Eine Schritt-für-Schritt-Anleitung für Lebensmittelhersteller zur Senkung Wasseraktivität Feuchthaltemitteln

Wie gewährleisten Hersteller die mikrobielle Sicherheit von Lebensmitteln mit mittlerem Feuchtigkeitsgehalt während einer langen Haltbarkeitsdauer?

Die Lösung liegt oft in der Verwendung von Feuchthaltemitteln. Was ist ein Feuchthaltemittel? Zu den gängigen Beispielen zählen Inhaltsstoffe wie Glycerin, Zucker und verschiedene Salze. Feuchthaltemittel senken die Wasseraktivität aw) eines Produkts, da Wasser sich bevorzugt an sie bindet. Jedes Feuchthaltemittel verfügt Wasseraktivität nach seiner chemischen Zusammensetzung über eine einzigartige Fähigkeit, Wasseraktivität zu senken.

Die Menge oder Konzentration der von Ihnen hinzugefügten Feuchthaltemittel bestimmt, um wie viel der aw-Wert sinkt.

Welches Feuchthaltemittel sollten Sie verwenden?

Generell gilt: Je niedriger das Molekulargewicht des Feuchthaltemittels, desto stärker ist seine Wasserbindungskapazität. So ist beispielsweise ein einfacher Zucker wie Saccharose wirksamer als Stärke, deren miteinander verknüpfte Glukosemoleküle die verfügbaren Wasserbindungsstellen begrenzen. Aus diesem Grund sind Ballaststoffe, Gummi und Wachse keine wirksamen Feuchthaltemittel.

Bei der Auswahl eines Feuchthaltemittels ist es wichtig, unbeabsichtigte Auswirkungen zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise Proteine im Keksteig enthalten sind und man die Wasseraktivität mithilfe eines reduzierenden Zuckers Wasseraktivität 0,7 senkt, gelangt man in den idealen Bereich für Maillard-Reaktionen. Die gesenkte Wasseraktivität der Teig mikrobiologisch unbedenklich Wasseraktivität , doch das Produkt verfärbt sich bereits nach wenigen Stunden braun.

Feuchthaltemittel können zudem unerwünschte Geschmacksnoten in ein Produkt einbringen. Glycerin ist ein vorteilhaftes Feuchthaltemittel, da es – außer in hohen Konzentrationen – geschmacksneutral ist. Es ist zudem vollständig mit Wasser mischbar und fällt nicht in fester Form aus, wenn Wasseraktivität eines Produkts Wasseraktivität . Salz oder Zucker können problematisch sein, da sie nicht nur Geschmack verleihen, sondern auch Feststoffe bilden, wenn die Konzentration im Produkt den Sättigungspunkt erreicht. Um diesen unterschiedlichen Herausforderungen zu begegnen, verwenden viele Hersteller eine Kombination aus verschiedenen Feuchthaltemitteln.

Bei der Auswahl eines Feuchthaltemittels ist es wichtig, die unbeabsichtigten Auswirkungen zu berücksichtigen.

Grundlegende Maßnahmen zur Senkung Wasseraktivität.

Produktentwickler können anhand der folgenden Schritte herausfinden, wie viel und welche Art von Feuchthaltemittel oder Kombination von Feuchthaltemitteln ihnen dabei hilft, den gewünschten aw-Wert zu erreichen.

• Ermitteln Sie die aktuelle Wasseraktivität Produkts
• Entscheiden Sie, welche Wasseraktivität erreichen möchten
• Wählen Sie die geeigneten Feuchthaltemittel aus.
• Bestimmen Sie die Reaktivitätsfaktoren jedes Feuchthaltemittels.
• Vorhersage Wasseraktivität anhand von Berechnungen (siehe unten)
• Verwenden Sie Feuchtigkeitsadsorptionsisothermen, um Ihre Fähigkeit zur Ermittlung einer optimalen Kombination durch Modellierung zu verbessern.

Wie lässt sich eine Veränderung der Wasseraktivität vorhersagen?

Sie können vorhersagen, um wie viel ein Feuchthaltemittel Wasseraktivität eines Produkts verändert, Wasseraktivität Sie entweder die Norrish-Gleichung oder die Grover-Gleichung verwenden. Diese Gleichungen enthalten wissenschaftlich ermittelte Konstanten und Koeffizienten, die Sie für Ihre Vorhersagen heranziehen können. (Weitere Einzelheiten zu den wissenschaftlichen Hintergründen finden Sie in der Liste der einschlägigen Veröffentlichungen.)

Das „Moisture Analysis Toolkit“ ist ein Softwareprogramm, in das diese Gleichungen integriert sind. Sein Prognosetool nutzt produktspezifische Daten, um die Menge an Feuchthaltemittel oder die Kombination von Feuchthaltemitteln zu berechnen, die erforderlich ist, um eine gewünschte Wasseraktivität zu erreichen. Tabelle 1 veranschaulicht, wie gut das Prognosetool funktionierte, als wir Glycerin zu Sirup hinzufügten.

Gleichungen Wasseraktivität können in Rezeptur ein sehr leistungsfähiges Werkzeug sein. Weitere Informationen zu diesen Gleichungen erhalten Sie beim Support von AQUALAB.

Erfahren Sie mehr über 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

Relevante Veröffentlichungen

Brimelow, C. J. B. „Ein pragmatischer Ansatz zur Entwicklung neuer Lebensmittel mit mittlerem Feuchtigkeitsgehalt.“ In Eigenschaften von Wasser in Lebensmitteln, S. 405–419. Springer Netherlands, 1985. Link zum Artikel.

Kapsalis, J. G., D. H. Ball, D. M. Alabran und A. V. Cardello. „Polyglycerine und Polyglycerinester als potenzielle Mittel Wasseraktivität . Chemie und sensorische Analyse.“ Properties of Water in Foods (1985): 481–496. Link zum Artikel.

Labuza, T. P. „Wasserbindung von Feuchthaltemitteln“. In Eigenschaften von Wasser in Lebensmitteln, S. 421–445. Springer Netherlands, 1985. Link zum Artikel.

Ledward, D. A. „Novel Intermediate Moisture Meat Products” (Neuartige Fleischprodukte mit mittlerem Feuchtigkeitsgehalt). In: Properties of Water in Foods (Eigenschaften von Wasser in Lebensmitteln), herausgegeben von D. Simatos & J. L. Multon, 447–463. Dordrecht: Springer Netherlands, 1985. Link zum Artikel.

Linko, P., R. Kervinen, R. Karppinen, E-K. Rautalinna und J. Vainionpää. „Extrusionskochen für Getreideprodukte mit mittlerem Feuchtigkeitsgehalt.“ In Properties of Water in Foods, S. 465–479. Springer Netherlands, 1985. Artikel-Link.

Pomeranz, Yeshajahu. Funktionelle Eigenschaften von Lebensmittelbestandteilen. Academic Press, 2012. Link zum Artikel.

Sloan, A. Elizabeth, Dennis Schlueter und Theodore P. Labuza. „Auswirkungen der Reihenfolge und Methode der Zugabe von Feuchthaltemitteln und Wasser auf die Aw-senkende Wirkung in einem IMF-System.“ Journal of Food Science 42, Nr. 1 (1977): 94–96. Link zum Artikel.

Sloan, A. Elizabeth und Theodore P. Labuza. „Vorhersage der Fähigkeit von Feuchthaltemitteln in Lebensmitteln, Wasseraktivität bei hohem aw Wasseraktivität .“ Journal of Food Science 41, Nr. 3. 1976: 532–535. Link zum Artikel.

Troller, John A. und J. H. B. Christian. Wasseraktivität Lebensmittel. New York: Academic Press, 1978.

Norrish, R. S. „Eine Gleichung für die Aktivitätskoeffizienten und Gleichgewichtsrelativfeuchten von Wasser in Süßwarensirupen.“ International Journal of Food Science & Technology 1, Nr. 1. 1966: 25-39. Link zum Artikel.

‍