Der umfassende Leitfaden für Lebensmittelhersteller zum Thema Wasseraktivität aw)

Warum Wasseraktivität?

Die Eignung Wasseraktivität als Qualitäts- und Sicherheitskennzahl wurde in Betracht gezogen, als sich herausstellte, dass der Feuchtigkeitsgehalt nicht ausreichend erklären konnte, Mikrobielles Wachstum erklären konnte. Das Konzept Wasseraktivität aw) dient Mikrobiologen und Lebensmitteltechnologen seit Jahrzehnten. Es ist das am häufigsten verwendete Kriterium für Sicherheit und Qualität.

Wasseraktivität: Es dreht sich alles um Energie

Was ist Wasseraktivität?

Nimm ein Glas Wasser und einen trockenen Schwamm. Tauche die Ecke des Schwamms in das Glas Wasser. Das Wasser wird aus dem Glas in den Schwamm fließen.

Wasseraktivität die Kraft, die bewirkt, dass das Wasser in den Schwamm eindringt. Um dies besser zu verstehen, überlege dir, inwiefern sich das Wasser im Schwamm von dem Wasser im Glas unterscheidet.

Das Wasser im Glas ist frei, aber das Wasser im Schwamm ist alles andere als frei. Es ist durch Wasserstoffbrückenbindungen, Kapillarkräfte und Van-der-Waals-London-Kräfte gebunden. Dies werden als Matrixeffekte bezeichnet. Das Wasser im Schwamm befindet sich in einem niedrigeren Energiezustand als das Wasser im Glas. Wasser fließt zwar in den Schwamm hinein, aber um es wieder herauszubekommen, müssen wir Arbeit leisten, indem wir den Schwamm auspressen.

Das Wasser im Schwamm hat einen niedrigeren Dampfdruck, einen niedrigeren Gefrierpunkt und einen höheren Siedepunkt als das Wasser im Glas. Diese Unterschiede lassen sich messen und quantifizieren.

Die Energie des Wassers kann auch durch Verdünnung mit gelösten Stoffen verringert werden. Dies wird als osmotischer Effekt bezeichnet. Da Arbeit erforderlich ist, um das Wasser wieder in seinen reinen, freien Zustand zu versetzen, verringert sich dadurch ebenfalls die Wasseraktivität. Die gesamte Energieänderung ergibt sich aus der Summe der matrizenbedingten und der osmotischen Effekte.

Wasseraktivität die Qualität und Sicherheit von Lebensmitteln

Kombinieren Sie Cracker mit einem Wassergehalt von 20 % und eine Käsefüllung mit einem Wassergehalt von 30 %. Ein Rezept für matschige Cracker? Nicht, wenn beide Zutaten die gleiche Wasseraktivität aufweisen. Möchten Sie Verbackung Verklumpung einer Gewürzmischung vermeiden? Passen Sie die Wasseraktivitäten der Bestandteile aneinander an, und das Problem ist gelöst.

Der Vitaminabbau hängt von Wasseraktivität ab. Das Gleiche gilt für Lipidoxidation, die Knusprigkeit, die Bissfestigkeit, die Weichheit und viele andere Qualitätsfaktoren. Der Feuchtigkeitsgehalt gibt zwar Auskunft darüber, wie viel Wasser in einem Produkt enthalten ist, aber das ist auch schon alles. Er lässt keine Rückschlüsse auf diese anderen Qualitäts- und Sicherheitsaspekte zu.

Vorhersage von Sicherheit und Stabilität

Wasseraktivität die Sicherheit und Stabilität in Bezug auf Mikrobielles Wachstum, chemische und biochemische Reaktionsgeschwindigkeiten sowie physikalische Eigenschaften Wasseraktivität . Abbildung 1 zeigt die Stabilität in Bezug auf Mikrobielles Wachstum für Mikrobielles Wachstum und die Geschwindigkeiten abbaubarer Reaktionen als Funktion der Wasseraktivität.

Durch die Messung und Regelung der Wasseraktivität ist es möglich:

• Vorhersagen, welche Mikroorganismen potenzielle Ursachen für Verderb und Infektionen sind
• Die chemische Stabilität der Produkte aufrechterhalten
• Minimierung nichtenzymatische Bräunung und spontaner autokatalytischer Lipidoxidationsreaktionen
• Verlängern Sie die Aktivität von Enzymen und Vitaminen
• Optimierung der physikalischen Eigenschaften von Produkten hinsichtlich Feuchtemigration, Textur und Haltbarkeit

Wie wird Wasseraktivität ?

Wenn wir eine Probe in einen verschlossenen Behälter geben, Kopfraum 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 kommen häufig in relativ kostengünstigen Wasseraktivität zum Einsatz.

Der Taupunkt ist eine der wichtigsten Methoden

Die besten Methoden zur Bestimmung Wasseraktivität Primärmethoden, 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 Probentemperatur 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.

Primärmethode bedeutet direkte Messung, keine Kalibrierung

Die Hauptvorteile der Taupunktmethode (oder der Kalt-Spiegel-Taupunktmethode) sind Schnelligkeit und Genauigkeit. Der Kalt-Spiegel-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.

Das AQUALAB 4TE nutzt das Gekühlter Spiegel-Taupunkt , das laut Fachliteratur das schnellste und genaueste Wasseraktivität auf dem Markt ist. Sehen Sie sich das Video an, um zu erfahren, wie es funktioniert.

Behördliche Vorschriften empfehlen die Verwendung der Wasseraktivität

Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat Wasseraktivität ihre Sicherheitsvorschriften aufgenommen. Diese Vorschriften legen konkrete Anforderungen und Verfahren fest, um sicherzustellen, dass Produkte unter hygienischen Bedingungen hergestellt werden und rein, gesund und sicher sind. Die folgende Tabelle dient als Übersicht über die Sicherheitsvorschriften der US-Regierung, in denen die Verwendung der Wasseraktivität empfohlen wird.

Wasseraktivität Haltbarkeit

Ohne eine genaue, produktspezifische Haltbarkeit könnten Sie abgelaufene Produkte entsorgen, die eigentlich noch gut sind. Oder noch nicht abgelaufene Produkte verkaufen, die tatsächlich verdorben sind. Möglicherweise zahlen Sie zu viel für Verpackungen, die Ihrem Produkt nicht zugutekommen. Oder Sie verzichten auf Haltbarkeit deutlich längere Haltbarkeit eine bessere Verpackung bieten würde. Der Punkt ist: Sie wissen es nicht genau, weil Sie im Dunkeln tappen.

Warum führen die Leute dann nicht mehr Haltbarkeit durch?

In der Regel liegt das daran, dass eine echte, umfassende 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

Inwiefern Wasseraktivität Haltbarkeit?

1. Es beseitigt Ablenkungen. Wenn Sie die Wasseraktivität, 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.

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

Mikroorganismen haben einen Wasseraktivität unterhalb dessen sie nicht wachsen. Wasseraktivität – und nicht der Feuchtigkeitsgehalt – bestimmt die Untergrenze des für Mikrobielles Wachstum „verfügbaren“ Wassers. Da Bakterien, Hefen und Schimmelpilze eine bestimmte Menge an „verfügbarem“ Wasser benötigen, um zu wachsen, stellt die Entwicklung eines Produkts, Wasseraktivität unterhalb eines kritischen Wasseraktivität liegt, ein wirksames Mittel zur Eindämmung des Wachstums dar.

Wasser kann in einem Produkt vorhanden sein, selbst in hohen Konzentrationen, doch wenn sein Energiegehalt ausreichend niedrig ist, können die Mikroorganismen das Wasser nicht entziehen, um ihr Wachstum zu sichern. Dieser „wüstenähnliche“ Zustand führt zu einem osmotischen Ungleichgewicht zwischen den Mikroorganismen und ihrer Umgebung. Folglich können die Mikroben nicht wachsen.

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.

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.

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.

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.

Isothermen zeigen Ihnen den Wasseraktivität Bereich für Wasseraktivität an

Produktänderungen im Laufe der Zeit vorhersagen

Lebensmittelhersteller müssen wissen, wie lange es dauert, bis ihr Produkt schimmelt, feucht wird, altbacken wird, ranzig wird, verklumpt, verklumpt, kristallisiert und für den Verbraucher ungenießbar wird. Die Feuchtigkeitssorptionsisotherme ein leistungsstarkes Werkzeug zur Vorhersage und Verlängerung der Haltbarkeit Produkts. Sie ermöglicht Ihnen:

• Kritische Wasseraktivität , bei denen Veränderungen wie Verklumpung, Verbackung und Texturverlust auftreten
• Prognostizieren Sie, wie das Produkt auf Rezeptur bei den Inhaltsstoffen und Rezeptur reagieren wird
• Genau einschätzen Haltbarkeit
• Mischmodelle erstellen
• Verpackungsberechnungen durchführen
• Den Monoschichtwert ermitteln (bei dem ein Produkt am stabilsten ist)

Isothermen: der Heilige Gral der Rezeptur

Eine Feuchtigkeitssorptionsisotherme ein Diagramm, das zeigt, wie sich Wasseraktivität _aw) verändert, wenn Wasser in ein Produkt, das bei konstanter Temperatur gehalten wird, adsorbiert und wieder desorbiert wird. Dieser Zusammenhang ist komplex und für jedes Produkt einzigartig. Wasseraktivität steigt Wasseraktivität immer mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt an, doch der Zusammenhang ist nicht linear. Tatsächlich sind Feuchtigkeitssorptionsisothermen bei den meisten Lebensmitteln S-förmig (sigmoidal) und bei Lebensmitteln, die kristalline Stoffe oder einen hohen Fettgehalt enthalten, J-förmig.

Handgefertigte Methode unpraktisch

Die klassische Methode zur Erstellung einer Isotherme besteht darin, die Probe in einen Exsikkator mit einer Salzlösung bekannter Wasseraktivität zu geben, Wasseraktivität sich das Gewicht der Probe nicht mehr ändert. Anschließend wird die Probe gewogen, um den Wassergehalt zu bestimmen. Jede Probe ergibt einen Punkt auf der Isothermenkurve.

Da dieser Prozess sehr zeitaufwendig ist, wurden Kurven traditionell anhand von fünf oder sechs Datenpunkten mit Kurvenanpassungsgleichungen wie GAB oder BET erstellt.

Eine schnellere Methode zur Erstellung von Isothermen

Das manuelle Erstellen von Feuchtigkeitssorptionsisothermen ist sehr mühsam. Das Verfahren musste automatisiert werden. Die ursprünglich verwendete Methode – die nach wie vor von den meisten Dampfsorptionsgeräten genutzt wird – heißt DVS ( Dynamische Dampfsorption). Eine Probe wird einem Luftstrom mit kontrollierter Luftfeuchtigkeit ausgesetzt, während eine Mikrowaage winzige Gewichtsveränderungen misst, wenn das Produkt Wasser adsorbiert oder desorbiert. Sobald das Gleichgewicht erreicht ist, wechselt das Gerät dynamisch zur nächsten voreingestellten Feuchtigkeitsstufe. Die Tests dauern zwischen zwei Tagen und mehreren Wochen.

Die DVS-Methode eignet sich gut zur Untersuchung der Sorptionskinetik – also dazu, was mit einem Produkt passiert, wenn es bestimmten Feuchtigkeiten ausgesetzt ist, und wie schnell es Wasser adsorbiert oder desorbiert. Die DVS-Methode ist jedoch nicht sehr hilfreich bei der Erstellung einer hochauflösenden Isothermenkurve, da jeder Gleichgewichtsschritt nur einen Punkt auf der Isothermenkurve erzeugt.

DDI-Isothermen zeigen, was bisher verborgen blieb

Zur Lösung dieses Problems wurde die Methode Dynamische Taupunkt-Isotherme DDI) entwickelt. Sie erzeugt hochauflösende Isothermen, die detaillierte Informationen zu den Adsorptions- und Desorptionskurven liefern, indem sie sowohl Wasseraktivität den Feuchtigkeitsgehalt (alle 5 Sekunden) erfasst, während die Probe befeuchteter oder getrockneter Luft ausgesetzt wird. DDI-Diagramme enthalten Hunderte von Datenpunkten und zeigen bisher nicht sichtbare Details, wie beispielsweise kritische Punkte, an denen Verklumpung, Verbackung, Deliqueszenz und Texturverlust auftreten.

Wie Isothermen entstehen

Das AQUALAB VSA liefert automatisch schnelle, hochauflösende DDI- und DVS-Isothermdiagramme, die Ihr Verständnis Ihres Produkts verändern werden. Zwei Testmodi und eine hochentwickelte Modellierungssoftware verwandeln Ihre Daten in die Lösungen, die Sie für die Herstellung, Überwachung, Lagerung und den Versand eines großartigen Produkts benötigen.

Isothermdaten in Lösungen umwandeln

Das VSA wird mit einer intuitiven, voll ausgestatteten Modellierungssoftware geliefert. Das „Moisture Analysis Toolkit“ zeigt Ihnen, wie Sie Ihre Daten mithilfe wissenschaftlich erprobter Vorhersagemodelle in Lösungen umsetzen können. Sie finden alle benötigten Modelle an einem Ort, übersichtlich in einem benutzerfreundlichen Programm organisiert.  Ermitteln Sie die kritische Feuchte für Glasübergang, bewerten Sie die Verpackungsleistung, bestimmen Sie Hygroskopizität, verfolgen Sie die Hysterese, prognostizieren Sie den Beschichtungsversagen, ermitteln Sie die Anfälligkeit fürVerbackung und vieles mehr.

Isothermen zeigen kritische Wasseraktivität an

Trotz doppelter Verpackung und strenger Richtlinien zur Lagertemperatur hatte ein Hersteller von Sprühmilch weiterhin Probleme mit Verbackung.

Wenn Glasübergang zum Problem Glasübergang

Beim Sprühtrocknen von Milch verbleiben die Zucker aufgrund der schnellen Verdunstung in einem glasartigen Zustand. Glasartige Laktose weist völlig andere Eigenschaften auf als kristalline Laktose. Aufgrund ihrer geringen Beweglichkeit verklumpen die Partikel nicht, solange sich das Pulver im glasartigen Zustand befindet. Die kristalline Struktur stellt einen niedrigeren Energiezustand dar, sodass sich stets einige Moleküle im Übergang vom glasartigen zum kristallinen Zustand befinden. Probleme treten auf, wenn die Übergangsrate einen kritischen Punkt erreicht.

Wasseraktivität die Übergangsrate Wasseraktivität

Bei_{einem Wasseraktivitätswert (aw) von} 0,30 kann es mehrere Jahre dauern, bis die gesamte Laktose kristallisiert ist. Bei_{einem aw-Wert von} 0,40 dauert es etwa einen Monat. Oberhalb von 0,43 vollzieht sich der Übergang innerhalb weniger Stunden. Sobald die Laktose kristallisiert ist, ist das Milchpulver unwiderruflich verändert. Es bindet eine völlig andere Menge an Wasser, löst sich nicht mehr auf und schmeckt nicht mehr richtig. Im Grunde genommen ist es ungenießbar geworden.

DDI-Isothermen sagen Glasübergang voraus

Der Glasübergang von Pulvern wie Sprühmilchpulver lässt sich mithilfe einer hochauflösenden DDI-Isotherme bestimmen. Herkömmliche Isothermen stützen sich auf Modelle, um die Lücken zwischen den Messpunkten zu füllen. DDI-Isothermen erfassen Hunderte von Messpunkten und können Übergänge wie den Glasübergang von Sprühmilchpulver identifizieren.

Der Spitzenwert auf dem zweiten Ableitungsdiagramm der Isotherme identifiziert den kritischen Phasenübergangswert als 0,43_aw.

Routinemäßige, genaue Tests an der Fertigungslinie mit besseren Kontrollwerten halfen dem Hersteller, die Versandakzeptanzrate zu verbessern.

Mischmodelle erstellen

Ein Kuchenhersteller entwickelte ein Rezept für einen mit Creme gefüllten Kuchen. Die Bestandteile des Rezepts waren Zuckerguss (ca. 7 % Feuchtigkeit), Cremefüllung (12 %) und Kuchen (15 %). Feuchtemigration Haltbarkeit zuvor zu Texturproblemen geführt, wie z. B. altbackenem Kuchen, gummiartigem Zuckerguss und verflüssigter Cremefüllung, die in den Kuchen auslief.

Sehen Sie, wie sich Feuchtigkeit zwischen den Komponenten bewegt.

Die Feuchtigkeitssorptionsisothermen der einzelnen Zutaten zeigten, dass die Glasur – die trockenste Zutat – Wasseraktivität 0,79 die höchste Wasseraktivität aufwies. Die Wasseraktivitäten der Creme und des Kuchens lagen mit 0,66 bzw. 0,61 auf ähnlichem Niveau.

Vorhersage Wasseraktivität Endprodukts

Die Umwandlung der Isothermen in Chi-Diagramme ergab Wasseraktivität das Endprodukt Wasseraktivität prognostizierte Wasseraktivität 0,67, was für den Kuchen einen mikrobiologisch unbedenklichen Wert darstellt.

Vermeiden Sie unangenehme Überraschungen

Der Konditor backte den Kuchen anschließend erfolgreich und führte eine Verkostung bei Wasseraktivität 0,67 durch.

Verpackung auswählen

Getränkepulver in Einzelportionen sind ein wachsendes Marktsegment. Die Verpackungskosten machen mehr als 50 % der Rohstoffkosten für dieses Produkt aus. Das Hauptziel der Verpackung besteht darin, den_aw-Wert des Getränkepulvers_während der gesamten angestrebten Haltbarkeit Produkts unterhalb des kritischen_Wertes zu halten.

Verpackungsberechnungen beginnen mit einem kritischen Wasseraktivität . Die Möglichkeit, aus dynamischen Taupunktisothermen (DDI) einen präzisen Punkt zu ermitteln, macht diese Art der Verpackungsberechnung erst möglich.

Diese Kurve zeigt den Glasübergang für eine bestimmte Rezeptur:

Die kritische Wasseraktivität– der genaue Wendepunkt – für diese Getränkemischung liegt bei 0,618 bei 25 °C.

Berechnen Sie die Leitfähigkeit des Pakets.

Mithilfe optimierter Verpackungsberechnungen (verfügbar in „Fundamentals of Isotherms“ und als Softwaretool) haben wir vier verschiedene Verpackungsarten für dieses Getränkepulver bewertet – die Originalverpackung und drei mögliche Alternativen. Unter extremen Feuchtigkeitsbedingungen (25 °C, 75 % Luftfeuchtigkeit) ergaben sich folgende Ergebnisse:

Rezeptur verstehen

Ein Tierfutterhersteller änderte Rezeptur ein konservierungsmittelfreies Produkt herzustellen, dessen Qualität anhand Wasseraktivität kontrolliert wird. Kurz nach der Markteinführung des Produkts kam es zu Rückgaben aufgrund von Verderb.

Eine erste Auswertung ergab, dass die Vorhersagen zum Verderb auf Wasseraktivität basierten, Wasseraktivität bei einer ungewöhnlich niedrigen Temperatur – 15 °C – durchgeführt worden waren. Isothermen bei 15 °C, 25 °C und 40 °C zeigten, dass bei Lagerung unter unsachgemäßen Bedingungen (wie es bei Tierfutter häufig der Fall ist) mit einem Verderb zu rechnen war.

Die Isothermen lieferten ein umfassendes Vorhersagebild, sodass der Kunde das Problem mit einer neuen Rezeptur lösen konnte.

Produktfehler untersuchen

Nach 13 problemlosen Ernten wurde die Ernte eines Pekannussbauern aufgrund von Schimmelproblemen abgelehnt. Zur Untersuchung des Problems wurde eine Isotherme erstellt.

Um Mikrobielles Wachstum zu vermeiden, müssen die Pekannüsse auf_{einen Wasseraktivitätswert von} 0,60 getrocknet werden. Wie die Isotherme zeigt, entspricht_{ein Wasseraktivitätswert von} 0,60 einem Feuchtigkeitsgehalt von 4,8 % in Pekannüssen. Die Pekannuss-Isotherme verläuft in diesem kritischen Kontrollbereich zudem recht flach, sodass eine geringe Schwankung des Feuchtigkeitsgehalts zu einer großen und potenziell gefährlichen Veränderung der Wasseraktivität führt.

Isotherm zeigt, dass die Spezifikationen zu niedrig angesetzt waren.

Die vollständige Isotherme zeigt, dass das Verfahren des Pekannussbauern nicht ausreichte, um die Sicherheit und Qualität seiner Ernte zu gewährleisten. Der Pekannussbauer ermittelte den Feuchtigkeitsgehalt mittels Trocknungsverlustmethode. Da seine Spezifikation 5 % Spezifikation und seine Genauigkeit ± 0,5 % betrug, hätte der tatsächliche Wassergehalt der getrockneten Ernte zwischen 4,5 % und 5,5 % liegen können.

Alles, von der Lagerung bei hoher Luftfeuchtigkeit bis hin zu unzureichender Verpackung, könnte dazu geführt haben, dass die Pekannüsse in unsichere Wasseraktivitäten geraten sind und dadurch verdorben sind.

Studien unter Verwendung dynamischer Taupunktisothermen (DDI)

Allan, Matthew und Lisa J. Mauer. „Vergleich von Methoden zur Bestimmung der Deliqueszenzpunkte von einkristallinen Inhaltsstoffen und Mischungen.“ Food Chemistry 195 (2016): 29–38. doi:10.1016/j.foodchem.2015.05.042.

Allan, Matthew, Lynne S. Taylor und Lisa J. Mauer. „Gemeinsame Ionen-Effekte auf die Senkung der Deliqueszenztemperatur bei kristallinen Zutatenmischungen.“ Food Chemistry 195 (2016): 2–10. doi:10.1016/j.foodchem.2015.04.063.

Barry, Daniel M. und John W. Bassick. „Entwicklung des fortschrittlichen Rettungsanzugs für die Besatzung des NASA-Space-Shuttles.“ SAE Technical Paper Series, 1995. doi:10.4271/951545.

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Anhang:

Wasseraktivität . Feuchtigkeitsgehalt

Wasseraktivität oft als eine kompliziertere Messgröße angesehen als der Feuchtigkeitsgehalt. Doch die Durchführung genauer und wiederholbarer Feuchtigkeitsmessungen ist nicht so einfach, wie es scheint.

Theoretisch ist die Messung des Feuchtigkeitsgehalts ganz einfach. Man muss lediglich die Wassermenge in einem Produkt bestimmen und diese mit dem Gewicht aller anderen Bestandteile des Produkts vergleichen. In der Praxis ist es jedoch ein schwieriger und komplexer Prozess, den genauen Wasseranteil in einem Produkt zu ermitteln. Und zwar aus folgenden Gründen.

Unterschiedliche Berichtsmethoden sorgen für Verwirrung

Der Feuchtigkeitsgehalt wird entweder auf Nassbasis oder auf Trockenbasis angegeben. Bei der Nassbasis wird die Wassermenge durch das Gesamtgewicht der Probe (Feststoffe plus Feuchtigkeit) geteilt. Bei der Trockenbasis wird die Wassermenge durch das Trockengewicht (nur Feststoffe) geteilt. Leider wird der Feuchtigkeitsgehalt oft nur als Prozentsatz angegeben, ohne dass angegeben wird, welche Methode verwendet wurde. Obwohl die Umrechnung zwischen Nass- und Trockenbasis einfach ist, kommt es zu Verwirrung und potenziellen Problemen, wenn Vergleiche zwischen Feuchtigkeitsgehalten angestellt werden, die auf unterschiedlicher Basis angegeben sind. Zudem Trockenbasis ein auf Trockenbasis angegebener Feuchtigkeitsgehalt tatsächlich zu einem Prozentwert von über 100 % führen, was weitere Verwirrung stiftet.

Unterschiedliche Messmethoden machen Vergleiche unmöglich.

Die AOAC listet 35 verschiedene Methoden zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts auf. Diese werden entweder als direkte oder indirekte Messmethoden klassifiziert. Bei direkten Methoden wird das Wasser aus dem Produkt entfernt (durch Trocknen, Destillation, Extraktion usw.) und anschließend die Wassermenge durch Wiegen oder Titrieren gemessen. Direkte Methoden liefern die zuverlässigsten Ergebnisse, sind jedoch in der Regel arbeitsintensiv und zeitaufwendig. Beispiele hierfür sind Trocknung im Lufttrockenschrank, Trocknung im Vakuumtrockenschrank, Gefriertrocknung, Destillation, Karl-Fischer-Methode, thermogravimetrische Analyse, chemische Trocknung und Gaschromatographie.

Bei indirekten Methoden wird das Wasser nicht aus der Probe entfernt. Stattdessen wird eine Eigenschaft des Lebensmittels gemessen, die sich mit dem Feuchtigkeitsgehalt ändert. Diese Methoden erfordern eine Kalibrierung anhand einer Primär- oder Direktmethode. Ihre Genauigkeit ist durch die Genauigkeit der Primärmethode begrenzt. Indirekte Verfahren sind in der Regel schnell und erfordern nur wenig Probenvorbereitung, sind jedoch weniger zuverlässig als direkte Messverfahren. Beispiele für indirekte Messverfahren sind Refraktometrie, IR-Absorption, NIR-Absorption, Mikrowellenabsorption, dielektrische Kapazität, Leitfähigkeit und Ultraschallabsorption.

Erschwerend kommt hinzu, dass die verschiedenen Messmethoden nicht unbedingt zu denselben Ergebnissen führen und die verwendete Messmethode in der Regel nicht zusammen mit dem Feuchtigkeitsgehalt angegeben wird.

Selbst direkte Messmethoden liefern keine konsistenten Ergebnisse. Jede Methode, bei der die Probe erhitzt werden muss (z. B. Trocknungsverlust), kann zum Verlust organischer flüchtiger Stoffe oder zur Zersetzung der Probe führen (insbesondere bei Proben mit hohem Zuckergehalt). Wenn beispielsweise organische flüchtige Stoffe in einer Probe vorhanden sind oder wenn sich die Probe während des Trocknens zersetzt, liefert eine Karl-Fischer-Analyse, die nicht anfällig für flüchtige Verluste oder Zersetzung ist, andere Ergebnisse als eine Trocknungsverlustanalyse.

Variabilität ist schwer zu vermeiden.

Eine Lösung für diese Probleme besteht darin, einfach eine einheitliche Methode zu verwenden und nur Werte zu vergleichen, die auf die gleiche Weise ermittelt wurden. Leider lässt sich durch eine einheitliche Messmethode für die Feuchtigkeitsanalyse nicht jedes Problem beseitigen. Betrachten wir beispielsweise den Trocknungsverlust. Diese Methode scheint recht einfach zu sein. Eine Probe wird gewogen und das Gewicht wird notiert. Die Probe wird dann in einen Ofen gegeben, getrocknet und das Trockengewicht gemessen. Die Wassermenge wird durch Abziehen des Trockengewichts vom Ausgangsgewicht bestimmt, und der Feuchtigkeitsgehalt wird dann als Wassermenge geteilt durch das Trockengewicht oder das Gesamtgewicht berechnet, je nach Berichtsmethode.

Selbst diese einfache Methode der Trocknungsverlustbestimmung birgt zahlreiche potenzielle Fehlerquellen. Die grundlegendste davon ist, dass der Begriff „trocken“ keine echte wissenschaftliche Bedeutung hat und nie genau definiert wurde. Stattdessen muss für jede Probe ein willkürlicher, aber reproduzierbarer Trockenheitsgrad festgelegt werden. „Trockenheit“ wird oft als der Punkt definiert, an dem der Gewichtsverlust aufhört. Thermogravimetrische Kurven zeigen jedoch, dass sich der Gewichtsverlust bei verschiedenen Produkten bei unterschiedlichen Temperaturen einpendelt. Außerdem variiert je nach Produkt die Zeit, die benötigt wird, um „Trockenheit“ zu erreichen, und eine Temperatur, die bei einem Produkt „Trockenheit“ bewirkt, kann bei einem anderen Produkt zur Zersetzung führen. Das bedeutet, dass jede Probe eine einzigartige ideale Ofentemperatur und Trocknungszeit hat. Diese ideale Zeit-Temperatur-Kombination ist für einige Produkte in der Literatur verfügbar, für viele andere jedoch nicht. Es ist schwierig zu wissen, welche Kombination für ungetestete Produkte verwendet werden soll. Wenn nicht dieselbe Zeit-Temperatur-Kombination verwendet wird, sollten die resultierenden Feuchtigkeitsgehalte nicht miteinander verglichen werden.

Eine weitere Komplikation besteht darin, dass viele Öfen, die auf eine bestimmte Temperatur eingestellt sind, im Laufe der Zeit um bis zu 15 °C von dieser Temperatur abweichen können, und zwei Öfen, die auf die gleiche Temperatur eingestellt sind, können um bis zu 40 °C voneinander abweichen.

Zu den zusätzlichen Variationsquellen, die speziell die Trocknungsverlustmethode betreffen, gehören: Dampfdruck im Ofen, die Methoden der Probenvorbereitung, die Partikelgröße der Probe, das Wiegen der Probe und die Behandlung nach dem Trocknen. Es ist interessant, dass der mittels der Trocknungsverlustmethode ermittelte Feuchtigkeitsgehalt, wenn er in der Literatur angegeben wird, trotz der potenziellen Fallstricke sofort als korrekt akzeptiert wird. Zudem wird bei Vergleichen zwischen verschiedenen Methoden zur Feuchtigkeitsbestimmung, bei denen eine der Methoden die Trocknungsverlustmethode ist, stets davon ausgegangen, dass die mit der Trocknungsverlustmethode ermittelte Messung korrekt ist.

Was bedeutet „trocken“?

Eine Definition des Begriffs „trocken“ wäre hilfreich, um einige der mit der Feuchtigkeitsmessung verbundenen Unstimmigkeiten zu beseitigen. Am besten ließe sich „trocken“ durch die Bestimmung einer ofentrockenen Wasseraktivität definieren. Das Trockengewicht wäre dann das Gewicht der Probe, wenn sie diese ofentrockene Wasseraktivität erreicht hat. Unter üblichen Umgebungsbedingungen von 25 °C und 30 % r. F. würde ein auf 95 °C eingestellter Ofen im Inneren eine ofentrockene Wasseraktivität 0,01 aw erzeugen, vorausgesetzt, der Dampfdruck Ofen entspricht dem der Umgebungsluft. Ein Ofen, der Bedingungen aufrechterhält, bei denen seine ofentrockene Wasseraktivität unabhängig von den Umgebungsbedingungen stets 0,01 aw Wasseraktivität , würde einen wissenschaftlich „trockenen“ Zustand schaffen. In einem solchen Ofen könnte jedes Produkt als trocken deklariert werden, sobald sich sein Gewicht nicht mehr ändert. Seine Wasseraktivität 0,01 aw betragen, und sein Gewicht wäre das Trockengewicht. Der Dampfdruck die Temperatur des Ofens könnten ebenfalls so eingestellt werden, dass die Freisetzung flüchtiger Bestandteile verhindert wird, solange die Wasseraktivität Ofen bei 0,01 aw gehalten wird. Durch die Anwendung dieser Methode würden die Unstimmigkeiten beseitigt, die sich aus unterschiedlichen Messverfahren und einer unklaren Definition des Begriffs „trocken“ ergeben.

Eine genauere Feuchtigkeitsanalyse

Der Feuchtigkeitsgehalt liefert wertvolle Informationen über Ertrag und Menge und ist daher aus finanzieller Sicht von Bedeutung.  Er liefert zudem Informationen zur Textur, da ein steigender Feuchtigkeitsgehalt die Beweglichkeit erhöht und die Glasübergang senkt. Die Ermittlung korrekter und konsistenter Feuchtigkeitswerte kann jedoch schwierig sein, und eine Feuchtigkeitsmessung darf nicht ohne weitere Informationen zu den verwendeten Messmethoden für bare Münze genommen werden. Zusätzliche Probleme entstehen, wenn der Wassergehalt eines Produkts dazu verwendet wird, Aussagen über Produktkonsistenz, Qualität oder mikrobiologische Sicherheit zu treffen, die er eigentlich nicht zulässt.  In diesen und anderen Fällen Wasseraktivität die genauere Messgröße. Für eine vollständige Feuchtigkeitsanalyse sollten Entwickler in der Lebensmittel- und Pharmabranche sowohl den Wassergehalt als auch Wasseraktivität messen. Darüber hinaus können Feuchtigkeitssorptionsisothermen genutzt werden, um genau zu bestimmen, wo optimale Haltbarkeit, Textur, Sicherheit und Qualität erreicht und aufrechterhalten werden können.

Eine wissenschaftliche Definition der Wasseraktivität

Wasseraktivität aus den Grundprinzipien der Thermodynamik und der physikalischen Chemie ab. Als thermodynamisches Prinzip gelten bei der Definition Wasseraktivität bestimmte Voraussetzungen Wasseraktivität erfüllt sein müssen. Diese Voraussetzungen lauten: Reines Wasser (aw = 1,0) ist der Referenzzustand, das System befindet sich im Gleichgewicht und die Temperatur ist festgelegt.

Im Gleichgewichtszustand

μ = μo + RT ln (f/fo)

wobei: μ (J mol-1) das chemische Potential des Systems ist, d. h. die thermodynamische Aktivität oder Energie pro Mol der Substanz; μo das chemische Potential des reinen Materials bei der Temperatur T (°K) ist; R ist die Gaskonstante (8,314 J mol-1 K-1); f ist die Fugazität oder die Entweichungsneigung einer Substanz; und fo ist die Entweichungsneigung des reinen Materials (van den Berg und Bruin, 1981). Die Aktivität einer Spezies ist definiert als a = f/fo. Bei Wasser wird für die Substanz ein Index angegeben.

_aw = f/fo

aw ist die Wasseraktivität, d. h. die Entweichungstendenz von Wasser in einem System, geteilt durch die Entweichungstendenz von reinem Wasser ohne Krümmungsradius. In der Praxis lässt sich die Fugazität unter den meisten Bedingungen, unter denen Lebensmittel vorkommen, gut durch den Dampfdruck approximieren Dampfdruck f ≈ p), sodass

aw = f/fo ≅ p/po

Ein Gleichgewicht liegt in einem System vor, wenn μ überall im System gleich ist. Ein Gleichgewicht zwischen der flüssigen und der gasförmigen Phase bedeutet, dass μ in beiden Phasen gleich ist. Aufgrund dieser Tatsache lässt sich die Wasseraktivität Probe anhand der Messung der gasförmigen Phase bestimmen.

Wasseraktivität definiert als das Verhältnis des Dampfdruck Wasser in einem Material (p) zum Dampfdruck reinem Wasser (po) bei gleicher Temperatur. Die relative Luftfeuchtigkeit ist definiert als das Verhältnis des Dampfdruck Luft zu ihrem Dampfdruck. Bei Erreichen des Dampf- und Temperaturgleichgewichts entspricht die Wasseraktivität Probe der relativen Luftfeuchtigkeit der Luft, die die Probe in einer geschlossenen Messkammer umgibt. Durch Multiplikation der Wasseraktivität 100 erhält man die Gleichgewichts-Relative Luftfeuchtigkeit ERH) in Prozent.

aw = p/po = ERH (%) / 100

Wasseraktivität ein Maß für den Energiezustand des Wassers in einem System. Es gibt mehrere Faktoren, die Wasseraktivität einem System beeinflussen:

1. Kolligative Effekte gelöster Stoffe (z. B. Salz oder Zucker) interagieren mit Wasser durch Dipol-Dipol-, Ionen- und Wasserstoffbrückenbindungen.
2. Kapillareffekt, bei dem der Dampfdruck Wasser oberhalb eines gekrümmten Flüssigkeitsmeniskus aufgrund von Veränderungen in den Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Wassermolekülen geringer ist als der von reinem Wasser
3. Oberflächenwechselwirkungen, bei denen Wasser durch Dipol-Dipol-Kräfte, Ionenbindungen (HO oder OH), Van-der-Waals-Kräfte (hydrophobe Bindungen) und Wasserstoffbrückenbindungen3– direkt mit chemischen Gruppen auf ungelösten Inhaltsstoffen (z. B. Stärke und Proteinen) interagiert.

Es ist eine Kombination dieser drei Faktoren in einem Lebensmittelprodukt, die die Energie des Wassers reduziert und somit die relative Feuchtigkeit im Vergleich zu reinem Wasser verringert. Diese Faktoren lassen sich in zwei große Kategorien einteilen: osmotische und matricielle Effekte.

Aufgrund unterschiedlich starker osmotischer und matricialer Wechselwirkungen Wasseraktivität das Kontinuum der Energiezustände des Wassers in einem System. Das Wasser erscheint in unterschiedlichem Maße durch Kräfte „gebunden“. Dabei handelt es sich eher um ein Kontinuum von Energiezuständen als um eine statische „Gebundenheit“. Wasseraktivität manchmal als „freies“, „gebundenes“ oder „verfügbares Wasser“ in einem System definiert. Obwohl diese Begriffe leichter zu veranschaulichen sind, reichen sie nicht aus, um alle Aspekte des Konzepts der Wasseraktivität angemessen zu definieren.

Wasseraktivität temperaturabhängig. Die Temperatur verändert Wasseraktivität Veränderungen der Wasserbindung, der Dissoziation von Wasser, der Löslichkeit von gelösten Stoffen in Wasser oder des Zustands der Matrix. Obwohl die Löslichkeit von gelösten Stoffen ein bestimmender Faktor sein kann, wird die Wasseraktivität in der Regel durch den Zustand der Matrix gesteuert. Da der Zustand der Matrix (glasartiger vs. gummiartiger Zustand) temperaturabhängig ist, sollte es nicht überraschen, dass die Temperatur die Wasseraktivität Lebensmittels beeinflusst. Der Einfluss der Temperatur auf die Wasseraktivität Lebensmittels ist produktspezifisch. Bei einigen Produkten steigt Wasseraktivität zunehmender Temperatur an, bei anderen sinkt die aw mit steigender Temperatur, während bei den meisten Lebensmitteln mit hohem Feuchtigkeitsgehalt nur vernachlässigbare temperaturbedingte Veränderungen auftreten. Man kann daher nicht einmal die Richtung der Veränderung der Wasseraktivität der Temperatur vorhersagen, da diese davon abhängt, wie die Temperatur die Faktoren beeinflusst, die Wasseraktivität Lebensmittel steuern.

Als Maß für die potenzielle Energie ist sie die treibende Kraft für die Wasserbewegung von Bereichen mit hoher Wasseraktivität Bereichen mit niedriger Wasseraktivität. Beispiele für diese dynamische Eigenschaft der Wasseraktivität : Feuchtemigration Lebensmitteln mit mehreren Phasen (z. B. Cracker-Käse-Sandwich), die Wasserbewegung vom Boden zu den Blättern von Pflanzen sowie der Zellturgordruck. Da mikrobielle Zellen aus hohen Konzentrationen gelöster Stoffe bestehen, die von semipermeablen Membranen umgeben sind, ist der osmotische Effekt auf die freie Energie des Wassers entscheidend für die Bestimmung der Wasserverhältnisse der Mikroorganismen und damit ihrer Wachstumsraten.

Ein leistungsstarkes Messverfahren für Qualitätssicherung und -kontrolle sowie Rezeptur

Wasseraktivität ein thermodynamisches Maß für die Energie des Wassers in einem Produkt. Warum sollte Ihr Unternehmen lernen, wie man Wasseraktivität misst? Sie steht in direktem Zusammenhang mit der Anfälligkeit von Lebensmitteln gegenüber mikrobiellen Befall. Außerdem steht sie in direktem Zusammenhang mit vielen der Reaktionen, die Haltbarkeit Lebensmitteln beeinträchtigen. Da sie auf einer Skala mit einem bekannten Standard gemessen wird, eignet sie sich besonders gut als Sicherheits- und Spezifikation.

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Häufig gestellte Fragen

Wie lange dauert die Messung Wasseraktivität?

Moderne Taupunktmessgeräte wie das AQUALAB 4TE liefern innerhalb von etwa fünf Minuten einen Wasseraktivität mit einer Genauigkeit von ± 0,003 aw; kapazitätsbasierte Sensoren sind zwar schneller, müssen jedoch in regelmäßigen Abständen anhand einer Primärmethode kalibriert werden. Eine Messdauer von fünf Minuten ist kurz genug, um bei den meisten Produktionsraten Qualitätskontrollen während des Produktionsprozesses zu ermöglichen.

Wie kann ich Wasseraktivität einem Lebensmittel senken?

Wasseraktivität durch die Zugabe von Feuchthaltemitteln – Salz, Zucker, Glycerin oder Propylenglykol – gesenkt, die Wassermoleküle binden und deren Dampfdruck verringern, durch die Entfernung von Wasser aus dem Produkt oder durch eine Kombination beider Ansätze. Sorptionsisothermen zeigen auf, wie sich jede Rezeptur auf die endgültige Wasseraktivität auswirkt, und sind daher unverzichtbar, um einen angestrebten aw-Wert ohne langwieriges Ausprobieren zu erreichen.

Ab welchem Wasseraktivität müssen Lebensmittel gekühlt werden?

Die FDA stuft Produkte mit einem aw-Wert über 0,85 als „Temperature Control for Safety“ (TCS)-Lebensmittel ein, was bedeutet, dass sie aus Sicherheitsgründen gekühlt werden müssen. Produkte mit einem aw-Wert von 0,85 oder darunter gelten im Allgemeinen als lagerstabil hinsichtlich pathogen , wobei jedoch bis zu einem aw-Wert von 0,70 ein Schimmelrisiko besteht.

Können zwei Inhaltsstoffe, die für sich genommen unbedenklich sind, in Kombination gefährlich werden?

Ja, wenn die Komponenten unterschiedliche Wasseraktivitäten aufweisen, wandert Wasser von der Komponente mit höherer Wasseraktivität zur Komponente mit niedrigerer Wasseraktivität, bis sich ein Gleichgewicht einstellt, und die endgültige Wasseraktivität im Gleichgewichtszustand Wasseraktivität hoch genug sein, um pathogen zu begünstigen. Durch den Abgleich der Wasseraktivitäten der Komponenten vor deren Vermischung lässt sich dieses Feuchtemigration vermeiden.

Kann Wasseraktivität in der Produktion gemessen Wasseraktivität , oder ist dafür ein Labor erforderlich?

Tischgeräte Wasseraktivität sind für Produktionsumgebungen konzipiert und erfordern kein Labor – das AQUALAB 4TE wird häufig in der Lebensmittelproduktion im Produktionsprozess eingesetzt. Es sind auch Inline-Sensoren erhältlich, die eine kontinuierliche Überwachung während der Verarbeitung ermöglichen, ohne dass einzelne Proben entnommen werden müssen.