Wasseraktivität in Backwaren
Wasseraktivität in Backwaren
Für Backwaren ist es von entscheidender Bedeutung, dass sie sicher sind und gleichzeitig die erwartete Textur und die sensorischen Eigenschaften beibehalten. Einer der wichtigsten Faktoren, der die Qualität und Haltbarkeit von Backwaren beeinflusst, ist die Wasseraktivität. Die Kontrolle der Wasseraktivität in Backwaren kann dazu beitragen, verschiedene Reaktionen wie Ranzigkeit, mikrobiologischen Verderb oder Veränderungen der Konsistenz aufgrund von Wassermigration zu verhindern oder zu minimieren.
WASSERAKTIVITÄT IN BACKWAREN UND MIKROBIELLE SICHERHEIT
Eine ideale Umgebung begünstigt in einem Produkt das Wachstum von Mikroorganismen. Die wichtigsten Faktoren hierfür sind der pH-Wert und die Wasseraktivität. Befindet sich der Mikroorganismus in einer Umgebung, in der die Wasseraktivität niedriger ist als seine eigene Wasseraktivität, entsteht osmotischer Stress und der Mikroorganismus verliert Wasser an seine Umgebung. Wasser bewegt sich von hoher Wasseraktivität (Energie) zu niedriger Wasseraktivität. Der Turgordruck wird dadurch verringert und bremst die normale Stoffwechselaktivität des Mikroorganismus. Zur Vermehrung des Turgordrucks muss die interne Wasseraktivität des Organismus tiefer sein als jene der Umgebung. Um dies zu erreichen, versucht er gelöste Stoffe in seinem Inneren anzureichern. Die Fähigkeit, seine interne Wasseraktivität durch diese Strategien zu verringern, ist bei jedem Organismus einzigartig. Daraus ergibt sich, dass jeder Mikroorganismus eine einzigartige Grenzwasseraktivität hat, unterhalb derer der Mikroorganismus nicht wachsen kann. Das bedeutet, dass die Fähigkeit zu wachsen und sich zu vermehren für jeden Organismus mit der Energie des Wassers (Wasseraktivität) zusammenhängt und ob der Zugang zu diesem Wasser gewährleistet ist. Der Feuchtigkeitsgehalt in seiner Umgebung ist dabei nicht entscheidend.
WASSERAKTIVITÄT IN BACKWAREN UND CHEMISCHE STABILITÄT
Sensorische Veränderungen und Nährwertverluste durch chemischen Abbau sind eine der häufigsten Ursachen für Produktmängeln bei Backwaren. Chemische Reaktionen wie die Maillard-Reaktion, Lipidoxidation, Verkalkung, enzymatische Reaktionen usw. können den Geschmack, das Aussehen und den Nährwert von Backwaren beeinträchtigen. Die Wasseraktivität beeinflusst die Reaktionsgeschwindigkeit, indem sie die Aktivierungsenergie verringert, die Mobilität erhöht und die Geschwindigkeitskonstante steigert. Folglich sind die Reaktionsgeschwindigkeiten besser mit der Wasseraktivität korreliert als mit dem Feuchtigkeitsgehalt. Im Allgemeinen steigen die Reaktionsgeschwindigkeiten mit zunehmender Wasseraktivität, doch hängen die spezifischen Korrelationen von der Art des Produkts und der Reaktion ab (Abbildung 1). Die meisten Reaktionen erreichen aufgrund der Verdünnung bei hoher Wasseraktivität einen Maximalwert im Bereich von 0,70-0,80 aw, die Lipidoxidation aber ist die einzige Reaktion, die bei niedriger Wasseraktivität zunimmt.
WASSERAKTIVITÄT IN BACKWAREN – KONSISTENZ UND KNUSPRIGKEIT
Bäckereiprodukte sind für ihre angenehme Konsistenz und ihren Geschmack bekannt, und jedes Produkt hat seine eigenen, einzigartigen organoleptischen Anforderungen. Der häufigste Mangel bei Backwaren ist eine unerwartete Veränderung der Konsistenz oder des Geschmacks. Ein Butterkeks sollte zum Beispiel knusprig sein, und ein Kuchen sollte eine gute Mischung aus Festigkeit und Feuchtigkeit aufweisen. Veränderungen in der Wasseraktivität führen zu Veränderungen in der Konsistenz, und jedes Backprodukt hat einen optimalen Wasseraktivitätsbereich, in dem die Textur und der Geschmack ideal sind. Der Schlüssel zur Verlängerung der Haltbarkeit dieser Produkte liegt also in der Herstellung mit idealer Wasseraktivität und in der Aufrechterhaltung dieser Wasseraktivität während der Lagerung und des Transports durch eine effektive Verpackung der Backwaren.
Viele Backwaren enthalten mehrere Komponenten, wie z. B. eine Cremefüllung oder einen Zuckerguss. Bei diesen Produkten kann die Feuchtigkeitsmigration zwischen den Komponenten zu unerwünschten Konsistenzveränderungen führen oder die Backwaren sogar anfällig für mikrobielles Wachstum machen. Die Feuchtigkeit wandert von einer hohen zu einer niedrigen Wasseraktivität, so dass die Wasseraktivität der Komponenten aufeinander abgestimmt werden muss, um die Feuchtigkeitsmigration und deren Folgen zu verhindern. Die Glasur, der Kuchen und die Cremefüllung eines Gebäcks müssen alle mit der gleichen Wasseraktivität hergestellt werden, bevor sie vermengt werden, nur so gibt es auch bei unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt keine Feuchtigkeitsverlagerung zwischen den Komponenten.
DIE WICHTIGSTE SPEZIFIKATION: WASSERAKTIVITÄT IN BACKWAREN
Die meisten Backwaren werden auf Gewichtsbasis verkauft, so dass die Maximierung der Wassermenge (der billigsten Zutat), die in einem Produkt enthalten sein kann und dabei sicher und stabil bleibt, die Rentabilität maximiert. Der Schlüssel dazu ist die Überwachung der Wasseraktivität. Ist die ideale Wasseraktivität erreicht, kann die Verarbeitung beendet werden. Auf diese Weise wird eine Übertrocknung vermieden und der endgültige Feuchtigkeitsgehalt maximiert, was ausserdem zu einer Maximierung des Ertrags führt. Informieren Sie sich hier über die neuesten aw-Messgeräte von Novasina.
"Für die Qualitätssicherung von Backwaren ist die Kontrolle der Wasseraktivität unerlässlich."
Dr. Brady Carter weltweit anerkannter Spezialist für Wasseraktivität
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