Verbesserung der Stabilität von Milchprodukten

Der TURBISCAN Stability & Shelf-Life Analyzer ist seit 30 Jahren ein etabliertes Standard-Analysegerät in zahlreichen Branchen. Der TURBISCAN ermöglicht eine mikroskopische Beobachtung und eine vertikale Abtastung der Probe (alle 20 μm der Probenhöhe) und zeigt zeitliche Veränderungen der Produktkonzentration oder Partikelgröße durch Überwachung der Rückstreuung und Transmission der LED-Lichtquelle.

Diese Messwerte erfassen den Destabilisierungsmechanismus und das Ausmaß der Destabilisierung direkt und vermeiden subjektive Interpretationen. Die Ergebnisse lassen sich einfach auf die Langzeitstabilität Ihres Produkts übertragen – mehr als 200-mal schneller und empfindlicher als die visuelle Beurteilung.

Partikelgrößenanalyse - Produktübersicht

Microtrac bietet eine leistungsstarke Produktpalette für Stabilität und Dispergierbarkeit.

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Introduction

Milchprodukte sind ein wesentlicher Bestandteil unserer täglichen Ernährung und liefern uns wichtige Nährstoffe wie Kalzium, Eiweiß und Vitamine. Unter physikalischer Stabilität versteht man die Fähigkeit von Milchprodukten, ihre Struktur, Textur und ihr Aussehen während Lagerung und Handhabung beizubehalten. Das Verständnis der Prinzipien der physikalischen Stabilität ist entscheidend, um die Qualität von Milchprodukten sicherzustellen und die Erwartungen der Verbraucher zu erfüllen.

Heutzutage sind Formulierungen von Milchprodukten komplex und enthalten zahlreiche Zutaten, die die physikalische Stabilität und Haltbarkeit beeinflussen. Viele Stabilitätsprobleme lassen sich mit der Turbiscan-Messtechnik lösen, zum Beispiel:

Verbesserung der Stabilität von Schokoladenmilchrezepturen durch Untersuchung des Einflusses verschiedener Dispergiermittel, der Sedimentationsgeschwindigkeit von Kakaopulver und der Aufrahmkinetik der Fettkügelchen.
Objektive Quantifizierung des Aufrahmphänomens anhand von Migrationsintensität, -rate und hydrodynamischem Durchmesser (Größenverteilung).
Bewertung und Charakterisierung der Schaumstabilität durch Verfolgung der Luftblasengröße und Koaleszenzrate, der Kinetik der Drainagephase sowie der Schaumhalbwertszeit.
Sicherstellung der Qualität von Lebensmittelpulvern durch Überwachung der Pulverrekonstitution während der Rehydratation.
Erfassung des Einflusses von Homogenisierung und Fettgehalt auf das Aufrahmen von Milch.

Verbesserung der Stabilität von Schokoladenmilchrezepturen

TURBISCAN-Stabilitätsindex in Abhängigkeit von der Zeit für Schokoladenmilch mit den Stabilisatoren A, B und C

Sedimentationskinetik in Abhängigkeit von der Zeit für Schokoladenmilch mit den Stabilisatoren A, B und C

Schneller Vergleich und Stabilitätsranking. Stabilisator B zeigt die beste Leistung zur Vermeidung von Destabilisierungseffekten und weist den niedrigsten TSI, die dünnste Schicht und die langsamste Sedimentation auf.

Quantifizierung des Aufrahmungsphänomens

Identifizierung von Destabilisierungsphänomenen: Die Emulsion wird am Boden weniger konzentriert, mit der Zeit bildet sich eine KLÄRUNGSSCHICHT. Die Partikel wandern nach oben und verändern lokal die Konzentration der Emulsion; mit der Zeit bildet sich eine AUFRAHMSCHICHT.

Quantifizierung des Aufrahmens

Vollständige Charakterisierung des Aufrahmens und Probenvergleich innerhalb weniger Stunden. Probe A zeigt die größte Konzentrationsänderung (Aufrahmintensität, linkes Diagramm) und bildet die schnellste und dickste Aufrahmschicht (rechtes Diagramm), was zudem mit einem größeren hydrodynamischen Durchmesser korreliert.

	Aufrahmgeschwindigkeit	Hydrodynamischer Durchmesser
Probe A	0.109	2.60 µm
Probe B	0.084	2.29 µm
Probe C	0.607	2.04 µm

Schaumstabilität

Kinetik der Luftblasengröße

:

Die anfängliche Blasengröße unterscheidet sich bei den Tensiden B und C im Vergleich zu Tensid A (~430 µm vs. 630 µm). Außerdem weist der aus Tensid C gebildete Schaum die geringste Koaleszenzgeschwindigkeit auf.

	Anfangsblasengröße	Koaleszenzgeschwindigkeit
Tensid A	635 µm	31,6 µm/min
Tensid B	432 µm	38,6 µm/min
Tensid C	440 µm	27,4 µm/min

Kinetik der Drainage

: Der von Tensid C erzeugte Schaum weist die geringste Drainagegeschwindigkeit auf, was mit der Blasengröße (der kleinsten) und der Stabilität des Schaums zusammenhängen muss.

	Initiale Drainagephase	Drainagegeschwindigkeit
Tensid A	18.1 mm	3.42 mm/hr
Tensid B	17.2 mm	4.8 µm/hr
Tensid C	17.5 mm	3.1 mm/hr

Pulverrekonstitution

Rehydratationskinetik der drei Säuglingsmilchen nach 10 Minuten Mischzeit

Mit dem TURBISCAN erhalten Sie Ergebnisse innerhalb von Minuten. Die drei Produkte weisen unterschiedliche Rehydratationskinetiken und damit verschiedene Rekonstitutionsgeschwindigkeiten auf. Säuglingsmilch 1 zeigt die langsamste Rekonstitutionskinetik, was auf eine unterschiedliche Granulometrie bzw. Korngröße des Pulvers zurückzuführen sein kann. Säuglingsmilch 3 hingegen erreicht eine Wiederfindungsrate von 90 % in nur etwa 10 Sekunden.

Probe	t90
Säuglingsmilch 1	60 Sekunden
Säuglingsmilch 2	22 Sekunden
Säuglingsmilch 3	14 Sekunden

Zeit bis zum Erreichen einer Wiederfindungsrate von 90 % für die drei Säuglingsmilchen

Einfluss der Homogenisierung und des Fettgehalts auf das Aufrahmen von Milch

TURBISCAN-Stabilitätsindex in Abhängigkeit von der Zeit für alle vier Milchproben

Dicke der Rahmschicht in Abhängigkeit von der Zeit für alle vier Milchproben

Schnelle quantitative Ergebnisse zur Bewertung von Prozesseinflüssen und zur Formulierungsoptimierung. Der Homogenisierungsprozess spielt eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung von Milch, da er die Größe der Fettkügelchen reduziert. Homogenisierte Milch ist aufgrund der langsameren Migration der Fettkügelchen stabiler als nicht homogenisierte Milch. Vollmilch, die mehr Öltröpfchen enthält, ist weniger stabil als fettarme Milch. Die Stabilität hängt direkt vom Fettgehalt und der Größe der Fettkügelchen in der Milch ab.

Letztendlich hängt die Entscheidung, welche Methode der Partikelgrößenanalyse für Sie am besten geeignet ist von Prüfvolumen, verfügbarem Budget und Personal sowie den spezifischen internationalen Normen oder Kundenanforderungen ab, die es zu erfüllen gilt.

Gerne unterstützen wir Sie mit einer kostenlosen Beratung, um die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen zu finden.

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