Wassergehalt, -aktivität und -struktur: Drei Wege zur Ermittlung der Wechselwirkungen zwischen Wasser und Lebensmittel – Anwendung auf die Lagerungsfähigkeit von Kristallzucker im Silo

Mohamed Mathlouthi; Barbara Rogé

Die Analyse des Wassergehaltes eines Lebensmittels reicht nicht aus, um seine Lagerfähigkeit zu ermitteln. Informationen über die Gleichgewichtsfeuchte (ERH) und die Temperatur bei der Lagerung sind notwendig. Ebenso große Bedeutung kommen auch Kenntnisse über die Wechselwirkungen von Wasser und Substrat, insbesondere die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen dem Lösungswasser und dem gelösten Stoff sowie innerhalb des Lösungswassers selbst zu, wenn man die Vorgänge auf molekularer Basis verstehen will. Um die Stabilität von Kristallzucker während der Lagerung in Silos und den Einfluss von Parametern wie Wassergehalt, Wasseraktivität (oder Gleichgewichtsfeuchte) und Wasserstruktur in der Umgebung der Kristalle zu analysieren, wurden Untersuchungen dieser Parameter durchgeführt mit dem Ziel, das Zusammenbacken von lose gelagerten Kristallzucker im Silo zu verhindern. Der Wassergehalt wurde mit Hilfe der Karl-Fischer-Methode bestimmt. Drei Arten wurden bestimmt: freies Wasser, inhärentes (inneres + gebundenes) Wasser sowie der Gesamtwassergehalt. Sorptionsisotherme für Wasserdampf wurden bei verschiedenen Temperaturen und unterschiedlichen Kristallgrößen aufgenommen. Die Wasserstruktur in dem das Kristall umgebenden Film wurde aus einer früheren Arbeit über Wasser/Saccharose-Wechselwirkungen unter Nutzung der Schwingungsspektroskopie abgeleitet. Die Ergebnisse zeigen, das der Gehalt an innerem Wasser, das durch Einschlüsse von Muttersiruptröpfchen bei der Kristallisation gebildet wird, während der Lagerung unabhängig von den Lagerungsbedingungen (Temperatur, Gleichgewichtsfeuchte) konstant bleibt. Die Adsorption von Wasserdampf an Zucker nimmt mit abnehmender Kristallgröße zu. Der Schwellenwert der Gleichgewichtsfeuchte bei dem ein Zusammenbacken beginnt kann sich auf 50 % abnehmen. Die Stabilität des Kristallzuckers während der Lagerung wird erklärt unter Berücksichtigung der auftretenden molekularen Wechselwirkungen im Sirupfilm der Kristalle betrachtet.

Year: 2001
Volume: 126
No.: 11
Page: 880-884

Language: en

pdf download: 2001-880-884.pdf