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Schlüssel zum Erfolg

Texturanalyse bei Produkten mit reduziertem Fett- und Zuckergehalt
Schlüssel zum Erfolg

Die Verringerung des Fett- und Zuckergehalts von Lebensmitteln kommt den Wünschen der Verbraucher nach einer gesunden Ernährung entgegen. Andererseits stellt sie Lebensmittelproduzenten vor eine große Herausforderung. Denn weniger Fett und Zucker bedeuten auch veränderte sensorische Eigenschaften. Da genau in diesem Punkt die Verbraucher keine Kompromisse eingehen möchten, kommt der Texturanalyse – beispielsweise mit dem TA.XTplus – eine große Bedeutung zu.

Jo Smewing

Fettarme Produkte haben häufig keine ansprechende Textur, sind zu fest, ziehen leicht Wasser und weisen nicht selten auch geschmackliche Mängel auf. Um die texturellen Nachteile auszugleichen, arbeiten viele Lebensmittelproduzenten mit Zusatzstoffen wie Sojaproteinen, Gummi arabicum oder Stärke. Auch der Einsatz von Vormischungen oder die Anwendung spezieller mechanischer Verfahren hat sich bewährt.
Bei der sensorischen Optimierung fettarmer Produkte spielt die Texturanalyse eine große Rolle. Sie ermöglicht Aussagen darüber, wie sich ein geringerer Fettgehalt auswirken kann, oder welchen Einfluss Ingredienzen oder mechanische Verfahren auf das Mundgefühl haben.
Fettreduzierte Fleischpasteten
Der Texture Analyser TA.XTplus lässt sich mit verschiedenen Messwerkzeugen zur Texturanalyse ausstatten. Bei der vergleichenden Untersuchung von fetthaltigen und fettreduzierten Fleischpasteten lassen sich mit diesem Gerät einfache Penetrationstests durchführen. Dazu wird der Texture Analyser mit einem zylinderförmigen Messstempel ausgestattet. Der Analysenverlauf im Einzelnen: Die Pastetenprobe befindet sich in einem Probenbehälter, der auf die Plattform des Texture Analysers gestellt wird. Der Messstempel mit einem Durchmesser von 10 mm drückt mit einer Auslösekraft von etwa 0,1 N (10 g) auf die Probe und dringt etwa 8 mm tief in sie ein. Anschließend kehrt der Messstempel in seine Ausgangsposition zurück. Der Analysenverlauf wird mit Hilfe der zum Gerät gehörenden 32-bit-Software Exponent aufgezeichnet und ausgewertet. Die in Bild 1 dargestellten Messkurven zeigen, dass bei einer fettreduzierte Pastete eine höhere Eindringkraft erforderlich ist als bei einem Vollfettprodukt. Schlussfolgerung: Die Rezeptur der fettarmen Pastete mit zu fester Konsistenz muss optimiert werden.
Ähnlich ist die Situation auch bei Milchprodukten, zum Beispiel bei vollfetten und fettarmen Jogurts. Auch die Textur dieser Produkte lässt sich mit dem Texture Analyser TA.XTplus untersuchen. Bei der in Bild 2 dargestellten Beispielmessung wurde das Gerät mit einer Rückextrusionszelle ausgerüstet. Eine flache Scheibe – sie hat einen Durchmesser von 35 mm – ist über eine Kraftmesszelle (50 N/5 kg) mit dem TA.XTplus verbunden. Die Scheibe wird mittig über dem Probenbehälter positioniert. Beim Kompressionstest wird das Produkt um die Scheibe herum nach oben gedrückt. Bei einer Auslösekraft von etwa 0,1 N (10 g) dringt die Messscheibe 30 mm tief in die Probe ein und kehrt dann in ihre Ausgangsposition zurück. Das Kurvenmaximum (maximale Kraft) entspricht der Festigkeit, während die Fläche unterhalb des Grafen ein Maß für die Konsistenz ist. Auch in Abbildung 2 zeigt sich, dass bei dem fettreduzierten Naturjogurt eine erheblich höhere Eindringkraft erforderlich ist als beim vergleichbaren vollfetten Produkt.
Zuckerarmer Kaugummi
Bei Süßwaren mit reduziertem oder komplett ersetztem Zuckergehalt kommt der Auswahl eines geeigneten Süßungsmittelsystems entscheidende Bedeutung zu; schließlich hat es einen erheblichen Einfluss auf das Geschmacksprofil, das Aussehen und die Textur des Endprodukts. Dies gilt auch für zuckerfreie Kaugummis.
Bei der Kaugummiherstellung kommen flüssige, kristalline bzw. pulverförmige und elastisch, gummiartige Rohstoffe (Kaubasis) zum Einsatz. Zuckerhaltige Kaugummis bestehen im Wesentlichen aus flüssigem Glucosesirup, fein kristallinem Zucker und der elastischen Kaubasis. In zuckerfreien Produkten kommt an Stelle von Zucker und Glucosesirup Sorbitpulver und nichtkristallisierender Sorbitsirup zum Einsatz. Ein hoher Glyceringehalt sorgt für ein weiches und flexibles Produkt.
Der Sorbitsirup (Polyol) bestimmt die Plastizität und damit die Kaubarkeit des zuckerfreien Kaugummis. Um diese Abhängigkeit untersuchen zu können, hat Cerestar auf Basis des Texture Analysers eine spezielle Prüfeinrichtung entwickelt. Mit ihr kann man die Verarbeitbarkeit und Textur eines extrudierten Kaugummistreifens bestimmen. Dazu wurden zwei Einspannvorrichtungen am TA.XTplus Texture Analyser befestigt, wobei die obere eine umlaufende Auf- und Abbewegung ausführt. Der Probestreifen aus extrudierter Kaugummimasse wird zwischen die Einspannbacken geklemmt. Nachdem der Streifen auf 44 °C abgekühlt ist, wird der Arm des Texture Analysers um 9% nach unten bewegt, der Streifen biegt sich durch. Bei der eigentlichen Messung, sie findet bei 12 °C statt, erfasst man die Anzahl der Bewegungszyklen bis zum Bruch des Teststreifens. Über die Art und Menge des eingesetzten Polyols lässt sich die Flexibilität bzw. Biegsamkeit des Kaugummistreifens und damit auch des Endprodukts einstellen.
Mit der selben Prüfeinrichtung kann auch die Zugfestigkeit eines extrudierten Kaugummistreifens bestimmt werden. Auch dieser Parameter hängt von der Menge und Art des Polyols ab.
Härte und Klebrigkeit
Das feste Süßungsmittel, beispielsweise Polyolsorbit, kann wie Zucker rekristallisieren und damit den Kaugummi spröde und hart machen. Auch die Härte einer Kaugummiplatte lässt sich mit dem Texture Analyser TA.XTplus betimmen, der zu diesem Zweck mit einem speziellen Messer ausgestattet wird.
Ein weiterer Parameter, der über das feste Süßungsmittel beeinflusst werden kann, ist die Klebrigkeit des Kaugummis. Ein entsprechender Klebrigkeitstests kann ebenfalls mit dem Texture Analyser TA.XTplus durchgeführt werden: Die Kaugummiprobe befindet sich in einem Probenbehälter Bei einer Temperatur von 60 °C drückt ein zylinderförmiger Messstempel, sein Durchmesser beträgt 50 mm, mit einer Kraft von ca. 100 N (10 kg) auf die Kaugummimasse. Nachdem diese Kraft über 0,1 s gehalten wurde, wird der Stempel mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s zurückgezogen. Die Maximalkraft, die aufgewendet werden muss, um die Oberfläche des Messstempels von der Probe zu trennen, ist ein Maß für die Klebrigkeit.
Sowohl die Bestimmung der Härte als auch der Klebrigkeit zeigen, wie der Anteil des festen Süßungsmittels die Kaugummitextur beeinflussen. Beide Messungen geben wesentliche Impulse bei der Rezepturentwicklung.
Bei der Kaubasis handelt es sich um einen unlöslichen elastomeren Rohstoff. Seine Beschaffenheit bestimmt zum einen die Kaubarkeit und zum anderen die Fähigkeit, die übrigen Kaugummizutaten zu binden. Die Untersuchung der extrudierten Gummimasse mit dem Texture Analyser TA.TXplus gibt Aufschluss darüber, welche und wie viele Polyole zur Kaubasis gegeben werden müssen, um bestimmte Texturen zu erreichen. Die Untersuchung läuft wie folgt ab: Die extrudierte Kaubasis wird in einen Kunststoffbecher gefüllt. Ein zylindrischer Stempel mit einer Querschnittfläche von 1 cm2 dringt 10 mm tief in die 45 °C warme Gummimasse ein. Die dafür notwendige Kraft wird gemessen und aufgezeichnet. Sie ist ein Maß für die Härte der Kaubasis.
dei 447

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Vielseitige Materialprüfmaschine
Der Texture Analyser TA.XTplus zeichnet sich durch eine effiziente Arbeitsweise aus. Die leistungsstarke Materialprüfmaschine dient zur schnellen Untersuchung von Rohstoffen, Zutaten, Halbfabrikaten und Endprodukten. Herzstück des Geräts ist ein horizontaler Messarm mit eingebauter Kraftmesszelle, der mit verschiedenen Messwerkzeugen zur Texturanalyse ausgestattet werden kann. Die in das Gerät integrierte 32-bit-Software Exponent steuert den Weg, die Bewegungen und die Geschwindigkeit des Messarms. Letztere reicht von 0,01 bis 40 mm/s. Ferner hat der Anwender die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Arms in Abhängigkeit von der Höhe der Probe einzustellen. Auf diese Weise wird eine konstante Belastung aller Proben während der Messung sicher gestellt. Der Texture Analyser hat eine Grundplatte aus Edelstahl. Um Platz zu sparen, wurde die Tastatur in den Standteil des Gerätes integriert. Über verschiedene Schnittstellen lassen sich verschiedene Peripheriegeräte anschließen. Als Beispiele seien Datenauswertegeräte oder Temperatur- und Feuchtesensoren genannt.
Die Vorteile der Software Exponent auf einen Blick:
  • Vorschau auf zu öffnende Dateien
  • Lange Dokumentennamen erlaubt
  • Konfiguration von anwenderspezifischen Shortcuts und Menüanzeigen
  • Gemeinsame Darstellung von Grafiken und Analyseparameter in einem Fenster
  • Erstellung von Analysenberichten als Word-Datei
  • Mit Hilfe eines Übersetzungssystems kann von einer Sprache zur anderen gesprungen werden
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