Die Bestimmung der Haltbarkeit von verarbeiteten Lebensmitteln ist eines der Hauptprobleme, mit denen Lebensmittelunternehmen konfrontiert sind. Insbesondere bei der Markteinführung eines Produkts oder bei der Änderung einiger seiner Inhaltsstoffe. Dieses Problem ist besonders groß, wenn es um nicht verderbliche Produkte geht, bei denen Lebensmittel viele Monate oder sogar Jahre benötigen, um zu verderben. Deshalb ist es sehr wichtig, Methoden anzuwenden, mit denen die Haltbarkeit von Produkten korrekt eingeschätzt werden kann.
Unter Haltbarkeit verstehen wir die Zeit, in der ein Lebensmittel seine Eigenschaften und eine Qualität beibehält, die für den menschlichen Verzehr geeignet ist. In der Lebensmittelindustrie ist die Haltbarkeit eines Lebensmittels die Zeit zwischen der Herstellung oder Verpackung des Produkts und dem Zeitpunkt, an dem es unter bestimmten Umweltbedingungen nicht mehr akzeptabel ist (Ellis, 1994) und der Verzehr dieses Lebensmittels ein Risiko für die Gesundheit des Verbrauchers darstellt.
Die Richtlinie 2000/13/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 20. März 2000 zur Angleichung der Rechtsvorschriften der Mitgliedstaaten über die Etikettierung und Aufmachung von Lebensmitteln sowie die Werbung dafür definiert die Haltbarkeit als die Zeit von der Herstellung bis zum Verfallsdatum. Ein Lebensmittel ist nicht mehr haltbar, wenn es die Grenzwerte für mikrobiologische Kontamination überschreitet, seine physikalisch-chemischen Eigenschaften verliert und seine organoleptischen Eigenschaften verändert.
Aus Sicht der Lebensmittelsicherheit hängt die Haltbarkeit eines Lebensmittels von vier Hauptfaktoren ab:
- Formulierung
- Verarbeitung
- Verpackung
- Lagerung
In Ländern wie Spanien ist jedes Marketingunternehmen dafür verantwortlich, die Haltbarkeit der von ihm auf den Markt gebrachten Lebensmittel festzulegen und zu garantieren, da dies für die Gesundheit der Verbraucher von großer Bedeutung ist. Ein Fehler bei der Garantie der Haltbarkeit der Lebensmittel hat schwerwiegende Folgen wie Produktrückrufe, Verbraucherbeschwerden, Marktmisstrauen und Probleme mit dem Markenimage.
Das Verfallsdatum und das Mindesthaltbarkeitsdatum von Lebensmitteln
Bevor wir die Methoden zur Bestimmung der Haltbarkeit von Lebensmitteln verstehen, müssen wir zwei grundlegende Konzepte berücksichtigen. Dabei handelt es sich um das Verfallsdatum und das Mindesthaltbarkeitsdatum.
- Das Verfallsdatum ist auf verderblichen Produkten mit biologischem Risiko angegeben, d. h. der Verzehr nach diesem Datum kann zu einer gewissen Lebensmittelvergiftung führen. Dieses Datum hängt weitgehend von Faktoren wie optimalen Lagerbedingungen, Wasseraktivität, mikrobiologischen Kriterien oder Oxidation ab.
- Das Mindesthaltbarkeitsdatum hingegen, das für haltbarere und stabilere Produkte gilt, gibt an, ab wann ein Produkt beginnt, seine physischen Eigenschaften wie Farbe, Geruch oder Geschmack zu verlieren, aber sein Verzehr weiterhin sicher ist und kein mikrobiologisches Risiko für den Verbraucher darstellt. Der Einsatz von Antioxidantien kann dazu beitragen, das Mindesthaltbarkeitsdatum eines Produkts zu verzögern.
Faktoren, die die Haltbarkeit von Lebensmitteln beeinflussen
Es gibt mehrere Faktoren, die zum Verderb oder zum Verlust der ursprünglichen Qualität eines Lebensmittels beitragen. Diese Faktoren können in zwei Arten unterteilt werden: intrinsische (die der Natur des Lebensmittels selbst innewohnende) oder extrinsische (äußere Bedingungen, denen Lebensmittel ausgesetzt sind) und werden durch verschiedene Qualitätsparameter bestimmt: organoleptische, ernährungsphysiologische, hygienische, physikalische, chemische oder mikrobiologische.
Intrinsische Faktoren
Die intrinsischen Faktoren, die die Haltbarkeit beeinflussen, sind diejenigen, die auf die Zusammensetzung des Lebensmittels reagieren. In der Lebensmittelindustrie ist es unerlässlich, dass der Hersteller über folgende Kenntnisse über seine Produkte verfügt:
- Rohstoffe
- Zusammensetzung und Formulierung des Produkts (verwendete Zusatzstoffe)
- Wasseraktivität
- Gesamtsäuregehalt und pH-Wert
- Potenzieller Redoxwert
- Verfügbarer Sauerstoff
Unter Berücksichtigung all dieser Informationen kann der Hersteller die Systeme auswählen, die die Lebensdauer eines Produkts entsprechend den jeweiligen Anforderungen maximieren. So stellt beispielsweise die Oxidation von Speiseölen aufgrund der zunehmenden Verwendung von Fett und mehrfach ungesättigten Ölen ein erhebliches Problem für die Lebensmittelindustrie dar (Frankel, 2010). Daher ist es wichtig, die Nährstoffqualität und die möglichen Prozesse zu kennen, die die verschiedenen Rohstoffe durchlaufen haben, und zu bestimmen, welche Antioxidantien den Oxidationsprozess verlangsamen können.
Äußere Faktoren
Die äußeren Faktoren, die sich auf die Haltbarkeit von Lebensmitteln auswirken, sind diejenigen, die im Prozess, bei der Verpackung und bei der Lagerung des Produkts vorhanden sind. Hauptsächlich sind dies:
- Sonneneinstrahlung
- Temperatur
- Luftfeuchtigkeit
- Beschädigung der Verpackung
- Vertrieb und Verkaufsstellen
Während der verschiedenen Verarbeitungsprozesse des Produkts muss die Interaktion mit den Komponenten des externen Systems kontrolliert werden. Bei der Kontrolle des verwendeten Prozesses zählt jedes Detail: Die Lichtdurchlässigkeit der Verpackung, die Verteilung der Feuchtigkeit und die relative Temperatur, sowohl bei der Lagerung als auch beim Transport, sind die wichtigsten externen Faktoren, die überwacht und optimiert werden müssen.
Methoden zur Bestimmung der Haltbarkeit von Lebensmitteln
Die heute am häufigsten verwendeten Methoden zur Bestimmung der Haltbarkeit von Lebensmitteln sind:
Direkte Methode
Hierbei handelt es sich um Echtzeitstudien, bei denen das Produkt unter Bedingungen gelagert wird, die den tatsächlichen Bedingungen ähneln, um seine Entwicklung in regelmäßigen Zeitabständen zu überwachen. Der Hauptvorteil dieser Methode besteht darin, dass sie eine sehr genaue Schätzung der Zeit ermöglicht, die ein Produkt benötigt, um sich zu verschlechtern. Allerdings handelt es sich hierbei um Studien, die in der Regel sehr lange dauern und nicht berücksichtigen, dass die Lagerbedingungen eines Produkts im Laufe der Zeit nicht immer stabil sind.
Challenge-Test
Bei dieser Methode werden während des Produktionsprozesses experimentell Krankheitserreger oder Mikroorganismen in das Lebensmittel eingebracht, sodass das Produkt den realen Bedingungen ausgesetzt ist, denen es auch in der Realität ausgesetzt ist. Der Hauptnachteil dieser Art von Test besteht darin, dass nur die Auswirkungen der untersuchten Parameter analysiert werden und die Tatsache, dass das Produkt gleichzeitig mehreren Faktoren ausgesetzt sein kann, nicht berücksichtigt wird. Darüber hinaus handelt es sich um Studien, die recht komplex und schwierig durchzuführen sind.
Vorausschauende Mikrobiologie
Diese Methodik untersucht die verschiedenen mikrobiellen Reaktionen von Lebensmitteln auf unterschiedliche Umweltbedingungen auf der Grundlage mathematischer und statistischer Modelle, um das Verhalten der Mikroorganismen im Produkt vorherzusagen. Diese Art von Studie, die bei der Entwicklung eines neuen Produkts weit verbreitet ist, berücksichtigt zwar die möglichen sich ändernden Bedingungen eines Produkts, hat jedoch den großen Nachteil, dass sie für den Hersteller mit einer größeren Komplexität verbunden ist und dass die Ergebnisse einer Simulation entsprechen, die möglicherweise nicht genau ist.
Beschleunigte Haltbarkeitstests
Bei diesen Tests werden Bedingungen wie Temperatur, Sauerstoffdruck oder Feuchtigkeitsgehalt verändert, um die Verderbnisreaktionen eines Lebensmittels zu beschleunigen. Diese Vorhersagen ermöglichen es, das Verhalten von Lebensmitteln unter bestimmten Bedingungen vorherzusagen und abzuschätzen, wie sie sich unter bestimmten Lagerbedingungen entwickeln werden. Beschleunigte Tests ermöglichen die Einbeziehung sich ändernder Umweltbedingungen und Konzentrationsschwankungen der Inhaltsstoffe, aus denen sie bestehen. Diese Studien sind sehr vielseitig, kostengünstig für den Hersteller und ermöglichen den Vergleich verschiedener Szenarien. Da es sich nicht um eine exakte Darstellung der Realität handelt, ist bei den erzielten Ergebnissen natürlich eine gewisse Fehlerquote zu berücksichtigen.
Überlebensmethode
Diese Art von Studie basiert auf der Meinung des Verbrauchers zu den physischen Eigenschaften des Produkts. Sie besteht darin, die Einstellung von Personen gegenüber demselben Produkt mit unterschiedlichen Herstellungsdaten zu ermitteln, um festzustellen, ob sie es konsumieren würden oder nicht. Mit dieser Methode soll eine Beziehung zwischen der Haltbarkeit und der wahrgenommenen Qualität des Produkts hergestellt werden. Obwohl es sich hierbei nicht um eine Methode zur genauen Schätzung der Haltbarkeit handelt, ist es wichtig, sie ergänzend einzusetzen, um das Mindesthaltbarkeitsdatum eines Produkts zu ermitteln.
Das Interesse an der Konservierung von Lebensmitteln reicht weit in die Vergangenheit zurück. Das Salzen, Einlegen oder Trocknen an der Sonne und an der Luft waren die ersten Versuche, die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Heute, dank der Industrialisierung der Lebensmittel, liegt es in der Verantwortung der Unternehmen, die Haltbarkeit ihrer Produkte zu bestimmen und qualitativ hochwertige Lebensmittel anzubieten. Auf der Suche nach dieser Qualität führen Hersteller Studien durch und untersuchen die Faktoren, die zur Verschlechterung ihrer Produkte führen, um eine nachhaltige Grundlage für die Entscheidungsfindung zu schaffen, von der Art der Verpackung über den Vertrieb bis hin zur Verwendung von Antioxidantien zum Schutz der Lebensmittel vor Oxidation.
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