Texturanalyse

Texturanalyse an Lebensmitteln - Druckstempel an Gummibär

Vorteile der instrumentellen Texturanalyse

  • Subjektive Tests werden durch objektive abgelöst - wichtige Prüfkriterien wie Frische, Knusprigkeit, Streichbarkeit werden objektiv ermittelt.
  • Auch kleinste Abweichungen können erfasst und in Zahlen ausgedrückt werden.
  • Durch die Standardisierung von Prüfmethoden (Werksnormen) können verschiedene Produktionsstätten dieselbe Produktqualität erzielen. Dies gilt besonders für stark automatisierte Produktionen sowie für Zulieferer von Halbfertigprodukten, Zutaten und Food Systemen. Durch eine verbesserte, konstantere Produktqualität werden Reklamationen von vornherein vermieden.
  • Die Prüfungen liefern reproduzierbare Ergebnisse.
  • Die Ergebnisse lassen sich anhand von Grafiken darstellen, interpretieren und einfach dokumentieren.
  • Eine entsprechende Dokumentation der Produktqualität vereinfacht Verhandlungen zwischen Herstellern, Zulieferanten und Kunden.

Wozu und wo wird Texturanalyse durchgeführt?

Produktforschung und Produktentwicklung

  • Bewertung der Qualitäts- und Verarbeitungseigenschaften von Lebensmittelrohstoffen
  • Erzeugung von Lebensmitteln mit einer geforderten Textur: Prüfen unterschiedlicher Rezepturen und Inhaltsstoffe sowie ihren Einfluss auf das Produkt während des Produktionsprozesses
  • Produktvergleiche: Zur Produktoptimierung können neue oder alternative Inhaltsstoffe mit den bestehenden verglichen werden - oder das eigene Produkt mit dem des Wettbewerbs (Benchmarking)
  • Ermittlung des Einflusses von Verpackungen auf die Qualität von Lebensmitteln

Qualitätsprüfung

  • Wareneingangskontrolle: Für Zulieferungen können Toleranzen festgelegt und Wareneingange kontrolliert werden. Produktveränderungen oder Qualitätsschwankungen einzelner Hersteller können so einfach verfolgt werden.
  • Vor und während der Produktion: Ermittlung struktureller Änderungen des Produkts während des Produktionsprozesses und des Einflusses bei Änderungen an Prozesskomponenten, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit und Koch-/Backzeit. Qualitätskontrolle während der Produktion oder an Fertigprodukten um eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen.
  • Transport/Lagerung: Durch Ermittlung von Stapelbarkeit, Festigkeit, Shelf Life und Haltbarkeit lassen sich Transport- und Lagerungseinflüsse beurteilen.
  • Frische am POS (point of sale) und Haltbarkeit beim Verbraucher zu Hause: Sind die Produkteigenschaften gegen Ende der Mindesthaltbarkeit noch gewährleistet?

Probenvorbereitung

Probengröße

Wählen Sie die Größe der Probe 5- bis 10-mal größer als die mittlere Strukturgröße. Bsp.: Ein Käsewürfel mit ausgeprägter Makrostruktur (Löcher) sollte mindestens 5-mal, besser 10-mal größer sein, als sein größtes Loch. Ist die Erstellung einer geeigneten Probengröße nicht möglich, so empfiehlt es sich entweder

  • eine größere Anzahl von Prüfungen durchzuführen, um Ausreißer zu glatten, oder
  • kleinere Proben ohne Strukturstörungen zu erstellen, wodurch allerdings das reine Material und nicht mehr das gesamte Produkt mit seinen typischen Eigenschaften geprüft wird.

Entnahmeort / Entnahmerichtung

Probengröße und Zusammenspiel mit dem Prüfwerkzeug
Die Probenentnahme sollte immer an derselben Stelle stattfinden, also bspw. beim Käse immer im gleichen Abstand zur Rinde. Außerdem sollten Sie die Richtung der Probenentnahme beachten, wenn das Prüfgut eine Strukturrichtung hat, wie die Fasern im Fleisch (Anisotropie).

Probenschnitt / Probenform

Spannungsverteilung in der Probe
Unsaubere Schnittkanten, die durch ein unscharfes Schneidewerkzeug entstehen können, erhöhen die Inhomogenität der Probe und können so den Verlauf der Prüfung beeinflussen, z. B. den Bruch von Nudeln, Lasagnepasta. Außerdem sind parallele Schnitte wichtig für eine homogene Spannungsverteilung während der Prüfung (siehe Grafik).

Probenbelastung

Aufbringung der Kraft auf die Probe
Die Belastung sollte so auf die Probe aufgebracht werden, dass nur die gewünschten Einflüsse in das Prüfergebnis einfließen. Das lässt sich am bestem am Beispiel des Apfels erklären (siehe Bild 3).

Zusammenspiel Prüfwerkzeug und Probe

Auch Probe und Werkzeug müssen zusammenpassen. Beispiel Druckprüfung am Käse: Lässt sich die Oberfläche des Käsewürfels nicht so eben herstellen, dass eine vollflächige, gleichmäßige Belastung durch die Druckplatte möglich ist, so ist die Eindringprüfung durch einen kleinen Stempel geeigneter. Allerdings wichtig hier: Durch die geänderte Prüfmethode werden auch andere Kräfte auf die Probe aufgebracht, in diesem Fall zusätzlich zur Kompression Scherkräfte.

Auch die Probengröße muss zum Prüfwerkzeug passen: Im Druckversuch darf sich die Probe nicht über die Kanten hinaus ausdehnen, da sonst Scherkräfte in die Prüfung mit einfließen. Hingegen darf beim Eindringversuch an den Probenrändern keine Verformung wahrgenommen werden, da die Kräfte und Widerstände innerhalb des Materials gemessen werden sollen.


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