Viele Süßigkeiten haben eine unverwechselbare Textur – zäh, knusprig, glatt, körnig, klebrig oder weich. Auch die Aromen von Süßwaren sind unverwechselbar. Diese beiden Eigenschaften zusammen machen das Kundenerlebnis aus. Feuchtigkeit spielt eine wichtige Rolle für die Textur von Süßwaren. Tatsächlich gibt es einen idealen Bereich der Wasseraktivität – einen Sweet Spot –, der die Textur und Qualität maximiert. Die richtige Messung der Feuchtigkeit ist für fast jedes Produkt von entscheidender Bedeutung. Die Wasseraktivität ist die leistungsfähigste Methode zur Messung und Überwachung der Feuchtigkeit.

Die Wasseraktivität erleichtert die Auswahl der richtigen Spezifikationen.

Die Wasseraktivität beeinflusst die physikalischen Eigenschaften von Lebensmitteln. Lebensmittel mit einer hohen Wasseraktivität haben eine feuchte, saftige, zarte und bissfeste Textur. Wenn die Wasseraktivität dieser Produkte verringert wird, treten unerwünschte Textureigenschaften wie Härte, Trockenheit, Altbackenheit und Zähigkeit auf. Produkte mit geringer Wasseraktivität haben Textureigenschaften, die als knackig und knusprig beschrieben werden, während diese Produkte bei höherer Wasseraktivität eine matschige Textur annehmen.  Da die Wasseraktivität in engem Zusammenhang mit der Produkttextur steht, ist es einfach, Spezifikationen festzulegen, die sich auf wichtige Textureigenschaften beziehen.

Kritische Wasseraktivitäten bestimmen, wo Produkte inakzeptabel werden.

Es gibt zwei Möglichkeiten, wie die Textur fehlschlagen kann: Entweder ist sie bereits bei der Herstellung Ihres Produkts fehlerhaft oder sie verschlechtert sich im Laufe der Zeit, während Ihr Produkt im Regal steht. Wenn ein weicher Schokoladenkeks bereits knusprig vom Band läuft, wurde beim Backen wahrscheinlich zu viel Wasser entzogen.  Eine weitere Komplikation tritt auf, wenn Produkte während der Lagerung eine Phasenänderung durchlaufen. Diese Veränderungen, darunter Glasübergang und Kristallisation, verwandeln glatte Produkte in körnige oder weiche Produkte in harte Klumpen.

Cracker, Kartoffelchips, gepuffte Maislocken und Popcorn verlieren mit zunehmender Wasseraktivität ihre sensorische Knusprigkeit. Die Knusprigkeit und die allgemeine hedonische Textur von trockenen Snackprodukten hängen von der Wasseraktivität ab (Katz und Labuza, 1981). Kritische Wasseraktivitäten zeigen auf, wann das Produkt aus sensorischer Sicht inakzeptabel wird. Diese liegen in dem Bereich, in dem in einfachen Zuckernahrungssystemen amorphe bis kristalline Umwandlungen stattfinden und die Mobilisierung löslicher Nahrungsbestandteile beginnt. Übermäßiges und schnelles Trocknen oder die Rückaufnahme von Feuchtigkeit durch ein glasartiges Material kann zu Produktverlusten durch Risse und übermäßige Bruchstellen führen.

Wasseraktivität: eine einfache Methode, um Texturprobleme zu vermeiden

Die Wasseraktivität spielt eine wichtige Rolle bei der Vermeidung solcher Probleme. Zunächst können sensorische Tests durchgeführt werden, um die während eines Herstellungsprozesses akzeptablen Wasseraktivitätswerte zu bestimmen. Sobald die Spezifikationen festgelegt sind, ist ihre Überwachung ganz einfach: Verwenden Sie einfach ein Wasseraktivitätsmessgerät für jede Charge oder jedes Los. Noch leistungsfähiger ist der Einsatz eines Dampfsorptionsanalysators, um Probleme zu erkennen, bevor sie auftreten. Eine Feuchtigkeitssorptionsisotherme kann Aufschluss darüber geben, welche Wasseraktivitätswerte für Texturveränderungen kritisch sind.

Isothermen zeigen kritische Wasseraktivitäten auf

In der Regel wird die kritische Wasseraktivität durch eine umfassende Texturuntersuchung ermittelt, aber es gibt auch einen einfacheren Weg. Hochauflösende dynamische Isothermenkurven (siehe Abbildung 1) haben sich als geeignet erwiesen, um kritische Wasseraktivitätswerte (RHc) zu identifizieren, die durch scharfe Knickstellen in der Feuchtigkeitsadsorptionskurve genau anzeigen, wo die korrekte Textur verloren geht.

Eine Studie von Forschern der Washington State University versuchte zu ermitteln, ob die dynamischen Isothermenkurven für Snackkekse mit geringer Wasseraktivität zur Bestimmung einer kritischen Wasseraktivität herangezogen werden können und ob diese Wasseraktivität als Indikator für die Texturstabilität verwendet werden kann.

Die Forscher fanden heraus, dass der Einfluss der Wasseraktivität auf die Knusprigkeit wichtiger war als die Temperatur und dass die kritische Wasseraktivität tatsächlich den Anfangspunkt identifizierte, an dem die richtige Textur verloren ging.  Das bedeutet, dass die Verwendung einer kritischen Wasseraktivität eine äußerst genaue Bestimmung des genauen Zeitpunkts des Texturverlusts ermöglicht – was wichtig ist, da eine RHc mit viel weniger Aufwand und Zeit als eine Texturuntersuchung ermittelt werden kann. Darüber hinaus hat bei Produkten, die nach Gewicht verkauft werden, die Kenntnis der genauen Wassermenge, die die Texturstabilität beeinflusst, einen direkten Einfluss auf das Geschäftsergebnis.

Ressourcen

Carter, Brady Paul. Untersuchungen zu praktischen Anwendungen für die kritische Wasseraktivität aus dynamischen Taupunktisothermen. Washington State University, 2015. Link zum Artikel.

Katz, E. E. und T. P. Labuza. „Auswirkungen der Wasseraktivität auf die sensorische Knusprigkeit und mechanische Verformung von Snackprodukten.“ Journal of Food Science 46, Nr. 2 (1981): 403–409. Link zum Artikel.

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