Qualitätskontrolle in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie ist nur mit Rheologie möglich.

Haben Sie beim letzten Mal, als Sie Frischkäse auf einen Bagel gestrichen haben, darauf geachtet, wie einfach (oder schwierig) das Verstreichen war? Schütteln Sie Ihr Salatdressing regelmäßig, um das getrennte Öl und den Essig wieder zu vermischen? In beiden Fällen wurden die Haltbarkeit, die Dosierbarkeit und die Textur Ihrer Mahlzeit durch die grundlegenden Prinzipien der Rheologie sichergestellt.

Diese wissenschaftliche Disziplin vereint Prinzipien aus Physik und Chemie, um zu untersuchen, wie sich Materialien unter unterschiedlichen Belastungen verformen und fließen. In der Lebensmittelproduktion sind die zugrundeliegenden rheologischen Eigenschaften entscheidend für die Aufrechterhaltung von Qualität, Kundenzufriedenheit und Konsistenz.

Die Rheologie befasst sich mit dem Fließ- und Verformungsverhalten von Materialien und dient dazu, das Verhalten eines Produkts vorherzusagen und Rezepturen zu optimieren. Bei Lebensmitteln und Getränken messen und quantifizieren Rheometer , wie ein Produkt auf Rühren, Drücken, Verstreichen oder Schütteln reagiert; wie es sich beim Erhitzen oder Abkühlen verändert; und sogar, wie es beim Verzehr wahrgenommen wird.

Die Rheologie ist ein unverzichtbares Werkzeug zur Sicherstellung der Qualität bei neuen oder neu formulierten Produkten. Lebensmittelrezepturen ändern sich aus verschiedenen Gründen, wie zum Beispiel: um ein Problem in der Lieferkette mit einer bestimmten Zutat zu beheben, um eine neue Geschmacksrichtung anzubieten, um eine pflanzliche oder gesundheitsbewusste Alternative hinzuzufügen oder um auf umweltfreundlichere Verpackungen umzustellen, die sich auf die Produktabgabe auswirken.

Unabhängig vom Grund für Ihr neues Produkt oder Ihre neue Rezeptur muss dessen Rheologie den Erwartungen der Verbraucher entsprechen, damit es kommerziell erfolgreich sein kann. Das Endprodukt muss folgende Eigenschaften aufweisen:

• Attraktives Aussehen – nicht zu flüssig, nicht zu klumpig
• Wünschenswerte Textur und Mundgefühl, weder zu „dickflüssig“ noch zu „dünnflüssig“.
• Gleichmäßiges Dosieren, leicht auszugießen, zu drücken oder zu verteilen, und kein Tropfen.
• Haltbarkeit während des gesamten Transports, der Lagerung im Laden und der Lagerung in den Küchen der Kunden.

Nach der erfolgreichen Entwicklung oder Neuformulierung eines Produkts müssen Lebensmittelhersteller es anschließend in großem Maßstab produzieren. Abweichungen bei den Rohstoffen oder den Verarbeitungsbedingungen können dazu führen, dass Chargen die Erwartungen der Verbraucher nicht erfüllen oder sogar kostspielige Rückrufaktionen auslösen. Die Integration rheologischer Messungen in die Qualitätskontrolle an den Produktionsstandorten gewährleistet eine gleichbleibende Produktqualität und vermeidet Unzufriedenheit bei den Verbrauchern, lange bevor das Produkt das Werk verlässt.

Für Qualitätsmanager in Lebensmittelproduktionsbetrieben helfen Daten aus der Rheologie bei der Beantwortung von Fragen wie:

• Ist unser Produkt über verschiedene Chargen, im Laufe der Zeit und in verschiedenen Regionen hinweg konsistent?
• Hat sich die Produktkonsistenz durch die Hinzunahme neuer Geräte oder Zutaten verändert?
• Welche Abweichungen bei der Viskosität oder der Fließgrenze sollten wir als akzeptabel betrachten, bevor eine Charge zurückgewiesen wird?

Bei jedem Lebensmittel oder Getränk benötigen Sie vier wichtige Messgrößen, um zu verstehen, wie sich das Produkt während der Produktion, des Transports oder des Konsums verhält.

Viskosität Dies beschreibt den Widerstand eines Materials gegen Bewegung. Die Viskosität existiert auf einem Kontinuum von dickflüssig (Honig) bis dünnflüssig (Cola). Viele Lebensmittel und Getränke sind jedoch nicht-Newtonsch, was bedeutet, dass sich ihre Viskosität unter Scherung ändert. In vielen Fällen ist diese Veränderung beabsichtigt (z. B. eine Marktverschiebung hin zu Quetschflaschenverpackungen für Würzmittel wie Frischkäse oder Mayonnaise).

• Scherverdünnung Manche Lebensmittel, die im Ruhezustand zähflüssig sind, werden beim Kauen, Rühren, Schütteln oder Verstreichen sehr flüssig. Erdnussbutter ist beispielsweise im Behälter fest und dickflüssig, durch das Mischen wird sie jedoch weicher und streichfähiger.

Fließspannung Bei einigen Lebensmitteln ändert sich die Viskosität bereits bei einer minimalen Belastung. Wenn man beispielsweise einen offenen Ketchupbehälter umdreht, kann der Ketchup je nach seiner ursprünglichen Konsistenz an Ort und Stelle bleiben. Übt man jedoch Druck auf den Behälter aus, beispielsweise durch Schütteln oder Drücken, zerfallen die Ketchuppartikel. Dadurch können Kunden Ketchup einfacher auf ihre Burger oder Pommes frites verteilen.

• Thixotropie Dies beschreibt, wie ein Produkt unter Belastung zunächst an Viskosität verlieren kann, seine ursprüngliche Struktur aber wiedererlangt, sobald die Belastung nachlässt. Nahrungsmittel mit niedriger Thixotropie nehmen ihre ursprüngliche Struktur schnell wieder an, während dies bei Nahrungsmitteln mit hoher Thixotropie langsamer geschieht. Wie schnell ein Produkt in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, kann sowohl für die Chargenkonsistenz als auch für die Kundenzufriedenheit einen enormen Unterschied ausmachen. Ein Material mit null Thixotropie wie Mayonnaise erlangt seine Struktur sofort zurück, während ein Lebensmittel mit hoher Thixotropie wie Joghurt mehrere Tage benötigen kann, um seine Viskosität nach dem Mischen wiederherzustellen.

Temperatur, Druck, Schütteln, Rühren und andere Faktoren können die Textur, das Mundgefühl und die Leistung Ihres Produkts beeinflussen. Diese Störungen können das Verhalten des Produkts in jeder Phase seines Lebenszyklus absichtlich (oder versehentlich) dauerhaft verändern. Der Einsatz der Rheologie ist in diesen vier Schlüsselbereichen von entscheidender Bedeutung, um die Qualität von der Entwicklung über das Ladenregal bis zum Küchentisch sicherzustellen.

Wir alle kennen das Gefühl, wenn ein Lebensmittel nicht ganz stimmig ist, aber wie misst man das? Die Rheologie ermöglicht es den Verantwortlichen für die Lebensmittelqualitätskontrolle, die gewünschten Eigenschaften ihres Produkts zu quantifizieren und zu definieren. Durch die Festlegung einer erforderlichen Viskosität, eines strukturviskosen Verhaltens, einer Fließgrenze und einer Thixotropie können Sie sicherstellen, dass Ihr Produkt jedes Mal die gleichen Eigenschaften aufweist.

Anstatt sich ausschließlich auf kostspielige und zeitaufwändige Verbraucherpanels zu verlassen, können Lebensmittelproduktionslabore und Hersteller die Rheologie nutzen, um die Chargenkonsistenz zu überprüfen oder die Auswirkungen von Rezepturänderungen zu messen. Rheologische Daten können sogar mit Verbraucherbefragungen korreliert werden, um die Kundenzufriedenheit vorherzusagen, ohne das Labor jemals verlassen zu müssen.

Unterbrechungen der Lieferkette, neue Vorschriften oder kleine Verbesserungen des Geschmacks und der Textur können Sie veranlassen, eine Rezeptur während der kommerziellen Produktion anzupassen. Rheologische Messungen helfen Ihnen, besser zu verstehen, wie sich Änderungen an Verdickungsmitteln, Stabilisatoren und anderen Inhaltsstoffen auf die Gesamttextur des Produkts auswirken. Mithilfe dieser Messungen lässt sich feststellen, ob die weiterentwickelte Formel innerhalb eines akzeptablen, vorhersehbaren Bereichs messbarer Parameter liegt.

Diese Messungen können auch eine Änderung der Produktionsprozesse und der eingesetzten Ausrüstung erforderlich machen. Wenn Sie beispielsweise einen neuen fettarmen Frischkäse einführen, dessen Zutaten eine andere Fließgrenze aufweisen, benötigen Sie möglicherweise Misch- und Abfüllanlagen, die in der Lage sind, unterschiedliche Kräfte auszuüben.

Durch die Durchführung schneller Qualitätskontrollen von Charge zu Charge geben rheologische Messungen Ihnen die Gewissheit, dass das letzte Produkt, das an einem beliebigen Tag vom Band läuft, die gleiche Qualität aufweist wie das erste. Geringfügige, oft unbemerkte Abweichungen im Herstellungsprozess können von einer Charge zur nächsten einen überproportionalen Einfluss haben. Wird ein Material beispielsweise bei der Verarbeitung nicht ausreichend vermischt, erreicht es möglicherweise nicht die richtigen Eigenschaften für die Textur des Endprodukts.

Schließlich möchten Sie sicherstellen, dass die Eigenschaften, die Sie im Labor mit so viel Mühe entwickelt haben, auch diejenigen sind, die Ihre Konsumenten auf dem Teller erleben. Und selbst wenn es köstlich schmeckt und unbedenklich zum Verzehr ist, wird sein Verhalten vom Behälter bis zum Tisch den Gesamtgenuss beeinflussen. So muss beispielsweise Dosensoße eine ausreichende Viskosität beibehalten, damit sie auch beim Erhitzen am Fleisch “ haftet „.

Eine präzise rheologische Messung hilft Ihnen, potenzielle Probleme zu erkennen, bevor sie sich zu größeren Schwierigkeiten ausweiten, die zu kostspieligen Rückrufaktionen oder dazu führen können, dass enttäuschte Verbraucher Ihr Produkt aufgeben. Die Durchführung von rheologischen Qualitätskontrollen, bevor die Produkte Ihr Werk verlassen, gibt Ihnen die Informationen, um proaktiv Korrekturmaßnahmen zu ergreifen, bevor Probleme auftreten.

Um dieses wichtige Wissen zu erlangen, nutzen Qualitätsmanager vor Ort Rheometer wie das Discovery Core Rheometer .

Mithilfe dieser Instrumente können Sie verstehen, wie sich Suspensionen, Gele, Emulsionen, Pasten und andere nicht-Newtonsche Lebensmittelprodukte unter verschiedenen Bedingungen verändern. Zu den wichtigsten Merkmalen des Discovery Core Rheometers gehören:

1. Die Fähigkeit, ein vollständiges Viskositätsprofil Ihrer Produkte unter einer Reihe realer Lager- und Anwendungsbedingungen zu erfassen.
2. Ein benutzerfreundlicher Touchscreen mit Anleitungen und Abbildungen ermöglicht die Durchführung von Routine-Messungen ohne PC oder fortgeschrittene Schulung.
3. Ein kompaktes Design, das 75 % weniger Stellfläche benötigt als andere Modelle.
4. Anpassbare Methoden, die jeden Schritt Ihres Verfahrens einbeziehen und sofort ein Ergebnis (bestanden/nicht bestanden) basierend auf Ihren Vorgaben anzeigen können.

Um mehr über die Funktionsweise eines Rheometers zu erfahren, sehen Sie sich diese Produktdemonstration an.

Daran führt kein Weg vorbei. Nachdem Ihr Produkt das Werk verlassen hat, ist es einer Reihe von Stressfaktoren ausgesetzt. Es kann erwärmt oder gekühlt, vorsichtig gefaltet oder püriert, gelöffelt oder verstrichen, geschlürft oder gekaut werden. Um sicherzustellen, dass Ihr Lebensmittelprodukt in diesen unterschiedlichen Umgebungen gleichbleibende Ergebnisse liefert, ist es entscheidend, Verformung und Fließverhalten zu verstehen.

Nur die Prinzipien der Rheologie – und die Instrumente, mit denen sie gemessen werden – können quantitativ garantieren, dass Sie Ihren Kunden stets die qualitativ hochwertigen Produkte liefern, die sie erwarten.