In luftdichten Metallbehältern konservierte Lebensmittel, die thermisch verarbeitet und als haltbare Lebensmittelkonserven angeboten werden, hätten ohne die kontinuierliche Entwicklung verbesserter hygienischer Metallverpackungen nicht die große Akzeptanz bei den Verbrauchern und die weltweite kommerzielle Verbreitung gefunden, die sie heute haben.

Konservenbehälter müssen stabil und haltbar sein, vor allem aber müssen sie unter normalen Betriebsbedingungen und in der Handelslogistik hermetisch verschlossen bleiben, um eine mikrobiologische Rekontamination der Lebensmittel durch Auslaufen während der Haltbarkeitsdauer zu vermeiden.

Die sichere Konservierung von Lebensmitteln in Dosen, um sie im Rahmen der Lebensmittelsicherheit (FDA, USDA-Food Safety and Inspection Service) unveränderlich und für den direkten menschlichen Verzehr geeignet zu halten, setzt die uneingeschränkte Einhaltung der folgenden Bedingungen voraus:

1. Ordnungsgemäße Handhabung und Verpackung von Lebensmitteln mit Verfahren gemäß der Guten Herstellungspraxis (GMP), um beginnenden Verderb oder Gärung des Rohmaterials mit Gasbildung zu vermeiden. Am wichtigsten ist die Handhabung der Verpackung sowohl bei der Annahme als auch bei der Produktion, um hermetisch verschlossene Dosen herzustellen, die das Eindringen oder Wiedereintreten von Mikroorganismen in das Produkt nach der Pasteurisierung oder Sterilisierung verhindern können.
2. Eine wirksame, von einer Verfahrensbehörde festgelegte Wärmebehandlung, die dem Lebensmittel unter normalen Lagerungs- und Vertriebsbedingungen eine stabile kommerzielle Sterilität verleiht. Die Konservenfabrik muss außerdem über eine geeignete, gut konzipierte Ausrüstung und eine angemessene Standardisierung der Autoklavenbank verfügen.
3. Die Anwendung geeigneter Betriebsverfahren für die Dosenabkühlung und die Handhabung der Dosen nach der Abkühlung, die die Unversehrtheit des versiegelten und thermisch verarbeiteten Behälters schützen.

Richtige Handhabung und Verpackung von Lebensmitteln

Die Handhabung oder Zubereitung der Lebensmittel durchläuft je nach ihrer chemischen und bromatologischen Zusammensetzung mehrere Prozesse, wie z. B. Aufrechterhaltung der Kühlkette, Klassifizierung, Waschen, Mischen, Blanchieren, Vorkochen und andere, die die mikrobiologische Vermehrung, den beginnenden Verderb oder die Gärung der Lebensmittel in den nachfolgenden Stadien, wie z. B. Verpackung, Zugabe von Abdeckflüssigkeit, Versiegelung und Sterilisation, verhindern sollen.

Das Blanchieren in heißem Wasser, dem die meisten pflanzlichen Produkte unterzogen werden, oder das direkte Dampfgaren von Fleischerzeugnissen findet hauptsächlich zwischen 80 und 100 °C statt und dient mehreren Zwecken, wie dem Schrumpfen der Lebensmittel und dem Austreiben von extra- und intrazellulären Gasen, Diese Gasfreisetzung, die vor der Befüllung des Behälters erfolgt, ist wünschenswert, da sie die Spannungen während der Wärmebehandlung reduziert, wodurch eine Dehnung der Dichtungen vermieden und die Bildung eines Endvakuums im Dosenprodukt begünstigt wird. Diese Vorwärmung der Lebensmittel dient auch dazu, die Verpackung zu erleichtern, die Enzymaktivität zu hemmen, die Oxidation zu verhindern und die natürlichen Farben bestimmter Produkte zu fixieren.

Beim Verpacken oder Abfüllen von Lebensmitteln in Dosen sollte ein freier Kopfraum von etwa 4 bis 5 mm, je nach Höhe des Behälters, vorgesehen werden, der niemals bis zum oberen Rand gefüllt werden sollte, um zu verhindern, dass Lebensmittelreste in den Siegelbereich gelangen, denn wenn diese bei der Erzeugung der Doppelversiegelung in der Verschließmaschine eingeklemmt werden, können sie zu einer Verformung der Flansche führen und auch als Brücke oder freier Zugang dienen, um mikrobiologische Verunreinigungen in die Lebensmittelkonserven einzubringen.

Aufnahme und Verschließen von Sanitärcontainern in der Produktion

Jede Konservenfabrik muss in ihrem HACCP-Plan und ihrem Qualitätsmanagementsystem (QMS) Verfahren für die Bewertung der eingehenden Dosen und Deckel vorsehen und sicherstellen, dass ihr Dosenlieferant die vom Unternehmen festgelegten Kriterien für die Bewertung externer Lieferanten zufriedenstellend erfüllt hat.

Die USDA- und GMP-Vorschriften verlangen, dass leere Metallbehälter vor dem Befüllen auf Beschädigungen, Risse, den Verlust von Hygienelack und mangelhafte Doppelsiegel des Herstellers bei dreiteiligen Behältern untersucht und anschließend für den Versand zur Produktion desinfiziert werden. Alle Transporteinrichtungen für die Beförderung der Behälter vom Lager für leere Dosen zum Lager für das Fertigerzeugnis müssen so konzipiert sein, dass sie keine Stöße oder Dellen an den Flanschen und Körpern der Behälter verursachen, die in der Folge zu fehlerhaften Verschlüssen mit wahrscheinlicher mikrobiologischer Rekontamination des Fertigerzeugnisses durch Infiltration führen können.

Das Anbringen von Doppeldichtungen an Metalldosen ist ein kritischer Kontrollpunkt (CCP) im HACCP-Plan eines jeden Konservenherstellers, da die Erzeugung von nicht spezifikationsgerechten Dichtungen die häufigste Ursache für den Verlust der Luftdichtigkeit von Konserven ist und kurzfristig zu einem aggressiven mikrobiologischen Verderb der Lebensmittel führt, der zu einem bestimmten Zeitpunkt ein potenzielles Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen kann.

Die in der Produktion durchgeführten doppelten Siegelkontrollen zur Überwachung der Einhaltung der Spezifikationen, die in der Regel vom Verpackungshersteller zur Verfügung gestellt werden, sollten aufgezeichnet und als Nachweis für die Einhaltung der im HACCP-Plan festgelegten Grenzwerte archiviert werden. Normalerweise wird alle ½ Stunde eine visuelle Kontrolle der Versiegelung und jede Stunde eine zerstörende Kontrolle pro Kopf mit Messungen durchgeführt, bei denen die Höhe der Versiegelung, die Dicke des zweiten Arbeitsgangs, die Versenkung, der Deckelhaken, die Faltenbewertung, der Körperhaken, das Druckband, die Überlappungsberechnung usw. bewertet werden.

Programmierte Wärmebehandlung

Die vorgesehene Wärmebehandlung zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von Konserven in Metallbehältern wird von einer Prozessbehörde konzipiert und berechnet, d. h. einer Person oder Organisation mit speziellen wissenschaftlichen Kenntnissen und Erfahrungen in der thermischen Verarbeitung von in hermetisch verschlossenen Behältern verpackten Lebensmitteln, die auch über die geeignete Ausrüstung zur Durchführung solcher Prozessbestimmungen verfügt, die schließlich in Empfehlungen für thermische Verarbeitungszeiten und -temperaturen je Behältertyp zusammengefasst werden, wobei auch einige zusätzliche kritische Faktoren berücksichtigt werden.

Die programmierte Wärmebehandlung verleiht der Konservenindustrie kommerzielle Sterilität oder mikrobiologische Langzeitstabilität des Lebensmittels, die definiert ist als der Zustand, der in einem Produkt durch die Anwendung von Wärme erreicht wird, um ein Lebensmittel zu erzeugen, das frei von Mikroorganismen ist, die sich in dem Lebensmittel unter normalen Bedingungen der kommerziellen Lagerung und des Vertriebs vermehren können, ohne dass eine Kühlkette oder Kühlung erforderlich ist.

Geeignete Ausrüstung und angemessene Standardisierung der Autoklavenbank

Die bei der Wärmebehandlung verwendeten Ausrüstungen wie Körbe, Wagen, Gondeln, Dosenseparatoren, Gitter und andere, die zur Aufnahme und Organisation der Konserven in den Retorten verwendet werden, müssen häufig überprüft werden, um sicherzustellen, dass sie nicht zerbrochen oder beschädigt sind, da scharfe Spitzen, schlecht poliertes Lot oder scharfe Kanten vorhanden sein könnten, die die Behälter leicht durchlöchern oder beschädigen und in der Folge zu einer möglichen Kontamination durch Infiltration führen könnten. Es ist auch wichtig, Dosenwaschmaschinen, Dosenpalettierer, Entpalettierer und andere Geräte, die mit Dosen in Berührung kommen, auf Mängel zu prüfen, die die Dose äußerlich entgraten und ihre Haltbarkeit verkürzen.

Ein weiterer wichtiger Punkt ist die korrekte Standardisierung der Konservenfabrik und der Autoklavenbank gemäß 21CFR der FDA, USDA oder der National Food Processors Association (NFPA), um die kommerzielle Sterilisation aller thermisch verarbeiteten Waren zu gewährleisten.

Die Standardisierung erfolgt bei der Planung und Montage der Konservenfabrik oder bei einer eventuellen Erweiterung der installierten Kapazität. Sie besteht in der Schaffung geeigneter Ausrüstungsbedingungen, die eine gute Versorgung mit Qualitätsdampf, Druckluft, Wasser und elektrischer Energie gewährleisten, so dass Pasteure, herkömmliche Direktdampfautoklaven, Überdruckautoklaven und andere eine gute Temperaturverteilung bei der Wärmebehandlung ohne Prozessabweichungen oder -abfälle aufrechterhalten, was schließlich die kommerzielle Sterilität aller verarbeiteten Dosen garantiert.

Die Standardisierung wird in der Regel durch einen Diagnose-Audit-Bericht unterstützt, der Folgendes berücksichtigen sollte:

• Allgemeine Bewertung der Anlagen- und Dampfdrücke (psi) in den Produktionsbereichen.
• Standardisierung des Autoklaventisches mit der Definition der Entlüftung und des CUT.
• Thermodynamische Bilanz, zur Bewertung des Verhältnisses zwischen Dampferzeugung und Verbrauch bei Spitzenproduktion (lbs Dampf/Stunde).
• Rohrauslegung, hauptsächlich Dampf mit Querschnittsflächen.

Geeignete Betriebsverfahren für die Dosenkühlung

Unmittelbar nach Abschluss des thermischen Prozesses werden die Konserven in der Regel mit chloriertem Trinkwasser (0,5 ppm Restchlor) gekühlt. Dies kann im selben Autoklaven geschehen, in dem sie sterilisiert wurden, oder in offenen Kühlkanälen.

Die häufigste Ursache für die Verformung von Metallbehältern zu Beginn des Abkühlungsprozesses in herkömmlichen Direktdampfautoklaven ist der plötzliche Druckabfall im Inneren des Autoklaven, wenn die Wärmebehandlung abgeschlossen ist, denn in diesem Moment erreicht das Lebensmittel im Inneren der Dose seine maximale Ausdehnung durch die Hitze und auch seinen maximalen Innendruck, der bis zu 2 Bar (29 psi) betragen kann; und wenn der Dampfdruck nicht rechtzeitig durch Druckluft ersetzt wird, kommt die Dose mit aufgeblasenen, spitzen, verzogenen Deckeln heraus, und es kommt zu einer gefährlichen Dehnung der Doppeldichtungen mit möglichem Verlust der Luftdichtigkeit und Leckage.

Die Dosen werden gekühlt, bis sie eine Innentemperatur von 40 °C (104 °F) erreicht haben, nicht kälter, damit die verbleibende Wärme die äußere Feuchtigkeit der Behälter abführt und keine weitere Oxidation stattfindet. Eine zu starke Abkühlung kann auch ein vorzeitiges Vakuum im Inneren der Dosen erzeugen, das die Verformung der Dosen durch Rahmung begünstigt, da das Innere des Autoklaven unter Druck steht, und, was noch gefährlicher ist, das Kühlwasser kann durch die noch geweiteten und instabilen Dichtungen in den Konservierungsprozess eindringen.

Nun sollten die Dosen auch nicht zu heiß werden, denn eine unzureichende Abkühlung der Konserven auf 50 °C über einen längeren Zeitraum kann sporulierende Thermophile, darunter Bacillus coagulans, aktivieren, die allesamt für den Flachsauer verantwortlich sind, die Lebensmittel durch Ansäuerung vergären und nicht immer Gas bilden. Thermophiler Verderb stellt keine Gefahr für die öffentliche Gesundheit dar, macht die Konserven jedoch für den Verzehr ungeeignet.

Handhabung von Containern nach der Abkühlung

Am Ende des Kühlzyklus verlassen die Konserven den Autoklaven mit geweiteten Dichtungen und ihre Handhabung ist eine schlechte Praxis aufgrund einer möglichen Infiltration oder mikrobiologischen Kontamination nach dem thermischen Prozess. Aus diesem Grund wird empfohlen, die Dosen beim Verlassen des Autoklaven in einen zuvor eingerichteten trockenen und gut belüfteten Bereich zu bringen, der mit einem Schild mit der Aufschrift „Sperrgebiet, Dosen nicht berühren“ versehen ist.

Mehrere Studien haben gezeigt, dass sich eine übermäßige bakterielle Verunreinigung auf nassen und schmutzigen Geräten zur Handhabung von Dosen nach dem Kühlen entwickeln kann. Die mikrobiologische Übertragung endet an den Doppelfalzen, wenn die Dosen durch nasse und schlecht desinfizierte Entpalettierer, Förderbänder, Etikettierer und Kartonpacker laufen oder rollen. An dieser Stelle wird empfohlen, die Geräte, die nach der Kühlung mit den Konserven in Berührung kommen, täglich zu waschen und zu desinfizieren und sie zusätzlich während des gesamten Betriebs trocken zu halten.

Infiltrationsverschlechterung in Lebensmittelkonserven

Der Verderb von Konserven durch Auslaufen ist eine Folge der mikrobiologischen Rekontamination der Lebensmittel nach der Wärmebehandlung. Je nach pH-Wert der Konserven und der Art des Lebensmittels werden wie in einer Kulturbrühe Bedingungen geschaffen, unter denen die eingedrungenen Bakterien metabolisieren und sich vermehren können, wobei in der Regel mit sporulierten mesophilen Aerobiern und nicht sporulierten Aerobiern wie Kokken und Bazillen begonnen wird, die einer normalen Wärmebehandlung nicht standhalten. In der Folge können auch Pilze und Hefen vorhanden sein.

Die Gasbildung ist unvermeidlich und äußert sich bei der Konservierung von einer beginnenden Reaktion mit leichtem Anheben der Deckel aufgrund der CO2-Produktion bis hin zu völlig aufgequollenen Dosen, die in den Kellern der fertigen Produkte sogar platzen können und einen starken H2S-Geruch verbreiten. Wenn die Infiltrationsstelle ein großer Riss in der Dose ist, kann das Gas aus dem bakteriellen Stoffwechsel in die Umgebung entweichen und die Dose kann normal erscheinen.

Wie bereits erwähnt, kann es aus verschiedenen Gründen zu einer Infiltration kommen, z. B. durch lockere Doppelsiegel, übermäßige Faltenbildung, in den Siegeln eingeschlossene Lebensmittel, Nadellöcher oder Risse im Weißblech, unsachgemäße Behandlung des Behälters, nasse und verschmutzte Dosentransporteure usw. Und das kontaminierende Medium oder Vehikel, im Allgemeinen die Umgebungsluft, schmutzige Oberflächen mit hoher mikrobiologischer Belastung, schlecht behandeltes Wasch- oder Kühlwasser mit Anwesenheit von Coliformen, Salmonellen u. a. sowie grobe Handhabung durch das mit Staphylokokken, Streptokokken, Enterokokken, Laktobazillen u. a. kontaminierte Anlagenpersonal.