A nedvességtartalom mérése: Ez bonyolultabb, mint gondolná

A víztevékenységet, amely információt nyújt a termék biztonságáról és minőségéről, gyakran úgy gondolják, hogy bonyolultabb mérés, mint a nedvességtartalom. De a pontos, megismételhető nedvességtartalom-mérések elvégzése nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszik.

nedvességtartalom

Elméletileg a nedvességtartalom (MC) mérése egyszerű. Egyszerűen határozza meg a termék vízmennyiségét, és hasonlítsa össze a termékben lévő minden más tömegével. Valójában nehéz és összetett folyamat a víz pontos százalékának megszerzése a termékben. Itt van miért.

A különféle jelentési módszerek zavart okoznak

A nedvességtartalmat (MC) nedves vagy száraz alapon jelentik. Nedves alapon a víz mennyiségét elosztjuk a minta teljes tömegével (szilárd anyagok és nedvesség). A száraz anyagra a víz mennyiségét elosztjuk a száraz tömeggel (csak szilárd anyag). Sajnos a nedvességtartalmat gyakran csak százalékban jelentik, anélkül, hogy jeleznék, hogy melyik módszert alkalmazták. Noha a nedves és a száraz alap könnyen konvertálható, zavartság és potenciális problémák merülnek fel, ha összehasonlítjuk az eltérő alapon megadott nedvességtartalmat. Ezenkívül a száraz alapon megadott nedvességtartalom valójában 100% -nál nagyobb százalékos értéket eredményezhet, ami nagyobb zavart okozhat.

Változatos mérési módszerek lehetetlenné teszik az összehasonlításokat

Az AOAC 35 különböző módszert sorol fel a nedvességtartalom mérésére. Ezeket közvetlen vagy közvetett mérési módszerek közé sorolják. A közvetlen módszerek magukban foglalják a víz eltávolítását a termékből (szárítással, desztillációval, extrakcióval stb.), Majd leméréssel vagy titrálással mérik a víz mennyiségét. A közvetlen módszerek biztosítják a legmegbízhatóbb eredményeket, de általában munkaigényesek és időigényesek. Néhány példa: légkemencés szárítás, vákuumkemencés szárítás, fagyasztva szárítás, desztilláció, Karl Fischer, termogravimetriás elemzés, kémiai szárítás és gázkromatográfia.

A közvetett módszerek nem távolítják el a vizet a mintából. Ehelyett magukban foglalják az élelmiszer valamilyen tulajdonságának mérését, amely a nedvességtartalom változásával változik. Ezek a módszerek elsődleges vagy közvetlen módszerrel történő kalibrálást igényelnek. Pontosságukat az elsődleges módszer pontossága korlátozza. A közvetett módszerek általában gyorsak és kevés minta előkészítést igényelnek, de kevésbé megbízhatóak, mint a közvetlen mérési módszerek. A közvetett mérési módszerek példái közé tartozik a refraktometria, IR-abszorpció, NIR-abszorpció, mikrohullámú adszorpció, dielektromos kapacitás, vezetőképesség és ultrahangos abszorpció.

További bonyolítja a nedvességtartalom mérésének folyamatát, hogy az egyik mérési módszer nem feltétlenül nyújt ugyanazokat az eredményeket, mint a másik, és a mérési módszert általában nem jelentik a nedvességtartalom értékével.

Még a közvetlen mérési módszerek sem nyújtanak következetes eredményeket. Bármely módszer, amely megköveteli a minta melegítését (vagyis a szárítás elvesztését), szerves illóanyagok elvesztéséhez vagy a minta lebomlásához vezethet (különösen a magas cukortartalmú minták esetében). Például, ha szerves illékony anyagok vannak jelen a mintában, vagy ha a minta szárítás közben elbomlik, akkor egy Karl Fischer-elemzés, amely nem hajlamos az illékony veszteségre vagy bomlásra, más eredményeket ad, mint a veszteséges szárítás elemzése.

A változékonyságot nehéz elkerülni

Az egyik válasz ezekre a problémákra az, hogy egyszerűen konzisztens módszert alkalmazunk, és csak az azonos módon kapott értékeket hasonlítjuk össze. Sajnos a nedvességtartalom-elemzés mérési módszerének következetessége még mindig nem szüntet meg minden problémát. Vegyük például a veszteséges szárítást. Ez a módszer elég egyszerűnek tűnik. Egy mintát lemérnek, és a súlyt feljegyzik. Ezután a mintát egy kemencébe helyezzük, hagyjuk megszáradni, és megmérjük a száraz tömeget. A vízmennyiséget úgy határozzuk meg, hogy a kezdeti tömegből kivonjuk a száraz tömeget, majd a nedvességtartalmat úgy számoljuk ki, hogy a vízmennyiséget elosztjuk a száraz tömeggel vagy az össztömeggel, a jelentési módszer függvényében.

Még ezt az egyszerű veszteség-szárítás módszert is feltárják potenciális variabilitási csapdákkal. A legalapvetőbb az, hogy a „száraz” kifejezésnek nincs valódi tudományos jelentése, és soha nem volt pontosan meghatározva. Ehelyett egy tetszőleges, reprodukálható szárazságot kell meghatározni minden mintához. A „szárazságot” gyakran úgy definiálják, mint amikor a fogyás véget ér. A termogravimetriás grafikonok azonban azt mutatják, hogy a súlycsökkenés a különböző termékeknél különböző hőmérsékleteken egyenlődik. A terméktől függően a „szárazság” eléréséhez szükséges időtartam is különbözik, és az a hőmérséklet, amely az egyik termékben „szárazságot” eredményez, bomlást okozhat a másik termékben. Ez azt jelenti, hogy minden mintának egyedi ideális sütőhőmérséklete és száradási ideje van. Ez az ideális idő/hőmérséklet kombináció elérhető az irodalomban egyes termékek esetében, de sok olyan van, amelyre nem áll rendelkezésre. Nehéz megtudni, melyik kombinációt kell használni a nem tesztelt termékekhez. Ha nem ugyanazt az idő/hőmérséklet kombinációt alkalmazzák, a kapott nedvességtartalmat nem szabad összehasonlítani.

További bonyodalom, hogy sok, egy hőmérsékletre beállított sütő idővel akár 15 ° C-kal is változhat ettől a hőmérséklettől, és két ugyanahhoz a hőmérséklethez beállított sütő akár 40 ° C-kal is változhat.

A veszteséges szárítási módszer további variációs forrásai: a kemence gőznyomása, a minta előkészítési módszerei, a minta részecskemérete, a minta lemérése és a szárítás utáni kezelés. Érdekes, hogy a lehetséges buktatók ellenére, amikor az irodalomban beszámolnak a száradó nedvességtartalom elvesztéséről, azt azonnal helyesnek fogadják el. Ezenkívül, ha összehasonlítjuk a nedvességtartalom-módszereket, és az egyik módszer a veszteséges szárítás, akkor mindig azt feltételezzük, hogy a veszteséges szárítás mérése helyes.