Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene at Universität Hohenheim

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1) Um welche Art von Faktor handelt es sich bei der Wasseraktivität? Begründen Sie

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2) Wie ist die Wasseraktivität definiert? (Definition + Formel)

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3) Wie kann die Wasseraktivität in einem LM beeinflusst werden (4 Möglichkeiten + Einfluss nennen)

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6) Wie beeinflusst die Wasseraktivität das Wachstum von MOs? Beschreiben Sie und nennen Sie Beispiele, die zur Verlängerung der Haltbarkeit genutzt werden können.

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7) Welche Gram+ Spezies ist für die große Toleranz gegenüber geringen Wasseraktivitäten bekannt, und welche minimale aW-Wert toleriert sie?

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8) Wie wird die Überlebensfähigkeit von MOs durch den aW-Wert in Kombination mit anderen Faktoren beeinflusst? Nennen Sie 3 Beispiele sowie die jeweiligen Einflüsse.

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10) Welche MOs können bei geringen Wasseraktivitäten gut überleben/überdauern? Beschreiben und begründen Sie.

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4) Definieren Sie das Redoxpotential.

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5) Welche Redoxpotentiale benötigen aerobe und anaerobe MOs für ihr Wachstum, und wie beeinflussen diese MOs das Redoxpotential?


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6) Wovon ist der Verderb proteinreicher LM abhängig? Beschreiben Sie.

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2) In welche Substanzen werden Kohlenhydrate von Hefen, heterofermentativen Milchsäurebakterien und fakultativ anaeroben Bakterien abgebaut?

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3) Geben Sie je zwei Beispiele für natürlich vorkommende antimikrobielle Bestandteile von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.

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Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

1) Um welche Art von Faktor handelt es sich bei der Wasseraktivität? Begründen Sie
Intrinsischer Faktor, da sich diese Eigenschaft auf physikalische/chemische Eigenschaften des Lebensmittels selbst bezieht.

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

2) Wie ist die Wasseraktivität definiert? (Definition + Formel)
Wasseraktivität = Maß für die Verfügbarkeit von Wasser (in einem LM) Formel: aW = P/P0
aW: Wasseraktivität
P: Dampfdruck über dem LM
P0: Dampfdruck von reinem Wasser

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

3) Wie kann die Wasseraktivität in einem LM beeinflusst werden (4 Möglichkeiten + Einfluss nennen)
1. Zusatz von löslichen Verbindungen 􏰇 􏰈Festhalten􏰉 des Wassers durch Hydrathülle
2. Zusatz von hydrophilen Kolloiden oder Gelen 􏰇 z.B. Agar (3-4% können MO-Wachstum hemmen)
3. Gefrierende Kälte
􏰀 aW-Toleranz entspricht dem Vermögen der MOs, bei tiefen Temperaturen zu wachsen
􏰀 Beispiel: Wasseraktivität von Fleisch bei Gefriertemperaturen:
o Bei -1􏰊C: aW = 0,990 􏰋 sehr hohe Wasserverfügbarkeit 􏰋 leicht verderblich
o Bei -30􏰊C: aW = 0,746 􏰋 kaum verderbliche LM 􏰋 Haltbarmachung 4. Trocknen

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

6) Wie beeinflusst die Wasseraktivität das Wachstum von MOs? Beschreiben Sie und nennen Sie Beispiele, die zur Verlängerung der Haltbarkeit genutzt werden können.

MOs haben jeweils bestimmte Bereiche der Wasseraktivität, in der sie entweder optimal wachsen können, oder zumindest überleben zu können.
Die meisten MOs benötigen demnach einen hohen aW-Wert, um optimal wachsen zu können. Steht nicht genügend Wasser zur Verfügung, können die MOs eventuell nicht überleben.
Um ein LM länger haltbar zu machen und demnach weniger anfällig für einen MO-Befall zu machen, kann man Verfahren einsetzen, die die Wasserverfügbarkeit im LM senken und somit die Überlebenschancen von MOs minimieren.
Mit sinkendem aw Wert nimmt die Länge der lag—Phase zu Und die Wachstumsrate ab.

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

7) Welche Gram+ Spezies ist für die große Toleranz gegenüber geringen Wasseraktivitäten bekannt, und welche minimale aW-Wert toleriert sie?
Staphylococcus aureus: aW = 0,86
S. aureus kann auch bei wenig Wasser auskommen und ist demnach besonders gefährlich in LM die
i.d.R. kaum verderblich sind

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

8) Wie wird die Überlebensfähigkeit von MOs durch den aW-Wert in Kombination mit anderen Faktoren beeinflusst? Nennen Sie 3 Beispiele sowie die jeweiligen Einflüsse.
PH-Wert: ungünstiger pH führt zu höherem Bedarf an verfügbarem Wasser
pO2: Sauerstoffvorkommen/ Nichtvorkommen bei An-/Aerobiern kann Bedarf an verfügbarem Wasser erhöhen.
T: Suboptimale Wachstumstemperatur erhöht Bedarf an verfügbarem Wasser

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

10) Welche MOs können bei geringen Wasseraktivitäten gut überleben/überdauern? Beschreiben und begründen Sie.

Besonders Hefen und Schimmelpilze sind resistenter als Bakterien und könne bei aW-Werten bis bis zu 0,800 überleben. D.h., sie benötigen nicht viel Wasser zum Überleben.

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

4) Definieren Sie das Redoxpotential.
= Neigung eines Systems, Elektronen aufzunehmen bzw. abzugeben
􏰃 Reduzierendes Agens: gibt leicht Elektronen ab
􏰃 Oxidierendes Agens: nimmt leicht Elektronen auf

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

5) Welche Redoxpotentiale benötigen aerobe und anaerobe MOs für ihr Wachstum, und wie beeinflussen diese MOs das Redoxpotential?


􏰃 Aerobe MOs benötigen positive Redoxpotential-Werte. Im Zuge ihres Wachstums verbrauchen die MOs allerdings Sauerstoff, und dies führt dann zu einer Senkung des Redoxpotentiales.

􏰃 Anaerobe (strikt) MOs benötigen negative Redoxpotential-Werte. Diese haben keinen Einfluss auf das Redoxpotential, da sie keinen Sauerstoff verbrauchen??

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

6) Wovon ist der Verderb proteinreicher LM abhängig? Beschreiben Sie.
Proteinreiche LM haben eine höhere Pufferkapazität, was ihnen erlaubt die Säure im LM abzupuffern und das LM so einen neutraleren pH-Bereich hat. Das hat zur Folge, dass vermehrt MOs ansiedeln, auch diese die im Normal sehr wenig Säure-resistent sind.
Zudem hängt es stark davon ab, um welche Proteine es sich handelt: MOs können v.a. niedermolekulare Substanzen, wie z.B. AS und kleine Peptide, schnell und einfach aufnehmen. Für größere Proteine allerdings benötigen sie spezifische, im Extrazellulären angesiedelte Exoenzyme, welche die großen Proteine in kleine Peptidfragmente spalten. Infolgedessen sind LM, die einen hohen Anteil an niedermolekularen Substanzen aufweisen leichter verderblich, da es für die MOs günstiger ist sich dort anzusiedeln um schnell Nährstoffe aufzunehmen.
Beispiel: Fisch verdirbt schneller als Fleisch, d.h., dass im Fisch mehr kleine Moleküle vorhanden sind

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

2) In welche Substanzen werden Kohlenhydrate von Hefen, heterofermentativen Milchsäurebakterien und fakultativ anaeroben Bakterien abgebaut?
􏰃 - Hefen: Ethanol und CO2
􏰃 - Heterofermentative Milchsäurebakterien: Milchsäure, CO2, Ethanol und Essigsäure
􏰃 - Fakultativ anaerobe Bakterien: Säuren (z.B. Acetat, Lactat); CO2, Wasserstoff, Ethanol, aromatische Stoffe

Lebensmittelmikrobiologie und -hygiene

3) Geben Sie je zwei Beispiele für natürlich vorkommende antimikrobielle Bestandteile von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen.
 Tiere: Lysozym, Lactoferrin
􏰃 Pflanzen: phenolische Komponenten und organische Säuren (Benzoesäure, Tannine, Eugenol
MOs: Bakteriozine, Pimaricin

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