Umgang mit Feuchtigkeitsschwankungen bei Trockenfrüchten und Nüssen

Getrocknete Früchte und Nüsse sind bei Lebensmittelherstellern sehr beliebt, sei es als eigenständige Produkte oder als Zutaten für andere Lebensmittel. 

Dafür gibt es gute Gründe. Früchte und Nüsse sind natürliche Lebensmittel, die sehr beliebt sind. Sie sind köstlich als solche oder als Zutaten für Proteinriegel, Salate, Backwaren und vieles mehr. Außerdem kennen sich die Verbraucher von heute mit den Inhaltsstoffen aus. Sie lesen Etiketten und sehen gerne, dass vertraute Lebensmittel als Zutaten in ihren Lieblingssnacks aufgeführt sind.

Aber es gibt auch gute Gründe für Lebensmittelhersteller, sie zu meiden. Sowohl Früchte als auch Nüsse stellen Lebensmittelunternehmen vor Herausforderungen, da sie eine große Bandbreite an Wasseraktivität und Feuchtigkeitsgehalt aufweisen. Hier werden wir diese Variablen erörtern und Lösungen für Lebensmittelhersteller anbieten, die in ihren Produktionsprozessen mit Früchten und Nüssen arbeiten.

Variabilität bei Früchten

Obst ist eine große Kategorie von Lebensmitteln. Jede Frucht hat eine einzigartige Kombination aus Wasseraktivität, Feuchtigkeitsgehalt, Ballaststoffen, Zucker und anderen Variablen.

Bei faserigen Früchten wie Mangos gibt es sowohl bei der Wasseraktivität als auch beim Feuchtigkeitsgehalt große Schwankungen. Bei anderen Früchten, wie z. B. Heidelbeeren, ist die Variabilität zwischen diesen beiden Werten geringer. Doch selbst bei diesen besser vorhersehbaren Früchten kann die Wasseraktivität je nach Trocknungs- und Verarbeitungsmethoden, zugesetztem Zucker, pH-Wert und sogar je nach Jahreszeit variieren.

Variabilität bei Nüssen

Nüsse sind zwar nicht so variabel wie Früchte, aber es ist auch schwierig, sie in verarbeiteten Lebensmitteln stabil zu halten. Abbildung 3 zeigt die Variabilität der Wasseraktivität von Mandeln, Erdnüssen, Cashews, Pekannüssen, Pistazien, einer Snackmischung und Walnüssen.

Wie bei Obst kann es bei der Analyse von Trends hilfreich sein, sich auf eine bestimmte Nuss zu konzentrieren. Bei Mandeln beispielsweise gibt es weniger Schwankungen als bei Blaubeeren - aber es gibt sie.

Wie bei Früchten kann auch bei Schalenfrüchten die Anbausaison eine Rolle spielen. Aber auch die Verarbeitung ist eine wesentliche Variable für die Wasseraktivität von Nüssen. Wenn sie roh verzehrt werden sollen, ist die Wasseraktivität anders als wenn sie getrocknet werden. Die Zugabe von Salz oder anderen Aromastoffen beeinflusst ebenfalls die Wasseraktivität und den Feuchtigkeitsgehalt der Nüsse. Bezeichnenderweise haben Nüsse auch eine geringere Wasseraktivität als Früchte, was bedeutet, dass sie anfälliger für Ranzigwerden sind.

Auswirkungen der Variabilität: Geschmack und Textur

Ein theoretisches Verständnis der Beziehung zwischen Wasseraktivität und Feuchtigkeitsgehalt ist interessant, aber wie diese Variablen den Geschmack und die Textur von Lebensmitteln beeinflussen, ist aus geschäftlicher Sicht viel hilfreicher.

Ein Experiment: Über- und Unterhydrierung von Früchten und Nüssen

Betrachten Sie zu diesem Zweck die Ergebnisse eines Experiments, das von der Leiterin des Forschungs- und Entwicklungslabors der METER Group, Mary Galloway, durchgeführt wurde. Galloway stellte zwei Bedingungen auf, um zu demonstrieren, was mit Früchten und Nüssen passiert, wenn sie übermäßig getrocknet oder übermäßig befeuchtet werden. 

Galloway stellte eine Probe von Heidelbeeren und Mandeln vor, die beide eine relativ hohe Wasseraktivität von 0,7 aufwiesen.

Überhydriertes Obst

Die Heidelbeere ist sehr weich. Die Textur ist ideal, um die Blaubeere pur zu essen - obwohl sie bei einer Wasseraktivitätsrate von 0,7 Gefahr läuft, zu schimmeln. Dieses Experiment zeigt, dass die Überwässerung von Obst in bestimmten Situationen akzeptabel, aber auch riskant sein kann.

Überhydrierte Nüsse

Ein Wasseraktivitätswert von 0,7 ist jedoch für die Mandel viel zu hoch. Infolgedessen ist die Mandel zu feucht geworden und hat eine weiche Textur. Beim Hineinbeißen in die Nuss entsteht kein befriedigendes Knacken.

Übertrocknete Früchte

Blaubeeren haben von Natur aus eine hohe Wasseraktivität, so dass die Beeren hart und trocken werden, wenn die Wasseraktivität gesenkt wird. Sie klapperten, als Galloway die Beeren in ein Glas gab und es schüttelte. Die ausgetrockneten Blaubeeren eignen sich nicht als Snack, obwohl sie sich als Zutat für Frühstücksflocken eignen würden.

Übertrocknete Nüsse

Wie zu erwarten war, waren übergetrocknete Nüsse besser zum Naschen geeignet als übergetrocknetes Obst. Die manipulierten Mandeln haben eine geringere Wasseraktivität und einen schönen Knack, der sich perfekt zum Naschen eignet. 

Für Lebensmittelwissenschaftler kann es schwierig sein, ein Gleichgewicht zwischen zu hohem und zu niedrigem Wassergehalt von Lebensmitteln zu finden - vor allem, wenn sie als Zutaten in ein und demselben Lebensmittel verwendet werden. Aber die Messung und Berücksichtigung der Variabilität von Früchten und Nüssen kann ihnen helfen, köstliche Lösungen zu finden.

Messung der Feuchtigkeitsvariabilität und erfolgreiches Mischen von Früchten und Nüssen

In der heutigen Lebensmittelindustrie verwenden die meisten Unternehmen den Feuchtigkeitsgehalt, um die Feuchtigkeitsschwankungen in Lebensmitteln zu messen. Häufig wird der Trocknungsverlust als Messmethode zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts verwendet, was eine Erhitzung erfordert. Wenn die Zutat unerwünscht auf hohe Temperaturen reagiert - und das ist bei Früchten und Nüssen der Fall - kann die Probe gebräunt oder geröstet werden, wodurch sich der Feuchtigkeitsgehalt des Lebensmittels ändert. Einige Lebensmittelwissenschaftler messen auch eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit, wenn sie den Feuchtigkeitsgehalt von Fruchtpasten bestimmen. Auch dies ist nicht ideal. 

Diese traditionellen Methoden sind weit verbreitet, vor allem weil es sie schon seit langem gibt. Doch eine modernere Messtechnik kann Lebensmittelherstellern zugute kommen: die Wasseraktivität. Die Messung der Wasseraktivität ist eine einfachere und präzisere Methode zur Bestimmung des Wassergehalts in Lebensmitteln. Es ist auch relativ einfach zu verstehen, wie die Wasseraktivität eines Lebensmittels mit seiner Qualität und Sicherheit zusammenhängt. 

Die Vorteile der Messung der Wasseraktivität werden deutlich, wenn Wissenschaftler komplexe Lebensmittelberechnungen durchführen, wie sie beispielsweise erforderlich sind, wenn Lebensmittelhersteller Früchte und Nüsse im selben Produkt mischen. 

Manche Menschen gehen fälschlicherweise davon aus, dass die Feuchtigkeit von einem Lebensmittel auf ein anderes übergeht, je nachdem wie viel Feuchtigkeit das erste Lebensmittel enthält. Allerdings ist es nicht unbedingt wahrscheinlicher, dass ein Lebensmittel, das mehr Wasser enthält, diese Feuchtigkeit in ein anderes Lebensmittel überträgt. Vielmehr bestimmt die Energie eines Lebensmittels die Wahrscheinlichkeit, dass es Wasser in benachbarte Lebensmittel überträgt. Mit anderen Worten: Das Lebensmittel mit der höheren Wasseraktivität wird dasjenige sein, das Wasser verliert. 

Nehmen wir zum Beispiel eine Müslipackung mit knusprigen, trockenen Flocken und feuchten Früchten, wie Rosinen. Um beides erfolgreich zu vermischen, fügen Lebensmittelwissenschaftler der Außenseite der Rosine ein Feuchthaltemittel wie Zucker oder Salz zu. Diese Feuchthaltemittel senken die Wasseraktivität der Rosine, wodurch verhindert wird, dass Wasser von der weichen Rosine in die knusprigen Flocken übergeht.

In den vergangenen Jahrzehnten verließen sich Lebensmittelwissenschaftler auf die wissenschaftliche Methode, um festzustellen, wie viel Feuchthaltemittel einem Lebensmittel zugesetzt werden muss, um die optimale Wasseraktivität der einzelnen Zutaten zu erreichen. Leider war dies in der Regel mit einer Menge Versuch und Irrtum verbunden, was sowohl viel Zeit als auch Geld kostete. 

Mit den Werkzeugen der METER Group zur Messung der Wasseraktivität und der dazugehörigen Software können Lebensmittelwissenschaftler jedoch Proben von Lebensmitteln nehmen und diese "Experimente" dann von ihrem Computer aus durchführen. Diese hochentwickelten Werkzeuge zur Messung der Wasseraktivität sparen den Unternehmen Zeit und Ressourcen, da sie ihnen bei Berechnungen helfen, die früher wesentlich länger dauerten. Auf diese Weise können Unternehmen Entscheidungen über die Herstellung, die Lagerbedingungen, die Verpackung und vieles mehr mit größerer Sicherheit und schneller als je zuvor treffen.