Flüchtige Inhaltsstoffe und Wasseraktivität: Auswahl des richtigen Sensors
Bei der Messung der Wasseraktivität auch bekannt als aw, RH, ERH oder Dampfdruck) eines Produkts können bestimmte Inhaltsstoffe – flüchtige Verbindungen – Probleme verursachen. Einige Wasseraktivität sind besser gegen flüchtige Stoffe geschützt als andere. Wie viel Schutz benötigen Sie also?
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 Wasseraktivität . Jeder davon verfügt über ein eigenes Messverfahren zur Bestimmung Wasseraktivität und unterscheidet sich in seiner Fähigkeit, auch bei Vorhandensein störender flüchtiger Verbindungen (VCs) genaue Messungen durchzuführen.
- Taupunktsensoren sind in der Regel die schnellsten und genauesten, können jedoch bei Vorhandensein flüchtiger Verbindungen Probleme bereiten, da diese auf dem gekühlten Spiegel mitkondensieren.
- 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 Sensor mit regelbarer Diodenlaser TDL) wurde speziell für die Messung Wasseraktivität Gegenwart flüchtiger Verbindungen entwickelt. Er ist das zuverlässigste und genaueste Messgerät 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 Messgeräte kalibriert und anhand einer Reihe bekannteraw-Standardwerte verifiziert. Eine repräsentative Probe jedes Inhaltsstoffs wurde auf mindestens drei verschiedenen Messgeräten pro Sensor analysiert. Jede Probe wurde so lange gemessen, bis das Messgerät drei Messwerte lieferte, die innerhalb der Spezifikation lagen Spezifikation 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 erhobenen Daten wurden ausgewertet, um festzustellen, ob flüchtige Verbindungen die Wasseraktivität beeinträchtigten oder nicht.
Angesichts der Leistungsfähigkeit des TDL-Sensors im Umgang mit flüchtigen Verbindungen wurde dieser als der genaueste Sensor angesehen und als Referenz für den Vergleich der anderen Messgeräte herangezogen. Unter Zugrundelegung unserer Sensorspezifikationen wurde der ZusatzwertΔaw als zulässiger Fehler festgelegt. Die angegebene Spezifikation den TDL lautetΔaw ± 0,005, sodass der maximal zulässige Fehler zwischen zwei TDL-Sensoren der Summe der Fehler entspricht, alsoΔaw ± 0,01.
Generally speaking, a Δaw < 0.01 corresponds to a difference between instruments of 1-2% and is within the normal instrumental error. An error between Δaw ± 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.
- Kapazitiver Sensor – Wenn die Probe so flüchtig ist, dass sie bei hohen Konzentrationen Probleme mit dem Taupunktsensor verursachen kann, bei niedrigeren Konzentrationen jedoch keine Probleme bereitet, Kapazitiver Sensor ein Gerät mit zwei Messblöcken oder Kapazitiver Sensor empfohlen.
- regelbarer Diodenlaser TDL) – Wenn die Substanz bereits in geringen Konzentrationen zu ungenauen Messwerten führt, wird ein TDL-Sensor empfohlen.
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