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Es gibt keine strenge wissenschaftliche Definition für eine flüchtige Verbindung, aber im Allgemeinen handelt es sich um eine Substanz, die bei Raumtemperatur oder darunter leicht verdampft und zu einem Gas wird. Flüchtige Stoffe kommen natürlich in Gewürzen und Lebensmitteln sowie in vielen Substanzen vor, die in der Lebensmittel- und Pharmaindustrie verwendet werden.
Es gibt vier allgemein anerkannte Arten von Wasseraktivitätssensoren. Jeder hat seine eigene Art, die Wasseraktivität zu messen, und jeder unterscheidet sich in seiner Fähigkeit, in Gegenwart von störenden flüchtigen Verbindungen (VCs) genau zu messen.
Um Ihnen bei der Auswahl des besten Geräts für Ihre Situation zu helfen, hat das METER Food R&D Lab 20+ häufig verwendete Zutaten mit verschiedenen Konzentrationen flüchtiger Verbindungen getestet. Alle Zutaten wurden mit den oben aufgeführten Sensoren getestet.
Wir haben uns bemüht, für diese Tests weit verbreitete Standardzutaten zu verwenden, aber es ist zu beachten, dass die Sensorleistung je nach Herstellung und/oder Verarbeitung der Zutaten variieren kann. In diesem Bericht werden gegebenenfalls Best- und Worst-Case-Szenarien dargestellt. Die Geräteempfehlungen basieren auf typischen Anwendungsfällen.
Vor der Durchführung von Proben wurden alle Instrumente kalibriert und anhand einer Reihe bekannteraw-Standards überprüft. Eine repräsentative Probe jedes Inhaltsstoffes wurde mit mindestens drei einzelnen Geräten pro Sensor analysiert. Jede Probe wurde so lange durchgeführt, bis das Gerät drei Messwerte innerhalb der Sensorspezifikation lieferte (Δaw-Genauigkeit: Taupunkt ±0,003, Kapazität ±0,015 und TDL ±0,005).
Die Gewürze, die in dieser Studie verwendet wurden, stammten aus einer schnell wechselnden Abteilung für lose Lebensmittel in einem Lebensmittelgeschäft. Die ätherischen Öle stammten von einem USDA-Biolieferanten und waren für den internen Gebrauch gekennzeichnet. Die anderen verwendeten Lebensmittelzusatzstoffe waren alle von ACS Reagenzienqualität.
Alle Gewürze und ätherischen Öle wurden unverdünnt direkt aus ihrer Verpackung gemessen. Die anderen Lebensmittelzusatzstoffe wurden mit Wasser verdünnt, um eine Reihe von Massenkonzentrationen zu testen. Es wurden keine Substrate verwendet - im Allgemeinen können zusätzliche Substrate die Flüchtigkeit der Proben verringern.
Die gesammelten Daten wurden überprüft, um festzustellen, ob flüchtige Verbindungen die Messungen der Wasseraktivität beeinträchtigen.
In Anbetracht der Leistung des TDL-Sensors in Gegenwart flüchtiger Verbindungen wurde er als der genaueste angesehen und als Standard für den Vergleich mit den anderen Geräten festgelegt. Unter Verwendung unserer Sensorspezifikationen wurde der additive Δaw als akzeptabler Fehler angenommen. Die angegebene Sensorspezifikation für den TDL beträgt Δaw ± 0,005, und daher ist der maximal akzeptable Fehler zwischen zwei TDL-Sensoren die Summe der Fehler oder Δaw ± 0,01.
Generally speaking, a Δaw < 0.01 corresponds to a difference between instruments of 1-2% and is within the normal instrumental error. An error between Δaw ± 0.01 and 0.02 (3 and 5%) suggests some interference may be present, and above 0.02 (5%) the readings are significantly different and above twice the acceptable error, likely due to interfering volatile compounds.
Diese Datenpunkte wurden aus Proben gewonnen, mit denen der typische Verbraucher wahrscheinlich konfrontiert wird. Frische Gewürze und Kräuter, die vielleicht direkt von einem Erzeuger stammen, können höhere Konzentrationen an störenden flüchtigen Verbindungen aufweisen und führen möglicherweise nicht zu denselben Ergebnissen. Außerdem kann der Gehalt an flüchtigen Verbindungen in Kräutern und Gewürzen je nach Art, Handhabung und Verarbeitung sowie Lagerung und Alter stark variieren.
Die Sensorempfehlungen in der nachstehenden Tabelle sind in drei Kategorien unterteilt:
Getrocknete Gewürze und Kräuter
Zutat | Testergebnisse† und Volatilitätsprofil | Sensor-Empfehlung |
---|---|---|
Piment, gemahlen | Der Taupunktsensor zeigt im Durchschnitt 0,014 (3 %) mehr als die TDL an. Dies liegt außerhalb des Bereichs der akzeptablen Genauigkeit.
| Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Wenn gelegentlich höhere Pimentmengen verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. Wenn frischer Piment ein Hauptbestandteil ist, sollte ein TDL in Betracht gezogen werden. |
Basilikum | Der Taupunktsensor zeigt im Durchschnitt 0,025 (6 %) mehr an als die TDL. Dies liegt weit außerhalb des Bereichs der akzeptablen Genauigkeit.
| TDL TDL eignet sich am besten für Proben mit einem hohen Anteil an Basilikum. |
Schwarzer Pfeffer, gemahlen | Taupunktsensor gibt verunreinigten Spiegelfehler an.
| TDL TDL eignet sich am besten für Proben mit einem hohen Anteil an frisch gemahlenem schwarzem Pfeffer. |
Cayennepfeffer, gemahlen | Der Taupunktsensor misst 0,007 (2%) höher als die TDL. Die Differenz liegt unterhalb der kombinierten Fehlerschwelle. | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit. |
Zimt, gemahlen | Der Taupunktsensor zeigt 0,01 (2 %) mehr als die TDL an. Die Differenz liegt an der kombinierten Fehlerschwelle.
| Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Wenn gelegentlich höhere Zimtkonzentrationen verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Gewürznelken, ganz | Der Taupunktsensor zeigt 0,03 (8 %) mehr als die TDL an. Dies liegt weit außerhalb des Bereichs der akzeptablen Genauigkeit.
| TDL TDL eignet sich am besten für Proben mit einem hohen Anteil an Nelken. |
Koriandersamen, gemahlen | Der Taupunktsensor zeigt 0,02 (5 %) mehr als die TDL an. Dies liegt weit außerhalb des Bereichs der akzeptablen Genauigkeit.
| TDL TDL eignet sich am besten für Proben mit einem hohen Anteil an gemahlenem Koriander. |
Kreuzkümmel, gemahlen | Der Taupunktsensor zeigt 0,01 (2 %) mehr als die TDL an. Die Differenz liegt an der kombinierten Fehlerschwelle.
| Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Bei gelegentlichem Einsatz höherer Kümmelkonzentrationen kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Knoblauch, Pulver | Der Taupunktsensor misst 0,01 (3%) höher als die TDL. Die Differenz liegt an der kombinierten Fehlerschwelle. | Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Wenn gelegentlich höhere Konzentrationen von Knoblauchpulver verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Ingwer, Pulver | Der Taupunktsensor misst 0,01 (3%) höher als die TDL. Die Differenz liegt an der kombinierten Fehlerschwelle.
| Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Wenn gelegentlich höhere Konzentrationen von Ingwerpulver verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Chili, mittelgroß, Pulver | Der Taupunktsensor zeigt 0,005 (1 %) mehr als die TDL an. Dies liegt unterhalb der kombinierten Fehlerschwelle. | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit. |
Muskatnuss, gemahlen | Der Taupunktsensor misst 0,014 (3%) höher als die TDL. Die Differenz liegt oberhalb der kombinierten Fehlerschwelle.
| Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Wenn gelegentlich höhere Konzentrationen von Muskatnuss verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. TDL eignet sich am besten für Proben mit einem hohen Anteil an gemahlener Muskatnuss. |
Zwiebel, Pulver | Der Taupunktsensor zeigt 0,003 (1 %) mehr als die TDL an. Dies liegt unterhalb der kombinierten Fehlerschwelle. | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit. |
Oregano | Der Taupunktsensor misst 0,01 (3%) höher als die TDL. Die Differenz liegt an der kombinierten Fehlerschwelle.
| Kapazität Bei niedrigen Konzentrationen sollte ein Taupunktsensor ausreichend genau sein. Wenn gelegentlich höhere Oregano-Konzentrationen verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Paprika, gemahlen | Der Taupunktsensor misst 0,008 (2%) höher als die TDL. Die Differenz liegt unterhalb der kombinierten Fehlerschwelle. | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit. Wenn gelegentlich höhere Mengen Paprika verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Salbei | Der Taupunktsensor zeigt 0,02 (5 %) mehr als die TDL an. Dies liegt weit außerhalb des Bereichs der akzeptablen Genauigkeit.
| TDL TDL eignet sich am besten für Proben mit einem hohen Anteil an Salbei. |
Geräucherter Paprika, gemahlen | Der Taupunktsensor misst 0,008 (2%) höher als die TDL. Die Differenz liegt unterhalb der kombinierten Fehlerschwelle. | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit. Wenn gelegentlich höhere Mengen geräucherter Paprika verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Weißer Pfeffer, gemahlen | Der Taupunktsensor zeigt 0,005 (1 %) mehr als die TDL an. Die Differenz liegt unterhalb der kombinierten Fehlerschwelle. Weiße Pfefferkörner unterscheiden sich von schwarzen Pfefferkörnern dadurch, dass sie in Wasser eingeweicht und von ihrer Schale befreit werden, wodurch viele der flüchtigen Bestandteile verloren gehen. | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit. Wenn gelegentlich höhere Mengen an weißem Pfeffer verwendet werden, kann ein Kapazitätssensor hilfreich sein. |
Andere Lebensmittelzusatzstoffe
Zutat | Testergebnisse† und Volatilitätsprofil | Sensor-Empfehlung |
---|---|---|
Ascorbinsäure | Ascorbinsäure kann in allen Konzentrationen mit einem Taupunktsensor genau gemessen werden. M.P. 190-192 °C, kein nennenswerter Dampfdruck bei 25 °C | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit.
|
Essigsäure | Bei 1 % Masse oder weniger nähert sich die Essigsäure der kombinierten Fehlerschwelle. Bei 3 % Masse überschreitet Essigsäure die Fehlerschwelle. Es wird nicht empfohlen, 100%ige Essigsäure (Eisessig) in ein Messgerät zu geben, da sie die Sensoren und Oberflächen dauerhaft beschädigen kann. Nach dem Durchführen von Proben, die eine beliebige Konzentration von Essigsäure enthalten, wird eine gründliche Reinigung empfohlen. B.P. 118 °C | Konzentrationsabhängig Dew point sensor gives good accuracy if acetic acid is kept at <1% by mass. Wenn der Massenanteil der Essigsäure gelegentlich mehrere Prozent erreicht, kann ein Kapazitätssensor helfen. TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen.
|
Zitronensäure | Zitronensäure stört Taupunktsensoren bei Konzentrationen von bis zu 100 % nicht. M.P. 156 °C | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit.
|
Ethanol | Bei 1 % Masse oder weniger nähert sich Ethanol der kombinierten Fehlerschwelle. Bei 3 % Masse überschreitet Ethanol die Fehlerschwelle. B.P. 78 °C | Konzentrationsabhängig Dew point sensor gives good accuracy if ethanol is kept at <1% by mass. Bei Konzentrationen von 1-5 % kann ein Kapazitätssensor gelegentlich verwendet werden. Bei längerer Exposition gegenüber Ethanol besteht die Gefahr, dass der Kapazitätssensor vergiftet wird, was zu einer irreversiblen Drift führt und einen Austausch des Sensors erforderlich macht. Bei Konzentrationen von mehr als 5 % Ethanol ist eine TDL die einzige Empfehlung. |
Glyzerin | Glyzerin beeinträchtigt Taupunktsensoren bei Konzentrationen von bis zu 100 % nicht. Dampfdruck von 0,003 mmHg bei 50 ºC | Taupunkt |
Isopropanol | Bei 1 % Masse oder weniger nähert sich Isopropanol der kombinierten Fehlerschwelle. Bei 3 % Masse überschreitet Isopropanol die Fehlerschwelle. B.P 83 °C | Konzentrationsabhängig Dew point sensor gives good accuracy if isopropanol is kept at <1% by mass. Wenn der Massenanteil von Isopropanol gelegentlich mehrere Prozent erreicht, kann ein Kapazitätssensor helfen. TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Apfelsäure | Apfelsäure stört Taupunktsensoren bei Konzentrationen von bis zu 100 % nicht. M.P. 130 ºC | Taupunkt |
Propylenglykol | Erst ab einer Konzentration von 5 Massenprozent beginnt Propylenglykol mit einem Taupunktsensor zu interferieren. B.P. 188 °C | Konzentrationsabhängig Dew point sensor gives good accuracy if propylene is kept at <3% by mass. Wenn der Massenanteil von Propylenglykol gelegentlich mehrere Prozent erreicht, kann ein Kapazitätssensor helfen. TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Milchsäure | Bei Konzentrationen von bis zu 42,5 Massenprozent kann Milchsäure von einem Taupunktsensor genau gemessen werden. 85%ige Milchsäure sollte nicht in ein Messgerät gegeben werden und kann zu dauerhaften Schäden an den Sensoren und Oberflächen führen. B.P. 122 °C | Taupunkt Der Taupunktsensor bietet eine gute Genauigkeit bis zu Konzentrationen von 42,5 Massenprozent. |
Ätherische Öle
Zutat | Testergebnisse† und Volatilitätsprofil | Sensor-Empfehlung |
---|---|---|
Zimtöl, wasserdampfdestilliert Zimtbaum (Cinnamomum zeylanicum) | Der Taupunktsensor zeigt im Durchschnitt 0,12 höhere Werte als die TDL an, was weit außerhalb des akzeptablen Genauigkeitsbereichs liegt.
| TDL TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Nelkenöl, wasserdampfdestilliert eugenia caryophyllata | Verschmutzung des Taupunktsensors.
| TDL TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Zitronenöl, kaltgepresst | Verschmutzung des Taupunktsensors.
| TDL TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Pfefferminzöl, wasserdampfdestilliert Mentha piperita | Verschmutzung des Taupunktsensors.
| TDL TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Rosmarinöl, wasserdampfdestilliert Rosmarinus officinalis | Verschmutzung des Taupunktsensors.
| TDL TDL ist die einzige Empfehlung für nahezu reine flüchtige Verbindungen. |
Kaffee, Tee, etc.
Zutat | Testergebnisse† und Volatilitätsprofil | Sensor-Empfehlung |
---|---|---|
Kaffee | Hängt stark von der Frische der Probe ab. Der Taupunktsensor zeigt oft gleichbleibende Werte an, ist aber aufgrund der Variabilität der Proben nicht immer zuverlässig.
| Hochgradig variabel Wenn Sie regelmäßig eine Vielzahl von frischen Kaffeeproben messen, bietet ein TDL wahrscheinlich die größte Genauigkeit. Wenn Sie nur gelegentlich Kaffee messen, kann ein Taupunktsensor ausreichen, aber ein Gerät mit einem Kapazitätssensor ist zuverlässiger. |
Schwarzer Gewürztee | Gewürzte Tees enthalten oft ätherische Öle in den Teeblättern, die den Taupunktsensor stören können. | Variabel Wenn Sie wissen, dass Sie regelmäßig eine Vielzahl von Gewürzteeproben messen werden, bietet ein TDL wahrscheinlich die größte Genauigkeit. Wenn Sie nur gelegentlich Gewürztees messen, kann ein Taupunktsensor ausreichen, aber ein Gerät mit einem Kapazitätssensor ist zuverlässiger. |
Schwarzer Tee | Die Teeblätter selbst können mit einem Taupunktsensor genau gemessen werden. | Taupunkt |
Grüner Tee | Die Teeblätter selbst können mit einem Taupunktsensor genau gemessen werden. | Taupunkt |
Zitrone Schwarzer Tee | Gewürzte Tees enthalten oft ätherische Öle in den Teeblättern, die den Taupunktsensor stören können. | Variabel |
Schwarzer Tee mit Minze | Gewürzte Tees enthalten oft ätherische Öle in den Teeblättern, die den Taupunktsensor stören können. | Variabel |
Earl Grey | Gewürzte Tees enthalten oft ätherische Öle in den Teeblättern, die den Taupunktsensor stören können. | Variabel |
Chicorée-Getränkemischung | Zichorienwurzelextrakte sind dafür bekannt, dass sie viele Aromastoffe und Komponenten mit hoher Flüchtigkeit enthalten.16 | TDL |
† Der vollständige Datensatz ist auf Anfrage erhältlich. Bitte kontaktieren Sie uns, um dies zu besprechen.
Getrocknete Gewürze und Kräuter
Die in diesem Bericht vorgestellten Kräuter und Gewürze lassen sich hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit in drei Kategorien einteilen:
Die in diesem Bericht verwendeten Gewürze und Kräuter wurden nicht verdünnt oder verfälscht - es obliegt dem Endverbraucher zu entscheiden, ob es sich um seine eigenen Proben handelt oder nicht.
Ätherische Öle
Bei Nelkenöl, Pfefferminzöl, Zitronenöl und Rosmarinöl fielen die Taupunktsensoren aufgrund von Spiegelverschmutzung aus. Zimtöl konnte zwar mit einem Taupunktsensor gemessen werden, ergab aber einen Wert, der deutlich über dem durchschnittlichen TDL-Wert lag.
Für die Bestimmung vonaw von ätherischen Ölen ist ein TDL der einzige zuverlässige Sensor, da diese Mischungen einen geringen Wassergehalt und eine hohe Flüchtigkeit aufweisen.
Andere Lebensmittelzusatzstoffe
Die in diesem Bericht vorgestellten Verbindungen fallen in zwei Kategorien:
Für jede dieser Komponenten gibt es zahlreiche Anwendungsfälle, und es liegt am Endnutzer, zu entscheiden, welches Instrument seinen Bedürfnissen am besten entspricht.
Destillierter weißer Essig beispielsweise enthält in der Regel 5 % Essigsäure, und wenn Sie denaw-Wert für diese Art von Probe regelmäßig bestimmen müssen, sollten Sie einen TDL in Betracht ziehen. Wenn Sie Proben verwenden, die verdünnten Essig enthalten, kann ein Kapazitätssensor gut funktionieren. Wenn Sie wissen, dass Sie Essig haben, der aber nur einen geringen Prozentsatz Ihrer Probe ausmacht, kann ein Taupunktsensor ausreichend sein.
Kaffee, Tee, usw.
Kaffee ist oft problematisch für einen Taupunktsensor, aber er ist sehr variabel. Es gibt Schwankungen von Röstung zu Röstung und zwischen verschiedenen Sorten, aber auch zwischen frisch gemahlenen und vorverpackten Proben. Wenn Sie als Kaffeeproduzent oder -röster daran interessiert sind, denaw-Wert Ihres Produkts zu bestimmen, ist ein Gerät mit einem TDL-Sensor die beste Wahl.
Tees können mit einem Taupunktsensor genau gemessen werden, solange sie nicht mit leicht flüchtigen Verbindungen aromatisiert sind, wie dies bei einigen Gewürztees der Fall ist. Wenn Sie Gewürztees herstellen, ist ein TDL erforderlich, um denaw-Wert bei Vorhandensein von ätherischen Ölen genau zu bestimmen.