Wasseraktivität und haltbare Fleischprodukte

Wasseraktivitäten für Inspektoren

USDA-Inspektoren erwarten, dass die Wasseraktivität als kritischer Kontrollpunkt (CCP) in HACCP-Plänen aufgeführt wird, in der Regel während der Trocknung und Verpackung. Eine Wasseraktivität unter 0,85 ist eine FSIS-Vorschrift für ein HACCP-Modell zur Haltbarkeitskontrolle. Andere Feuchtigkeitsmessungen, einschließlich MPR und Feuchtigkeitsgehalt, sind "keine Sicherheitsüberlegungen" und werden nicht in HACCP-Pläne aufgenommen. Das USDA erklärt: "Die Wasseraktivität des Produkts korreliert am besten mit der Hemmung des Wachstums der einzelnen Krankheitserreger".

Aber warum?

Warum hemmt die Senkung der Wasseraktivität das Wachstum von Krankheitserregern?

Wie die Marianskis es so anschaulich inDie Kunst der Herstellung fermentierter Wurstwarenbeschrieben haben, ist die Kontrolle der Wasseraktivität so, als würde man den Bakterien die Nahrung stehlen. Wenn man die Wasseraktivität senkt, "sperrt" man das Wasser ein und macht es den Bakterien letztendlich unmöglich, sich zu vermehren. Schauen wir uns das genauer an.

Listerien, E. Coli, Staphylokokken und Salmonellen sind winzige Organismen, die wie jeder andere Organismus Wasser brauchen, um zu wachsen und sich zu vermehren. Dieses Wasser erhalten sie, indem sie es durch die Zellmembran, die sie umgibt, ansaugen. Diese Saugkraft entsteht durch Energieunterschiede zwischen dem Wasser außerhalb und dem Wasser innerhalb der Zelle.

Es ist leicht zu erkennen, dass sich Wasser von hoher zu niedriger Energie bewegt: Stellen Sie sich einen Topf mit kochendem Wasser vor.
Wassermoleküle bewegen sich (als Dampf) vom hochenergetischen kochenden Wasser in die energieärmere Atmosphäre.

Die Energieunterschiede zwischen einem Cracker und einem Stück Käse sind weniger extrem, aber wenn der Käse auf dem Cracker liegt, wandern die Wassermoleküle vom Käse, in dem das Wasser eine höhere Energie hat, zum Cracker, in dem die Energie niedriger ist.

Dieses Prinzip gilt auch auf molekularer Ebene, und pathogene Bakterien nutzen es, um Wasser aus der Umgebung mit höherer Wasserenergie außerhalb der Zelle in eine Umgebung mit niedrigerer Wasserenergie innerhalb der Zelle zu ziehen.

Senkt man jedoch die Wasserenergie außerhalb der Zelle so weit ab, entsteht "osmotischer Stress": Die Zelle kann kein Wasser mehr aufnehmen und geht in den Ruhezustand über. Osmotischer Stress tötet pathogene Bakterien nicht ab, er macht sie nur unfähig, sich zu vermehren.

Die Wasseraktivität ist einfach ein Maß für den Energiestatus des Wassers in einem Material. Man kann damit feststellen, ob das Wasser in einem Stück Dörrfleisch genug Energie hat, um einen bestimmten Bakterienstamm zu unterstützen. Verschiedene Krankheitserreger kommen mit osmotischem Stress auf unterschiedliche Weise zurecht. Deshalb können Staphylokokken bei niedrigeren Wasseraktivitäten überleben als Listerien.

Eine Senkung der Wasseraktivität tötet zwar keine Bakterien ab, aber nach einem Abtötungsschritt wie der Wärmebehandlung kontrolliert die Wasseraktivität das Bakterienwachstum, und deshalb ist sie die bevorzugte Feuchtigkeitsmessung der FSIS. Sie kann jedoch noch viel mehr bedeuten. Die Wasseraktivität ist nicht nur für FSIS, das USDA und HACCP von Bedeutung. Sie ist eine leistungsfähige Methode zur Messung und zum Verständnis des Wassergehalts in Ihrem Produkt.

Prozesskontrolle mit Wasseraktivität

Beim Trocknen ist die Wasseraktivität der beste Weg, den Prozess zu kontrollieren.

Das liegt daran, dass er direkt auf die drei Fragen eingeht, die Sie beantworten müssen:

• Ist mein Produkt sicher?
• Wird es den Verbrauchern gefallen?
• Kann ich mit der Produktion Geld verdienen?

Kundenzufriedenheit: Gewährleistung der Konsistenz von Charge zu Charge

Um Ihre Kunden zufrieden zu stellen, müssen Sie herausfinden, wie Sie das Produkt, das Ihre Kunden wünschen, beständig liefern können.
Wenn Sie Ihr Produkt trocknen, müssen Sie immer wieder das gleiche Trocknungsziel erreichen. Wenn Sie den Feuchtigkeitsgehalt, die MPR oder ein anderes Attribut messen, werden Sie am Ende den Schwanz einziehen.

Wenn Sie die Zeit oder die Temperatur anpassen, reagieren die Wasseraktivitätswerte. Und wenn Sie Ihr Produkt verkosten, werden Sie feststellen, dass die gemessenen Wasseraktivitätswerte in hohem Maße mit der Beschaffenheit des Dörrfleischs korrelieren.

Im Gegensatz zu anderen Feuchtigkeitsmessungen basiert die Wasseraktivität auf Standards. Das bedeutet, dass die Messung, die Sie heute vornehmen, mit der Messung vom letzten Jahr oder mit der Messung eines anderen Bedieners verglichen werden kann. Sie können die Werte von Charge zu Charge, zwischen verschiedenen Linien und zwischen verschiedenen Verarbeitungsstandorten vergleichen. Und Sie können die Echtzeitdaten zur Wasseraktivität nutzen, um Ihre Ofentemperatur oder Backzeit anzupassen.

Außerdem können Sie damit die Qualität der von den Lieferanten gelieferten Zutaten überprüfen und den Käufern die gleichbleibende Qualität Ihrer Produkte nachweisen.

Rentabilität: Vermeidung von Verlusten durch Übertrocknung

Bei Produkttests haben wir festgestellt, dass es leicht zu einer Übertrocknung von Dörrfleisch kommt, wenn man die Wasseraktivität nicht überwacht. Selbst kleine Abweichungen wirken sich auf die Qualität und den Gewinn aus.

Wir haben festgestellt, dass ein kleiner Unterschied in der Wasseraktivität so groß ist, als würde man vor dem Versand einen Vierteldollar in jede Tüte Dörrfleisch werfen. Die Verwendung der Wasseraktivität, um festzustellen, wann Ihr Produkt richtig getrocknet ist, kann Hunderttausende von Dollar an Verschwendung verhindern.

Durch die Messung der Wasseraktivität können Sie den "Sweet Spot" finden - den Punkt, an dem die Wasseraktivität Ihres Trockenfleischs niedrig genug ist, um sicher zu sein, und hoch genug, um Ihre Kunden zufrieden zu stellen. Dann können Sie diesen Wert jeden Tag erreichen, um die Rentabilität zu gewährleisten.

Prozesskontrolle mit Echtzeitdaten

Für die Verwendung der Wasseraktivität als Prozesskontrolle gibt es zwei Schlüssel. Erstens muss die Messung der Wasseraktivität schnell sein. Und zweitens müssen die Daten in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit geliefert werden.

Schnell, einfach, am laufenden Band

Herkömmliche, von der AOAC anerkannte Feuchtigkeitsmessungen sind während des Trocknungsprozesses fast unmöglich durchzuführen. Und der schnelle Verlust beim Trocknen ist nicht genau genug. Im Gegensatz dazu können der Taupunkt mit einem gekühlten Spiegel und die Wasseraktivitätsmessung mit einem abstimmbaren Diodenlaser an der Linie in 5 Minuten oder weniger durchgeführt werden.

Und wenn Sie einen Burrito in der Mikrowelle aufwärmen können, können Sie mit diesen Geräten die Wasseraktivität auf 0,003 aw genau messen. Kein wissenschaftlicher Abschluss erforderlich.

Daten in Echtzeit

Die automatisierte Datenerfassung ist eine wesentliche Voraussetzung für die Nutzung von Messungen zur Prozesskontrolle. Neue Technologien machen es möglich, Daten direkt und automatisch von Wasseraktivitätsmessgeräten und anderen vorhandenen Instrumenten zu erfassen. Erfahren Sie, wie ein Produktionsbetrieb den "Albtraum" der manuellen Datenerfassung überwunden hat und nun nahezu in Echtzeit die Daten erhält, die er zur Überwachung und Steuerung seiner Ofentemperatur benötigt.

Keine einzige richtige Antwort

Wir haben in unserem Labor eine Vielzahl von haltbaren Fleischprodukten getestet. Diese Produkte kontrollierten die Wasseraktivität mit verschiedenen Feuchthaltemitteln, darunter Salz, Sojasauce und Zucker. Nur eines enthielt Glyzerin. Wie diese Produkte zeigen, gibt es viele Strategien, um eine sichere Wasseraktivität zu erreichen.

Anspruchsvollere Formulierung

In diesem Artikel wurden hauptsächlich die Grundlagen der Wasseraktivität und des haltbaren Fleisches erläutert. Wenn Sie daran interessiert sind, können Sie den Feuchtigkeitsgehalt Ihres Produkts noch viel besser verstehen und kontrollieren. Das können Sie zum Beispiel:

• lernen, wie man die Wasseraktivität durch Zugabe von Feuchthaltemitteln (Salz, Zucker, Sojasauce) steuern kann
• modellieren, was passiert, wenn man Trocknungszeit und Temperatur variiert
• die Haltbarkeitsdauer Ihres Produkts zu bestimmen
• verstehen, was passiert, wenn Ihr Produkt bei hohen Temperaturen oder hoher Luftfeuchtigkeit gelagert wird
• Verpackungsmaterialien zu bewerten und die Wechselwirkung zwischen Verpackung und Haltbarkeit zu verstehen
• herauszufinden, wie sich das Befeuchten oder Austrocknen Ihres Produkts auf seine Wasseraktivität auswirkt

Marktüberblick: Bewertung der führenden Jerky-Marken

Wir haben Dörrfleisch in lokalen Geschäften, großen Ketten und bei Online-Händlern gekauft. Wir haben alte, traditionsreiche Marken neben aufstrebenden Unternehmen getestet. Wir haben Marken getestet, die alles im eigenen Haus herstellen, und Marken, die in verschiedenen Betrieben zusammen verpackt werden.

Das Ergebnis? Eine Momentaufnahme des Marktes von zwölf Jerky-Marken. In diesem kurzen 15-minütigen Webinar gibt Scott Campbell einen Überblick über die Ergebnisse. Lernen Sie:

• welche Marken bei den von uns getesteten Proben ein einheitliches Produkt erzielten.
• welche Marken gefährlich nahe an die Sicherheitsgrenzen herankamen und warum.
• welche Marken zu viel einpacken - und welche das Minimum nicht ganz erreichen.
• die voraussichtlichen Kosten der Uneinheitlichkeit von Verpackung und Trocknung.

Referenzen

Marianski, Stanley, und Adam Mariański. Die Kunst der Herstellung fermentierter Würste. Bookmagic LLC, 2009.