Der umfassende Leitfaden zum Thema Haltbarkeit für Lebensmittelhersteller

Ohne eine genaue, produktspezifische Haltbarkeitkönnten Sie ein abgelaufenes Produkt entsorgen, das noch einwandfrei ist. Oder ein noch nicht abgelaufenes Produkt verkaufen, das eigentlich verdorben ist. Möglicherweise zahlen Sie zu viel für eine Verpackung, die Ihrem Produkt nicht zugutekommt. Oder Sie verzichten auf Haltbarkeit deutlich Haltbarkeit eine bessere Verpackung bieten würde. Der Punkt ist: Sie wissen es nicht genau, weil Sie im Dunkeln tappen.

Warum führen die Menschen nicht mehr Haltbarkeitstests durch?

Sie könnten zu viel für Verpackungen bezahlen, die Ihrem Produkt nicht helfen.

Umfassende Haltbarkeit

In der Regel liegt das daran, dass ein echter, umfassender Haltbarkeit eine gewaltige Aufgabe ist. Dabei spielen komplexe Zusammenhänge zwischen Feuchtigkeit, Temperatur und den verschiedenen Arten von Produktversagen eine Rolle.

Es gibt eine Vielzahl von Faktoren, die Ihr Produkt unsicher oder ungenießbar machen könnten – Schimmel, Mikrobielles Wachstum, Ranzigkeit, Veränderungen in Konsistenz oder Geschmack sowie der Abbau von Vitaminen. Die meisten Menschen verfügen nicht über das nötige Fachwissen, um umfassende Haltbarkeit im eigenen Haus durchzuführen, und die Beauftragung eines externen Labors ist kostspielig.

Es gibt eine wissenschaftlich fundierte Alternative zu dieser Art von Haltbarkeit . Es handelt sich um Haltbarkeit, vereinfacht durch Wasseraktivität. Damit lassen sich alle Daten gewinnen, die Sie benötigen, um Haltbarkeit Ihres Produkts vorherzusagen – und zwar Haltbarkeit eines Experiments, das sich jeder, selbst ein kleines Start-up, leisten kann.

Haltbarkeit Wasseraktivität

Wie funktioniert WasseraktivitätHaltbarkeit vereinfachen?

1. Es beseitigt Ablenkungen. Wenn Sie Wasseraktivität Ihres Produkts kennen, wissen Sie, welche Fehlerarten bei diesem Produkt ein Problem darstellen.
2. Das vereinfacht die Vorhersage. Sie können Ihr Wasseraktivität zusammen mit einer weiteren Messmethode (welche, hängt von Ihrem jeweiligen Ausfallmodus ab) nutzen, um ein einfaches, intern durchführbares Experiment durchzuführen, mit dem sich Ihre Haltbarkeit vorhersagen lässt.
3. Dadurch wird die Produktion standardisiert. Sie können eineSpezifikation festlegen,Spezifikation Sie Haltbarkeit jeder Charge die optimale Haltbarkeit erzielen.

Ihre Haltbarkeit können wertvolle Erkenntnisse liefern, die Ihnen helfen, Produktausfälle zu vermeiden, Haltbarkeit vorherzusagen und zu verlängern, die kostengünstigste Verpackung auszuwählen und vieles mehr.

AQUALAB 3. Eine genaue Wasseraktivität Ihres Produkts kann dazu beitragen, Haltbarkeit präziser vorherzusagen.

Inwiefern lässt sich anhand Wasseraktivität Haltbarkeit Wasseraktivität ?

Wasseraktivität ein wichtiges Mittel zur Vorhersage und Steuerung der Haltbarkeit Lebensmitteln. Haltbarkeit der Zeitraum, in dem ein Produkt sicher verzehrt werden kann, die gewünschten sensorischen, chemischen, physikalischen und mikrobiologischen Eigenschaften beibehält und den Anforderungen an die Nährwertkennzeichnung entspricht. Zahlreiche Faktoren beeinflussen Haltbarkeit, darunter Wasseraktivität, der pH-Wert, das Redoxpotenzial, der Sauerstoffgehalt, der Einsatz von Konservierungsstoffen sowie die Verarbeitungs- und Lagerbedingungen. Durch die Messung und Steuerung der Wasseraktivität Lebensmitteln und Arzneimitteln ist es möglich:

• Vorhersagen, welche Mikroorganismen potenzielle Ursachen für Verderb und Infektionen sind
• Die chemische Stabilität von Lebensmitteln erhalten
• Minimierung nichtenzymatische Bräunung und spontaner autokatalytischer Lipidoxidation
• Die Aktivität von Enzymen steuern
• Nährstoffe und Vitamine in Lebensmitteln länger haltbar machen
• Optimierung der physikalischen Eigenschaften von Lebensmitteln

Faktoren, die Haltbarkeit beeinträchtigen

Es gibt drei Hauptfaktoren, die Haltbarkeit beeinflussen: mikrobiologische Eigenschaften, chemische Veränderungen und physikalischer Verderb. Alle diese Faktoren stehen im Zusammenhang mit Wasseraktivität.

Mikrobielles Wachstum

Schimmel und Mikrobielles Wachstum die größten Gefahren für Haltbarkeit. Durch die Steuerung Wasseraktivität Mikrobielles Wachstum hemmen oder verhindern, Haltbarkeit verlängern und manche Produkte sicher ohne Kühlung lagern. Anhand genau definierter Tabellen können Sie einen Wasseraktivität für Wasseraktivität Ihres Produkts festlegen und diesen bei Haltbarkeit verwenden.

Tabelle 1. Wachstumsgr Wasseraktivität Abhängigkeit von Wasseraktivität für viele gängige Mikroorganismen

Aber wie können Sie dieses Wissen bei Rezeptur, Spezifikation, der Produktion und der Verpackung zu Ihrem Vorteil nutzen? Sehen Sie sich unser aktuelles Webinar an und erfahren Sie:

• Wie Wasseraktivität Mikrobielles Wachstum Wasseraktivität
• Wie Sie die für Ihre Branche relevanten_AW -Grenzwerte für bestimmte Organismen bei der Festlegung Ihrer Spezifikationen berücksichtigen
• Wie man verschiedene Rezeptur (einschließlich Feuchthaltemittel, Filme und Beschichtungen) einsetzt, um die Wasseraktivität zu erreichen
• Warum Sie die Hürden-Technologie in Betracht ziehen sollten, um bestimmte Herausforderungen zu bewältigen

Chemischer Abbau

Wasseraktivität die Reaktionsgeschwindigkeiten chemischer Zersetzungsreaktionen, da Wasser als Lösungsmittel wirkt, selbst als Reaktionspartner fungieren kann oder durch seine Viskosität die Mobilität der Reaktionspartner verändert. Beispielsweise nehmen nicht-enzymatische Bräunungsreaktionen mit steigender Wasseraktivität ein Maximum bei 0,6 bis 0,7_aw, während Lipidoxidation bei etwa 0,2 bis 0,3_aw minimiert Lipidoxidation . Die optimale chemische Stabilität liegt im Allgemeinen nahe dem Monoschicht-Feuchtigkeitsgehalt, der anhand von Feuchtigkeitssorptionsisothermen bestimmt wird.

Abbildung 1. Die Stabilität und die Reaktionen in einem Produkt lassen sich anhand Wasseraktivität vorhersagen.

Physische Verschlechterung

Umgebungen mit hoher und (seltener) niedriger Luftfeuchtigkeit können Wasseraktivität eines Produkts beeinflussen, was zu unerwünschten Veränderungen der Textur oder der physikalischen Eigenschaften des Produkts führen und Haltbarkeit verkürzen kann. Zu den Problemen zählen der Verlust der Knusprigkeit bei trockenen Produkten, Verklumpung Verbackung Pulvern sowie eine zähe oder zähe Konsistenz bei feuchten Produkten. Die Ermittlung der kritischen Wasseraktivität Ihr Produkt kann einige Nachforschungen erfordern, doch Wasseraktivität dies wesentlich einfacher.

Die Kenntnis Wasseraktivität optimalen Wasseraktivität Ihrer Produkte Wasseraktivität unerwünschte Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Produkts, wie beispielsweise Verklumpung Verbackung, verhindern.

Verpackung, Versand und Lagerung

Wasseraktivität während des Transports und der Lagerung können Haltbarkeit erheblich beeinflussen. Wasseraktivität temperaturabhängig, und die Transport- und Lagertemperaturen können Wasseraktivität der Verpackung beeinflussen. Vereinfachte Haltbarkeit können Ihnen dabei helfen, die optimale Verpackung zu ermitteln und die Auswirkungen der Transport- und Lagerbedingungen auf die Haltbarkeit Produkts zu bewerten.

Starten Sie mit vereinfachten Tests

Informationen darüber, wie sich Haltbarkeit maximieren lässt, Haltbarkeit in der lebensmittelwissenschaftlichen Fachliteratur, doch es kann schwierig sein, detaillierte Schritt-für-Schritt-Anleitungen zu finden. Bei der Ausarbeitung eines Plans zur Prüfung der Haltbarkeit jeweiligen Produkts sollten Sie lediglich einige Punkte beachten.

Versuchen Sie NICHT, alles zu analysieren.

Haltbarkeit hängt von vielen Faktoren ab, doch die größten Auswirkungen haben Wasseraktivität die Temperatur. Beginnen Sie damit, diese beiden Faktoren zu kontrollieren.

Wie wird Wasseraktivität ?

Lebensmittelhersteller messen Wasseraktivität Labor und in der Produktionslinie mit Wasseraktivität . Messen Sie Wasseraktivität _aw) in maximal 5 Minuten (durchschnittliche Messdauer: 2,5 Minuten) mit_{einer Genauigkeit von} ±0,003_aw . Die Geräte von AQUALAB sind die schnellsten und präzisesten Wasseraktivität auf dem Markt. Sehen Sie sich das Video an, um zu erfahren, wie es funktioniert.

Bestimmen Sie die wahrscheinlichsten Ausfallmodi.

Die Haltbarkeit Produkts wird in der Regel nur von einem oder zwei Ausfallmechanismen beeinflusst. So wird beispielsweise die Haltbarkeit Kartoffelchips häufig durch Fehlaromen beeinträchtigt, die mit Lipidoxidation zusammenhängen. Vereinfachte Haltbarkeit sollten damit beginnen, Lipidoxidation verschiedenen Wasseraktivitäten und Temperaturen zu verfolgen. Sobald die Auswirkungen der Lipidoxidation berücksichtigt Lipidoxidation , können Sie weitere potenziell einschränkende Faktoren wie beispielsweise die Textur untersuchen.

Die grundlegenden Schritte zur Bestimmung Haltbarkeit

Grundlegende Schritte zur Prüfung der Haltbarkeit anhand Wasseraktivität.

Wenn Sie diese Schritte in einem detaillierten Flussdiagramm darstellen würden, würde es wie folgt aussehen (siehe größeres Bild hier):

Abbildung 2: Ablaufdiagramm für Haltbarkeitstests

Wählen Sie das richtige Paket

Sobald Sie den idealen Wasseraktivität für Ihr Produkt ermittelt haben, ist es an der Zeit, sich mit der Verpackung zu befassen. Der wichtigste Faktor, der bestimmt, wie sich Wasseraktivität Ihres Produkts Wasseraktivität Zeit entwickelt, ist die Permeabilität des Verpackungsmaterials – also wie gut es den Feuchtigkeitsaustausch unter verschiedenen Bedingungen verhindern kann (siehe Wong et al. 1999). Um die richtige Verpackung für eine gewünschte Haltbarkeit zu ermitteln, benötigen Sie zwei einfache Kennzahlen: die Verpackungspermeabilität und Wasseraktivität kritische Wasseraktivität.

Finden Sie Ihren WVTR

Die treibende Kraft für den Wassertransport durch die Verpackung ist ein Unterschied in Wasseraktivität innerhalb und außerhalb der Verpackung. Hersteller nutzen Verpackungen, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der sich dieses Wasser bewegt. Feuchtigkeit wird mit einer Geschwindigkeit durch die Verpackung transportiert, die als Wasserdampfdurchlässigkeit WVTR) angegeben wird. Sie können die WVTR in mathematischen Modellen verwenden, um die optimale Verpackung für Haltbarkeit gewünschte Haltbarkeit zu ermitteln.

Ermitteln Sie Ihren kritischen Wasseraktivität

Eines der Hauptziele der Haltbarkeit ist es, den optimalen Wasseraktivität für Ihr Produkt zu ermitteln. Dabei kann es sich um einen kritischen Wasseraktivität handeln, Wasseraktivität Überschreitung unmittelbar zu Sicherheits- oder Texturproblemen führt, die Haltbarkeit beeinträchtigen. Oder es kann sich um den „optimalen Feuchtigkeitsbereich“ handeln, der den Gewinn maximiert und potenzielle Probleme hinsichtlich Geschmack, Textur und Sicherheit ausschließt.

Wenn physikalische Veränderungen die Hauptursache für den Ausfall Ihres Produkts sind, lässt sich die kritische Wasseraktivität möglicherweise anhand einer Dynamische Taupunkt-Isotherme DDI) ermitteln. Eine DDI-Kurve misst die Veränderung der Sorptionseigenschaften einer Probe beim Adsorption und Desorption von Wasser (siehe Abbildung 3).

Abbildung 3. Zusammenhang zwischen Texturveränderungen und der Isotherme von sprühgetrocknetem Milchpulver.

DDI-Kurven können bei der Ermittlung einer kritischen Wasseraktivität viel Zeit sparen. Sie können diese erhalten, indem Sie eine Probe Ihres Produkts an AQUALAB Lab Services senden oder mithilfe des VAPOR SORPTION ANALYZER Ihre eigenen DDI-Kurven erstellen.

Wenn mikrobieller Verderb der Faktor ist, der Ihre Haltbarkeit begrenzt, können Sie einen kritischen Wasseraktivität Wasseraktivität kritischen Wasseraktivität anhand von Grenzwerten ermitteln, die durch die Forschung fundiert belegt sind. Viele relevante Mikroorganismen sind in dieser Tabelle aufgeführt, die den Zusammenhang zwischen Wasseraktivität Mikrobielles Wachstum veranschaulicht.

Wenn chemische Faktoren wie Lipidoxidation, Maillard-Reaktion oder Vitaminverlust die Hauptursachen für die Qualitätsminderung Ihres Produkts sind, müssen Sie etwas mehr Arbeit investieren. Wasseraktivität mit vielen dieser chemischen Reaktionen in Zusammenhang, doch Sie müssen durch Versuche herausfinden, wie dieser Zusammenhang bei Ihrem speziellen Produkt aussieht.

Paket für Haltbarkeit

Sobald die Durchlässigkeit der Verpackung und Wasseraktivität kritische Wasseraktivität bekannt Wasseraktivität , können diese Werte für prädiktive Modellierung herangezogen werden.

prädiktive Modellierung häufig anhand einer Reihe komplizierter Gleichungen (die im Abschnitt „Weitere Ressourcen“ beschrieben werden), doch es gibt auch einen einfacheren Weg. Ein Softwareprogramm namens „MOISTURE ANALYSIS TOOLKIT“ übernimmt diese Berechnungen für Sie. Das Toolkit nutzt diese grundlegenden Eingabewerte, um Haltbarkeit zu bestimmen, ideale Verpackungsspezifikationen festzulegen und Ihnen sogar die Möglichkeit zu geben, die Analyseparameter zu variieren, um verschiedene Verpackungsoptionen zu prüfen.

Ein tiefer Einblick in Arten des Scheiterns und mehr

Möchten Sie mehr erfahren? Nachfolgend finden Sie eine umfassende, detaillierte Anleitung zu den einzelnen Schritten des oben dargestellten Haltbarkeit Ablaufdiagramms Haltbarkeit (Abbildung 2). Klicken Sie auf die Registerkarten, um mehr über die einzelnen Themen zu erfahren.

WEITERE Informationen zur Haltbarkeit

In diesem 30-minütigen Webinar sprechen die Lebensmittelwissenschaftler Mary Galloway und Zachary Cartwright darüber, wie Sie Antworten auf Ihre Haltbarkeit erhalten. Erfahren Sie, wie Sie:

• Beheben Sie Probleme und bearbeiten Sie Beschwerden, um herauszufinden, warum Haltbarkeit früher als erwartet Haltbarkeit
• Prognostizieren Sie, wie sich Rezeptänderungen auf Haltbarkeit auswirken werden
• Vergleichen Sie die Wirkung verschiedener Inhaltsstoffoptionen
• Prüfen Sie, ob eine bestimmte Verpackungsoption dazu beiträgt, Haltbarkeit zu erreichen oder zu verbessern

Warum das AQUALAB 4TE andere Wasseraktivität übertrifft

Das AQUALAB 4TE schließt eine Probe in einem versiegelten Behälter ein, und die relative Luftfeuchtigkeit im Kopfraum der Wasseraktivität Probe Kopfraum . Im Gleichgewichtszustand sind beide Werte gleich, und wir können die relative Luftfeuchtigkeit im Kopfraum messen, Kopfraum die Wasseraktivität Probe Kopfraum ermitteln. Dies ist die zuverlässigste Antwort auf die Frage, wie man Wasseraktivität misst.

Sekundäre Methoden: Hygrometer, Kapazitätssensoren

Wie Wasseraktivität frühen Wasseraktivität nutzen auch die meisten modernen Geräte Hygrometersensoren, die auf elektrischer Kapazität oder elektrischem Widerstand basieren, um die Luftfeuchtigkeit im Kopfraum der Probe zu messen.

Diese Messgeräte verwenden sekundäre Methoden: Sie setzen ein elektrisches Signal in Beziehung zur relativen Luftfeuchtigkeit und müssen mit bekannten Salzstandards kalibriert werden.

Bei diesen Sensoren entspricht der ERH-Wert Wasseraktivität der Wasseraktivität der Probe, solange die Temperaturen von Probe und Sensor identisch sind. Für genaue Messungen ist eine gute Temperaturregelung oder -messung erforderlich. Kapazitätssensoren weisen einen einfachen Aufbau auf und werden häufig in relativ kostengünstigen Wasseraktivität eingesetzt.

Das 4TE-Taupunktverfahren ist ein Primärverfahren

Die besten Verfahren zur Bestimmung der Wasseraktivität Primärverfahren, bei denen das Verhältnis p/p0 herangezogen wird.

P0 (der Dampfdruck) hängt ausschließlich von der Temperatur der Probe ab (wie in der beigefügten Grafik dargestellt), sodass es möglich ist, p0 durch Messung der Temperatur der Probe zu ermitteln. P (der Dampfdruck Wassers in der Probe) lässt sich durch Messung des Dampfdruck Wassers im abgedichteten Kopfraum über der Probe ermitteln. Die genaueste Methode zur Messung dieses Dampfdruck, die sich auf die Grundprinzipien stützt, ist die Messung des Taupunkts der Luft.

Abbildung 15. Dampfdruck lässt sich Dampfdruck Messung der Temperatur der Probe bestimmen ( Dampfdruck temperaturabhängig).

Primärmethode bedeutet direkte Messung, keine Kalibrierung

Die Hauptvorteile der Taupunktmethode (oder der Kältespiegel-Taupunktmethode) sind Schnelligkeit und Genauigkeit. Der Kältespiegel-Taupunktsensor ist ein primäres Messverfahren, das auf grundlegenden thermodynamischen Prinzipien basiert. Wasseraktivität liefern hochpräzise Messwerte (_±0,_{003 aw}), in der Regel innerhalb von etwa 5 Minuten. Da die Messung auf der Temperaturbestimmung basiert, ist keine Kalibrierung erforderlich. Anwender sollten eine Standard-Salzlösung messen, um die ordnungsgemäße Funktion des Geräts zu überprüfen. Bei einigen Anwendungen ermöglicht die Schnelligkeit dieser Methode den Herstellern eine In-Line-Überwachung der Wasseraktivität eines Produkts.

Zusätzliche Ressourcen

ASTM International. ASTM E96-00 Standardtestmethoden für die Wasserdampfdurchlässigkeit von Materialien. West Conshohocken, PA: ASTM International, 2000.

Azanha, A.B., und Faria J. A. F. „Verwendung mathematischer Modelle zur Schätzung der Haltbarkeit von Cornflakes in flexiblen Verpackungen.“ Verpackungstechnologie und -wissenschaft 18, Nr. 4 (2005): 171-178.

Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S. und Carter, A.H. 2015. Die kritische Wasseraktivität dynamischen Taupunktisothermen als Indikator für die Stabilität von Vormischpulver. Journal of Food Measurement and Characterization. 9(4):479-486.

Carter, B.P., Galloway, M.T., Campbell, G.S. und Carter, A.H. 2015. Die kritische Wasseraktivität dynamischer Taupunktisothermen als Indikator für die Knusprigkeit von Keksen mit geringem Feuchtigkeitsgehalt. Journal of Food Measurement and Characterization 9(3):463-470.

Carter, B. P. und Schmidt, S. J. „Entwicklungen bei Glasübergang in Lebensmitteln mithilfe von Feuchtigkeitssorptionsisothermen.“ Food Chemistry 132, Nr. 4 (2012): 1693–1698.

Risbo, J. „Die Dynamik der Feuchtemigration verpackten Mehrkomponenten-Lebensmittelsystemen I: Haltbarkeit eines Getreide-Rosinen-Systems.“ Journal of Food Engineering 58, Nr. 3 (2003): 239–246.

Die Stabilität und Haltbarkeit von Lebensmitteln, herausgegeben von David Kilcast und Persis Subramaniam. Woodhead Publishing, 2000.

Koutsoumanis, Konstantinos, und George-John E. Nychas. „Anwendung eines systematischen Versuchsverfahrens zur Entwicklung eines mikrobiellen Modells für schnelle Haltbarkeit von Fisch.“ International Journal of Food Microbiology 60, Nr. 2–3 (2000): 171–84. doi:10.1016/s0168-1605(00)00309-3.

Del Nobile, M. A., Buonocore, G. G., Limbo, S. und Fava, P.Haltbarkeit von Trockenlebensmitteln auf Getreidebasis, die in feuchtigkeitsempfindlichen Folien verpackt sind.“ Journal of Food Science 68, Nr. 4 (2003): 1292–1300.

Labuza, T. P., und Hyman, C. R.Feuchtemigration -kontrolle in Lebensmitteln mit mehreren Phasen.“ Trends in Food Science & Technology 9, Nr. 2 (1998), S. 47–55.

Wong, Ee Hua, Teo, Y. C. und Lim, T. B.: „Moisture Diffusion and Dampfdruck of IC Packaging.“ Vortrag auf der jährlichen Electronic Components and Technology Conference, Seattle, WA, 25.–28. Mai 1998.

Yuan, X., Carter, B. P. und Schmidt, S. J. „Bestimmung der kritischen relativen Luftfeuchtigkeit, bei der der Übergang von glasartig zu gummiartig in Polydextrose unter Verwendung eines automatischen Wasserdampf-Sorptionsgeräts stattfindet.“ Journal of Food Science 76, Nr. 1 (2011) 78-89.

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