Wasseraktivität in Futtermitteln

Was ist Wasseraktivität und warum ist sie wichtig?

Die Wasseraktivität ist eine thermodynamische Eigenschaft und wird im Allgemeinen definiert als die Energie des Wassers in einem System oder als der Grad, zu dem Wasser leicht in die Dampfphase entweichen kann. Dieses Prinzip ist in der Tierfutterproduktion von entscheidender Bedeutung, denn je höher die Energie des Wassers ist, desto wahrscheinlicher ist es, dass das Wasser mikrobielles Wachstum, Feuchtigkeitsmigration und chemische oder physikalische Reaktionen verursacht. 

Vor diesem Hintergrund ist es wichtig, den Unterschied zwischen Wasseraktivität und Feuchtigkeitsgehalt zu verstehen und zu wissen, dass die Wasseraktivität ein viel genauerer Indikator für Verderb, Zersetzung und andere unerwünschte Veränderungen ist.

Mikroorganismen zum Beispiel nutzen das Wasser in ihrer Umgebung, um zu überleben. Wenn eine Mikrobe von einer geringeren Wasseraktivität umgeben ist als ihr Inneres, gerät sie unter osmotischen Stress. Osmotischer Stress führt dazu, dass Wasser aus dem Inneren nach außen wandert und den Auslösedruck verliert. Wenn ein Mikroorganismus in diesem Szenario nicht mit seiner Umgebung mithalten kann, geht er in einen Ruhezustand über, d. h. er kann in dieser Umgebung nicht wachsen oder sich vermehren. Jeder Mikroorganismus hat ein bestimmtes Wasseraktivitätsniveau, unter dem er nicht wachsen kann, was die Wasseraktivität zu einem äußerst wirksamen Mittel zur Kontrolle des mikrobiellen Wachstums macht. 

Wie man die Wasseraktivität kontrolliert

Die Kontrolle der Wasseraktivität ist unglaublich wichtig für die Produktsicherheit und -qualität. Lassen Sie uns untersuchen, wie das geht. 

Die Wasseraktivität wird durch chemische und physikalische Bindungen beeinflusst, d. h., wenn Wasser gebunden wird, sinkt seine Energie. Salz und Zucker sind jeweils ein Beispiel für Zusatzstoffe, die Wasser binden. Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt wirkt sich ebenfalls auf die Wasseraktivität aus, da weniger Wasser in einem Produkt gleichbedeutend mit weniger verfügbarem Wasser für Reaktionen ist. Und nicht zuletzt ist die Temperatur eine entscheidende Komponente für die Wasseraktivität, denn mit steigender Temperatur nimmt auch die Wasseraktivität zu. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, die Temperaturbedingungen zu kennen, denen Ihr Produkt ausgesetzt ist, und zu wissen, wie Ihr Produkt auf Temperaturmissbrauch reagieren wird. 

Hier sind einige wirksame Methoden zur Kontrolle der Wasseraktivität:

- Dehydratisierung - Eine zunehmende Dehydratisierung von Kroketten oder Futtermitteln führt zu einer Verringerung des Wassergehalts des Produkts.

- Essbare Folien und Beschichtungen - Durch die Verwendung der richtigen Folien und Beschichtungen kann verhindert werden, dass Feuchtigkeit in die Umwelt gelangt.

- Feuchthaltemittel - Die Verwendung von Zusatzstoffen, die Wasser binden, wie z. B. Salz, Zucker, Aminosäuren und Polymere, kann die Wasseraktivität kontrollieren.

Wenn die Wasseraktivität in Verbindung mit einer anderen Kontrollmethode, wie z. B. dem pH-Wert oder Zusatzstoffen, eingesetzt wird, spricht man von Hürdentechnologie. Jede Methode dient als zusätzliche Hürde, um die Sicherheit des Produkts zu gewährleisten.

Feuchtigkeits-Sorptions-Isothermen

Die Beziehung zwischen Feuchtigkeitsgehalt und Wasseraktivität wird durch die Feuchtigkeits-Sorptions-Isothermen dargestellt. Wenn Sie für jeden Inhaltsstoff und jedes Produkt eine Feuchtigkeits-Sorptions-Isotherme erstellen, erhalten Sie ein vollständiges Feuchtigkeitsbild Ihres Produkts, mit dem Sie genau feststellen können, wo bestimmte Reaktionen auf Feuchtigkeit - wie etwa mikrobielles Wachstum oder Qualitätseinbußen - auftreten werden. Auf diese Weise können Sie das perfekte Gleichgewicht zwischen Sicherheit und Qualität für Ihr Produkt herstellen. 

Die Erstellung und Verwendung von Isothermen ist in der Tierfutterproduktion von großem Nutzen, insbesondere für Forschungs- und Entwicklungsteams. Hier ein Blick auf einige der wichtigsten Möglichkeiten, wie F&E-Teams Isothermen nutzen:

- Maximieren Sie den Feuchtigkeitsgehalt für Ihren Gewinn, indem Sie wissen, wie viel Feuchtigkeit in einem Produkt sicher sein kann.

- Vermeiden Sie unerwünschte Texturveränderungen wie Anbacken, Verklumpen und Verlust der Fließfähigkeit

- Genaue Vorhersage der Haltbarkeitsdauer, schneller als durch einen beschleunigten Test

- Wählen Sie die richtige Verpackung, indem Sie die Wasserdampfdurchlässigkeit kennen, die erforderlich ist, um die gewünschte Haltbarkeitsdauer zu erreichen.

- Vorhersage von Umwelteinflüssen, indem man versteht, wie sich potenzieller Temperaturmissbrauch bei Transport und Lagerung auf jedes Produkt auswirken wird

- Beschleunigung der Formulierungsprozesse

Große Auswirkungen auf das reale Leben

Unsere hausinternen Untersuchungen von Tierfutter haben bestätigt, dass kleine Änderungen des Feuchtigkeitsgehalts zu erheblichen Änderungen der Wasseraktivität führen, so dass die Messung der Wasseraktivität zur Überwachung und Kontrolle des Feuchtigkeitsgehalts in Tierfutter unerlässlich ist. Die Erstellung von Isothermen ermöglicht es Futtermittelverarbeitern und -herstellern, den idealen Wasseraktivitätsbereich für ihr Produkt zu ermitteln, was eine erhebliche Optimierung der Produktion und eine Verbesserung der Konsistenz, Qualität und Sicherheit ermöglicht. 

Unsere Analysen zeigten auch, dass scheinbar geringfügige Veränderungen des Feuchtigkeitsgehalts erhebliche finanzielle Auswirkungen haben können. Ein Unternehmen gab zum Beispiel einen Feuchtigkeitsgehalt von 10 % als Sicherheitsziel an. Nachdem wir eine Isotherme erstellt hatten, konnten wir jedoch zeigen, dass der Feuchtigkeitsgehalt gefahrlos auf 10,4 % erhöht werden kann, was zu enormen Einsparungen bei den Rohstoffen führen könnte. Kurz gesagt, die Verwendung von Isothermen ermöglicht es Ihnen, Leitplanken für Ihr Produkt festzulegen, Schwankungen in der Produktion zu reduzieren und den Feuchtigkeitsgehalt gewinnbringend zu maximieren.

Im Webinar erhalten Sie weitere detaillierte Informationen über die Auswirkungen der Wasseraktivität in Tierfutter.