Mikroorganismen in der Lebensmittelindustrie und Konservierung

Mikroorganismen in der Lebensmittelindustrie

Mikroorganismen, wie Pilze der Gattung Aspergillus, werden gezielt zur Fermentation eingesetzt. Zu den wichtigen Ergänzungen und Zusatzstoffen zählen Vitamine (z. B. Vitamin B12), Aminosäuren (ASPAT, Glutamin, Phenylalanin).

Konservierung von Lebensmitteln

Lebensmittel können durch Mikroorganismen verändert werden. Um dies zu verhindern, gibt es verschiedene Konservierungsmethoden:

• Regulierung der Luftfeuchtigkeit: Entzug von Wasser, um das Wachstum zu hemmen (Dehydratation, Trocknung, Gefriertrocknung/Lyophilisation).
• Zusatz von Stoffen: Verwendung von Salz, Zucker oder Konservierungsstoffen (z. B. Zitronensäure, Räuchern).
• Lagerung bei niedrigen Temperaturen: Kühlung (ca. 4 °C) oder Gefrieren (unter 0 °C). Schnelles Einfrieren schont die Zellstrukturen.
• Erhöhung der Temperaturen:
  • Pasteurisierung: Temperaturen unter dem Siedepunkt töten viele Mikroorganismen ab, erfordern aber eine anschließende Kühlung.
  • Sterilisation: Sehr hohe Temperaturen in luftdichten Behältern ermöglichen eine lange Haltbarkeit.

Lebensmittelbedingte Erkrankungen

Man unterscheidet zwischen Lebensmittelvergiftungen (durch Toxine) und Lebensmittelinfektionen (durch Wachstum im Körper).

Lebensmittelvergiftungen

• Botulismus: Verursacht durch Toxine von Clostridium botulinum bei unsachgemäßer Zubereitung. Kann tödlich sein.
• Staphylokokken-Vergiftung: Durch Staphylococcus sp. verursacht. Symptome wie Übelkeit und Erbrechen treten nach 1–6 Stunden auf.

Lebensmittelinfektionen

• Salmonellose: Durch Salmonella sp. (oft über rohe Eier wie Mayonnaise oder Pudding).
• Gastroenteritis: Durch pathogene Escherichia coli.
• Magen- und Zwölffingerdarmgeschwüre: Verursacht durch Helicobacter pylori.
• Hepatitis A: Durch ein Retrovirus, oft übertragen durch rohe Muscheln.

Industrielle Nutzung von Mikroorganismen

Für die industrielle Nutzung müssen Mikroorganismen spezifische Anforderungen erfüllen: hohe Produktivität, schnelles Wachstum, kostengünstige Nährstoffquellen, einfache Handhabung und Eignung für genetische Manipulation.

Die industrielle Fermentation erfolgt meist aerob in großen Fermentern (bis zu 50.000 Liter).

Produkte aus Mikroorganismen

• Lebensmittelzusätze: Hefe als Proteinquelle, Algen und Cyanobakterien für die Tierernährung.
• Milchprodukte: Fermentierte Milch, Joghurt (durch Streptococcus und Lactobacillus), Butter und Käse.
• Alkoholische Getränke: Nutzung von Saccharomyces-Hefen zur anaeroben Vergärung von Zucker zu Ethanol und CO2 (Wein, Bier, Cider).
• Essig: Umwandlung von Ethylalkohol in Essigsäure durch Essigbakterien.
• Zitronensäure: Verwendung als Konservierungsmittel.