Fuktighetsanalyse spiller en viktig rolle i alle områder av næringsmiddelindustrien, fra inspeksjoner av varer, kvalitetskontroll, produksjon og lagring til utvikling av nye produkter. Fuktighetsinnholdet bestemmer også materialkostnadene og påvirker ofte den økonomiske marginen til ferdigvarer. I nesten alle tilfeller har de tilberedte og rå ingrediensene et optimalt fuktighetsinnhold som gir best mulig oppskrift, smak, konsistens, utseende og holdbarhet.
Hvorfor er fuktighetsanalyse i mat viktig?
Hva er effekten av fuktighet og vann i mat?
Stoffer som er for tørre kan forårsake statiske utslippsproblemer i produksjonen eller påvirke sluttproduktets konsistens. På den annen side kan stoffer som er for fuktige agglomerere og tette rør og maskiner eller føre til redusert holdbarhet.
Fuktighetsbestemmelse sikrer konsistent produktkvalitet. Matindustrien er under konstant press for å holde kostnadene på et minimum samtidig som de produserer enorme mengder produkter med jevn kvalitet. En pålitelig og rask fuktighetsbestemmelsesmetode gjør at matteknikere i produksjonen kan gripe raskt inn og unngå avbrudd eller til og med pauser i produksjonen.
Utfordringer i fuktighets- og vannbestemmelse
Vannets miljø, egenskaper og fysiske tilstand kan variere drastisk fra prøve til prøve. Temperatur, trykk og binding kan endre den fysiske tilstanden til vannet i en prøve, øke kompleksiteten til hver analyse og åpne døren for forvirrende resultater hvis dataene analyseres feil. For eksempel kan karbohydrater brytes ned ved temperaturer så lave som 50°C, og da gjennomgår de en kjemisk reaksjon som frigjør vann og øker det målte totale vanninnholdet. Dette "tilsatte vannet" bør imidlertid ikke betraktes som vanninnholdet i matvaren.
Internasjonale og nasjonale standarder definerer terskelen for tillatt fuktighet/vanninnhold for kommersielt solgte produkter. Regulatorer og standarder som BRC (British Retail Consortium), IFS (International Featured Standards), GFSI (Global Food Safety Initiative), ISO (International Organization for Standardization) og AOAC (Association of Official Agricultural Chemists) øker regelverket for produksjon, foredling og salg av matvarer. Dette øker arbeidet som trengs for kvalitetssikring og kvalitetskontroll og krever mer moderne og effektive løsninger.
Mange matprodusenter har strenge kriterier for målenøyaktighet, pålitelighet og sporbarhet for å sikre produktkvalitet. Disse SOP-ene (Standard Operating Procedures) beskriver prøveforberedelse og måleprosesser, inkludert prøvevolum, antall nødvendige målinger, maksimalt tolererbart avvik og prosedyrer når forskere finner feil.
Metoder for fuktighetsbestemmelse i mat
QC-forskere bruker gravimetriske, kjemiske og fysiske metoder for å bestemme fuktighetsinnhold eller vanninnhold.
- Termogravimetriske metoder måler endringer i massen til en prøve som veies før og etter tørking. Begrepet tap ved tørking refererer til det totale tapet av masse. Med videre analyse kan forskerne fastslå om vann, andre flyktige stoffer eller bare nedbrytningsprodukter har blitt frigjort.
- Kjemiske metoder innebærer en kjemisk reaksjon som finner sted mellom vann og et vannspesifikt reagens. Mengden vann som omdannes under reaksjonen er proporsjonal med mengden reagens som forbrukes. Den mest kjente metoden basert på dette prinsippet er Karl Fischers titrering.
- Fysiske metoder bruker isolasjonsteknikker eller fysiske egenskaper til vann for å analysere vanninnholdet. Disse indirekte målemetodene krever kalibrering mot en referansestandard eller primærmetode (f.eks. Karl Fisher-titrering) før de brukes til å måle fuktighet. En sekundær metode (f.eks. nær infrarød spektroskopi) kan bare være så nøyaktig som presisjonen (repeterbarheten) til metoden som brukes til å utføre kalibreringen.
Løsninger for fukt- og vannmåling i mat
METTLER TOLEDO tilbyr instrumentering og programvare for termogravimetriske og kjemiske reaksjonsbaserte metoder.
Tørkeovnsmetoden og fuktighetsanalysatoren fungerer etter det termogravimetriske prinsippet kalt tap-ved-tørking. De måler fuktighet eller tørrinnhold, og resultatene er ikke spesifikke for vann.
Måleprinsippet med tørkeovnen er enkelt. Den sammenligner endringen i masse av en prøve før og etter tørking, og antar at eventuelt vekttap er fuktighet.
METTLER TOLEDO MX-vekter har en differensialvekt og kan effektivisere arbeidsflyten for tap ved tørking.
En fuktighetsanalysator består av to komponenter: en balanse og en varmeenhet. Måleprosessen starter med registrering av prøvens startvekt. Deretter varmer og tørker en halogenlampe prøven mens den integrerte balansen registrerer prøvevekten. Når prøven slutter å gå ned i vekt, slår instrumentet seg automatisk av og beregner fuktighetsinnholdet ved hjelp av vekttapet. Teknikere kan raskt oppnå resultater på 2–20 minutter med en fuktighetsanalysator.
METTLER TOLEDO HS 153 eller HC 103 fuktighetsanalysatorer er enkle å betjene, gir raske og pålitelige fuktighetsresultater og er robust bygget for å sikre lang levetid. De er ideelle for bruk i laboratoriet og i produksjonen. HX204 Moisture Analyzer er det beste alternativet for prøver med lavt fuktighetsinnhold og/eller sterkt regulerte industrier.
Tap-ved-tørking ved bruk av tørkeovn er ofte referansemetoden for fuktighetsbestemmelse. Med en Halogen Moisture Analyzer kan forskere raskt bestemme fuktighetsinnholdet ved hjelp av det gravimetriske prinsippet. En Halogen Moisture Analyzer kan erstatte tørkeovnsmetoden hvis resultatene av de to metodene er sammenlignbare .
Termogravimetrisk analyse (TGA) er et annet alternativ for fuktighetsbestemmelse. TGA bruker en ovn og en ultra-mikrovekt for kontinuerlig å veie en prøve mens den varmes opp i en kontrollert atmosfære. Den tilbyr data som en funksjon av tid eller temperatur når prøven varmes opp, noe som gir mye mer informasjon enn tap ved tørking. En frittstående TGA kan bare bestemme fuktighetsinnholdet i en prøve, men det er mulig å bestemme et materiales vanninnhold eller å identifisere gassene som frigjøres under tørkeprosessen ved å koble en TGA med et utviklet gassanalysesystem.
Karl Fischer -metoden er en nøyaktig og anerkjent referansemetode som er selektiv for vann. Den er egnet for sporanalyse (coulometrisk titrering) og høyt vanninnhold (volumetrisk titrering). Med mulighet for omfattende automatisering ved bruk av egnede prøvevekslere, gir prosessen svært høy prøvegjennomstrømning.
- Titrator Excellence T5, T7 og T9 har plass til et bredt spekter av titreringsapplikasjoner, inkludert kulometrisk og volumetrisk Karl Fisher.
- Volumetriske kompakte Karl Fischer-titratorer passer til et bredt spekter av vanninnholdsapplikasjoner, med raske og presise bestemmelser fra 100 ppm til 100 % vann.
- Kompakte Coulometric Karl Fischer titratorer tilbyr spesielt rask og presis titrering av prøver med et lavt vanninnhold fra 1 ppm til 5 %.
- EasyPlus KFV retter seg spesifikt mot næringsmiddelindustriens behov for volumetrisk Karl Fisher-titrering, med presis bestemmelse fra 100 ppm til 100 % vann.
- In Motion™ Karl Fischer Oven Autosampler muliggjør automatisert håndtering av prøver og gassfaseekstraksjon for Karl Fischer titrering
Velge riktig metode for fuktighetsbestemmelse i mat
Valg av den mest passende metoden avhenger av de fysiske og kjemiske egenskapene til prøven, slik som type, volum, antall, antatt fuktighetsinnhold, bruksbehov (f.eks. målehastighet, automatisering), regulatoriske krav (f.eks. nøyaktighet) og videre kriterier som er spesifikke for produktet eller produksjonsprosessen.
Gravimetriske målinger er alltid tap-ved-tørking-metoder og gir prøvenes totale flyktige innhold (inkludert vann). Derimot er Karl Fischers titrering eller fysiske metoder spesifikke for vann og bestemmer vanninnholdet i prøvene.
Gravimetriske metoder er mer egnet for materialer hvor fuktighet kun er svakt bundet til materialet. I honning, for eksempel, er vann sterkt bundet til sukkermolekyler ved hydrogenbinding. Som et resultat er det tidkrevende å fullføre en gravimetrisk bestemmelse av fuktighetsinnholdet, mens Karl Fischer kan bestemme vanninnholdet i honning på bare noen få minutter.
Det kan være vanskelig å velge riktig metode for fuktighetsbestemmelse, og det er ingen løsning som passer for alle. Men hvis du svarer ja på følgende spørsmål, er Karl Fischer et bedre alternativ enn tap ved tørking.
Trenger du kun å måle vanninnhold?
Inneholder produktet ditt mer enn spormengder av flyktige stoffer, som kan forvrenge fuktighetsavlesningen?
Har produktet ditt svært lavt fuktighetsinnhold?
Publikasjoner
En guide til å velge riktig teknikk avhengig av dine behov
Lær om ulike teknologier for å bestemme fuktighet/vanninnhold i materialene dine og still de riktige spørsmålene for å velge den teknologien som passer best for din applikasjon.
Dokumenter om tørkeovnsmetoden
FAQ
Hva er forskjellen mellom vanninnhold og fuktighetsinnhold?
Fuktighetsinnhold refererer til mengden vanndamp og andre flyktige komponenter som er tilstede i en prøve, mens vanninnholdet bare er mengden vann i prøven.
Hvorfor måle fuktighet i mat?
Vann-/fuktighetsinnhold er en universell faktor som indikerer kvalitet, holdbarhet og bearbeidbarhet av råvarer, mellomprodukter eller sluttprodukter i mat- og drikkevareindustrien. Det har en betydelig innflytelse på smaken, teksturen, utseendet, formen og vekten til matproduktet og implikasjoner på økonomiske, juridiske og merkingskrav. Avvik fra ideelt vann-/fuktighetsinnhold kan ha konsekvenser for mange egenskaper til et matprodukt, og påvirker ikke bare kvaliteten på produktet, men også dets sikkerhet. Vann/fuktighetsanalyse er derfor et sentralt element for å sikre kvalitet og sikkerhet i næringsmiddelindustrien.
Tilbyr METTLER TOLEDO en metode som støtter automatisering?
Automatisering er et utmerket alternativ for å øke produktiviteten og effektiviteten i laboratoriet ditt.
Med METTLER TOLEDOs InMotion™ Karl Fischer Oven Autosamplerkan titrering automatiseres for å forbedre produktivitet og resultatpålitelighet, ergonomi og sikkerhet for sluttbrukere.
Med HX204 Moisture Analyzer kan tap ved tørking delvis automatiseres for fuktighet eller tørrinnhold. Resultater kan hentes direkte fra instrumentet via TCP/IP ved å bruke MT-SICS-kommandoer, og takket være den automatiske døren kan tørkeprosessen automatiseres uten ekstra mekanisk hjelp. Dessuten, i motsetning til tradisjonelle metoder, tar resultatene 2-20 minutter per prøve og opptil 200 prøver per dag kan analyseres, dataene kan registreres i en SQL-database.
For mer informasjon om automatiseringsalternativer, vennligst klikk her .
Kan jeg erstatte ovnstørking med en halogenbalanse?
Ja, ovnstørking kan erstattes med halogenbalanse, så lenge du kan bevise at resultatene er like innenfor spesifisert toleranse. For mer informasjon, les vår hvitbok omemne .
Hva er noen teknikker for å måle fuktighet i mat?
Flere prinsipper og metoder for fukt- og vannbestemmelse er vanlige i den moderne næringsmiddelindustrien. Den mest passende metoden velges basert på prøvens fysiske og kjemiske egenskaper, antatt fuktighetsinnhold, prøvetype, prøvevolum, antall prøver, bruksbehov (f.eks. målehastighet, automatisering), regulatoriske krav (f.eks. nøyaktighet) ), og ytterligere kriterier som er spesifikke for produktet eller produksjonsprosessen.
Valget avhenger også av om fuktighetsbestemmelse er tilstrekkelig eller om vanninnhold må måles eksplisitt.
METTLER TOLEDO tilbyr instrumentering og programvare for gravimetriske og kjemiske reaksjonsbaserte metoder. Gravimetriske metoder er ikke spesifikke for vann og bestemmer vekttapet til en prøve etter at den har blitt varmet opp. Dette vekttapet antas å være fuktighet. Kjemiske metoder er spesifikke for vann og involverer en kjemisk reaksjon mellom vann og et spesifikt reagens.
Hva er forskjellen mellom vanninnhold og vannaktivitet?
Vann- eller fuktighetsinnhold refererer til det totale vannet i maten og uttrykkes vanligvis som en prosentandel av totalvekten.
Vannaktivitet er relatert til vannet som er tilgjengelig for mikroorganismer å vokse. Jo mindre vannaktivitet, jo mer vann er kjemisk bundet, og jo mindre vann er tilgjengelig for mikroorganismer å vokse.