FEUCHTIGKEITSMIGRATION IN DER

FEUCHTIGKEITSMIGRATION IN DER LEBENSMITTELHERSTELLUNG
Von Dr. Anthony Fontana Jr, Decagon Devices/Labcell
Jeder Lebensmittelhersteller muss wissen, was mit seinem Produkt im Supermarktregal passiert.
’Ungekühlt lagerfähig’ kann bedeuten, dass das Produkt „nicht schlecht wird,” aber es bedeutet meistens
auch, dass in einem Produkt noch viel mehr Eigenschaften erhalten bleiben müssen. Nehmen Sie zum
Beispiel einen sehr bekannten Hersteller von Raisin Bran (Frühstücksflocken mit Rosinen) in den USA.
Sowohl Hersteller als auch Konsument von Raisin Bran erwartete knusprige Flakes und weiche Rosinen.
Der Konsument wurde jedoch unangenehm überrascht, als er in eine steinharte Rosine biss und sich den
Zahn abbrach. Ebenso unangenehm wurde der Hersteller später in Form einer Klage überrascht.
Erfreulicherweise enden nicht alle derartigen Probleme vor einem Gericht. Aber wenn Sie Produkte mit
unterschiedlichen Inhaltsstoffen herstellen und verkaufen, müssen Sie das Feuchtigkeitsverhalten des
Produktes während der Regallagerung kennen.
Ein Früchtebrothersteller möchte das Feuchtigkeitsverhalten in seinem Früchtebrot vorausberechnen. Er
möchte nicht, dass das Brot feucht wird, da die Fruchtstücke sonst trocken und hart werden. Also misst er
den Feuchtigkeitsgehalt. Das Brot enthält 30% Wasser, während die Fruchtstücke 50% Wasser enthalten.
Er weiß, dass Wasser immer ein Gleichgewicht anstrebt. Daher nimmt er an, dass das Wasser vom
feuchteren Inhaltsstoff (den Fruchtstücken) in den trockeneren Inhaltsstoff (das Brot) migriert.
Leider hat er damit sein Augenmerk auf den falschen Vorgang gerichtet. Während er den Wassergehalt
beobachtet und sich des Ergebnisses schon völlig sicher ist, spielt sich bei der Ebene der Wasseraktivität
ein gänzlich anderer Prozess ab. Wenn er seine Fährte weiterverfolgt, wird er mit einem überraschenden
Ergebnis konfrontiert werden. In diesem Fall mit ausgetrocknetem Brot und feuchten Fruchtstücken. Das
hängt damit zusammen, dass das Brot bei diesem Wassergehalt über eine höhere Wasseraktivität als die
Fruchtstücke verfügt.
In diesem Fall lenkt der Wassergehalt nur ab. Konzentriert man sich auf den Wassergehalt, könnte man
meinen, das Ergebnis sei ein Trick. Zwar strebt Wasser immer einen Gleichgewichtszustand an, nicht aber,
wenn es von anderen Faktoren beeinflusst wird. In unserem Fall tritt ein Gleichgewichtszustand ein, wenn
die teilspezifische freie Enthalpie im gesamten System genauso groß ist. Die Wasseraktivität hängt mit der
freien Enthalpie zusammen. Der Wassergehalt hat nichts mit der Wasserenergie zu tun. Um diese Idee
besser zu verstehen, stellen Sie sich zwei Wassertanks vor. Ein Tank enthält ungefähr 45000 Liter. Der
andere große Tank ist mit 5 Litern nahezu leer. In welche Richtung wird sich das Wasser bewegen? Der
Wassergehalt der Tanks ist vollkommen irreführend. Das Wasservolumen ist irrelevant. Das Wasser
bewegt sich von einem Ort, an dem der Druck hoch ist, zu dem Ort, an dem der Druck niedriger ist und nicht
vom vollen zum leeren Behälter. Wenn wir den Druck des fast leeren Tanks erhöhen, indem wir diesen auf
den fast vollen stellen, werden die letzten fünf Liter rasch aus dem geräumigen Tank weichen.
Gleichermaßen bestimmt die Wasseraktivität und nicht der Wassergehalt, wie viel Wasser innerhalb eines
Produkts migriert. Wenn der Früchtebrothersteller ein Rezept entwickelt, bei dem Brot und Fruchtstücke
über die gleiche Wasseraktivität verfügen, wird es keine Überraschungen beim Feuchtigkeitsgehalt geben,
wenn das Brot gelagert und verkauft wird – es ist ein sicheres, schmackhaftes und ungekühlt lagerfähiges
Produkt.
Die Feuchtigkeitsmigration kann vermieden werden, indem man die Wasseraktivität der einzelnen
Inhaltsstoffe erhöht oder senkt, bis diese über den gleichen Wasseraktivitäts-Wert verfügen. Sie können
den Diffusionsprozess innerhalb der Komponenten auch hinauszögern, indem Sie die Viskosität erhöhen.
Eine essbare Barriere wie Schokoladenüberzug im Inneren einer Eiswaffel kann eine Feuchtigkeitsmigration
verhindern. Manchmal sind aber auch separate Verpackungen nötig, wenn Wasseraktivitätsunterschiede
nicht ausgeglichen werden können.
Wenn Sie weitere Informationen zur Feuchtigkeitsmigration benötigen, rufen Sie Labcell unter folgender
Telefonnummer an: 052 / 343 37 37 oder schicken Sie eine E-Mail: [email protected]

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