Processes of pasteurisation and sterilisation in foodstuffs

Die Pasteurisierung ist ein thermisches Konservierungsverfahren, bei dem Lebensmittel auf Temperaturen unter 100 °C (üblicherweise zwischen 62 °C und 85 °C) erwärmt und anschließend rasch rückgekühlt werden. Das primäre mikrobiologische Ziel besteht in der zuverlässigen Abtötung vegetativer Krankheitserreger (wie Salmonella spp., Listeria monocytogenes, Campylobacter, Escherichia coli und Coxiella burnetii) sowie in der Inaktivierung autolytischer Enzyme, um die Verderblichkeit zu stoppen und die Haltbarkeit zu verlängern.

Industriell kommen verschiedene Temperatur-Zeit-Kombinationen zum Einsatz: die Dauererhitzung (LTLT: 62–65 °C über 30 Minuten), die moderne Kurzzeiterhitzung im Plattenwärmetauscher (HTST: 71–75 °C für 15–20 Sekunden) sowie die Hocherhitzung (85–90 °C für wenige Sekunden). Da die Pasteurisierung hitzeresistente bakterielle Endosporen nicht inaktiviert, müssen säurearme Produkte wie Frischmilch lückenlos bei 2 bis 6 °C gekühlt werden. Bei sauren Lebensmitteln mit einem pH-Wert unter 4,5 (Fruchtsäfte, Marmeladen, Tomatenkonserven) gewährleistet die Pasteurisierung eine lange Haltbarkeit bei Raumtemperatur, da das saure Milieu das Auskeimen von Sporen vollständig unterdrückt.

Die Sterilisation ist ein thermisches Intensivverfahren bei Temperaturen über 100 °C (meist 115 °C bis 140 °C), dessen Ziel das Erreichen kommerzieller Sterilität ist. Dies erfordert die vollständige Inaktivierung aller vegetativen Mikroorganismen sowie der extrem thermoresistenten bakteriellen Endosporen, insbesondere der lebensgefährlichen Sporen von Clostridium botulinum (12D-Konzept) und thermophiler Bacillus-Spezies. Die klassische Autoklaven-Sterilisation in Druckbehältern (115–121 °C über 15 bis 30 Minuten) findet vor allem bei Fleisch-, Fisch- und Gemüsekonserven in Dosen und Gläsern Anwendung.

Einen Meilenstein im Bereich flüssiger Lebensmittel stellt das Ultrahocherhitzungsverfahren (UHT) dar. Hierbei wird das Produkt (z. B. Rohmilch) für lediglich 2 bis 5 Sekunden auf 135 bis 150 °C erhitzt, gefolgt von einer blitzschnellen Vakuumkühlung und aseptischer Abfüllung in sterile Verbundkartons. Dank der ultrakurzen Heißhaltezeit werden sämtliche Sporen abgetötet, während der thermische Abbau von Vitaminen, die Eiweißdenaturierung und unerwünschte Maillard-Reaktionen minimiert werden. Das Resultat ist eine ungekühlte Lagerfähigkeit von 6 bis 9 Monaten bei weitgehend erhaltener Nährstoffqualität.

Thermische Konservierungsverfahren wirken sich differenziert auf den Nährstoffgehalt und die sensorischen Eigenschaften von Lebensmitteln aus. Die schonende HTST-Pasteurisierung (72 °C für 15 Sekunden) verursacht lediglich minimale Verluste von unter 10 % bei hitzeempfindlichen Vitaminen (Folsäure, Vitamin C, Thiamin B1 und B12). Die Tertiärstruktur der wertvollen Molkenproteine bleibt weitgehend erhalten, wodurch der frische, natürliche Geschmack des Ausgangsprodukts unverändert bewahrt wird.

Im Gegensatz dazu zerstört die traditionelle Autoklaven-Sterilisation (115–121 °C über längere Zeit) bis zu 50 % der thermolabilen Vitamine und löst intensive Maillard-Reaktionen zwischen Laktose und Aminosäuren aus, was zu einem karamellartigen Kochgeschmack und einer leichten Bräunung führt. Das UHT-Verfahren (135–150 °C für 2–4 Sekunden) bietet hierbei den optimalen technologischen Kompromiss: Die ultrakurze Einwirkzeit schützt die Vitamine nahezu auf Pasteurisierungsniveau (Verluste nur 10–15 %) und liefert maximale Keimfreiheit bei hervorragender Nährstoffdichte.

Die Entscheidung zwischen pasteurisierter Frischmilch und ultrahocherhitzter H-Milch orientiert sich an persönlichen Geschmacksvorlieben und den Lagerungsbedingungen. Traditionell pasteurisierte Milch (Haltbarkeit 5–7 Tage) und mikrofiltrierte ESL-Milch (länger haltbare Frischmilch, bei der Keime vor schonender Erhitzung über Membranfilter abgetrennt werden) bieten das unverfälschte, frische Aroma. Beide Varianten verlangen jedoch eine lückenlose Kühlkette bei 2 bis 6 °C im Kühlschrank.

H-Milch (UHT) in sterilen Verbundkartons ist ungeöffnet bis zu 6 Monate bei Raumtemperatur haltbar und eignet sich ideal als krisenfeste Vorratshaltung. Ein zentraler hygienischer Grundsatz muss jedoch beachtet werden: Sobald die Packung geöffnet wird, verliert sie ihre sterile Schutzatmosphäre. Geöffnete H-Milch muss zwingend im Kühlschrank gelagert und innerhalb von 48 bis 72 Stunden verzehrt werden, genau wie frische Milch.