Springe zum Seiteninhalt

Texturanalyse

Vorteile der instrumentellen Texturanalyse

  • Subjektive Tests werden durch objektive abgelöst - wichtige Prüfkriterien wie Frische, Knusprigkeit, Streichbarkeit werden objektiv ermittelt.
  • Auch kleinste Abweichungen können erfasst und in Zahlen ausgedrückt werden.
  • Durch die Standardisierung von Prüfmethoden (Werksnormen) können verschiedene Produktionsstätten dieselbe Produktqualität erzielen. Dies gilt besonders für stark automatisierte Produktionen sowie für Zulieferer von Halbfertigprodukten, Zutaten und Food Systemen. Durch eine verbesserte, konstantere Produktqualität werden Reklamationen von vornherein vermieden.
  • Die Prüfungen liefern reproduzierbare Ergebnisse.
  • Die Ergebnisse lassen sich anhand von Grafiken darstellen, interpretieren und einfach dokumentieren.
  • Eine entsprechende Dokumentation der Produktqualität vereinfacht Verhandlungen zwischen Herstellern, Zulieferanten und Kunden.

Wozu und wo wird Texturanalyse durchgeführt?

Wozu und wo wird Texturanalyse durchgeführt?

Produktforschung und Produktentwicklung
Qualitätsprüfung

Produktforschung und Produktentwicklung

  • Bewertung der Qualitäts- und Verarbeitungseigenschaften von Lebensmittelrohstoffen
  • Erzeugung von Lebensmitteln mit einer geforderten Textur: Prüfen unterschiedlicher Rezepturen und Inhaltsstoffe sowie ihren Einfluss auf das Produkt während des Produktionsprozesses
  • Produktvergleiche: Zur Produktoptimierung können 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 Qualität von Lebensmitteln

Qualitätsprüfung

  • Wareneingangskontrolle: Für Zulieferungen können Toleranzen festgelegt und Wareneingange kontrolliert werden. Produktveränderungen oder Qualitätsschwankungen einzelner Hersteller können so einfach verfolgt werden.
  • Vor und während der Produktion: Ermittlung struktureller Änderungen des Produkts während des Produktionsprozesses und des Einflusses bei Änderungen an Prozesskomponenten, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit und Koch-/Backzeit. Qualitätskontrolle während der Produktion oder an Fertigprodukten um eine gleichbleibende Qualität sicherzustellen.
  • Transport/Lagerung: Durch Ermittlung von Stapelbarkeit, Festigkeit, Shelf Life und Haltbarkeit lassen sich Transport- und Lagerungseinflüsse beurteilen.
  • Frische am POS (point of sale) und Haltbarkeit beim Verbraucher zu Hause: Sind die Produkteigenschaften gegen Ende der Mindesthaltbarkeit noch gewährleistet?

Eindringstempel zur Bestimmung der Härte von Lebensmitteln

Diese Stempel werden meist für Eindringversuche eingesetzt, um die Härte von Lebensmitteln zu bestimmen. Diese Prüfungen sind verbreitet und finden bei vielen Lebensmitteln Anwendung. 

Wichtig ist die Auswahl des richtigen Stempels: z. B. zylindrische Stempel, die über die Fläche Druckspannung und die Kanten/Mantelfläche Scherspannung erzeugen, wirken kugelige Stempel ganz anders: Zu Beginn derPrüfung wirken nur Vertikalkräfte, beim weiteren Eindringen kommen mehr und mehr Horizontalkräfte dazu. 

ZwickRoell bietet Eindringstempel in unterschiedlichsten Formen, Größen und Materialen an, gerne auch auf Ihre spezielle Anforderung hin. 

Spezial-Stempel: Festigkeit von Brot nach AACC, Bloom-Härte

Die Prüfung 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-Härte ist die erforderliche Masse um einen zylindrischen Stempel mit konstanter Geschwindigkeit 4 mm tief in die Gelatine zu drücken. Das Verfahren beinhaltet eine umfangreiche Probenvorbereitung in Spezial Bloom-Gläsern.
 

Kramer-Scherzelle

Bissverhalten, Knusprigkeit, Festigkeit von Lebensmitteln

Die Kramer Scherzelle simuliert einen einmaligen Biss an Nahrungsmitteln und gibt Aufschlüsse über Bissverhalten, Knusprigkeit und Festigkeit. Sie wird für Fleisch- und Fischprodukte, kleinstückiges Obst und Gemüse 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 Prüfung wird an einer definierten Probenmenge durchgeführt. 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/Zähigkeit von Fleisch- und Fischprodukten, die Knackigkeit von Würstchen oder das Bissverhalten von Backwaren bestimmt werden. 

Für eher quaderförmige Proben empfiehlt sich die gerade Schneide, für runde Proben die Schneide mit Kerbform.  

Durch die gute Reproduzierbarkeit der Ergebnisse wird der Versuch sehr häufig verwendet. 

3-Punkt-Biegevorrichtung: Bruchfestigkeit von Lebensmitteln

Für die 3-Punkt-Biegeprüfung 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 für spröde Produkte, die außerdem durch die Herstellung gleiche Proben-Dimensionen erhalten, z. B.Waffeln, Kekse, Schokoriegel oder auch Nudelprodukte. 

Biege- und Bruchfestigkeit, Bruchneigung und Sprödigkeit ermöglichen Rückschlüsse auf unterschiedliche Rezepturen. Außerdem 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 über die Kanten des Stempels heraustreten.  

Der Druckversuch wird an brüchigen Proben durchgeführt 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, Käse, Fisch und Marshmallows wird der Versuch zyklisch ausgeführt: 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) prüft dieFestigkeit der Produkte durch Kompression und Extrusion. So können bspw. Reifegrad, Zartheit, Knusprigkeit oder Extrusionsarbeit an einer definierten Probenmenge bestimmt werden. Das Verfahren eignet sich vorrangig für Produkte, die sich gut extrudieren lassen, wie bspw. Dosengemüse, Frischkäse und Fleischpasteten, wird aber auch für Extrudate und Cerealien verwendet.

Durch unterschiedliche Extrusionsteller und Reduktionseinsätze für die Verringerung der Volumina lässt sich die Vorrichtung an unterschiedliche Probenmaterialien anpassen. Bei Verwendung derAbdichtplatte können reine Kompressionskräfte gemessen werden.

Multiple Rückextrusions-Zelle

Die Fettkristall-Strukturen von Fetten wie Butter und Margarine werden in verschiedenen Verarbeitungsprozessen schrittweise aufgebrochen. Diese Materialveränderung lässt sich durch das Work Softening oder die Resthärte als Wert festhalten.

Der mehrfach gelochte Rückextrusions-Stempel extrudiert das Fett in mehreren Zyklen. Ermittelt wird die Zyklenanzahl, die für eine definierte Resthärte erforderlich ist, oder die Resthärte nach definierter Zyklenanzahl.

Mit anderen Prüfmethoden wird die Vorrichtung auch für Eiscreme, Frischkäse und gekochte Pasta verwendet.

Teigzugvorrichtung

Dehnbarkeit, Elastizität, Klebrigkeit von Teigen und Gluten

Die Teigzug-Prüfung ist ein Zugversuch im Mikromaßstab, bei dem bereits kleine Mengen an Mehl bzw. Teig ausreichen. Ermittelt werden Verarbeitungseigenschaften, Dehnbarkeit, Elastizität und Klebrigkeit von Teigen und Gluten (Eiweißklebern).

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

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

Butterschneider: Festigkeit Butter ISO 16305

Dieses Prüfwerkzeug wird für die Bestimmung der Festigkeit von Butter nach ISO 16305 eingesetzt. Dabei durchtrennt der Edelstahldraht ein definiertes Butterstück. Da die Prüfung sehr temperaturabhängig ist, wird sie nach Norm im temperierten Wasserbad ausgeführt.

Der Butterschneider wird auch für die Ermittlung der Schnittfestigkeit von Käse, Eiern, Gemüse und Obst verwendet.

Einstichnadel

Reifegrad von Früchten / Gemüse; Festigkeit der Haut / Schale

Der Eindringtest, auch "puncture test" oder "Kraftpenetration" genannt, wird häufig zur Überprüfung des Reifegrads von Früchten und Gemüsen und der Festigkeit der Haut oder Schale verwendet.

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

Härteprüfer für Wurst und Fischprodukte

Für Fisch, Fleisch- und Brühwurst hat ZwickRoell spezielle Härteprüfer entwickelt. Als Eindringkörper wird ein Druckzylinder mit einer großen Fläche verwendet. Durch die Ermittlung der Härte an Wurst oder der Frische von Fisch ist eine vergleichende Qualitätskontrolle durchführbar.

Temperier- und Klimakammern für Lebensmittel

Lebensmittel verändern ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von Luftfeuchtigkeit und Umgebungstemperatur. Je nach Empfindlichkeit des Produkts kann eine Vortemperierung erforderlich sein oder die Durchführung der Prüfung unter definierter, konstanter Temperatur, bspw. die Prüfung von Eiscreme bei Lagertemperatur von -20 °C oder die Prüfung von Pizzakäse bei ca. +80 °C.

Speziell für diese Anforderungen bietet ZwickRoell eine Temperierkammer passend für die Textur-Prüfmaschine zwickiLine oder separate Temperier- und Klimakammern nach Ihren Bedürfnissen.

Kundenspezifische Prüfvorrichtungen

Sie haben ein Produkt mit herausragenden Eigenschaften und möchten die am besten geeignete Prüfmethode anwenden? Das erfordert ein einzigartiges Prüfwerkzeug. ZwickRoell entwickelt und baut für Sie das passende Werkzeug für Ihr Produkt und Ihre Prüfung. Und auf Wunsch erhalten Sie mit einer kundenspezifischen Prüfvorschrift eine Software speziell für Ihren Prüfablauf und ihre Prüfergebnisse.

Probenvorbereitung

Probengröße

Wählen Sie die Größe der Probe 5- bis 10-mal größer als die mittlere Strukturgröße. Bsp.: Ein Käsewürfel mit ausgeprägter Makrostruktur (Löcher) sollte mindestens 5-mal, besser 10-mal größer sein, als sein größtes Loch. Ist die Erstellung einer geeigneten Probengröße nicht möglich, so empfiehlt es sich entweder

  • eine größere Anzahl von Prüfungen durchzuführen, um Ausreißer zu glatten, oder
  • kleinere Proben ohne Strukturstörungen zu erstellen, wodurch allerdings das reine Material und nicht mehr das gesamte Produkt mit seinen typischen Eigenschaften geprüft wird.

Entnahmeort / Entnahmerichtung

Die Probenentnahme sollte immer an derselben Stelle stattfinden, also bspw. beim Käse immer im gleichen Abstand zur Rinde. Außerdem sollten Sie die Richtung der Probenentnahme beachten, wenn das Prüfgut eine Strukturrichtung hat, wie die Fasern im Fleisch (Anisotropie).

Probenschnitt / Probenform

Unsaubere Schnittkanten, die durch ein unscharfes Schneidewerkzeug entstehen können, erhöhen die Inhomogenität der Probe und können so den Verlauf der Prüfung beeinflussen, z. B. den Bruch von Nudeln, Lasagnepasta. Außerdem sind parallele Schnitte wichtig für eine homogene Spannungsverteilung während der Prüfung (siehe Grafik).

Probenbelastung

Die Belastung sollte so auf die Probe aufgebracht werden, dass nur die gewünschten Einflüsse in das Prüfergebnis einfließen. Das lässt sich am bestem am Beispiel des Apfels erklären (siehe Bild 3).

Zusammenspiel Prüfwerkzeug und Probe

Auch Probe und Werkzeug müssen zusammenpassen. Beispiel Druckprüfung am Käse: Lässt sich die Oberfläche des Käsewürfels nicht so eben herstellen, dass eine vollflächige, gleichmäßige Belastung durch die Druckplatte möglich ist, so ist die Eindringprüfung durch einen kleinen Stempel geeigneter. Allerdings wichtig hier: Durch die geänderte Prüfmethode werden auch andere Kräfte auf die Probe aufgebracht, in diesem Fall zusätzlich zur Kompression Scherkräfte.

Auch die Probengröße muss zum Prüfwerkzeug passen: Im Druckversuch darf sich die Probe nicht über die Kanten hinaus ausdehnen, da sonst Scherkräfte in die Prüfung mit einfließen. Hingegen darf beim Eindringversuch an den Probenrändern keine Verformung wahrgenommen werden, da die Kräfte und Widerstände innerhalb des Materials gemessen werden sollen.

Wir suchen und finden für jede Ihrer Anforderung die optimale Prüflösung.

Nehmen Sie direkt Kontakt mit unseren Branchenexperten auf.

Wir beraten Sie gerne!

 

Jetzt Kontakt aufnehmen

Passende Produkte

Prüfwerkzeuge Lebensmittel

Auch für die Lebensmittelbranche gibt es unterschiedliche Prüfanwendungen, von Texturanalyse bis hin zur Viskositätsprüfung. Für jede Prüfanforderung bietet ZwickRoll das exakt passende Prüfwerkzeuge.
zu Prüfwerkzeuge Lebensmittel
Systeme für Prüfungen unter Temperatur und Klima

Temperatur und Klima

ZwickRoell bietet verschiedene Systeme für Prüfungen unter extremen Temperaturen an.
zu Temperatur und Klima
Top