Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Niedertemperatur-Garen von Nahrungsmitteln.

Es ist allgemein bekannt, dass Nahrungsmittel mit niedrigen Temperaturen gegart werden können, also mit Temperaturen, die geringfügig oberhalb der Ziel-Kerntemperatur des fertig gegarten Nahrungsmittels liegen. Solche Verfahren sind sehr schonend für die Nahrungsmittel und führen zu einem sensorisch sehr hochwertigen Gargut.

Nachteilig am Niedertemperatur-Garen ist allerdings, dass das fertig gegarte Gargut unter Aspekten der Lebensmittelsicherheit nicht optimal ist. Anders als Lebensmittel, die bei sehr hohen Temperaturen angebraten, gekocht oder in Heißdampf gegart werden, werden eventuelle Keime beim Niedertemperatur-Garen womöglich nicht vollständig abgetötet. Zwar werden bestimmte wichtige Keime schon ab 49°C abgetötet, allerdings nicht alle. Außerdem benötigt man für eine ausreichende Keiminaktivierung eine sehr lange Haltezeit. Daher sind Niedertemperatur-gegarte Nahrungsmittel nicht sicher für Risikogruppen (beispielsweise ältere oder kranke Menschen und Kinder). Außerdem sind Niedertemperatur-gegarte Nahrungsmittel oft nur kurz haltbar.

Die EP 2 537 418 A1 offenbart ein Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Gargerät, ohne dass die Garraumtemperatur sehr hoch sein muss. Der Garprozess kann in eine Garguttemperatur-Regelphase und eine Hochtemperaturphase aufgeteilt sein. Während des Garprozesses soll eine Garraumtemperatur eine Grenztemperatur TLIM, die höchstens 20° über der End-Garguttemperatur liegt, nicht überschreiten.

Die DE 10 2013 218 785 A1 beschreibt ein Verfahren zum Garen von Lebensmitteln, das bei relativ niedriger Temperatur von beispielsweise 55°C bis 65°C erfolgt. Eine Steuerung kann anhand hinterlegter Werte oder Algorithmen die notwendige Garzeit berechnen. Nach Ablauf der Garzeit kann eine Leistungsreduzierung vorgenommen werden, die mindestens 5% bis 25% beträgt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Niedertemperatur-Garen von Nahrungsmitteln zu schaffen, mit dem die Nahrungsmittel auch bei gewerblichen Anwendungen (beispielsweise in Restaurants, Kantinen und der Großgastronomie) so gegart werden können, dass sie im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit einwandfrei sind, länger haltbar sind und dennoch eine hohe sensorische Qualität aufweisen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß ein Verfahren gemäß Anspruch 1 vorgesehen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kombiniert zwei Maßnahmen, um beim Niedertemperatur-Garen ein Nahrungsmittel zu erhalten, das in lebensmitteltechnischer Hinsicht einwandfrei ist. Zum einen wird eine Maximaldauer der Garphase vorgegeben. Die Garphase ist im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit besonders kritisch, da das Nahrungsmittel im Verlauf des Garens einen kritischen Temperaturbereich durchschreitet, in dem der Großteil der Keimvermehrung stattfindet. Erfindungsgemäß wird sichergestellt, dass die Garphase nicht länger dauert, als dies unter Berücksichtigung der Anforderungen der Lebensmittelsicherheit toleriert werden kann. Zum anderen ist erfindungsgemäß eine Pasteurisationsphase vorgesehen, mit der eventuelle Keime so weit verringert werden, dass das Nahrungsmittel auch für Risikogruppen unbedenklich ist und über eine gewisse Zeit gelagert werden kann. Hierbei wird die Erkenntnis genutzt, dass eine längere Haltezeit auch bei vergleichsweise niedrigen Temperaturen dazu führt, dass Keime abgetötet werden.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Steuermodul eine Mindestdauer der Pasteurisationsphase errechnet. Diese Mindestdauer kann abhängen vom Nahrungsmittel, das gegart wird, sowie von der Kerntemperatur, die das fertig gegarte Nahrungsmittel hat.

Die garzeitrelevanten Parameter, insbesondere die geometrische Form, die für die Errechnung des Temperaturverlaufs des Garprozesses verwendet wird, können insbesondere der Durchmesser des Nahrungsmittels, und/oder die Größe sein. Es handelt sich hierbei insbesondere um diejenigen Parameter, die im Hinblick auf die Wärmeleitung dafür relevant sind, wann bei einem bestimmten Nahrungsmittel eine vorgegebene Kerntemperatur in der Mitte erreicht ist.

Die möglichen geometrischen Formen können dabei in Gruppen eingeordnet sein, wobei die erfasste geometrische Form in eine der Gruppen eingeordnet wird. Dies verringert den Aufwand beim Errechnen des Temperaturverlaufs des Garprozesses. Die geometrische Form des Nahrungsmittels kann beispielsweise den Gruppen Platte, Zylinder oder Kugel zugeordnet sein, wobei hier insbesondere auf den Querschnitt des zu garenden Nahrungsmittels abgestellt wird. Bei der Dicke des Nahrungsmittels können die unterschiedlichen Gruppen beispielsweise eine Unterscheidung in klein, mittel und groß darstellen.

Erfindungsgemäß wird die Dauer der Garphase anhand der folgenden Formel ermittelt: $$\mathrm{t}=\mathrm{a}\ast \ln \left(\mathrm{GT}-{\mathrm{T}}_0\right)\ast {\left(\mathrm{bx}\right)}^2$$

Dabei sind:

t:

Garzeit [Minuten]

a:

empirisch ermittelter Faktor der Garzeit pro Temperaturdifferenz und Fläche [s/(In(°C) ∗ cm²]
Dieser Faktor ist abhängig von der Temperaturdifferenz zwischen der Garraumtemperatur und der Soll-Kerntemperatur und dem Verhältnis aus Breite und Dicke (B/D) des zu garenden Nahrungsmittels. Dieser Faktor wird für die einzelnen Produktgruppen definiert.

GT:

Garraumtemperatur [°C]
In der Regel beträgt GT gleich der Soll-Kerntemperatur plus 2 °C. Diese Differenz zwischen der Garraumtemperatur und der Soll-Kerntemperatur kann dann höher gewählt werden, wenn andernfalls nicht innerhalb der vorgegebenen Maximaldauer die Soll-Kerntemperatur erreicht werden kann.

T₀:

Ausgangstemperatur [°C]
Hier kann aus Gründen der Vereinfachung stets von T₀ gleich 0 °C ausgegangen werden.

b:

empirisch ermittelter Faktor, der repräsentativ für die Formänderung des zu garenden Nahrungsmittels während des Garprozesses ist. Er ist abhängig von der Soll-Kerntemperatur und von der Produktkategorie, da sich manche Lebensmittel (insbesondere Fleischsorten) mehr verändern als andere. Dieser Faktor wird insbesondere bei im Ganzen gegartem Roastbeef benötigt, das auf eine Kerntemperatur größer 60 °C gegart werden soll.

x:

charakteristische Länge, also kürzeste Strecke zum Schwerpunkt des Produkts. Bei einem zylindrischen oder kugelförmigen Nahrungsmittel entspricht x der halben Dicke oder des halben Durchmessers; bei einem quaderförmigen Produkt entspricht x der Hälfte der Dicke.

Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet eine Maximaltemperatur während der Garphase, die nicht höher als 90 °C liegt. Je niedriger die Maximaltemperatur während der Garphase, desto höher ist die Qualität des gegarten Nahrungsmittels. Es ist daher vorteilhaft, dass die Maximaltemperatur nicht mehr als 20 °C über der Soll-Kerntemperatur liegt. Optimal ist, dass die Maximaltemperatur während der Garphase um nicht mehr als 2 °C über der Soll-Kerntemperatur liegt. Hierbei wird immer davon ausgegangen, dass mit der gewählten Garraumtemperatur die vorgegebene Maximaldauer der Garphase eingehalten wird, also die Soll-Kerntemperatur erreicht wird, bevor die vorgegebene Maximaldauer erreicht ist.

Die vorgegebene Maximaldauer beträgt gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens 4 Stunden. Dieser Wert ist im Hinblick auf die Lebensmittelsicherheit vorteilhaft und allgemein akzeptiert.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Nahrungsmittel in einer Dampfatmosphäre gegart. Dies hat zum einen den Vorteil, dass sich ein hoher Wärmeeintrag ins Gargut ergibt. Hierdurch kann die Garphase möglichst kurzgehalten werden. Zum anderen hat eine Dampfatmosphäre den Vorteil, dass das Nahrungsmittel während der Pasteurisationsphase nicht austrocknet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der garzeitrelevante Parameter mittels einer Kamera und einem Bildauswertungsmodul ermittelt wird. Dies verhindert Fehlbedienungen. Erfindungsgemäß kann auch vorgesehen sein, dass der garzeitrelevante Parameter mittels einer Benutzerschnittstelle abgefragt wird. Dies kann entweder ergänzend zur Erfassung mittels Kamera und Bildauswertungsmodul erfolgen, beispielsweise wenn eine automatisierte Zuordnung nicht mit der gewünschten Sicherheit möglich ist, oder ausschließlich, wenn der Aufwand für die Kamera und das Bildauswertungsmodul vermieden werden soll.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigt:

• Figur 1 schematisch ein Gargerät, das beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird;
• Figur 2 in einem schematischen Diagramm den Verlauf der Garraumtemperatur und der Kerntemperatur bei einem ersten Ausführungsbeispiel; und
• Figur 3 in einem schematischen Diagramm den Verlauf der Garraumtemperatur und der Kerntemperatur in einem zweiten Ausführungsbeispiel.

In Figur 1 ist schematisch ein Gargerät 10 gezeigt, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren ausgeführt werden kann. Es handelt sich hier um ein Gargerät für den professionellen Gebrauch, insbesondere für Restaurants, Kantinen und die Großgastronomie.

Das Gargerät weist einen Garraum 12 auf, in welchem Nahrungsmittel gegart werden können. Als Beispiel ist hier ein Nahrungsmittel 14 gezeigt, bei dem es sich um Roastbeef handelt.

Im Garraum 12 können die Nahrungsmittel in einer Garraumatmosphäre gegart werden, die insbesondere gekennzeichnet ist durch die Temperatur und die Feuchte. Um diese Parameter einzustellen, weist das Gargerät 10 eine Heizvorrichtung 16 sowie einen Dampfgenerator 18 auf. Diese werden von einer Steuervorrichtung 20 angesteuert.

Die Steuervorrichtung 20 steuert auch den Antriebsmotor 22 eines Lüfterrades 24 an, mit dem die Umwälzgeschwindigkeit der Garraumatmosphäre im Garraum 12 gesteuert werden kann.

Das Gargerät 10 weist weiterhin eine Vorrichtung 26 zur Erfassung mindestens eines garzeitrelevanten Parameters des Nahrungsmittels auf. Es handelt sich hier um eine Kamera. Die Kamera 26 steht mit der Steuervorrichtung 20 in Verbindung. In die Steuervorrichtung 20 ist ein Steuermodul 28 integriert, das auf der Basis des garzeitrelevanten Parameters einen Temperaturverlauf eines Garprozesses errechnen kann.

Das Gargerät 10 weist außerdem eine Benutzerschnittstelle 30 auf, beispielsweise einen berührungsempfindlichen Bildschirm, mit dem ein Bediener einen Garprozess auswählen kann oder auch Garzeitrelevante Parameter direkt eingeben kann.

Nachfolgend sei angenommen, dass das Stück Roastbeef 14 in den Garraum 12 eingebracht wird und dort in einem Niedertemperatur-Garprozess gegart werden soll.

Beim Einbringen des Roastbeefs 14 in den Garraum werden die Größe und die Form des Fleischstücks erfasst. Ausgehend hiervon errechnet das Steuermodul, mit welchem Temperaturverlauf das Stück Roastbeef 14 am besten gegart werden soll.

Es wird angenommen, dass eine Soll-Kerntemperatur von 57 °C erreicht werden soll. Das Steuermodul errechnet, beispielsweise unter Verwendung der oben angegebenen Formel, dass bei einer Garraumtemperatur von 59 °C die gewünschte Soll-Kerntemperatur mit einer Garphase erreicht wird, die zum Zeitpunkt t₁ abgeschlossen ist, wobei die Garphase 3,5 Stunden dauert. Diese Dauer liegt unterhalb einer vorgegebenen Maximaldauer, die in der Steuervorrichtung 20 mit 4 Stunden hinterlegt ist.

Im Diagramm ist der Verlauf der Garraumtemperatur mit der durchgezogenen Linie und der Verlauf der Kerntemperatur im Roastbeef 14 mit der gestrichelten Linie dargestellt.

Wenn die Garphase abgeschlossen ist, startet eine Pasteurisationsphase, während der die Kerntemperatur im Wesentlichen unverändert bleibt, da die Garraumtemperatur im Schnitt auf die Soll-Kerntemperatur gesenkt wird. Die Pasteurisationsphase dient dazu, die Belastung mit eventuell vorhandenen Keimen zu verringern. Die Dauer der Pasteurisationsphase kann beispielsweise nach der P-Wert-Methode berechnet werden.

Wenn die vorberechnete Pasteurisationsdauer abgelaufen ist (hier zum Zeitpunkt t₂), wird ein Benutzer darüber benachrichtigt, dass das Nahrungsmittel nun fertig gegart ist.

In Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Steuermodul 28 erkennt, dass bei Verwendung einer Garraumtemperatur, die lediglich geringfügig über der Soll-Kerntemperatur liegt, die Garphase die hinterlegte Maximaldauer überschreiten würde. Dies kann insbesondere daran liegen, dass das Roastbeef 14 einen zu großen Durchmesser hat. Daher wird für die Garphase eine Garraumtemperatur gewählt, die hier um 10 °C höher liegt als im in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. Dies gewährleistet, dass die Kerntemperatur des Roastbeefs 14 zu einem Zeitpunkt t₁, der maximal 4 Stunden nach Beginn des Garprozesses liegt, den gewünschten Wert von 57 °C erreicht hat. An die Garphase schließt sich hier eine Pasteurisationsphase an, während der die Garraumtemperatur auf 57 °C abgesenkt ist, damit sich die Kerntemperatur nicht mehr oder allenfalls unwesentlich weiter erhöht.

Auch hier wird der Bediener benachrichtigt, sobald die Pasteurisationsphase abgeschlossen ist.