EINFLUSS DER VERPACKUNG AUF DIE AUSFALLKENNZAHLEN: FEUCHTIGKEITSÜBERTRAGUNG

EINFLUSS DER VERPACKUNG AUF DIE AUSFALLKENNZAHLEN: FEUCHTIGKEITSÜBERTRAGUNG

Die Absorption oder Desorption von Feuchtigkeit kann die Haltbarkeit von Lebensmitteln erheblich5 beeinflussen. Dies ist insbesondere bei trockenen, pulverförmigen Produkten wie Milchpulver der Fall. Der Hauptzweck der Verpackung besteht darin, das Pulver vor dem Eindringen von Feuchtigkeit zu schützen, um die Produkteigenschaften zu erhalten. Wenn sie Feuchtigkeit aufnehmen, werden pulverförmige Produkte klumpig oder backen. Darüber hinaus kann die Feuchtigkeit zu schädlichen Veränderungen wie Strukturumwandlungen, enzymatischen Reaktionen, Bräunung und Oxidation führen, abhängig von der Temperatur und der Verfügbarkeit von O2. Das Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasserdampf in Kombination mit Licht, O2 und erhöhter Temperatur kann zu physikalischen Texturverlusten und Anbackungen aufgrund von Laktosekristallisation, mikrobiellem Verderb, nicht-enzymatischen Reaktionen wie Maillard-Bräunung und Fettoxidation führen. Die Wirksamkeit einer Verpackung kann während der Haltbarkeitsprüfung oder durch die Kombination von Informationen aus der Bruchpunktprüfung (Halten bei steigenden Luftfeuchtigkeiten) und dem Wissen über die Eigenschaften der Feuchtigkeitsdurchlässigkeit des Verpackungsmaterials bestimmt werden

Obwohl eine "Wáteraktivität" (bekannt als aw) < 0,6 als ausreichend angesehen wird, um das Wachstum von Mikroorganismen zu verhindern, können chemische Reaktionen und enzymatische Veränderungen bei wesentlich niedrigeren Werten auftreten. Für die Bestimmung der maximalen Haltbarkeit von Milchpulvern ist es wichtig, einen Feuchtigkeitsgehalt nicht zu überschreiten, der einem aw entspricht, bei dem die Rate der Lipidoxidation am geringsten ist. Üblicherweise variiert der aw von Vollmilchpulver zwischen 0,25 (niedrig) und 0,35 (hoch) und für Magermilchpulver zwischen 0,32 und 0,43

Feuchtigkeits-Sorptions-Isothermen (MSI) für Pulver beschreiben die Gleichgewichtsbeziehung zwischen

dem Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers und der relativen Feuchte der Umgebung bei einer bestimmten Temperatur. Solche MSIs sind wichtige Informationsquellen für die Optimierung von Konzentrations- und Entwässerungsprozessen, mikrobiellen Wachstumsbedingungen sowie der physikalischen und chemischen Stabilität des Produkts. Die Kenntnis der MSI von Milchpulverprodukten ist wichtig, um ihre Stabilität in Verbindung mit den Verpackungseigenschaften vorhersagen zu können

Änderungen in der unmittelbaren Umgebung (d. h. Temperatur, Feuchtigkeit und Gaszusammensetzung) können verschiedene Arten von Reaktionen hervorrufen, die miteinander in Verbindung stehen und manchmal auch synergetisch wirken können. Daher ist es sehr schwierig, eine bestimmte Reaktion zu kontrollieren. Der Feuchtigkeitsgehalt und die Temperatur können oft die Geschwindigkeit der Abbaureaktionen sowie das mikrobielle Wachstum bestimmen. Wie bereits erwähnt, kann das mikrobielle Wachstum verhindert werden, wenn aw < 0,6 ist. Ein erhöhter Feuchtigkeitsgehalt durch Transmission oder Kondensation von Wasserdampf (aufgrund von Temperaturschwankungen) kann jedoch zu günstigen Bedingungen für mikrobielles Wachstum führen. Fehlaromen, erhöhter Säuregehalt sowie visuelle und texturelle Veränderungen können weitere negative Auswirkungen des mikrobiellen Wachstums sein.

Ein weiterer bedeutender Faktor, der das Zusammenbacken von Milchpulvern verursacht, ist Laktose. Laktose ist stark

laktose ist stark hygroskopisch, kristallisiert aber nicht aus, wenn der aw-Wert < 0,43, der Feuchtigkeitsgehalt <8,4 % und die Lagertemperatur <20 °C ist. Bei dem relativ hohen Laktosegehalt in gefülltem Milchpulver (FMP) (~35%) kann das Pulver bei einem Anstieg der freien Feuchte aufgrund von Laktosekristallisation zum Anbacken neigen. Schwierigkeiten bei der Dispergierung des Pulvers in Wasser (d. h. eine Verschlechterung der Instabilisierungseigenschaften) können die Folge sein.

Daher müssen bei der Auswahl eines geeigneten Verpackungssystems für Milchpulver drei Faktoren berücksichtigt werden: der anfängliche Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers, der endgültige akzeptable Feuchtigkeitsgehalt des Pulvers und die gewünschte Haltbarkeit