Superchilling

Superchilling verlängert Haltbarkeit von Bio-Fleisch und -Fisch

Mit Unterstützung des Bundesprogramms Ökologischer Landbau und anderen Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN) optimierte ein norwegisches Forschungsteam das innovative Kühlverfahren Superchilling an Bio-Lachs und -Lammfleisch. Das Ergebnis ist eine erheblich verlängerte Haltbarkeit ohne Qualitätseinbußen. Hinzu kommen Energieeinspareffekte.

Bei der Verarbeitung und Lagerung von Bio-Fischprodukten und Bio-Fleisch sind nicht nur schonende, sondern auch energiesparende Verfahren gefragt, die zugleich die hohen Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen in der Lieferkette erfüllen. Deshalb testeten Lebensmitteltechnologinnen und -technologen des norwegischen Forschungsinstitutes SINTEF in Trondheim das Superchilling von Bio-Lachs, Bio-Schweinekoteletts und Bio-Lammfleisch. Das von Michael Bantle und seinen Kolleginnen und Kollegen weiterentwickelte Verfahren, auch Superkühlung genannt, dient dazu, verderbliche Lebensmittel wie Fleisch oder Fisch länger haltbar zu machen. Allerdings müssen für den praktischen Einsatz des Superchillings noch die rechtlichen Voraussetzungen geschaffen werden. So ist aktuell EU-weit nicht klar geregelt, wie Superchilling-Produkte zu kennzeichnen sind.

Wie Superchilling funktioniert

Zum Einsatz kommt hierbei ein Impingement-Froster. Dieses Gerät richtet Kaltluftstrahlen auf die Ober- und Unterseite des Produktes. Durch den Aufprall der Kaltluft wird dessen Oberfläche sehr effektiv teilgefroren. Je nach Lebensmittel und dessen Größe beträgt die Gefrierzeit ein bis drei Minuten. Das Lebensmittel wird so lange gekühlt, bis die Außenhülle gefroren ist. Dabei entstehen sehr kleine Eiskristalle in der Außenhülle. Von dort verteilen sich die Eiskristalle langsam und gleichmäßig in der gesamten Lebensmittelmatrix, was das Produkt weiterhin frisch und nicht gefroren aussehen lässt. Zum Schluss sind zehn bis 20 Prozent des vorhandenen Wassers im Produkt gefroren und das Fleisch oder der Fisch lässt sich bei minus 2,5 Grad Celsius lagern, ohne dass das Produkt auftaut.

Ohne Beeinträchtigung der Produktqualität

Supergekühlter Fisch bleibt erheblich länger frisch als ein auf Eis gelagerter Fisch. So ist es den Forschenden gelungen, die Kühlkette von Bio-Lachs von zwei auf vier Wochen zu verlängern, ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen. Auch bei supergekühltem Fleisch ließ sich der gewünschte Haltbarkeitseffekt erzielen: Verglichen mit der Lagerung bei vier Grad Celsius in einer normalen Kühlkette wurde die Haltbarkeit von frischen Schweinekoteletts aus ökologischer Haltung um zehn bis 14 Tage verlängert. Bei Bio-Lammfleisch waren es 21 Tage. Auch eine Woche nach dem Schlachten gab es den gewünschten Haltbarkeitseffekt.

Länger haltbar sind supergekühlte Produkte auch deshalb, weil das Einfrieren die bakterielle Aktivität an der Produktoberfläche vermindert. Zudem verzögern die niedrigen Temperaturen und die im Produkt gleichmäßig verteilten Eiskristalle das Wachstum von Bakterien. So zeigte sich bei mikrobiologischen Untersuchungen: Bei herkömmlich gekühltem Fleisch erhöhte sich bereits nach drei Tagen die Anzahl der anaeroben Bakterien. Bei supergekühltem Fleisch dagegen erst nach 24 Tagen.

Dies bestätigen auch andere mikrobiologische Analysen von supergekühltem Schweinefleisch und Fisch. Danach verlief das Wachstum von anaeroben Bakterien an den supergekühlten Produkten deutlich langsamer als bei normal gekühlten.

Nach Einschätzung der Forscherinnen und Forscher lässt sich das Superchilling auch in bestehenden Produktionsanlagen leicht umsetzen. Wer das Verfahren neu einführt, könne wegen der deutlich kürzeren Prozesszeit die bereits vorhandenen Produktionsanlagen effektiver auslasten. Lediglich ein kontinuierlich arbeitender Schockfroster müsse installiert werden. Allerdings sei es für die Lagerung erforderlich, die bestehenden Lager- und Kühlsysteme neu zu gestalten, erläutert Michael Bantle: "Die Einführung des neuen Prozesses erfordert Geräte, die eine stabile Temperatur von 2,5 Grad Celsius liefern können. Das stellt keine technologische Herausforderung dar, erfordert jedoch modifizierte Kälteanlagen und die Bereitschaft, ein neues Konzept in den Kühlketten umzusetzen."

Vorteile durch höhere Steifigkeit

Hinzu kommt die erhöhte Produktausbeute, aufgrund der höheren Festigkeit der Fische vor dem Enthäuten. Generell ist eine höhere Steifigkeit bei Superchilling-Produkten zu verzeichnen, was das Produkthandling erleichtert, zum Beispiel beim Filetieren, Schneiden oder automatisierten Verpacken. Auch hinsichtlich der Fleischqualität zeigten sich keine Unterschiede zwischen normal gekühltem und supergekühltem Schweinefleisch, bis auf einen leicht erhöhten Wasserverlust von bis zu zwei Prozent. Als vereinfachtes Beispiel: von 103 Gramm Fleisch bleiben circa 100 Gramm Fleisch in der normalen Kühlkette übrig und 98 Gramm in der supergechillten Kühlkette. Grund dafür ist eine leichte Gefrierschädigung des Fleischgewebes, verursacht durch das teilweise Einfrieren.

Der größte Vorteil ist die längere Haltbarkeit von Superchilling-Produkten im Vergleich zu herkömmlichen Kühlprodukten. Supergekühlte Lebensmittel lassen sich deshalb innerhalb eines längeren Zeitraums frisch verkaufen. Das ermöglicht es, Schwankungen in der Produktion und Nachfrage besser aufzufangen. Auch aus Umweltsicht bringt das Verfahren große Vorteile: Bei Transport und Lagerung kann auf das Auf-Eis-Legen der Fischprodukte verzichtet werden. Dadurch reduzieren sich Transportgewicht und -volumen um 25 bis 30 Prozent. Konkret bedeutet dies: Statt vier Lkw-Ladungen mit Eiskühlung braucht man nur drei Lkw-Ladungen mit supergekühltem Fisch für den Transport der gleichen Warenmenge. Dies senkt die Energiekosten und verbessert somit den CO2-Fußabdruck der Wertschöpfungskette. Innerhalb der Wertschöpfungskette von Bio-Lachs reduziert das Superchillingverfahren die Transportkosten um etwa 33 Prozent, wie aus einer Umweltverträglichkeitsanalyse hervorgeht.

Das vorgestellte Forschungsprojekt ist Teil des europäischen Verbundprojektes "SusOrganic", das  unter anderem durch das Bundesprogramm Ökologischer Landbau und andere Formen nachhaltiger Landwirtschaft (BÖLN) gefördert wurde. Dabei entwickelten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nachhaltigere Trocknungs-, Kühl- und Gefrierverfahren für Bio-Produkte. Ziel war es, objektive Produktqualitätskriterien für Bio-Produkte zu schaffen, Prozesse zu optimieren sowie Umweltverträglichkeits- und Wirtschaftlichkeitsanalysen durchzuführen. Als Produktgruppen wurden Fisch, Fleisch, Obst, Gemüse sowie Hopfen und Kräuter untersucht.


Letzte Aktualisierung 06.01.2021

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