Es gibt keine strenge wissenschaftliche Definition für einen flüchtigen Stoff, aber im Allgemeinen handelt es sich dabei um jede Substanz, die bei Raumtemperatur oder darunter leicht verdunstet und sich in Gas umwandelt. Flüchtige Stoffe kommen natürlicherweise in Gewürzen und Lebensmitteln sowie in vielen Substanzen vor, die in der Lebensmittel- und Arzneimittelverarbeitung verwendet werden.

Es gibt vier allgemein anerkannte Arten von Wasseraktivitätssensoren. Jeder davon verfügt über eine einzigartige Methode zur Messung der Wasseraktivität und unterscheidet sich in seiner Fähigkeit, bei Vorhandensein störender flüchtiger Verbindungen (VCs) genaue Messungen durchzuführen.

• Taupunktsensoren sind im Allgemeinen die schnellsten und genauesten, können jedoch bei Vorhandensein flüchtiger Verbindungen aufgrund der Mitkondensation von VCs auf dem gekühlten Spiegel Probleme bereiten.
• Kapazitätssensoren können das Problem der Kondensation überwinden, liefern jedoch in der Regel weniger genaue Daten mit längeren Datenerfassungszeiten und können durch bestimmte Verbindungen beeinträchtigt werden (einige Alkohole haben sich als störend erwiesen).
• Resistive elektrolytische Sensoren benötigen Filter, um sie vor flüchtigen Verbindungen zu schützen und die Messwerte zu verbessern. Zum Schutz vor verschiedenen flüchtigen Verbindungen sind unterschiedliche Filter erforderlich, die die Messzeiten oft erheblich verlangsamen.
• Der TDL-Sensor (Tunable Diode Laser) wurde speziell für die Messung der Wasseraktivität in Gegenwart flüchtiger Verbindungen entwickelt. Er ist das zuverlässigste und genaueste Instrument für diesen Zweck.

Um Ihnen bei der Auswahl des für Ihre Situation am besten geeigneten Geräts zu helfen, hat das METER Food R&D Lab mehr als 20 häufig verwendete Zutaten mit unterschiedlichen Konzentrationen flüchtiger Verbindungen getestet. Alle Zutaten wurden mit den oben aufgeführten Sensoren getestet.

Wir haben uns bemüht, für diese Tests standardmäßige, weit verbreitete Inhaltsstoffe zu verwenden, aber es ist zu beachten, dass die Sensorleistung je nach Herstellung und/oder Verarbeitung der Inhaltsstoffe variieren kann. In diesem Bericht werden gegebenenfalls die besten und schlechtesten Szenarien vorgestellt. Die Empfehlungen für Messgeräte basieren auf typischen Anwendungsfällen.

Wie wir diese Tests durchgeführt haben

Vor der Analyse der Proben wurden alle Geräte kalibriert und anhand einer Reihe bekannter_aw-Standards überprüft. Eine repräsentative Probe jeder Zutat wurde in mindestens drei einzelnen Geräten pro Sensor analysiert. Jede Probe wurde so lange analysiert, bis das Gerät drei Messwerte innerhalb der Sensorspezifikation lieferte (_{Δaw-Genauigkeit}: Taupunkt ±0,003, Kapazität ±0,015 und TDL ±0,005).

Die in dieser Studie verwendeten Gewürze stammen aus einer schnell rotierenden Lebensmittelabteilung eines Lebensmittelladens. Die ätherischen Öle wurden von einem USDA-Bio-Lieferanten bezogen und sind für den internen Gebrauch gekennzeichnet. Die anderen verwendeten Lebensmittelzusatzstoffe waren alle von ACS-Reagenzqualität.

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 beeinträchtigten.

Angesichts der Leistungsfähigkeit des TDL-Sensors in Gegenwart flüchtiger Verbindungen wurde dieser als der genaueste Sensor angesehen und als Standard für den Vergleich mit den anderen Instrumenten festgelegt. Unter Verwendung unserer Sensorspezifikationen wurde der Additivwert_Δaw als akzeptabler Fehler angenommen. Die angegebene Sensorspezifikation für den TDL lautet_Δaw ± 0,005, sodass der maximal akzeptable Fehler zwischen zwei TDL-Sensoren der Fehlerwert_Δaw ± 0,01 ist.

Generally speaking, a Δa_w < 0.01 corresponds to a difference between instruments of 1-2% and is within the normal instrumental error. An error between Δa_w ± 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.

Die Ergebnisse – und wie wir sie interpretiert haben

Diese Datenpunkte wurden aus Proben gewonnen, mit denen typische Verbraucher wahrscheinlich in Berührung kommen. Frische Gewürze und Kräuter, die möglicherweise direkt vom Erzeuger stammen, können höhere Konzentrationen an störenden flüchtigen Verbindungen aufweisen und möglicherweise nicht zu denselben Ergebnissen führen. Darüber hinaus 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 folgenden Tabelle sind in drei Kategorien unterteilt:

• Taupunktsensor – Wenn ein Inhaltsstoff bei allen Konzentrationen genau gemessen werden kann, ist ein Taupunktsensor die beste Wahl.
• Kapazitätssensor – Wenn die Probe so flüchtig ist, dass sie bei hohen Konzentrationen Probleme mit dem Taupunktsensor verursachen kann, bei niedrigeren Konzentrationen jedoch gut funktioniert, wird ein Dual-Block-Gerät oder ein Kapazitätssensor empfohlen.
• Durchstimmbarer Diodenlaser (TDL) – Wenn der Inhaltsstoff selbst bei geringen Konzentrationen ungenaue Messwerte verursacht, wird ein TDL-Sensor empfohlen.

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