Einführung in Wasseraktivität aw): Ein Leitfaden für Einsteiger zur Rolle Wasseraktivität in der Lebensmittelproduktion

Obwohl Wasser eine kostengünstige Zutat ist, kann es viele kostspielige Probleme verursachen –Mikrobielles Wachstum, Schimmelbildung, Verlust der Konsistenz, Verklumpung und Verbackung, Ranzigkeit sowie Vitaminverlust. Der beste Weg, um den Wassergehalt in Ihrem Produkt zu verstehen, besteht darin, zu lernen, wie man die Wasseraktivität misst.

Was ist Wasseraktivität?

Wasseraktivität: Es dreht sich alles um Energie._{Die Wasseraktivität (aw)} ist das Verhältnis zwischen der „ Dampfdruck “ des Lebensmittels selbst und der „ “ der umgebenden Luft, wenn sich das Lebensmittel in einem völlig ungestörten Gleichgewicht mit der Luft befindet.

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 übergehen.

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. Diese werden als Matrixeffekte bezeichnet. Das Wasser im Schwamm hat einen niedrigeren Energiezustand als das Wasser im Glas. Wasser fließt in den Schwamm, aber um es wieder herauszubekommen, müssen wir Arbeit leisten, indem wir den Schwamm auspressen.

Das Wasser im Schwamm hat eine geringere Dichte ( 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.

Verwenden Sie die Mathematik, um_{den Wassergehalt} zu messen.

Wenn wir eine Probe in einen verschlossenen Behälter geben, gleicht sich die relative Luftfeuchtigkeit im „ Kopfraum “ an die Wasseraktivität der Probe an. Im Gleichgewichtszustand sind beide Werte gleich, und wir können die relative Luftfeuchtigkeit des „ Kopfraum “ messen, um die Wasseraktivität der Probe zu ermitteln. Dies ist die zuverlässigste Antwort auf die Frage, wie man die Wasseraktivität misst.

Sekundäre Methoden: Hygrometer, Kapazitätssensoren

Wie die frühen Wasseraktivitätsmessgeräte nutzen auch die meisten modernen Geräte Hygrometersensoren, die auf elektrischer Kapazität oder elektrischem Widerstand basieren, um die Luftfeuchtigkeit im „ Kopfraum “ über 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.

So misst man Wasseraktivität der Taupunkt ist eine der wichtigsten Methoden

Die besten Verfahren zur Beantwortung der Frage, wie Wasseraktivität _aw) gemessen wird, sind Primärverfahren, bei denen das Verhältnis p/p0 herangezogen wird.

P0 (der Sättigungs 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 des Wassers in der Probe) lässt sich durch Messung des Dampfdruck des Wassers im abgedichteten Kopfraum über der Probe bestimmen. Die genaueste Methode zur Messung dieses Dampfdruck – die zudem auf den Grundprinzipien basiert – ist die Messung des Taupunkts der Luft.

Abbildung 1. Die Sättigung Dampfdruck lässt sich durch Messung der Probentemperatur bestimmen (die Sättigung Dampfdruck ist die Temperatur).

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 hochgenaue 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.

Ein aussagekräftiges Messverfahren für die Qualitätssicherung und -kontrolle sowie Rezeptur

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

Beherrsche die Grundlagen

In diesem 20-minütigen Webinar erfahren Wasseraktivität Wesentliche zum Thema Wasseraktivität . Sie erfahren:

• Was Wasseraktivität ?
• Wie es sich vom Feuchtigkeitsgehalt unterscheidet
• Warum es die Kontrolle ausübt Mikrobielles Wachstum
• Wie das Verständnis Wasseraktivität Ihnen helfen Wasseraktivität , die Feuchtigkeit in Ihrem Produkt zu regulieren.