Wasseraktivität Lebensmittelsicherheit und -qualität

Man mische 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.

Warum Wasseraktivität?

Wasseraktivitätwurde als Maß für Qualität und Sicherheit vorgeschlagen, als sich herausstellte, dass der Feuchtigkeitsgehalt Mikrobielles Wachstum nicht ausreichend erklären konnte. Wasseraktivität ein Maß für den Energiezustand des Wassers in einem System.

Das Konzept Wasseraktivität aw) ist seit Jahrzehnten ein wichtiger Bestandteil der Arbeit von Mikrobiologen und Lebensmitteltechnologen. Es ist das am häufigsten verwendete Kriterium für Sicherheit und Qualität.

Vorhersage von Sicherheit und Stabilität

Wasseraktivität die Sicherheit und Stabilität in Bezug auf Mikrobielles Wachstum, chemische und biochemische Reaktionsgeschwindigkeiten sowie physikalische Eigenschaften. Abbildung 1 zeigt die Stabilität in Bezug auf 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

Eindämmung 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.

Hürden-Technologie

Zwar können Temperatur, pH-Wert und verschiedene andere Faktoren beeinflussen, ob und wie schnell Mikroorganismen wachsen, doch Wasseraktivität oft der wichtigste Faktor. Wasseraktivität mit anderen konservierenden Faktoren (Hürden) wie Temperatur, pH-Wert, Redoxpotential usw. kombiniert werden, um Bedingungen zu schaffen, die das Wachstum von Mikroorganismen hemmen. Der Wasseraktivität , der das Wachstum der überwiegenden Mehrheit pathogener Bakterien begrenzt, liegt bei 0,_{90 aw} (0,_{70 aw} für Verderbnispilze). Die Untergrenze für alle Mikroorganismen liegt bei 0,_{60 aw}.

Kann ein Produkt mit Wasseraktivität 0,85 dennoch lagerstabil sein, wenn andere Konservierungsmaßnahmen zum Einsatz kommen?

Ja, wenn mehrere Faktoren wie Versauerung (pH-Wert unter 4,6), Wärmebehandlung oder zugesetzte antimikrobielle Wirkstoffe gemeinsam pathogen verhindern, können Produkte mit einem aw-Wert über 0,85 ohne Kühlung lagerstabil sein. Dies erfordert jedoch validierte Rezeptur und eine Dokumentation im Rahmen Präventive Kontrollen, da Wasseraktivität nicht mehr als Sicherheitskontrolle dient.

Welches Wasseraktivität ist das richtige für Sie?

Chemische/biochemische Reaktivität

Wasseraktivität nicht nur den mikrobiellen Verderb, sondern auch die chemische und enzymatische Reaktivität. Wasser kann die chemische Reaktivität auf verschiedene Weise beeinflussen. Es kann als Lösungsmittel oder Reaktionspartner wirken oder die Mobilität der Reaktionspartner verändern, indem es die Viskosität des Systems beeinflusst. Wasseraktivität nichtenzymatische Bräunung, die Lipidoxidation, den Abbau von Vitaminen und anderen Nährstoffen, enzymatische Reaktionen, die Proteindenaturierung, die Stärkeverkleisterung und die Stärke-Retrogradation. In der Regel nimmt die Geschwindigkeit chemischer Abbaureaktionen ab, wenn die Wasseraktivität sinkt.

Physikalische Eigenschaften

Neben der Vorhersage der Reaktionsgeschwindigkeiten verschiedener chemischer und enzymatischer Reaktionen Wasseraktivität auch die Textureigenschaften von Lebensmitteln. Lebensmittel mit hoher Wasseraktivität weisen eine Textur auf, die als feucht, saftig, zart und bissfest beschrieben wird. Wird die Wasseraktivität Produkte gesenkt, treten unerwünschte Textureigenschaften wie Härte, Trockenheit, Altbackenheit und Zähigkeit auf. Wasseraktivität niedriger Wasseraktivität weisen normalerweise Texturmerkmale auf, die als knackig und knusprig beschrieben werden, während diese Produkte bei höheren Wasseraktivität eine matschige Textur annehmen. Kritische Wasseraktivitäten bestimmen, ab wann Produkte aus sensorischer Sicht inakzeptabel werden.

Ab welcher Wasseraktivität knusprige Lebensmittel Wasseraktivität , altbacken zu werden oder matschig zu werden?

Die meisten knusprigen Snackprodukte bleiben bei einem aw-Wert unter 0,40 bis 0,45 noch ausreichend knusprig und beginnen bei einem aw-Wert über 0,60 bis 0,65 merklich weich zu werden, da sie Feuchtigkeit aus der Umgebung aufnehmen. Der genaue Übergangspunkt hängt von Rezeptur der Verpackung ab. Aus diesem Grund erstellen Hersteller während der Produktentwicklung Sorptionsisothermen, um validierte Haltbarkeits- und Verpackungsspezifikationen festzulegen.

Verklumpung, Verbackung, Zusammenfall und Klebrigkeit

Wasseraktivität ein wichtiger Faktor, der die Stabilität von Pulvern und getrockneten Produkten während der Lagerung beeinflusst. Durch die Steuerung Wasseraktivität einem Pulverprodukt werden die richtige Produktstruktur, Textur, Stabilität, Dichte und Rehydrierungseigenschaften gewährleistet. Die Kenntnis der Wasseraktivität Pulvern in Abhängigkeit von Feuchtigkeitsgehalt und Temperatur ist während der Verarbeitung, Handhabung, Verpackung und Lagerung unerlässlich, um die unerwünschten Phänomene Verklumpung, Verbackung, Zusammenfall und Klebrigkeit zu verhindern. Verklumpung von Wasseraktivität, der Zeit und der Temperatur abhängig und steht im Zusammenhang mit dem Zusammenfall des Pulvers unter Einwirkung der Schwerkraft.

Feuchtemigration

Da Wasseraktivität ein Maß für den Energiezustand des Wassers Wasseraktivität , sind Unterschiede in Wasseraktivität den Bestandteilen die treibende Kraft für Feuchtemigration sich das System ins Gleichgewicht bringt. Somit Wasseraktivität ein wichtiger Parameter bei der Steuerung der Wassermigration in Mehrkomponentenprodukten. Einige Lebensmittel enthalten Bestandteile mit unterschiedlichen Wasseraktivität , wie beispielsweise gefüllte Snacks oder Müsli mit Trockenfrüchten. Per Definition Wasseraktivität , dass Feuchtigkeit von einem Bereich mit hoher Wasseraktivität einen Bereich mit niedrigerer Wasseraktivität wandert, doch die Geschwindigkeit dieser Migration hängt von vielen Faktoren ab. Unerwünschte Texturveränderungen können durch Feuchtemigration Mehrkomponenten-Lebensmitteln entstehen. Wenn beispielsweise Feuchtigkeit von den Wasseraktivität Früchten Wasseraktivität höherer Wasseraktivität in das Wasseraktivität niedrigerer Wasseraktivität wandert, werden die Früchte hart und trocken, während das Getreide matschig wird.

Unterschiede in Wasseraktivität den Komponenten oder zwischen einer Komponente und der Umgebungsfeuchte sind eine treibende Kraft für Feuchtemigration. Zu wissen, ob Wasser von einer bestimmten Komponente aufgenommen oder an diese abgegeben wird, ist unerlässlich, um eine Zersetzung zu verhindern, insbesondere wenn der Stoff feuchtigkeitsempfindlich ist. Wenn beispielsweise gleiche Mengen von Komponente 1 mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2 % und Komponente 2 mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 10 % miteinander vermischt werden müssen, findet dann ein Feuchtigkeitsaustausch zwischen den Komponenten statt? Der endgültige Feuchtigkeitsgehalt des gemischten Materials würde 6 % betragen, aber hat ein Feuchtigkeitsaustausch zwischen Komponente 1 und 2 stattgefunden? Die Antwort hängt von den Wasseraktivitäten der beiden Komponenten ab. Sind die Wasseraktivitäten der beiden Komponenten gleich, findet kein Feuchtigkeitsaustausch zwischen den beiden Komponenten statt. Auch zwei Inhaltsstoffe mit gleichem Feuchtigkeitsgehalt sind beim Mischen möglicherweise nicht miteinander verträglich. Werden zwei Materialien mit unterschiedlichen Wasseraktivitäten, aber gleichem Wassergehalt gemischt, verteilt sich das Wasser zwischen den Materialien, bis ein Gleichgewicht Wasseraktivität erreicht Wasseraktivität .

Haltbarkeit/Verpackung

Wasseraktivität ein entscheidender Faktor für die Bestimmung der Haltbarkeit von Produkten. Für Lebensmittel lassen sich kritische Ober- und Wasseraktivität in Bezug auf mikrobiologische Eigenschaften, Textur, Geschmack, Aussehen, Aroma, Nährwert und Kochverhalten festlegen. Die Geschwindigkeit des Feuchtigkeitsaustauschs durch die Verpackung sowie die Geschwindigkeit, mit der sich Wasseraktivität Lebensmittels in Richtung eines kritischen Grenzwerts verändert, bestimmen die Haltbarkeit Produkts. Die Kenntnis der Temperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit der Umgebung und Wasseraktivität kritischen Wasseraktivität hilft bei der Auswahl einer Verpackung mit den richtigen Barriereeigenschaften, um Qualität und Haltbarkeit zu optimieren.

Beherrsche die Grundlagen

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

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

Häufig gestellte Fragen

Warum ist Wasseraktivität für die Lebensmittelsicherheit Wasseraktivität ?

Wasseraktivität der zuverlässigste Einzelindikator dafür, ob ein Lebensmittel pathogen begünstigen kann. Aus diesem Grund verwenden die FDA und das USDA sie anstelle des Gesamtfeuchtigkeitsgehalts als regulatorischen Kontrollparameter. Produkte mit einer Wasseraktivität (aw) von 0,85 oder darunter werden nicht als TCS-Lebensmittel eingestuft und sind in der Regel ohne Kühlung lagerstabil.

Was ist ein unbedenklicher Wasseraktivität für Lebensmittel?

Ein aw-Wert unter 0,85 ist der von der FDA festgelegte Grenzwert für Lebensmittel, die nicht gekühlt werden müssen; unter einem aw-Wert von 0,70 können die meisten Schimmelpilze nicht wachsen, und unter einem aw-Wert von 0,60 findet Mikrobielles Wachstum statt. Der richtige Zielwert hängt vom jeweiligen Produkt und den betreffenden Organismen ab, weshalb die meisten Hersteller eine validierte Spezifikation festlegen Spezifikation sich auf den gesetzlichen Mindestwert zu verlassen.

Wie oft sollten Hersteller Wasseraktivität der Produktion prüfen?

Produkte, die sich nahe einem kritischen aw-Grenzwert befinden, beispielsweise zwischen aw 0,83 und 0,87, erfordern bei jeder Charge oder jeder Produktionsschicht eine Zwischenkontrolle, während Produkte, die deutlich unter ihrem Sicherheitsgrenzwert liegen, durch regelmäßige Endkontrollen in größeren Abständen überprüft werden können. Das AQUALAB 4TE liefert Ergebnisse in etwa fünf Minuten, und die AQUALAB-Labordienstleistungen können Ihnen dabei helfen, ein Prüfprogramm für Ihr spezifisches Risikoprofil zu entwickeln.