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Hygiene Report 3/2022

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HYGIENE Report ist das Forum für Qualitätssicherung in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie. In Zusammenarbeit mit hochkarätigen Autoren aus Wissenschaft und Wirtschaft berichtet das Periodikum anwenderorientiert und praxisnah zu allen relevanten Aspekten rund um das Thema Qualitätssicherung. Themen sind beispielsweise Hygiene Management, Messtechnik, Berufskleidung, Reinigung, HACCP, Personalhygiene und mikrobiologische Nachweise mit all ihren rechtlichen und gesetzlichen Problemen.

wissenschaft 3·22

wissenschaft 3·22 Pflanzlich heißt nicht ungefährlich Farbstoffe in Lebensmitteln: TÜV Süd rät zu sauberer Deklaration Nicht nur zum Eierfärben an Ostern werden in jüngster Zeit wieder verstärkt pflanzliche Farben genutzt. Auch eine große Bandbreite anderer Lebensmittel kann auf diese Weise gefärbt werden. Der TÜV SÜD gibt einen Überblick zu pflanzlichen Farbstoffen, die oft auch Gefahren bergen können. Neben der symbolischen Bedeutung hat die Farbe eines Lebensmittels eine wichtige Signalwirkung. Die gewohnte Farbe bürgt seit Anbeginn der Menschheit für die gesundheitliche Genießbarkeit. Rot, Gelb und Grün stehen für Reife und Essbarkeit, Braun und Violett signalisierten oft Ungenießbarkeit oder gar Verderb. Angenehmes Aussehen aktiviert die Sinne und den Appetit. Farbe assoziiert im Voraus den Geschmack eines Lebensmittels. Lebensmittelzusatzstoffe Farbstoffe für Lebensmittel gelten meist als Lebensmittelzusatzstoffe. Sie werden in rein synthetische, naturidentische Farbstoffe und natürliche Farbstoffe eingeteilt. Natürliche Farbstoffe werden aus tierischen oder pflanzlichen Rohstoffen gewonnen. Als Lebensmittelzusatzstoffe müssen sie ein gesundheitliches Prüfverfahren durchlaufen haben und sind erst dann europaweit zugelassen. Auf der Zutatenliste müssen Lebensmittelfarbstoffe mit einer E-Nummer deklariert werden. Färbende Lebensmittel hingegen tauchen meist nur namentlich (z.B. Safran) auf der Zutatenliste auf. Farbe Farbstoff Ursprung Einsatz in ... Gelb Safran / Crokin Safrankrokus Reis, Desserts, Paella Rot Blau/Violett Grün Kurkuma / Curcumin (E100) Annatto / Bixin (E160b) Carotine (E160af) Lycopin (E160d) Beetenrot / Betanin (E162) Anthocyane (E163) Chlorophylle (E140) Schwarz Pflanzenkohle / Kohlenschwarz (E153) Gelbwurzel Samenschale eines tropischen Strauches (Bixa orellana) Früchte, Wurzeln, Blätter, Karotten, Algen, Pflanzenöle Tomate, Hagebutte Rote Rübe Rote Weintrauben, Rotkohl, Holunderbeeren, Auberginen Blattspinat, Matcha-Tee, Brennnessel Verbrennung von Schalen von Kokosnüssen, Torf, Holz Tabelle: Ursprung und Verwendung wichtiger Pflanzenfarbstoffe (Auswahl). Nudeln, Kartoffelflocken, Margarine, Senf Gebäck, Desserts, Käse, essbare Käseund Wursthüllen Margarine, Käse, Speiseeis, Desserts Krustentiere, Fleisch- und Fischersatzprodukte, Würzmittel Saucen, Suppen, Fruchtjoghurt, Kaugummi Getränke, Konfitüren, Gelees, Frühstückflocken Gemüsekonserven, Snackerzeugnisse, Süßigkeiten Brot, Backwaren, Nudeln, Wachsüberzüge für Käse, Saisonprodukte zu Halloween Quelle: TÜV Süd Pflanzliche Farbstoffe Im Gegensatz zu ihren synthetischen oder naturidentischen Pendants werden pflanzliche Farbstoffe aus Pflanzen gewonnen (z.B. Carotinoide, Anthocyane, Chlorophyll). Oder sie werden dem Lebensmittel als färbende Lebensmittel (z.B. Rote Beete-Saft, Spinat, Paprikapulver) zugesetzt. V.a. die pflanzlichen Lebensmittelfarben liegen im Trend. Denn sie verlängern das Zutatenverzeichnis von Lebensmitteln zwar um ihre Namen, müssen aber nicht als E-Nummer angegeben werden. Viele der pflanzlichen Lebensmittelfarben sind auch für das Färben von veganen und Bio- Lebensmitteln zugelas sen. Ein typisches gefärbtes Lebensmittel sind Ostereier. Foto: TÜV Süd Synthetische Farbstoffe wie die Azofarbstoffe – z.B. Chinolingelb (E104) und Azorubin (E 122) – oder natürliche Farbstoffe mit tierischen Bestandteilen (z.B. Karmin aus Cochenille- Läusen) können Allergien und Unverträglichkeiten auslösen. Pflanzliche Lebensmittelfarbstoffe können diese bei empfindlichen Personen aber ebenso verursachen (z.B. die Gruppe der gelben und roten Carotinoide). Nicht nur deshalb sind gesetzliche Deklarationsvorschriften auch für sie gültig. Denn die Farbe ruft auch eine Geschmackserwartung hervor. Waren mit atypischen Farben Mit ungewöhnlichen Farb- und Geschmackskombinationen wollen Lebensmittelhersteller heute oft das Interesse der Verbraucher wecken: Violette Nudeln, schwarzes Brot, blaues Speiseeis oder grünes Ketchup sind nur einige Beispiele. Grundzutaten, Farbstoffe, Geschmackstoffe, Gewürze und Allergene sind hier von besonderem Interesse für die Kunden. In diesem innovativen Produktu m feld sind die Zutaten- und Allergendeklaration sowie eine verlässliche Rezepturprüfung deshalb besonders wichtig. Weitere Informationen zum Thema Lebensmittelzusatzstoffe sind verfügbar unter: https://www.lebensmittelverband.de/de/lebensmittel/inhaltsstoffe/zusatzstoffe. TÜV SÜD AG Westendstraße 199 D-80686 München www.tuvsud.com 14 www.hygiene-report-magazin.de

juli wissenschaft Steroidhormone im Wasser mithilfe von Licht abbauen KIT und IOM: Verfahren für photokatalytischen Abbau der Verunreinigungen Bei Mikroverunreinigungen im Wasser handelt es sich häufig um Hormone, die sich in der Umwelt ansammeln und sich negativ auf Menschen und Tiere auswirken können. Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und am Leibniz- Institut für Oberflächenmodifizierung (IOM) in Leipzig haben ein Verfahren zum photokatalytischen Abbau dieser Verunreinigungen im Durchfluss durch Polymermembranen entwickelt und in der Zeitschrift Nature Nanotechnology vorgestellt. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den mit Titandioxid beschichteten Membranen zersetzt. Überall wo Menschen leben, gelangen Hormone, wie sie in Arzneimitteln zur Empfängnisverhütung und in der Landwirtschaft eingesetzt werden, in das Abwasser. Steroidhormone wie Corticosteroide können die Verhaltensentwicklung und die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen. Sexualhormone können z.B. dazu führen, dass männliche Fische weibliche Geschlechtsmerkmale entwickeln. Umso wichtiger ist es, neben anderen Mikroverunreinigungen auch Hormone aus dem Abwasser zu entfernen, bevor diese in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgelangen, aus dem wiederum das Trinkwasser kommt. „Spurenschadstoffe sind eine enorme Bedrohung für unsere Zukunft, da sie unsere Fruchtbarkeit und Gehirnfunktion beeinträchtigen“ , sagt Prof. Andrea Iris Schäfer, Leiterin des Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT. Inspiration aus der Solarzellentechnologie Schäfer befasst sich seit Jahren mit der Wasseraufbereitung über Nanofiltration. Dazu setzt sie Polymermembranen mit nanometerkleinen Poren ein. Allerdings arbeitet die Nanofiltration mit hohem Druck und benötigt daher viel Energie. Außerdem kann es passieren, dass sich Mikroverunreinigungen in den polymeren Membranmaterialien ansammeln und allmählich in Photokatalytische Membranfiltrationsanlage mit Sonnensimulator. Die Membranen sind mit Titandioxid beschichtet. Foto: Markus Breig, KIT das gefilterte Wasser übergehen. Selbst wenn die Entfernung der Verunreinigungen vollständig gelingt, entsteht dabei ein Strom mit konzentrierten Schadstoffen, der weiterbehandelt werden muss. Inspiriert von der Solarzellentechnologie, mit der sich am KIT Prof. Bryce S. Richards befasst, kam Schäfer auf die Idee, Polymermembranen mit Titandioxid zu beschichten und photokatalytische Membranen zu entwickeln: Photokatalytisch aktive Titandioxid-Nanopartikel werden auf Mikrofiltrationsmembranen aufgebracht, deren Poren etwas größer sind als bei der Nanofiltration. Durch Bestrahlung mit Licht, das eine chemische Reaktion auslöst, werden Steroidhormone auf den Membranen zersetzt. Mit dem IAMT-Team und Kolleginnen am IOM in Leipzig wurde die Idee verwirklicht und präsentiert. „Katalysator für Wasser“ „Wir haben sozusagen einen Katalysator für Wasser entwickelt“, resümiert Schäfer. Mit den photokatalytischen Polymermembranen gelang es, Steroidhormone im kontinuierlichen Durchfluss so weit zu entfernen, dass die analytische Nachweisgrenze von 4 Nanogramm pro Liter erreicht wurde – die Werte kamen sogar nah an 1 Nanogramm pro Liter heran, was der neuen Trinkwasserrichtlinie der WHO entspricht. Die Forschenden arbeiten daran, ihre Technologie weiterzuentwickeln, um den Zeitbedarf und den Energieverbrauch zu senken sowie die Verwendung von natürlichem Licht zu ermöglichen. Vor allem aber zielt die weitere Forschung darauf ab, auch andere Schadstoffe mithilfe der Photokatalyse abzubauen, beispielsweise Industriechemikalien wie perund polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) oder Pestizide wie Glyphosat. Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Technologie in größerem Maßstab zu verwirklichen. Ein Abstract findet sich unter: https://www.nature.com/articles/ s41565-022-01074-8 www.kit.edu Leimfrei verpacken: Tüfteln für Schubert Ein Semester lang haben 42 Studierende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und dessen Institut für Produktentwicklung und Innovation (IPEK) für Verpackungsmaschinenhersteller Gerhard Schubert GmbH (Crailsheim) zum Thema „Kundenorientierte, flexible Verpackungsprozesse und Verpackungsmaschinensyste - me für die Verpackung der Zukunft“ geforscht. Im Bereich Prozesse entwickelten die Studierenden Ideen, wie mechanische Abläufe in der Maschine automatisiert und die Effizienz verbessert werden können. Auch der Lösungsansatz, Verpackungsmaschinen nicht in einer Linie, sondern als Fertigungsinseln zu positionieren, begeisterte die Verantwortlichen bei Schubert. So wie eine neue Verpackungsart, die erarbeitet wurde: Diese lässt sich ohne Leim verschließen, bietet daher große Chancen in Richtung Nachhaltigkeit und wurde – wie auch mehrere andere Ideen – zum Patent angemeldet. Unternehmen und Universität bewerten die Kooperation als vollen Erfolg und diskutieren über eine weitere Kooperation. So will Schubert z.B. Anschauungsobjekte für Lehrveranstaltungen stellen und den Studierenden mit Gastdozenten aus dem Betrieb die Verpackungsmaschinenwelt näherbringen. www.kit.edu www.schubert.group 15

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