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Texturanalyse

Vorteile der instrumentellen Texturanalyse

  • Subjektive Tests werden durch objektive abgel├Âst - wichtige Pr├╝fkriterien wie Frische, Knusprigkeit, Streichbarkeit werden objektiv ermittelt.
  • Auch kleinste Abweichungen k├Ânnen erfasst und in Zahlen ausgedr├╝ckt werden.
  • Durch die Standardisierung von Pr├╝fmethoden (Werksnormen) k├Ânnen verschiedene Produktionsst├Ątten dieselbe Produktqualit├Ąt erzielen. Dies gilt besonders f├╝r stark automatisierte Produktionen sowie f├╝r Zulieferer von Halbfertigprodukten, Zutaten und Food Systemen. Durch eine verbesserte, konstantere Produktqualit├Ąt werden Reklamationen von vornherein vermieden.
  • Die Pr├╝fungen liefern reproduzierbare Ergebnisse.
  • Die Ergebnisse lassen sich anhand von Grafiken darstellen, interpretieren und einfach dokumentieren.
  • Eine entsprechende Dokumentation der Produktqualit├Ąt vereinfacht Verhandlungen zwischen Herstellern, Zulieferanten und Kunden.

Wozu und wo wird Texturanalyse durchgef├╝hrt?

Wozu und wo wird Texturanalyse durchgef├╝hrt?

Produktforschung und Produktentwicklung
Qualit├Ątspr├╝fung

Produktforschung und Produktentwicklung

  • Bewertung der Qualit├Ąts- und Verarbeitungseigenschaften von Lebensmittelrohstoffen
  • Erzeugung von Lebensmitteln mit einer geforderten Textur: Pr├╝fen unterschiedlicher Rezepturen und Inhaltsstoffe sowie ihren Einfluss auf das Produkt w├Ąhrend des Produktionsprozesses
  • Produktvergleiche: Zur Produktoptimierung k├Ânnen neue oder alternative Inhaltsstoffe mit den bestehenden verglichen werden - oder das eigene Produkt mit dem des Wettbewerbs (Benchmarking)
  • Ermittlung des Einflusses von Verpackungen auf die Qualit├Ąt von Lebensmitteln

Qualit├Ątspr├╝fung

  • Wareneingangskontrolle: F├╝r Zulieferungen k├Ânnen Toleranzen festgelegt und Wareneingange kontrolliert werden. Produktver├Ąnderungen oder Qualit├Ątsschwankungen einzelner Hersteller k├Ânnen so einfach verfolgt werden.
  • Vor und w├Ąhrend der Produktion: Ermittlung struktureller ├änderungen des Produkts w├Ąhrend des Produktionsprozesses und des Einflusses bei ├änderungen an Prozesskomponenten, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit und Koch-/Backzeit. Qualit├Ątskontrolle w├Ąhrend der Produktion oder an Fertigprodukten um eine gleichbleibende Qualit├Ąt sicherzustellen.
  • Transport/Lagerung: Durch Ermittlung von Stapelbarkeit, Festigkeit, Shelf Life und Haltbarkeit lassen sich Transport- und Lagerungseinfl├╝sse beurteilen.
  • Frische am POS (point of sale) und Haltbarkeit beim Verbraucher zu Hause: Sind die Produkteigenschaften gegen Ende der Mindesthaltbarkeit noch gew├Ąhrleistet?

Eindringstempel zur Bestimmung der H├Ąrte von Lebensmitteln

Diese Stempel werden meist f├╝r Eindringversuche eingesetzt, um die H├Ąrte von Lebensmitteln zu bestimmen. Diese Pr├╝fungen sind verbreitet und finden bei vielen Lebensmitteln Anwendung. 

Wichtig ist die Auswahl des richtigen Stempels: z. B. zylindrische Stempel, die ├╝ber die Fl├Ąche Druckspannung und die Kanten/Mantelfl├Ąche Scherspannung erzeugen, wirken kugelige Stempel ganz anders: Zu Beginn derPr├╝fung wirken nur Vertikalkr├Ąfte, beim weiteren Eindringen kommen mehr und mehr Horizontalkr├Ąfte dazu. 

ZwickRoell bietet Eindringstempel in unterschiedlichsten Formen, Gr├Â├čen und Materialen an, gerne auch auf Ihre spezielle Anforderung hin. 

Spezial-Stempel: Festigkeit von Brot nach AACC, Bloom-H├Ąrte

Die Pr├╝fung der Festigkeit von Brot nach AACC74-09 ist ein Eindringtest mit zwei Zyklen, bei dem ein zylindrischer Stempel definierte Brotscheiben auf 40% komprimiert. Der CFV (Compression force value) wird bei einer Stauchung von 25% ermittelt. 

Die Gelfestigkeit nach Bloom (GME Monograph 2005, ISO 9665) wird von vielen Gelatineherstellern und -verarbeitern ermittelt. 

Die Bloom-H├Ąrte ist die erforderliche Masse um einen zylindrischen Stempel mit konstanter Geschwindigkeit 4 mm tief in die Gelatine zu dr├╝cken. Das Verfahren beinhaltet eine umfangreiche Probenvorbereitung in Spezial Bloom-Gl├Ąsern.
 

Kramer-Scherzelle

Bissverhalten, Knusprigkeit, Festigkeit von Lebensmitteln

Die Kramer Scherzelle simuliert einen einmaligen Biss an Nahrungsmitteln und gibt Aufschl├╝sse ├╝ber Bissverhalten, Knusprigkeit und Festigkeit. Sie wird f├╝r Fleisch- und Fischprodukte, kleinst├╝ckiges Obst und Gem├╝se sowie Cerealien und Snacks (z. B. Kartoffelchips) verwendet. 

Die 5 oder 10 Schneiden fahren mit konstanter Geschwindigkeit durch das eingelegte Probenmaterial, komprimieren, scheren und extrudieren es (die Bodenplatte der Zelle ist geschlitzt). Die Pr├╝fung wird an einer definierten Probenmenge durchgef├╝hrt. Durch die mehrfachen Schneiden wird an mehreren Stellen gleichzeitig gemessen, damit werden lokale Texturabweichungen ausgeglichen.

Warner-Bratzler-Schervorrichtung

Beim Warner-Bratzler-Test wird die Probe von einer Schneide durchtrennt. Durch das Scherverhalten kann die Zartheit/Z├Ąhigkeit von Fleisch- und Fischprodukten, die Knackigkeit von W├╝rstchen oder das Bissverhalten von Backwaren bestimmt werden. 

F├╝r eher quaderf├Ârmige Proben empfiehlt sich die gerade Schneide, f├╝r runde Proben die Schneide mit Kerbform.  

Durch die gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wird der Versuch sehr h├Ąufig verwendet. 

3-Punkt-Biegevorrichtung: Bruchfestigkeit von Lebensmitteln

F├╝r die 3-Punkt-Biegepr├╝fung wird die Probe auf zwei Auflager aufgelegt und von einer Biegefinne zentrisch belastet. Der Abstand der Auflager wird an die Probe angepasst. 

Der Versuch ist gut geeignet f├╝r spr├Âde Produkte, die au├čerdem durch die Herstellung gleiche Proben-Dimensionen erhalten, z. B.Waffeln, Kekse, Schokoriegel oder auch Nudelprodukte. 

Biege- und Bruchfestigkeit, Bruchneigung und Spr├Âdigkeit erm├Âglichen R├╝ckschl├╝sse auf unterschiedliche Rezepturen. Au├čerdem kann derEinfluss von Feuchtigkeit, Backdauer und -temperatur sowie Verpackung und Lagerung auf die Produkteigenschaften untersucht werden.

Druckstempel

Auch zur Bestimmung des Stapelverhaltens

Beim Druckversuch ist die Probe kleiner als der Druckstempel. Auch unter Druck soll sie nicht ├╝ber die Kanten des Stempels heraustreten.  

Der Druckversuch wird an br├╝chigen Proben durchgef├╝hrt um Bruchneigung, Frische, Festigkeit zu messen, z. B. an Bonbons, Kaffeebohnen oder Obst (zur Bestimmung des Stapelverhaltens).

An elastischen Produkten, wie z. B. Brot, Kuchen, K├Ąse, Fisch und Marshmallows wird der Versuch zyklisch ausgef├╝hrt: Die Probe wird zweimal bis zu einem bestimmten Grad komprimiert und wieder entlastet. Das Kompressions- und Entlastungsverhalten zeigt die Festigkeit, Klebrigkeit, den Reifegrad und visco-elastische Eigenschaften

OTMS Zelle, Ottawa Zelle

Die OTMS-Zelle (Ottawa Texture Measuring System) pr├╝ft dieFestigkeit der Produkte durch Kompression und Extrusion. So k├Ânnen bspw. Reifegrad, Zartheit, Knusprigkeit oder Extrusionsarbeit an einer definierten Probenmenge bestimmt werden. Das Verfahren eignet sich vorrangig f├╝r Produkte, die sich gut extrudieren lassen, wie bspw. Dosengem├╝se, Frischk├Ąse und Fleischpasteten, wird aber auch f├╝r Extrudate und Cerealien verwendet.

Durch unterschiedliche Extrusionsteller und Reduktionseins├Ątze f├╝r die Verringerung der Volumina l├Ąsst sich die Vorrichtung an unterschiedliche Probenmaterialien anpassen. Bei Verwendung derAbdichtplatte k├Ânnen reine Kompressionskr├Ąfte gemessen werden.

Multiple R├╝ckextrusions-Zelle

Die Fettkristall-Strukturen von Fetten wie Butter und Margarine werden in verschiedenen Verarbeitungsprozessen schrittweise aufgebrochen. Diese Materialver├Ąnderung l├Ąsst sich durch das Work Softening oder die Resth├Ąrte als Wert festhalten.

Der mehrfach gelochte R├╝ckextrusions-Stempel extrudiert das Fett in mehreren Zyklen. Ermittelt wird die Zyklenanzahl, die f├╝r eine definierte Resth├Ąrte erforderlich ist, oder die Resth├Ąrte nach definierter Zyklenanzahl.

Mit anderen Pr├╝fmethoden wird die Vorrichtung auch f├╝r Eiscreme, Frischk├Ąse und gekochte Pasta verwendet.

Teigzugvorrichtung

Dehnbarkeit, Elastizit├Ąt, Klebrigkeit von Teigen und Gluten

Die Teigzug-Pr├╝fung ist ein Zugversuch im Mikroma├čstab, bei dem bereits kleine Mengen an Mehl bzw. Teig ausreichen. Ermittelt werden Verarbeitungseigenschaften, Dehnbarkeit, Elastizit├Ąt und Klebrigkeit von Teigen und Gluten (Eiwei├čklebern).

So k├Ânnen verschiedene Mehle und Backzutaten miteinander verglichen und ihr Einfluss auf das Backergebnis bestimmt werden. Unterschiedliche Rezepturen, Verarbeitungsarten, -zeiten und Zusatzstoffe k├Ânnen verbessert werden, um ein m├Âglichst optimales Endprodukt zu erhalten.

Die Vorrichtung wird alternativ zur Bestimmung der elastischen Eigenschaften von Kaugummi verwendet.

Butterschneider: Festigkeit Butter ISO 16305

Dieses Pr├╝fwerkzeug wird f├╝r die Bestimmung der Festigkeit von Butter nach ISO 16305 eingesetzt. Dabei durchtrennt der Edelstahldraht ein definiertes Butterst├╝ck. Da die Pr├╝fung sehr temperaturabh├Ąngig ist, wird sie nach Norm im temperierten Wasserbad ausgef├╝hrt.

Der Butterschneider wird auch f├╝r die Ermittlung der Schnittfestigkeit von K├Ąse, Eiern, Gem├╝se und Obst verwendet.

Einstichnadel

Reifegrad von Fr├╝chten / Gem├╝se; Festigkeit der Haut / Schale

Der Eindringtest, auch "puncture test" oder "Kraftpenetration" genannt, wird h├Ąufig zur ├ťberpr├╝fung des Reifegrads von Fr├╝chten und Gem├╝sen und der Festigkeit der Haut oder Schale verwendet.

Die Einstichnadel wird bis zu einer bestimmten Eindringtiefe in die Probe gedr├╝ckt. Je nach Schale und Konsistenz des Fruchtfleisches entstehen markante Kurven.

H├Ąrtepr├╝fer f├╝r Wurst und Fischprodukte

F├╝r Fisch, Fleisch- und Br├╝hwurst hat ZwickRoell spezielle H├Ąrtepr├╝fer entwickelt. Als Eindringk├Ârper wird ein Druckzylinder mit einer gro├čen Fl├Ąche verwendet. Durch die Ermittlung der H├Ąrte an Wurst oder der Frische von Fisch ist eine vergleichende Qualit├Ątskontrolle durchf├╝hrbar.

Temperier- und Klimakammern f├╝r Lebensmittel

Lebensmittel ver├Ąndern ihre Eigenschaften in Abh├Ąngigkeit von Luftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur. Je nach Empfindlichkeit des Produkts kann eine Vortemperierung erforderlich sein oder die Durchf├╝hrung der Pr├╝fung unter definierter, konstanter Temperatur, bspw. die Pr├╝fung von Eiscreme bei Lagertemperatur von -20 ┬░C oder die Pr├╝fung von Pizzak├Ąse bei ca. +80 ┬░C.

Speziell f├╝r diese Anforderungen bietet ZwickRoell eine Temperierkammer passend f├╝r die Textur-Pr├╝fmaschine zwickiLine oder separate Temperier- und Klimakammern nach Ihren Bed├╝rfnissen.

Kundenspezifische Pr├╝fvorrichtungen

Sie haben ein Produkt mit herausragenden Eigenschaften und m├Âchten die am besten geeignete Pr├╝fmethode anwenden? Das erfordert ein einzigartiges Pr├╝fwerkzeug. ZwickRoell entwickelt und baut f├╝r Sie das passende Werkzeug f├╝r Ihr Produkt und Ihre Pr├╝fung. Und auf Wunsch erhalten Sie mit einer kundenspezifischen Pr├╝fvorschrift eine Software speziell f├╝r Ihren Pr├╝fablauf und ihre Pr├╝fergebnisse.

Probenvorbereitung

Probengr├Â├če

W├Ąhlen Sie die Gr├Â├če der Probe 5- bis 10-mal gr├Â├čer als die mittlere Strukturgr├Â├če. Bsp.: Ein K├Ąsew├╝rfel mit ausgepr├Ągter Makrostruktur (L├Âcher) sollte mindestens 5-mal, besser 10-mal gr├Â├čer sein, als sein gr├Â├čtes Loch. Ist die Erstellung einer geeigneten Probengr├Â├če nicht m├Âglich, so empfiehlt es sich entweder

  • eine gr├Â├čere Anzahl von Pr├╝fungen durchzuf├╝hren, um Ausrei├čer zu glatten, oder
  • kleinere Proben ohne Strukturst├Ârungen zu erstellen, wodurch allerdings das reine Material und nicht mehr das gesamte Produkt mit seinen typischen Eigenschaften gepr├╝ft wird.

Entnahmeort / Entnahmerichtung

Die Probenentnahme sollte immer an derselben Stelle stattfinden, also bspw. beim K├Ąse immer im gleichen Abstand zur Rinde. Au├čerdem sollten Sie die Richtung der Probenentnahme beachten, wenn das Pr├╝fgut eine Strukturrichtung hat, wie die Fasern im Fleisch (Anisotropie).

Probenschnitt / Probenform

Unsaubere Schnittkanten, die durch ein unscharfes Schneidewerkzeug entstehen k├Ânnen, erh├Âhen die Inhomogenit├Ąt der Probe und k├Ânnen so den Verlauf der Pr├╝fung beeinflussen, z. B. den Bruch von Nudeln, Lasagnepasta. Au├čerdem sind parallele Schnitte wichtig f├╝r eine homogene Spannungsverteilung w├Ąhrend der Pr├╝fung (siehe Grafik).

Probenbelastung

Die Belastung sollte so auf die Probe aufgebracht werden, dass nur die gew├╝nschten Einfl├╝sse in das Pr├╝fergebnis einflie├čen. Das l├Ąsst sich am bestem am Beispiel des Apfels erkl├Ąren (siehe Bild 3).

Zusammenspiel Pr├╝fwerkzeug und Probe

Auch Probe und Werkzeug m├╝ssen zusammenpassen. Beispiel Druckpr├╝fung am K├Ąse: L├Ąsst sich die Oberfl├Ąche des K├Ąsew├╝rfels nicht so eben herstellen, dass eine vollfl├Ąchige, gleichm├Ą├čige Belastung durch die Druckplatte m├Âglich ist, so ist die Eindringpr├╝fung durch einen kleinen Stempel geeigneter. Allerdings wichtig hier: Durch die ge├Ąnderte Pr├╝fmethode werden auch andere Kr├Ąfte auf die Probe aufgebracht, in diesem Fall zus├Ątzlich zur Kompression Scherkr├Ąfte.

Auch die Probengr├Â├če muss zum Pr├╝fwerkzeug passen: Im Druckversuch darf sich die Probe nicht ├╝ber die Kanten hinaus ausdehnen, da sonst Scherkr├Ąfte in die Pr├╝fung mit einflie├čen. Hingegen darf beim Eindringversuch an den Probenr├Ąndern keine Verformung wahrgenommen werden, da die Kr├Ąfte und Widerst├Ąnde innerhalb des Materials gemessen werden sollen.

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