einheitlicher Temperatur gehalten wird (§ 1 der Verordnung über tiefgefrorene Lebensmittel).

Kühlung

Lebensmittel können bei unterschiedlichen Temperaturen gekühlt werden, um die Aktivität von Schadorganismen und andere chemische Prozesse zu unterbinden oder zu verlangsamen. Allerdings können auch bei sehr niedrigen Temperaturen Schadorganismen und Enzyme nicht ausreichend zerstört werden. Bei Unterbrechung der Kühlkette nehmen diese Verderbniserreger ihre Tätigkeit (mitunter vermehrt) wieder auf. Bei allen Methoden der Kühlung muss beachtet werden, dass jede Unterbrechung der Kühlkette starke Auswirkungen auf die weitere Haltbarkeit der Lebensmittel hat.

Dazu gehören:

  • Das Einlagern/Einmieten von meist frischem Obst und Gemüse aber auch Käse oder Wurst bei Temperaturen von etwa +15 °C bis + 1 °C. Diese Methode verlangsamt den Verfall und die Aktivität von Schadorganismen über je nach Lebensmittel kurz bis mittelfristige Zeiträume. Während der Lagerung kann ein Nachreifen erwünscht sein und kontrolliert werden. Im industriellen Maßstab werden beispielsweise Äpfel bei niedrigen Temperaturen und eventuell zusätzlicher Schutzgasatmosphäre eingelagert und langsam nachgereift. Ein anderes Beispiel ist das Einlagern von Wurzelgemüse in Erdmieten. Ein weiterer Faktor, der bei dieser Art der Einlagerung berücksichtigt werden muss, ist die Luftfeuchte, welche eventuell geregelt werden muss. Eine vorherige Säuberung durch Wasser ist abzuwägen, da sich gerade ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt vor allem auf der Oberfläche von bestimmten Lebensmitteln sehr negativ auf die Lagerfähigkeit auswirkt. Beispielsweise Kartoffeln, Wurzelgemüse oder Pilze sollten vor einer Lagerung im frischen Zustand nicht mit Wasser gesäubert werden oder aber es muss ein Trocknungsprozess folgen.
  • Die Lagerung von frischen oder verarbeiteten Lebensmitteln in handelsüblichen Kühlschränken bei Temperaturen von +5 °C bis +3 °C verlangsamt die Aktivität von Schadorganismen und Enzymen über kurz/mittelfristige Zeiträume. Gleichzeitig schützt diese Aufbewahrungsmethode vor weiteren Umwelteinflüssen wie z. B. Licht.
  • Das Einfrieren in haushaltstypischen Gefrierschränken bei Temperaturen von etwa −18 °C bis −25 °C: Dies stoppt oder verlangsamt die Aktivität von Enzymen und Schadorganismen über längere Zeiträume. Diese Art des Gefrierens geht allerdings meist mit negativen Auswirkungen auf z. B. die Konsistenz der Lebensmittel einher. Aufgrund der geringen Kälteleistung und entsprechend langer Gefrierzeiten entstehen beim Einfrieren große Eiskristalle, welche die Struktur der Lebensmittel negativ beeinflussen.
  • Das Tiefgefrieren/Schockfrosten im Industriellen Bereich bei Temperaturen bis −50 °C: Dieses Vorgehen unterbindet die Aktivitäten von Enzymen und Schadorganismen über längere Zeiträume und schont gleichzeitig die Konsistenz und Inhaltsstoffe von Lebensmitteln. Durch das schnelle Einfrieren bei sehr niedrigen Temperaturen entstehen gegenüber den Haushaltsgeräten kleinere Eiskristalle, wodurch die Struktur der Lebensmittel besser erhalten bleibt. Bei Temperaturen um die −50 °C werden Lebensmittel mit leistungsfähigen Maschinen sehr schnell auf Kerntemperaturen von −18−25 °C gebracht. Mit leistungsstarken Maschinen und Umluftberieb können auch warme Zubereitungen schnell herab gekühlt werden. Nach dem Tiefgefrieren werden die Lebensmittel bei Temperaturen, zwischen −18 °C−25 °C gelagert. Laut Gesetz werden Schwankungen der vorgegebenen Höchsttemperaturen bei Tiefkühlwaren von −18 °C um höchstens 3 °C toleriert. Beispiele: Tiefkühlwaren aus dem Handel (§ 2 der Verordnung über tiefgefrorene Lebensmittel).

Erhitzen

Durch Erhitzen werden je nach Temperatur und Zeitspanne lebende Schadorganismen oder aber auch deren Sporen zerstört. Des Weiteren werden Inhaltsstoffe wie Eiweiße, Enzyme (aber auch Prionen oder Gifte) denaturiert, was deren Zerfall/Aktivität reguliert.

Welche Temperaturen und Zeitspannen einzuhalten sind, um die gewünschte Sterilisation und Denaturierung zu erreichen, ist von der Beschaffenheit des Lebensmittels abhängig. Dabei spielt zum einen die Keimbelastung, aber auch der Eiweiß- und Wassergehalt der Produkte eine entscheidende Rolle.

Im Falle vieler Produkte muss auch davon ausgegangen werden, dass die Konserve vor dem Verzehr nicht erneut erhitzt wird. Dem zufolge muss das Lebensmittel, nicht nur im Falle von z. B. Streichwurst, sondern auch Zubereitungen aller Art, ausreichend gegart, denaturiert und sterilisiert werden, um die Lebensmittelsicherheit zu gewährleisten.

Zusätzlich muss bedacht werden, dass durch Hitze aufbereitete / sterilisierte Lebensmittel zusätzlich durch chemische Verfahren behandelt, gekühlt oder aber gleichzeitig (in Folge) luftdicht verschlossen werden müssen. Nach einer Erhitzung kann jeder kleinste Kontakt mit ungefilterter Luft oder unsterilen Gegenständen zu einer erneuten Kontamination mit Schaderregern führen.

  • Pasteurisieren: Das kurzzeitige Erhitzen von Lebensmitteln auf Temperaturen von 60 °C bis maximal 100 °C. Das Pasteurisieren bei relativ geringen Temperaturen und kurzen Zeitspannen schont bestimmte Inhaltsstoffe der Lebensmittel wie z. B. Vitamine. Da die Lebensmittel so nicht gegart werden, können auch Eigenschaften wie Konsistenz (z. B. die „Knackigkeit“) bei geeigneten Produkten erhalten bleiben. Gegenüber dem Einkochen oder Autoklavieren ist die Sterilisation (und Denaturierung) durch das Pasteurisieren aber nur bei bestimmten Lebensmitteln ausreichend. Dazu gehören z. B. wenig eiweiß-, dafür aber stark wasserhaltige Lebensmittel mit höheren Säurekonzentrationen. Sporen von Bakterien und Schimmelpilzen werden bei dem Verfahren nicht zerstört. Ein Anwendungsbereich ist z. B. die Unterbindung oder Unterbrechung eines Gärprozesses durch das Abtöten der Hefepilze oder Milchsäurebakterien. Die meisten pasteurisierten Lebensmittel werden durch zusätzliche kombinierte Verfahren haltbar gemacht. Beispiele: Fruchtsäfte, traditionell Milch, Sauerkonserven,
  • Kochen, Sieden, Abkochen, Durchkochen: Wasser erreicht bei „normalem“ Atmosphärendruck eine Temperatur von 100 °C. Durch das Abkochen werden die meisten lebenden Schadorganismen zerstört. Um eine ausreichende Entkeimung und Denaturierung der Eiweiße zu gewährleisten, ist je nach Kontamination, Eiweiß- und Wassergehalt des Lebensmittels eine bestimmte Zeitspanne des Abkochvorgangs zu berücksichtigen. Die Sporenstadien von Bakterien und Pilzen werden durch das Abkochen bei 100 °C allerdings auch dann nur bedingt abgetötet. Es ist deutlich zu unterscheiden zwischen Aufkochen (Abkochen) und Durchkochen (Durcherhitzen). Beim Durchkochen sollen alle Bestandteile des Lebensmittels die Kochtemperatur erreicht haben – siehe auch Kerntemperatur. Derart behandelte Speisen sind, wie der Alltag zeigt, für einen Tag sicher konserviert. Eine sichere längere Konservierung erfordert eine weitere Nachbehandlung.
  • Einkochen/Einwecken: Eine typische Anwendung zur langfristigen Haltbarmachung von Lebensmitteln durch Kochen ist das Einkochen in Einkochgläsern. Bei dieser Methode muss man sich je nach Lebensmittel an bestimmte Kochzeiten halten, um eine ausreichende Keimfreiheit (und Denaturierung) zu erreichen. Die Empfehlungen für Einkochzeiten versuchen je nach Lebensmittel, die Kochzeiten und Temperaturen möglichst gering zu halten, um ein schonendes Einkochen zu ermöglichen. Wenn man allerdings bei Lebensmitteln mit ungewiss hoher Keimbelastung oder entsprechender Konsistenz großen Wert auf Keimfreiheit und Haltbarkeit legt, muss bedacht werden, dass die Höchsttemperatur beim Einkochen auf 100 °C beschränkt ist. Da bei diesen Temperaturen die Sporen verschiedener Pilze und Bakterien nicht zerstört werden, müssen stark belastete Lebensmittel eventuell zweimal abgekocht werden. Einige Quellen gehen davon aus, dass wiederholtes Einkochen von bestimmten Lebensmitteln darauf abzielt, beim ersten Einkochvorgang eventuell überdauernde Sporenstadien von Verderbniserregern zwischenzeitlich zur Keimung zu bringen und diese im zweiten „Einkochvorgang“ abzutöten. Da Mikroorganismen allerdings meist in so hoher Zahl vorhanden sind, dass zu jeder Zeit aktive Organismen als auch deren Sporenstadien existieren, ist diese Erklärung fraglich. Andere Quellen gehen viel mehr davon aus, dass bei bestimmten Lebensmitteln wie Hülsenfrüchten der erste „Einkochvorgang“ dazu beiträgt, die Wasseraufnahme, das Aufquellen der Lebensmittel zu beschleunigen, sodass zwischenzeitlich ausreichend Wasser aufgenommen wird und das im folgenden Kochvorgang durch ausreichend vorhandenes Wasser als Wärmeleiter im Kern des Lebensmittels, die benötigte Kerntemperatur zur Sterilisation und Denaturierung erreicht werden kann. Stark eiweißhaltige Produkte mit geringem Wasseranteil – wie Fleisch oder Hülsenfrüchte und Zubereitungen aus diesen – werden im industriellen Maßstab aus Sicherheitsgründen bei höheren Temperaturen sterilisiert. Beim Einkochen und Einwecken wird das Einkochgut hermetisch verschlossen. Es gibt auch die Möglichkeit, Lebensmittel anstatt in Gläsern in speziellen hitzeresistenten Folien verpackt einzukochen (siehe auch Vakuumgaren). Auch auf diese Weise wird das Lebensmittel nach dem Kochvorgang vor erneuter Kontamination aus der Umgebung geschützt. Beispiele: Glaskonserven aus dem Einkochtopf.
  • Backen/Braten/Frittieren: Bei diesen Verarbeitungsmethoden werden (zumindest oberflächlich) höhere Temperaturen als beim Kochen erreicht. Beim Frittieren können ähnlich hohe Kerntemperaturen wie beim „Durchkochen“ erreicht werden. Oft werden Lebensmittel aber nur sehr kurz und oberflächlich „vorfrittiert“ und erst im Verlauf späterer Zubereitungen gegart und auf gewünschte Kerntemperaturen gebracht. Die so behandelten Lebensmittel müssen zur längerfristigen Haltbarmachung entsprechend weiterverarbeitet, wie z. B. tiefgefroren oder in Schutzgasatmosphäre verpackt werden.
  • Sterilisation im Autoklaven bei 110–130 °C (Nasskonserven): Beim Sterilisieren/Autoklavieren werden Lebensmittel nahezu vollkommen keimfrei gemacht. Bestimmte Lebensmittelinhaltsstoffe wie hitzeempfindliche Vitamine werden bei diesen Verfahren allerdings nicht geschont, und auch die Konsistenz wird durch den Garprozess verändert. Das physikalisch-technische Verfahren des Autoklavierens beruht darauf, dass Wasser unter erhöhtem Druck höhere Temperaturen als 100 °C erreichen kann. Bei der Erhöhung des Drucks um 1 bar (relativer Druck bezogen auf Meereshöhe) erreicht Wasser eine Temperatur von etwas weniger als 110 °C. Bei einer Erhöhung um 2 bar erreicht das Wasser bereits eine Temperatur von ungefähr 120 °C. Diese Temperaturerhöhung und der herrschende Überdruck töten Schadorganismen schneller und zuverlässiger als das einfache Abkochen bei 100 °C bei normalem Atmosphärendruck. Außerdem werden bei diesem Verfahren nicht nur lebende Bakterien und Pilzstämme abgetötet, sondern auch deren Sporenstadien. Erreicht werden diese Drücke und Temperaturen durch spezielle Druckkessel. Die im Hausgebrauch üblichen Schnellkochtöpfe/Dampfdrucktöpfe arbeiten mit dem gleichen Prinzip und können in ähnlicher Weise zur Haltbarmachung von Lebensmitteln verwendet werden. Diese haushaltsüblichen Töpfe erreichen aber meist nur Drücke von maximal +2 Bar und Temperaturen von max. 120 °C (meist sogar noch weniger). Autoklaven sind also im Prinzip nichts anderes als große Dampfdrucktöpfe, welche im Lebensmittelbereich jedoch Drücke von +3 bar und Temperaturen von ungefähr 130 °C und mehr erreichen. Dies geschieht entweder in einem Wasserbad, oder die Luft innerhalb des Behälters wird durch Wasserdampf ersetzt. Im industriellen Einsatz finden darüber hinaus eine Reihe weiterer von diesem Prinzip abgeleitete Methoden wie Berieselungsautoklaven etc. Anwendung. Die so erreichten Drücke und Temperaturen gewährleisten dann eine nahezu vollkommene Sterilisation von besonders kritischen Lebensmitteln wie Fleischprodukten, Hülsenfrüchten oder Zubereitungen mit hohem Eiweißgehalt und eine entsprechend hohe Haltbarkeitswahrscheinlichkeit. Um sicherzustellen, dass die im Autoklaven erhitzten Lebensmittel eine bestimmte Kerntemperatur erreicht haben, verfügen viele Geräte über einen Temperaturmessfühler. Dieser Sensor wird in einem Messdummie (z. B. einer Konservendose) so platziert, dass die Kerntemperatur des enthaltenen Lebensmittels exemplarisch überwacht werden kann. Auch wenn einfache Anlagen, welche in ähnlicher Form zur Sterilisierung von Instrumenten im Bereich der Chirurgie, Imkerei, Pilzanbau etc. Verwendung finden, mittlerweile auch für Privatanwender verfügbar sind, bergen bezüglich der Haltbarmachung von Lebensmitteln im Privatbereich einige praktische Probleme, da es zu Komplikationen bezüglich des Druckausgleichs, Druckaufbaus und Druckabfalls innerhalb des Systems kommen kann. Diese Probleme sind auf die bei günstigen Geräten nicht vorhandene automatische Steuerung des Prozesses zurückzuführen. Wenn die Schonung von empfindlichen Inhaltsstoffen zu vernachlässigen ist, handelt es sich bei der Autoklavierung von Konserven um eines der sichersten Verfahren zur Haltbarmachung durch Temperatureinwirkung. Beispiele: viele handelsübliche Dosenkonserven und Glaskonserven vor allem Fleischprodukte und Zubereitungen mit hohem Eiweißgehalt wie Suppen, Eintöpfe, Gulasch, Dosenwurst/Fleisch und Fisch.
  • Ultrahocherhitzen (Uperisierung, UHT): Dabei werden kurzzeitig Temperaturen von 135 °C erreicht und das Lebensmittel anschließend sehr schnell wieder abgekühlt. Beispiele: H-Milch

Trocknung

Bei der Trocknung wird dem Lebensmittel Feuchtigkeit (Wasser) entzogen. Durch dieses Vorgehen wird den Schadorganismen und Enzymen die Aktivitätsgrundlage entzogen. In Kombination mit entsprechender Lagerung können Lebensmittel sehr lange haltbar gemacht werden.

Es ist zu beachten, dass viele Organismen auf solche Veränderungen ihrer Umwelt eingestellt sind und in ihren Sporenstadien überdauern. Ähnlich wie beim Einfrieren können sie auch bei der Trocknung im Falle einer Wiederbefeuchtung ihre Aktivität wieder aufnehmen. Auch aus diesem Grund müssen bestimmte Eigenschaften der getrockneten Lebensmittel berücksichtigt werden, damit diese nach der Trocknung oder während der Lagerung nicht wieder Feuchtigkeit aufnehmen.

Die Trocknung wirkt sich durch die Konzentration von Inhaltsstoffen und die starke Veränderung der Konsistenz immer auch auf den Geschmack der Lebensmittel aus. Das Wiederbefeuchten hebt diese Effekte teilweise auf.

  • Lufttrocknung: Bei der Lufttrocknung wird den Lebensmitteln auf natürlichem Wege Feuchtigkeit entzogen. Nachdem z. B. Früchten ihre natürliche Wasserzufuhr unterbrochen wurde, werden diese in trockener eventuell zusätzlich bewegter Luft getrocknet. Abhängig von der Witterung kann dies direkt im Freien geschehen, wie z. B. bei Getreide und Hülsenfrüchten üblich, oder zusätzlich in belüfteten Räumen stattfinden (z. B. das Nachtrocknen von Zwiebeln). In Gegenden mit entsprechendem Klima können auch stark wasserhaltige Lebensmittel wie Tomaten oder Paprika ohne weiteres an der Luft getrocknet werden. Aber auch in kalten Gegenden mit ausreichend trockener bewegter Luft können Lebensmittel ohne zusätzliche Hilfsmittel getrocknet werden z. B. Stockfisch in skandinavischen Ländern. Auch Käse und Wurst werden teilweise luftgetrocknet.
  • Dörren: Beim Dörren wird dem Lebensmittel Feuchtigkeit (Wasser) durch Hitze oder stark reduzierte Luftfeuchtigkeit entzogen. Das Dörren hat allerdings mitunter starke Auswirkungen auf Geschmack, Konsistenz und Beschaffenheit der Lebensmittel. Beispiele sind Dörrobst, getrocknete Pilze oder Nudeln. Im Gegensatz zu anderen industriellen Trocknungsverfahren ist das Dörren von Lebensmitteln auch im haushaltlichen Umfeld möglich (z. B. durch entsprechende Dörrgeräte).
  • Gefriertrocknung (Sublimationstrocknung): Das Gefriertrocknen von Lebensmitteln geht meist mit vorherigem Tiefgefrieren/Schockfrosten einher. Das Verfahren beruht auf der Sublimation von Wasser bei Vakuum. Das ist ein Effekt, bei dem gefrorenes Wasser im Vakuum direkt in den gasförmigen Zustand überführt werden kann, ohne zuvor flüssig zu werden. Durch die Gefriertrocknung bleibt die Konsistenz und Struktur von Lebensmitteln gegenüber anderen Trocknungsmethoden relativ gut erhalten, und auch Inhaltsstoffe werden geschont. Mit diesem Verfahren können sowohl feste als auch flüssige Lebensmittel getrocknet/pulverisiert werden. Das Verfahren wird meist im industriellen Bereich eingesetzt; in jüngster Zeit entwickelt sich aber auch ein Markt für Geräte im Privatgebrauch. Beispiele sind: Instantkaffee, Himbeeren im Müsli, Trekking- oder Astronautennahrung, Tütensuppen
  • spezielle industrielle Verfahren der Trocknung:
    • Vakuumtrocknung (Eindampfen): Da Wasser im Vakuum bereits bei sehr geringen Temperaturen siedet und verdampft, können bei der Wasserreduktion im Vakuum hitzeempfindliche Inhaltsstoffe wie Vitamine geschont werden. Beispiele: Fruchtsaftkonzentrate
    • Sprühtrocknung im Hitzestrom oder Vakuum: Bei der Sprühtrocknung werden flüssige Gemische zu Trockenpulver verarbeitet. Beispiel: Milchpulver
    • Walzentrocknung und weitere.

Filtration

Durch den Einsatz von Feinfiltern können Lebensmittel keimfrei gemacht werden. In der Wein- und Saftherstellung werden Schwebstoffe, aber auch z. B. Hefepilze mithilfe von Feinfiltern abgeschieden. Wasser kann durch geeignete Membranen keimfrei gefiltert werden (Umkehrosmose). Auch Milch wird unter anderem durch Mikrofiltration entkeimt.

Einlegen

  • Einlegen in Speiseöl: Beim Einlegen in Speiseöl werden meist trockene oder in ihrem Feuchtigkeitsgehalt reduzierte Lebensmittel luftdicht eingelegt. Das Öl schützt das Lebensmittel vor Luft und bietet Schadorganismen einen relativ schlechten Nährboden. Oft nimmt das Öl dabei Geschmacksstoffe des eingelegten Lebensmittels auf und wird auch selbst als solches verwendet. Zu beachten ist, dass vor allem unbehandelte, frische und feuchte Lebensmittel in Öl nur sehr begrenzt haltbar sind. Zur längeren Haltbarmachung müssen diese Lebensmittel vor dem Einlegen oder inklusive des Öls zusätzlich z. B. durch Hitze behandelt werden. Eine Hitzebehandlung ist allerdings nur bei hitzestabilen Speiseölen sinnvoll. Kalt gepresste Olivenöle sollten beispielsweise nicht zusätzlich erhitzt werden. Auch muss bedacht werden, dass es je nach verwendeter Temperatur und Feuchtegehalt des Lebensmittels zu Öl-Wasser-Emulsionen oder einer Wasserablagerung im Glas kommen kann. Eine ähnliche Methode ist das Konfieren von Fleisch im eigenen Fett (siehe Konfieren).
  • Einlegen in hochprozentigen Alkohol (Ethanol): Lebensmittel können in hochprozentigen Alkohol eingelegt werden. Ethanol wirkt in ausreichend hoher Dosierung (ab etwa 50 Vol.-%) desinfizierend und damit konservierend. Der desinfizierende Effekt beruht darauf, dass Ethanol ähnlich einem Garprozess oder der Einwirkung von Säuren in der Lage ist, Eiweiße zu denaturieren und Mikroben abzutöten. Alkohol hat immer auch starke Auswirkungen auf den Geschmack der so eingelegten Lebensmittel.
  • Konfieren/Confieren bezeichnet verschiedene kombinierte Methoden der Zubereitung und Haltbarmachung von Lebensmitteln. Die Methoden haben ihren Ursprung in der traditionellen französischen Küche und auch heute noch ihren Platz im Kochhandwerk, in Gastronomie und Küche. Darüber hinaus haben sie als Methoden der Konservierung in der Lebensmittelindustrie allerdings keine Bedeutung mehr. Zum Konfieren gehören Methoden des süssen, sauren oder salzigen Einlegens z. B. in Zuckerlösung (Kandieren). Am häufigsten wird der Begriff aber in Verbindung mit einer speziellen Zubereitungsmethode von Fleisch (dem Confit) gebraucht. Konfieren bezeichnet in diesem Zusammenhang das langsame Garen von meist fettreichem Fleisch (z. B. Geflügel) im eigenen Fett des jeweiligen Tieres. Zur Haltbarmachung wird das gegarte Fleisch später in Behältern geschichtet und mit dem tierischen Fett bedeckt. Durch die Einlagerung in Fett wird das Fleisch vor Luft und Schadorganismen geschützt und so haltbar gemacht. Zur Haltbarmachung können in Fett, eigenem Saft, Fonds oder Brühen gegarte Lebensmittel mit geklärten tierischen Fetten oder Ölen abgedeckt und so in geeigneten Behältnissen wie Einmachgläsern aufbewahrt werden. Je nach verwendetem Lebensmittel und der Hygiene beim Konfierprozess können so behandelte Lebensmittel gekühlt aber auch ungekühlt mehrere Wochen bis Monate haltbar sein.

Verpackung

Auch die meist nur in Kombination mit anderen Verfahren verwendeten Methoden der Verpackung, welche einen Schutz vor Umwelteinflüssen und erneuten Kontakt mit Schaderregern darstellen, zählen zu den physikalischen Methoden.

Die Umverpackung kann je nach Zweck und Einsatzgebiet aus Tüten, Folien, Gläsern, Dosen, Kartonagen aber auch Beschichtungen wie beispielsweise Wachs bestehen und wird durch weitere Verfahren ergänzt:

  • Vakuumieren: In Gläsern, Folien und anderen Behältnissen werden Nass- und Trockenkonserven vor, nach oder während des Haltbarmachungsprozesses unter Luftausschluss verpackt.
  • Verpacken in einer Schutzgasatmosphäre: Verarbeitete oder frische Lebensmittel werden in Hallen, Containern oder auch dicht verschließbaren Verpackungen unter Luftausschluss in einer Schutzgasatmosphäre aufbewahrt. Beispiele solcher Schutzgase sind konzentrierter Stickstoff oder Kohlendioxid (siehe auch Modified Atmosphere Packaging).
  • Verpacken/Lagerung unter Lichtausschluss: Auch Licht ist in der Lage, bestimmte Inhaltsstoffe von Lebensmitteln zu zersetzen. Das betrifft unter anderem Farbstoffe. Aus diesem Grund werden viele Lebensmittel in lichtundurchlässigen Behältnissen wie getönten Flaschen oder dunklen Lagerräumen aufbewahrt.

Destillation

Bei der Destillation werden bestimmte Inhaltsstoffe eines Lebensmittels derart hoch konzentriert, dass ein für Schadorganismen lebensfeindliches Milieu entsteht. Bei der Destillation von Ethanol aus vergorenen Maischen werden Verderbniserreger wie Essigbakterien durch Hitze abgetötet und gleichzeitig der Ethanolgehalt so hoch aufkonzentriert, dass den meisten Schadorganismen der Nährboden entzogen wird. Ab etwa 50 Vol.-% wirkt Ethanol dann desinfizierend gegen die meisten Mikroben.

Weitere Methoden aus dem industriellen Bereich

Des Weiteren gibt es verschiedene spezielle industriell eingesetzte Methoden die zu den physikalischen Verfahren gezählt werden können:

  • Sterilisation durch Plasma
  • Sterilisation durch hohen Druck
  • Sterilisation durch Ultraviolette Strahlung
  • Sterilisation durch ionisierende Strahlung

Chemische Methoden und Verfahren

Die chemischen Methoden zur Haltbarmachung von Lebensmitteln können unterteilt werden in Methoden mit oder ohne Zuhilfenahme deklarationspflichtiger Konservierungsstoffe (Lebensmittelzusatzstoffe mit E-Nummer).

Der Übergang von chemischen Methoden der Haltbarmachung ohne zu kennzeichnende Konservierungsstoffe und chemischen Methoden unter Zuhilfenahme von zu deklarierenden Zusatzstoffen ist fließend. Da viele Zusatzstoffe und Konservierungsstoffe zumindest ehemals natürlichen Ursprungs sind, können z. B. bestimmte Säuren sowohl als deklarierter Konservierungsstoff oder aber als natürlich gegebener Bestandteil einer Zubereitung angesehen werden.

Chemische Methoden und Verfahren ohne Zuhilfenahme von Lebensmittelzusatzstoffen

Salzen/Einsalzen

  • Salzen/Einsalzen/Pökeln/Beizen: Die Konservierung mit Salz beruht unter anderem auf dem Prinzip der Unterbindung des Wachstums von Verderbniserregern durch Osmose. Salz ist stark hygroskopisch und entzieht wasserhaltigen Lebensmitteln Feuchtigkeit. Wenn diese nicht abgeführt wird, entsteht ein „Sud“ aus Salzlösung. Da Salzlösung ein hohes osmotisches Potenzial hat, entzieht es den meist wenigzelligen Schadorganismen die Zellflüssigkeit. Bei stark gesalzenen Lebensmitteln geht die Salzung also immer auch mit Feuchtigkeitsentzug einher und kann bei entsprechender Dosierung auch ohne zusätzliche Behandlung langfristig konservieren (z. B. Kräutersalze, Salzgemüse, Fisch, gebeizter Fisch/Fleisch). Es ist zu beachten, dass durch Salz getrocknete Lebensmittel dazu neigen, wieder Feuchtigkeit aus der Luft aufzunehmen, was durch geeignete Verpackungen verhindert werden kann. Das Einsalzen wirkt sich immer auch mehr oder weniger auf den Geschmack der Lebensmittel aus. Ein Sonderfall ist das Pökeln mit Nitritpökelsalz, welches zur Herstellung von Fleisch- und Wurstprodukten verwendet wird, um eine Verfärbung des Fleisches und den Befall mit dem Bakterium Clostridium botulinum zu verhindern (Nitritpökelsalz ist allerdings ein zu kennzeichnender Zusatzstoff).
  • Einlegen in Salzlösung/Salzlake: Beim Einlegen von Lebensmitteln in Salzlake (Salzlösung in unterschiedlichen Konzentrationen) wird das Wachstum und die Keimung von Schadorganismen erschwert. Je nach Konzentration müssen derart präparierte Lebensmittel aber zusätzlich z. B. durch Hitze behandelt werden, da wenig gesättigte Salzkonzentrationen alleine nicht in der Lage sind, das Wachstum von Verderbniserregern dauerhaft zu unterbinden. Auch die Sporenstadien von Schadorganismen werden in Salzlösung nicht abgetötet. Zudem wirkt die Zugabe von Salz (wie auch Zucker) in bestimmten Dosierungen geschmackskonservierend. Wenn ein zu hohes Ungleichgewicht von Salzen oder Zuckern zwischen dem Lebensmittel und dem Einlegesud herrscht, kann es durch Osmose zum Verwässern des Lebensmittels oder zur Abgabe der Inhaltsstoffe in den Sud kommen. Durch Zucker und Salz kann der Sud isotonisch ausbalanciert werden, sodass ein Lebensmittel auf diese Art nicht zu sehr an Geschmack oder Struktur verliert.

Zuckern

Die Haltbarmachung mithilfe von Zucker basiert auf einem ähnlichen Prinzip wie das des Einsalzens. Auch Zuckerlösung ist in der Lage, den Zellen von Schadorganismen die Zellflüssigkeit durch Osmose zu entziehen und diese somit abzutöten.

  • Einlegen in Zuckerlösungen: Zuckerlösungen kommen beim Einlegen von Lebensmitteln – z. B. Obst – in mehr oder weniger konzentrierter Form zum Einsatz, wobei es zur längerfristigen Haltbarmachung weiterer Behandlungen bedarf (z. B. Erhitzen, Säuern). Ein Beispiel ist Marmelade oder Konfitüre, die eine Form von hoch dosierter Zuckerlösung darstellt. In Verbindung mit Säuerung und Erhitzung kann diese mit, aber auch ohne Luftausschluss sehr lange Haltbarkeiten aufweisen. Zucker kann in entsprechender Dosierung darüber hinaus geschmackskonservierend wirken. Wenn ein zu hohes Ungleichgewicht von Salzen oder Zuckern zwischen dem Lebensmittel und dem Einlegesud herrscht, kann es durch Osmose zum Verwässern des Lebensmittels oder zur Abgabe der Inhaltsstoffe in den Sud kommen. Durch Zucker und Salz kann der Sud isotonisch ausbalanciert werden, sodass ein Lebensmittel auf diese Art nicht zu sehr an Geschmack oder Struktur verliert. Beispiele sind viele handelsübliche Konserven, Konfitüre und Honig.
  • Kandieren: Beim Kandieren wird die Feuchtigkeit von Lebensmitteln (meist Obst) durch Zuckerlösung ersetzt. So können diese lange haltbar gemacht werden. Beispiele: kandiertes Obst

pH-Wert-Regulierung

Durch die Regulierung des pH-Wertes von Lebensmitteln können saure oder basische Milieus geschaffen werden die das Wachstum von Schadorganismen hemmen.

Je nach Dosierung von Säuren (PH-) oder Basen (PH+) wird der Geschmack der Lebensmittel verändert. Ergänzend wird dies auch gezielt zur Geschmacksveränderung eingesetzt (Genusssäuren). Säuren sind des Weiteren dazu in der Lage, ähnlich einem Garprozess Eiweiße und Enzyme in Lebensmitteln zu verändern.

Es ist dabei anzumerken, dass eine pH-Wert-Änderung geschmacklich nicht unbedingt stark hervorstechen muss. Zwar ist bei einigen Lebensmittelzubereitungen, wie in Essig eingelegten Lebensmitteln (z. B. sauren Gurken), ein deutlicher Säuregeschmack erwünscht, allerdings kann ein Einlegesud auch einen sehr niedrigen pH-Wert aufweisen, ohne der Säuregeschmack derart im Vordergrund steht.

  • Säuern: Das Säuern von Lebensmitteln kann z. B. durch bereits enthaltene Säuren wie bei vielen Obstsorten oder durch Zugabe von Säuerungsmittel geschehen. Typische Sauerkonserven sind in Essig eingelegte Gurken oder Zwiebeln, es können aber auch andere Säuerungsmittel aus dem Bereich der Zusatzstoffe Verwendung finden, um den pH-Wert zu regulieren, z. B. Essigsäure, Gerbsäure (z. B. in Blättern von Wein, Lorbeer, Quitte, Johannisbeere und Eiche), Apfelsäure, Benzoesäure, Oxalsäure (z. B. in Rhabarber), Weinsäure, Zitronensäure, Salzsäure oder auch Milchsäure. Reine Milchsäure ist ein Lebensmittelzusatzstoff, kann dem Lebensmittel aber auch durch Milchsäuregärung zugeführt werden. In letzterem Fall ist die so entstandene Milchsäure nicht als Zusatzstoff anzusehen. Beispiele sind: sauer eingelegte Gurken, aber auch die meisten Gemüse- oder Obstkonserven sind gesäuert (PH-reguliert) um die Haltbarkeit zu verbessern. Gleichzeitig wirkt die Säuerung, wenn auch kaum differenziert wahrnehmbar, geschmacksverstärkend.
  • Laugen/Basen: Prinzipiell kann auch ein stark basisches Milieu das Wachstum von bestimmten Schadorganismen hemmen. Stoffe aus dem Bereich der Lebensmittelzusatzstoffe, die in wässriger Lösung alkalisch wirken, sind unter anderem verschiedene Carbonate. Meist werden diese Stoffe aber nur verwendet um den pH-Wert in geringem Maße aus geschmacklichen Gründen oder zur Verbesserung anderer Eigenschaften, die mit diesem in Verbindung stehen (wie die Gelierfähigkeit), zu regulieren. Eine starke Anhebung des PH Werts, wie es zur Konservierung notwendig wäre, würde allerdings alle Säuren als wichtige Geschmackskomponenten im Lebensmittel aufheben. Außerdem wird der durch die hohe Konzentration von Hydroxidionen hervorgerufene Eigengeschmack im Gegensatz zur Säuerung meist als nicht genießbar empfunden. Aus diesen Gründen wird eine starke Anhebung des PH Wertes zum Zwecke der Konservierung in der Praxis kaum eingesetzt.

Raffination

Durch Raffination wird ein Lebensmittel von unerwünschten Begleitstoffen gereinigt und somit konzentriert aufbereitet. So können beispielsweise Öle von Begleitstoffen befreit werden, welche Schadorganismen damit nicht mehr als Nährboden zur Verfügung stehen. Auch das Ranzigwerden von Ölen und Fetten wird so eingedämmt.

Räuchern

Räuchern kann als eine Kombination aus physikalischer und chemischer Haltbarmachung angesehen werden. Bei dieser Art der Haltbarmachung wird das Lebensmittel je nach Methode sowohl durch Hitze gegart oder getrocknet, aber auch chemische Inhaltsstoffe des Rauches wirken dabei konservierend.

  • Beim Kalträuchern werden Temperaturen von 15–25 °C erreicht.
  • Beim Heißräuchern werden dagegen Temperaturen von etwa 80 °C erreicht, was eine stärkere Verringerung des Wasseranteils und einen Garprozess zur Folge hat. Dadurch weisen heißgeräucherte Lebensmittel eine potenziell höhere Haltbarkeit auf. Beispiele sind geräucherter Fisch, Fleisch oder Käse.

Chemische Methoden unter Zuhilfenahme von Lebensmittelzusatzstoffen

(siehe dazu die Liste der in der Europäischen Union zugelassenen Lebensmittelzusatzstoffe#Konservierungsstoffe)

Spezielle Konservierungsstoffe: werden zum Erhalt ganz bestimmter Eigenschaften eingesetzt wie z. B.:

  • Wasserspeicherkapazität etwa von Backwaren durch Quellmittel oder Feuchthaltemittel wie Glycerin
  • Farberhalt durch Antioxidantien wie Ascorbinsäure
  • Strukturerhalt wie Rieselfähigkeit durch Trennmittel oder Stabilisationsmittel
  • antibiotisch wirkende Stoffe

Die eingesetzten Konservierungsmittel können natürlichen Ursprungs oder naturidentisch sein. Im Bereich der Lebensmittelzusatzstoffe kommen aber auch vollsynthetische Stoffe zum Einsatz.

Weit verbreitete zu deklarierende Konservierungsstoffe sind z. B. verschiedene Säuren wie Sorbinsäure, Schwefel in Wein und Trockenobst (siehe auch Schwefelung) oder Antioxidantien wie Ascorbinsäure.

Begasung: Die Begasung mit Gasen wie reinem Stickstoff kann sowohl Schädlinge aus dem makrobiologischen Bereich als auch Mikroben abtöten. Das Gas wird als Hilfsstoff eingesetzt, welches anschließend nicht mehr im Lebensmittel enthalten ist.

Chemische Methoden unter Zuhilfenahme von mikrobiologischen Prozessen

Die Veränderung eiweißreicher oder kohlenhydratreicher Ausgangsstoffe mithilfe von Mikroorganismen führt zu neuen Produkten, die in der Regel eine bessere Haltbarkeit aufweisen als das Original. Es handelt sich damit aber nicht nur um eine Konservierung, sondern auch um eine Veredelung (ein „gewünschter Verderb“) – siehe auch Milchprodukte.

Auch hierbei spielen oft von Mikroben produzierte Enzyme eine Rolle mithilfe derer z. B. Bakterien in der Lage sind Inhaltsstoffe der Lebensmittel zu verstoffwechseln, damit umzubauen und aktiv Stoffe wie Milchsäure zu erzeugen.

Ein damit verknüpftes Thema ist das der Hilfsstoffe, welche in der Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden, später aber nicht mehr im Lebensmittel enthalten sind und nicht deklariert werden müssen. Dieses Thema ist oft umstritten, weil gerade bestimmte Enzyme durch gentechnisch veränderte Organismen produziert werden.

Fermentation und Vergärung

  • Alkoholische Vergärung: Bei der alkoholischen Gärung wird Zucker zu Alkohol vergoren, welcher in ausreichender Dosierung für viele (aber nicht alle) Mikroorganismen ein lebensfeindliches Milieu darstellt oder sogar desinfizierend/abtötend wirkt. Essigbakterien z. B. können Alkohol unter bestimmten Bedingungen allerdings sehr wohl als Lebensgrundlage nutzen; aus diesem Grund muss Alkohol, um antibakteriell zu wirken, zusätzlich z. B. durch Destillation aufkonzentriert werden. Getränke mit nur mäßigem Ethanolgehalt, etwa Wein oder Bier, erfordern zusätzliche Verfahren wie Erhitzen, Filtern oder die Zugabe von Schwefel; saurer Most/Apfelwein kann durch seinen hohen Säuregehalt aber auch ohne zusätzliche Verfahren lange haltbar sein. Brände und Schnäpse erreichen durch den Destillationsprozess einen deutlich höheren Alkoholgehalt und bleiben unter Luftabschluss sehr lange haltbar. Ethanolkonzentrationen ab 50 Vol.-% können dann auch zum Einlegen von anderen Lebensmitteln verwendet werden. Beispiele: Wein, Brände, Schnaps, Apfelwein/Most
  • Essigvergärung: Bei der Essigvergärung/Fermentation wird Alkohol mithilfe von Essigbakterien bei bestimmten Temperaturen und unter Sauerstoffzufuhr zu Essig vergoren. Dabei entsteht ein stark saures Milieu, das für die meisten Schadorganismen lebensfeindlich ist. Beispiele: Essig
  • Milchsäuregärung: Bei der Milchsäurevergärung verarbeiten Milchsäurebakterien im Lebensmittel enthaltene Zucker wie Milchzucker oder Stärke zu Milchsäure. Somit wird ein saures Milieu geschaffen, dass für viele Schadorganismen lebensfeindlich ist. Milchsäurebakterien sind anaerob lebende Bakterien und, wie Hefepilze, in der Natur weit verbreitet. Sporen der Bakterien sind somit in fast jedem Lebensmittel vorhanden oder können durch Starterkulturen beigefügt werden. Unter Luftausschluss, z. B. in schwach konzentriertem Salzwasser, vermehren sich die Bakterien und beginnen mit der Fermentation. Geeignet sind viele zucker- oder stärkehaltige Lebensmittel wie Gemüse oder auch Milchprodukte. Auch bei der Herstellung von Joghurt und Sauermilchkäse handelt es sich um eine Milchsäurevergärung, welche durch Lactobakterien und Luftausschluss erreicht wird. Beispiele: Sauerkraut, Joghurt, Käse, nasse Silage (Viehfutter)
  • Fermentation durch Enzyme (Lab): Durch Beisetzung von Enzymen (Lab) zu Milch werden feste Fette und Eiweiße vom Wasseranteil der Milch getrennt, was eine starke Herabsetzung des Feuchtigkeitsgehaltes ermöglicht. Durch Lufttrocknung und Behandlung mit Salz wird dieser in Folge noch weiter gesenkt. Beispiele: Käse, Milchprodukte. Auch die Haltbarmachung von eingelegtem Hering (Matjes) beruht auf einer Behandlung durch fischeigene Enzyme, die, ähnlich einem Garprozess, Inhaltsstoffe des Fisches verstoffwechseln oder denaturieren. Das verleiht dem Fisch einerseits die zarte Struktur, andererseits trägt der Vorgang, zusätzlich zum Einlegen in Salz oder Essigsud, zur Haltbarkeit des Fisches bei.

Mikrobiologische Methoden

Bei den rein mikrobiologischen Methoden zur Haltbarmachung wird ein Lebensmittel mit unschädlichen Organismen besiedelt, welche Schadorganismen als Lebenskonkurrenten den Nährboden entziehen. Beispiele: Edelschimmel

Beispiele für verbreitete kombinierte Methoden und Verfahren

  • Beim Einkochen/Autoklavieren von Nasskonserven wird das Lebensmittel neben dem Erhitzen meist zusätzlich gesalzen, gezuckert (oder beides), der pH-Wert reguliert (meist gesäuert), vakuumiert und hermetisch verschlossen.
  • Eingelegte Lebensmittel in Essig oder Öl werden zusätzlich erhitzt (im Sinne der Pasteurisation/Einkochens), vakuumiert und hermetisch verschlossen.
  • Im Kühlschrank gekühlte Lebensmittel werden zusätzlich verpackt, sind chemisch behandelt und dunkel gelagert.
  • Bei der Tiefkühlung werden Lebensmittel zur Vermeidung von z. B. Gefrierbrand zusätzlich unter Luftabschluss verpackt (Vakuum, Schutzgas) oder mit einer Schutzschicht aus Wassereis überzogen (glasiert). Zubereitungen können zusätzlich chemisch behandelt werden.
  • Räuchern, eine physikalische und chemische Kombination aus Erhitzung, Trocknung und Einhüllung mit konservierenden Stoffen, anschließende Verpackung unter Luftausschluss und eventuelle Kühlung.
  • Beim Kochen von Marmelade kombiniert man eine Erhöhung der Zuckerkonzentration mit dem Säuern, der Erhitzung und dem anschließenden/gleichzeitigen Verpacken unter Luftabschluss/Vakuum.
  • Beim Dörren/Trocknen verbindet man die Verringerung des Wassergehalts, eine eventuelle Erhöhung der Zuckerkonzentration und die anschließende Verpackung unter Luftausschluss, dem Einlegen in Öl oder dem Salzen.
  • Konfieren bezeichnet das Garen und anschließende Einlegen von Fleisch in Fett oder Öl und kombiniert so das Erhitzen und das Einlegen unter Luftausschluss.

Langzeitpräparate, die nicht für den menschlichen Verzehr bestimmt sind

Für die langfristige Konservierung von Lebensmitteln, um diese z. B. in Museen zur Schau zu stellen, kommen weitere Methoden der Haltbarmachung zum Einsatz. Prinzipiell sind dafür gängige Konservierungsverfahren für biologische Langzeitpräparate geeignet, wie z. B.:

  • das Gefriertrocknen;
  • das Einlegen in Formaldehydlösung (Formalin) oder Alkohol;
  • die Plastination durch Kunststoffe wie Silikone, Acryl- oder Epoxidharze.

Eine besondere Herausforderung ist dabei der Erhalt von Farbstoffen, was durch spezielle Zusätze oder das naturgetreue Einfärben erreicht werden kann.

Auswahl der geeigneten Methode

Für die Auswahl einer geeigneten Methode zur Haltbarmachung eines Lebensmittels ist in erster Linie der gewünschte Geschmack beziehungsweise das gewünschte Endprodukt ausschlaggebend. In vielen Fällen definiert sich ein Lebensmittel vor allem über die angewandte Methode der Haltbarmachung.

Wenn unterschiedliche Methoden infrage kommen, muss entschieden werden, welche Eigenschaften in besonderer Weise erhalten bleiben sollen. Eine besonders lange Haltbarkeit ist z. B. mit dem Erhalt von empfindlichen Inhaltsstoffen abzuwägen.

Außerdem ist der (Kosten-)Aufwand als Faktor zu berücksichtigen. Während viele Lebensmittel saisonabhängig schnell und massenhaft verarbeitet werden müssen, werden andere Lebensmittel in kleineren Chargen produziert und konserviert. Bei der massenhaften Herstellung von z. B. Gemüsekonserven bedarf es Verfahren, die eine Verarbeitung am laufenden Band ermöglichen. Die Sterilisierung/Pasteurisation findet in solchen Fällen im Durchlaufverfahren in einer Produktionsstraße statt. Andere Methoden können nicht im Durchlaufverfahren realisiert werden und sind demnach nicht imstande, eine derartige Massenverarbeitung zu leisten.

Ein Beispiel für besonders aufwändige industrielle Verfahren ist das der Gefriertrocknung. Bei der Gefriertrocknung müssen relativ kleine Anlagen beschickt werden; zudem müssen bei der Gefriertrocknung Lebensmittel sowohl tiefgefroren als auch im Anschluss wieder erhitzt werden. Zusätzlich muss ein Vakuum aufrechterhalten und Feuchtigkeit gebunden werden. Aus diesem Grund werden mit dem Verfahren meist auch nur von vorneherein hochwertigere Lebensmittel verarbeitet. Das wirkt sich dann auf den Preis und die Zusammensetzung von Lebensmitteln aus. So enthalten z. B. selbst hochpreisige Müslis hohe Anteile preisgünstiger Rosinen, aber nur niedrige Anteile von teurem gefriergetrocknetem Obst.

Letztlich sind es dann Methoden, die in kleinstem Umfang handwerklich im Sinne der Manufaktur angewendet werden, wie die Herstellung und Reifung von Käse und Wurstwaren in kleinem Stil, die wohl als aufwändigste Konservierungsverfahren anzusehen sind.

Museen

In Stavanger (Norwegen) gibt es ein Norsk Hermetikkmuseet (Konservenmuseum).

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