Wasserhaltiges Gemüse. Früchte und Beeren, die das meiste Wasser enthalten

Nichts löscht den Durst so gut wie normales Wasser. Auch Früchte eignen sich gut zur Lösung dieses Problems, da sie viel dieser Flüssigkeit enthalten – im Durchschnitt etwa 80 %. Darüber hinaus sind die Gaben der Natur eine Quelle für Ballaststoffe, viele Vitamine und Mineralstoffe. Vergessen Sie jedoch nicht, dass sie auch viel Zucker enthalten, daher ist es besser, nicht mehr als 3 Portionen pro Tag zu sich zu nehmen. Also,

Welche Früchte enthalten am meisten Wasser?

Orange

Es löscht perfekt den Durst und erfrischt und ist eine großzügige Quelle an Vitaminen und Mineralstoffen – nicht nur C, sondern auch Kalzium. Zwei Orangen können dem Körper die gleiche Menge zuführen wie ein Glas Milch. Anstatt zu trinken im Laden gekaufter Saft, drücke es selbst aus frische Orangen- es ist viel gesünder und schmackhafter. Außerdem wird es nicht künstlich gesüßt und löscht Ihren Durst besser. Tu es.

Es lohnt sich, Orangen im Ganzen zu essen, weil die meisten Nährstoffe findet sich in der weißen Schale, die die Frucht bedeckt. Es ist eine reichhaltige Quelle an Pektin und Vitamin P, die zur Senkung des schlechten Cholesterins und zur Verbesserung der Verdauung beiträgt.

Melone

Diese Frucht besteht zu 91 % aus Wasser. Melonensaft ist ein tolles Getränk für heiße Tage, ebenso wie die Frucht selbst unverzichtbarer Bestandteil Obstsalate. Nicht jeder weiß, dass Melone auch als salzige Delikatesse serviert werden kann. Italiener servieren es zum Beispiel eingewickelt Parma Schinken. Nicht nur deswegen lohnt es sich, Melone zu essen einzigartiger Geschmack, sondern auch, weil es eine reichhaltige Quelle an Kalium, den Vitaminen A und C sowie Beta-Carotin ist, das einen unschätzbaren Einfluss auf den Zustand der Haut hat.

Wassermelone

Kein Wunder Englische Sprache Wassermelone heißt Wassermelone: Sie besteht zu 92 % aus Wasser. Alles andere ist Zucker, aber davor muss man keine Angst haben, wenn die tägliche Portion Obst nicht überschritten wird. Diese Beere hat zwar einen hohen glykämischen Index, aber ihre glykämische Last ist niedrig.

Manche Leute behaupten, dass es an einem heißen Sommertag nichts Erfrischenderes gibt als eine Portion frische, gekühlte Wassermelone. Darüber hinaus ist es dank seines süßen Geschmacks lange Zeit stillt das Bedürfnis nach Süßigkeiten. Sie müssen auch an seine starke harntreibende Wirkung denken.

Erdbeere

Am besten eignen sich heimische Beeren, daher ist es sinnvoll, so lange wie möglich „heimische“ Ressourcen zu nutzen. Erdbeeren sind eine reichhaltige Quelle an Vitaminen, insbesondere C, A, B1, B2 und PP. Es wird Personen empfohlen, die abnehmen möchten. Die in den Beeren enthaltenen Mineralsalze verbessern den Stoffwechsel und Pektin reinigt den Darm. Darüber hinaus haben sie die „Fähigkeit“, den Körper zu reinigen. Erdbeeren erfrischen wunderbar als leichter Snack oder als Zutat in Smoothies.

Apfel

85 % der Äpfel bestehen aus Wasser. Außerdem sind sie süß, saftig und knusprig. Welche Nährstoffe sind darin enthalten? Dies sind in erster Linie Pektine, die sich positiv auf die Verdauung auswirken, sowie Vitamin C, A, Magnesium, Kalium und Silizium. Obwohl frische Früchte am wertvollsten sind (in diesem Fall sind sie es). reichhaltigste Quelle(sowohl Wasser als auch Nährstoffe) eignen sich Äpfel hervorragend für Desserts und thermisch verarbeitete Gerichte.

Birne

Reife, süße und zartschmelzende Früchte bestehen zu 85 % aus Wasser. Sie müssen jedoch bedenken, dass mit zunehmender Reifung die Menge an Pektin und Fruchtsäuren abnimmt, der Zuckergehalt jedoch zunimmt. Birnen enthalten viel Kalium, Phosphor, Magnesium, Kalzium, Zink, Eisen, Jod und Bor. Sie sind eine Quelle vieler Vitamine: A, B1, B2, B5, PP und Ballaststoffe. Entgegen der landläufigen Meinung sind Birnen kein schwer verdauliches Lebensmittel und, was wichtig ist, lösen nur sehr selten Allergien aus.

Pflaume

Pflaumen stecken voller Antioxidantien, die entzündungshemmend wirken. Es ist außerdem eine reichhaltige Ballaststoffquelle, die die Darmmotilität stimuliert. Pflaumenfrüchte werden für Menschen mit hohem Cholesterinspiegel empfohlen Bluthochdruck. Aber Sie müssen bedenken, dass dies ein ziemlich kalorienreicher Snack ist: 100 Gramm – 80-120 kcal. Pflaumen enthalten etwa 83 % Wasser – genau wie Kirschen und Weintrauben.

Johannisbeere

Johannisbeeren, insbesondere schwarze und rote, sind eine der reichsten Quellen für Vitamin C, Pektin und Vitamin PP. Beeren neutralisieren die Wirkung freie Radikale, bieten mildes Abführmittel Aktion. Die Schale der schwarzen Johannisbeere enthält antibakterielle Substanzen – Tannine, die dazu beitragen, E. coli-Bakterien abzutöten Darmerkrankungen. Diese Stoffe wirken zudem entzündungshemmend, haben eine wohltuende Wirkung auf das Herz und senken sanft den Blutdruck.

Kirschen

Diese Beeren bestehen zu 80 % aus Wasser. Ihre systematischer Einsatz wirkt wohltuend auf die Haut, strafft und glättet sie. Obwohl diese Pflanze als „Verwandte“ der Kirschen gilt, enthalten Kirschen viel mehr Jod, Kalzium und Eisen. Am besten verzehrt man die Beeren roh, auch wenn sie oft in Kompott, Marmelade oder Gelee verwendet werden.

Mango

Diese tropische Frucht ist eine der gesündesten Früchte der Welt. Mango sollte nicht nur wegen der großen Wassermenge auf dem Speiseplan stehen, sondern auch, weil sie eine reichhaltige Quelle für Beta-Carotin ist.

Wenn Sie keine Ahnung haben, wie man Mango isst, wissen Sie, dass die Frucht eine wunderbare Abwechslung in Salate bringt und einer der Hauptbestandteile traditioneller Gerichte ist Indisches Getränk- Lassi. Wenn Sie Mango mit mischen Naturjoghurt, Magermilch, etwas Zucker und Safran ergibt ein sehr erfrischendes Getränk mit einzigartigem Geschmack.

Der Einfluss von Wasser auf den Körper ist so groß, dass man ihn kaum überschätzen kann. Ohne Flüssigkeit beginnen Stoffwechselprozesse gestört zu werden und alle Organe und Systeme versagen. Welchen Nutzen hat Wasser nun genau für den Körper und auf welchem Niveau sollte sein Gleichgewicht aufrechterhalten werden?

Die Wassermenge im Körper und ihre Vorteile

„Wasser ist das weichste und schwächste Geschöpf der Welt, aber wenn es darum geht, das Harte und Starke zu besiegen, ist es unbesiegbar, und es sucht seinesgleichen auf der Welt“ (chinesische Abhandlung des 4.-3. Jahrhunderts v. Chr. „Tao Te Ching“). Die Grundlage allen Lebens ist Wasser. Ohne Wasser hört das Leben auf, aber sobald es verfügbar ist, selbst in kleinen Mengen, wird das Leben in der Natur wiedergeboren. Im menschlichen Körper trägt eine ausreichende Menge Wasser auch zu den Prozessen der Bildung, Heilung und Wiederherstellung aller Systeme und ihrer Funktionen bei.

Der Einfluss von Wasser auf den menschlichen Körper ist kaum zu überschätzen. Um sich darin aufzulösen, wird Wasser benötigt nützliche Substanzen und sie zu transportieren verschiedene Körperschaften und Systeme.

Zum Trinken bestimmtes Wasser sollte keine verschiedenen schädlichen chemischen Verunreinigungen enthalten. Reines Wasser wird vom Körper besser aufgenommen – chemische Prozesse laufen um ein Vielfaches schneller ab, es verbessert den Stoffwechsel, beschleunigt Regenerationsprozesse und stimuliert die Funktion des Herz-Kreislauf-Systems. Wie Wasser auf den Körper wirkt, hängt vom Gesundheitszustand und Alter der Person ab. Beispielsweise führt Dehydrierung zu einer Verringerung der Flüssigkeitsaufnahme (der kritische Indikator für Dehydrierung beträgt bei einem Erwachsenen 1/3 des gesamten Flüssigkeitsvolumens im Körper, bei Kindern bis zu 1/5). Altersbedingte Veränderungen verhindern auch, dass Wasser tiefer eindringt. Besonders auffällig ist dies an der Haut älterer Menschen, die aufgrund der Austrocknung an Spannkraft verliert und faltig und schlaff wird. Der Wasseranteil im Körper hängt nicht nur vom Alter, der Gesundheit, dem Geschlecht und der Umwelt ab, sondern auch von der Konstitution des Körpers. Wissenschaftliche Forschung Es ist erwiesen, dass der Wasseranteil im Körper eines erwachsenen Mannes durchschnittlich 60 % und bei einer Frau 65 % beträgt. Wenn es darum geht, wie viel Wasser sich im Körper eines Neugeborenen befindet, wird am häufigsten 80 % genannt.

Der menschliche Körper benötigt mindestens 2,5 Liter sauberes Wasser pro Tag, da sich sonst eine hohe Konzentration giftiger Stoffe darin bildet. IN normale Bedingungen Der Wasserbedarf eines Erwachsenen beträgt 40 g/kg Körpergewicht, Säugling- 120-150 g/kg. Tagesbedarf in Wasser für den Körper eines Erwachsenen beträgt bei mäßigen und normalen Temperaturen 1750–2200 ml, in Form von Wasser und Getränken jedoch nur 800–1000 ml.

Da man weiß, wie sich Wasser auf den menschlichen Körper auswirkt, sollte man eine Dehydrierung nicht zulassen. Wassermangel führt zu Stoffwechselstörungen, die häufig die Ursache sind Übergewicht. Andererseits haben Menschen mit Übergewicht viel mehr Feuchtigkeit als Menschen mit normalem Körpergewicht oder Astheniker.

Welche Lebensmittel enthalten Wasser?

Es ist notwendig, nicht nur sauberes Wasser, sondern auch Tee, Kaffee, Suppen und andere wasserreiche Lebensmittel zu sich zu nehmen.

Die wichtigsten Produkte, die Wasser enthalten, sind Gurken, Wassermelonen, Zitrusfrüchte, Weißkohl, Brokkoli, Erdbeeren, Tomaten, Blattsellerie, Radieschen, Kopfsalat, andere Obst- und Gemüsesorten, alle Früchte und Beeren. Wasser kommt auch in Lebensmitteln wie Milch, Fisch und Fleisch vor.

Warum braucht der Körper Wasser?, wird den Kindern wieder erklärt Grundschule im naturwissenschaftlichen Unterricht. Alle lebenswichtigen Prozesse sowie der Abtransport von Stoffwechselprodukten sind ohne eine ausreichende Menge Wasser im Körper nicht möglich. Wasser reinigt Abfallstoffe und Giftstoffe, hilft bei der Umwandlung von Nahrung in Energie, schützt innere Organe vor Schäden, spendet Haut und Schleimhäuten Feuchtigkeit und sorgt für eine konstante Körpertemperatur. Wasser gilt von Natur aus als einzigartiges Lösungsmittel. Es gibt keinen Stoff auf der Welt, der Wasser entgegenwirken könnte. Eine in Wasser gelöste Substanz nimmt den Raum zwischen den Wassermolekülen ein, als wäre sie in die Gesamtstruktur integriert. Aber trotz der Tatsache, dass die gelöste Substanz in einem solchen Kontakt mit Wasser steht, ist Wasser für sie nur ein Lösungsmittel, das den größten Teil der Substanz in die eine oder andere Umgebung unseres Körpers abgeben kann.

Die Vorteile von Wasser für die Herzfunktion

Der Wassergehalt im Körper wird durch den Lebensstil und die Ernährungsgewohnheiten beeinflusst. Um das Wassergleichgewicht im Körper aufrechtzuerhalten und einem übermäßigen Feuchtigkeitsverlust vorzubeugen, der für Herz und Blutgefäße wichtig ist, sollten Sie:

Trinken Sie vor jeder Mahlzeit ein Glas sauberes Wasser;
Trinken Sie 1,5 bis 2 Stunden nach dem Essen ein Glas sauberes Wasser.
Trinken Sie während der Mahlzeiten Wasser, wenn der Lebensrhythmus Sie dazu zwingt, Trockenfutter zu sich zu nehmen, was sich äußerst negativ auf Ihre Gesundheit auswirken kann, insbesondere auf die Gesundheit Ihres Herzens und Ihrer Blutgefäße.

Wasser für das Herz ist nur dann von Vorteil, wenn es sauber ist. Verwenden Sie Reinigungsfilter, die Silber, Ionenaustauscherharze, Aktivkohle, Silizium usw. Das ist wichtig, denn unbehandeltes Wasser enthält Bakterien, Viren, Schwermetalle, Pestizide und andere schädliche Elemente. Sie alle können viele Krankheiten verursachen, darunter auch Herz-Kreislauf-Erkrankungen, und diese können zum Tod führen. Oder besser gesagt, nicht das Wasser selbst, sondern die darin enthaltenen Salze. Hartes Wasser enthält große Menge Kalzium, Magnesium, Lithium, Selen und andere Mineralstoffe, weich ist arm an ihnen, enthält aber viel Natrium.

Seriöse Studien, die an großen Gruppen von Menschen in den USA, Großbritannien, Kanada und anderen Ländern durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass Menschen in Gebieten mit hartem Wasser einen niedrigeren Cholesterinspiegel im Blut haben und die Wahrscheinlichkeit geringer ist, dass sie daran erkranken hypertone Erkrankung. Bei der Erforschung der Vorteile von Wasser für das Herz stellten Wissenschaftler fest, dass die Sterblichkeit aufgrund von Herz-Kreislauf-Erkrankungen bei Frauen in Gebieten mit hartem Wasser um etwa 40–45 % und bei Männern um 25–30 % niedriger ist als in Gebieten mit hartem Wasser Weiches Wasser. Gleichzeitig hat die Wasserqualität keinerlei Einfluss auf die Sterblichkeit aufgrund anderer Ursachen. Destilliertes Wasser, in dem der Gehalt an Mineralstoffen vernachlässigbar ist, ist sehr schädlich. Bereits nach 4-6 Monaten der Anwendung macht sich der Salzmangel bemerkbar. Zunächst einmal das Wasser-Salz-Gleichgewicht und die Funktionen von Magen-Darmtrakt, Herz und Blutgefäße.

Sie haben wahrscheinlich schon gehört, dass Sie täglich acht Gläser Wasser trinken sollten. Tatsächlich wird dies von der Wissenschaft nicht bestätigt: Der Mensch braucht Flüssigkeit in jeglicher Form, nicht nur Wasser. Wer regelmäßig viel schwitzt, muss mehr trinken. Wenn Sie viele wasserhaltige Lebensmittel zu sich nehmen, können Sie weniger trinken. Flüssigkeitsmangel ist ein großes Problem. Wasser hilft bei der Gewichtskontrolle, reinigt den Körper von Giftstoffen und unterstützt die Nierenfunktion. Untersuchungen zeigen, dass es für eine gute Konzentration sogar notwendig ist. Allerdings ist es wichtig zu wissen: Ein Fünftel der Flüssigkeitsmenge gelangt über die Nahrung in den Körper. Essen Sie wasserreiche Lebensmittel, um Ihren Körper mit Feuchtigkeit zu versorgen.

Gurke

Gurken haben einen beeindruckenden Flüssigkeitsgehalt von etwa fünfundneunzig Prozent. Darüber hinaus ist dieses Gemüse reich an Kalium, was zur Vorbeugung von Herzinfarkten beiträgt. Gurken enthalten außerdem entzündungshemmende Verbindungen, die sich positiv auf die Gesundheit des Gehirns auswirken. Snacken Sie Gurken, fügen Sie sie einem Salat hinzu oder mischen Sie sie einfach mit Tomaten. Olivenöl Und Balsamico Essig für Maximum einfaches Gericht. Dies ist eine sehr praktische Möglichkeit, Ihrer Ernährung Flüssigkeit hinzuzufügen!

Zucchini

Dies ist ein tolles Gemüse, das ohne die zusätzlichen Kohlenhydrate und Kalorien sogar als Alternative zu Nudeln geeignet ist. Es besteht zu 95 Prozent aus Wasser und ist daher ein sehr feuchtigkeitsspendendes Produkt. In diesem Fall kann Zucchini sogar zu Backwaren hinzugefügt werden. Experimentieren Sie einfach und finden Sie das Rezept, das perfekt zu Ihnen passt.

Wassermelone

Wassermelone ist ideal, um an einem heißen Tag ausreichend Flüssigkeit zu spenden. Es besteht zu 92 Prozent aus Wasser und ist voller Nährstoffe wie Vitamin A, B6, C sowie Lycopin und Antioxidantien. Sie können Wassermelone sowohl zum Aromatisieren von Wasser als auch zur gesunden Zubereitung verwenden Fruchteis. Wenn die Wassermelonensaison beginnt, sollten Sie diese Gelegenheit unbedingt nutzen, um Ihren Körper wieder mit Feuchtigkeit zu versorgen!

Sellerie

Sellerie eignet sich hervorragend zur Krebsbekämpfung und enthält außerdem 95 Prozent Wasser. Luteolin, ein in Sellerie enthaltener Stoff, kann das Wachstum von Krebszellen, insbesondere in der Bauchspeicheldrüse, stoppen. Apigenin kann die Entwicklung von Krebszellen in der Brust stoppen. Darüber hinaus ist Sellerie reich an Ballaststoffen, die für ein langanhaltendes Sättigungsgefühl sorgen.

Karotte

Karotten bestehen zu neunzig Prozent aus Wasser und enthalten außerdem viele Ballaststoffe. Karotten sind sehr gut für die Augen. Erhöhen Sie die Menge in Ihrer Ernährung, indem Sie Karotten hacken und zu Ihrem Salat hinzufügen. Sie können Karotten auch mit Hummus oder Guacamole naschen. Es gibt viele Optionen und jede davon wird für Sie nützlich sein.

Rettich

Dieses Gemüse besteht zu 95 Prozent aus Wasser. Sie können bedenkenlos Radieschen naschen! Dieses Produkt hilft, den Körper abzukühlen: Seine Schärfe hilft, überschüssige Hitze zu bewältigen. Darüber hinaus sind Radieschen eine Quelle für Vitamin C, Phosphor und Zink, wichtige Mineralien und Antioxidantien, die die Zellen schützen und das Gewebe nähren. Fügen Sie diese Komponente zu Salaten und Sandwiches hinzu, suchen Sie nach neuen Rezepten – Ihr Körper wird es Ihnen nur danken.

Kiwi

Normalerweise weiß jeder nur, dass Orangen eine ausgezeichnete Quelle für Vitamin C sind. Gleichzeitig enthalten Kiwis mehr von diesem Vitamin, außerdem bestehen sie zu 85 Prozent aus Wasser und enthalten die gleiche Menge Kalium wie mittlere Banane. Kiwi hat einen niedrigen glykämischen Index, der einen langsamen Anstieg des Blutzuckerspiegels ermöglicht. Diese tropische Früchte Sie werden Naschkatzen erfreuen und den Salat perfekt ergänzen. Zur Stärkung des Immunsystems in der kalten Jahreszeit ist es wichtig, Vitamin C mit Zink zu kombinieren.

Pfirsiche

Diese Früchte enthalten 88 Prozent Flüssigkeit und sind unglaublich lecker. Sie können gewichtsbedingten Erkrankungen wie Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen vorbeugen. Essen Sie öfter Pfirsiche. Mit solch einer süßen Frucht in Ihrer Ernährung werden Sie nicht einmal ungesunde Desserts wollen!

Kartoffel

Kartoffeln enthalten achtzig Prozent Wasser und sind es auch gute Quelle Kalium, ein Schlüsselmineral für einen gesunden Blutdruck. Rothäutige Sorten enthalten mehr Wasser. Backen Sie Kartoffeln mit Schale, um das Kalium zu speichern, und essen Sie sie dann mit Brokkoli, Käse, Bohnen oder magerem Eiweiß. Das ausgezeichnetes Gericht, was wohltuend ist und ein langes Sättigungsgefühl garantiert.

Brokkoli

Dies ist eines der meisten gesundes Gemüse. Brokkoli enthält Phytonährstoffe, Antioxidantien, Ballaststoffe, Vitamine und Mineralien und besteht zu 91 Prozent aus Wasser. Versuchen Sie, diese Komponente zu Ihrem hinzuzufügen verschiedene Gerichte: Salate, Cremesuppen, Omeletts. Es wird dich bringen unschätzbare Vorteile und ein sehr angenehmer Geschmack.

Cantaloupe-Melone

Das gute Komponente für einen Obstsalat, aber auch einfach mit Käse schmeckt die Melone köstlich. Es enthält neunzig Prozent Flüssigkeit sowie Beta-Carotin und Vitamin C. Es ist lecker und sehr gesund, also vergessen Sie es nicht dieses Produkt bei der Planung Ihrer Ernährung.

Aubergine

Auberginen gibt es in vielen Farben und sie enthalten etwa 89 Prozent Wasser. Geben Sie dies unbedingt an kalorienarmes Produkt in Ihre Ernährung. Auberginen sind eine Quelle für Kupfer, B-Vitamine, Magnesium, Vitamin K und Kalium. Alle diese Nährstoffe unterstützen einen gesunden Stoffwechsel, stärken das Immunsystem und Herz-Kreislauf-System. Braten Sie Auberginen nicht, sondern backen Sie sie oder verwenden Sie sie als Fleischalternative. Sie können Auberginen sogar für die Zubereitung von Pizza verwenden – verwenden Sie dazu dünne Scheiben anstelle eines Teigbodens.

Jicama

Dieses seltene Gemüse hat eine knusprige Textur und süßlicher Geschmack. Jicama besteht zu neunzig Prozent aus Wasser und enthält viel Vitamin C, Eisen und Kalium. Auf den Straßen Mexikos werden Obstsalate mit Jicama, aromatisiert mit Limettensaft und Chilipulver, verkauft. Es ist köstlich, aber auch überraschend gesund.

Tomaten

Tomaten bestehen zu fast 95 Prozent aus Wasser, was sie zu einer der feuchtigkeitsspendendsten Optionen macht. Darüber hinaus sind sie sehr reich an Nährstoffen. Sie sind eine reichhaltige Quelle für Lycopin, eine bekannte Substanz Anti-Krebs-Eigenschaften und enthalten außerdem die Vitamine A und C. Sie können Tomaten sogar grillen, indem Sie sie mit Olivenöl beträufeln. Sie eignen sich für so viele Gerichte, dass Ihr Körper ohne zusätzlichen Aufwand mit Flüssigkeit gefüllt wird.

Erdbeere

Diese Beeren sind natürliche Alternative Süßigkeiten. Erdbeeren enthalten 92 Prozent Flüssigkeit und sind damit die feuchtigkeitsspendendsten Beeren. Geben Sie Erdbeeren zusammen mit Minzblättern ins Wasser, um ein köstliches Getränk zu erhalten, bereiten Sie einen Salat zu oder essen Sie die Beeren einfach so, wie sie sind.

Eisbergsalat"

Dieser Salat gilt als der am wenigsten nahrhafte, enthält aber viel Wasser. Es besteht zu 96 Prozent aus Flüssigkeit, hat wenig Kalorien, viele Ballaststoffe sowie die Vitamine A und C. Fügen Sie Salat zu Sandwiches oder Wraps hinzu, um ihnen eine schöne knusprige Konsistenz zu verleihen.

Blumenkohl

Wenn Sie der Meinung sind, dass es diesem Produkt an Geschmack mangelt, sollten Sie Ihre Meinung ändern. Blumenkohl kann die Aromen von ergänzenden Speisen in einem Gericht aufnehmen und eignet sich daher hervorragend für Suppen und Käsegerichte. Darüber hinaus besteht es zu 92 Prozent aus Wasser. Eine Portion enthält außerdem dreieinhalb Gramm Ballaststoffe, was dem Körper ebenfalls große Vorteile bringt.

Einleitung 2

Freie und gebundene Feuchtigkeit im Inneren Lebensmittel 3

Wasseraktivität. Sorptionsisothermen 9

Wasseraktivität und Lebensmittelstabilität 13

Die Rolle von Eis bei der Gewährleistung der Lebensmittelstabilität 17

Methoden zur Bestimmung der Feuchtigkeit in Lebensmitteln 19

Fazit 20

Referenzen 21

Einführung

Wasser ist ein wichtiger Bestandteil von Lebensmitteln. Es kommt in einer Vielzahl pflanzlicher und tierischer Produkte als zellulärer und extrazellulärer Bestandteil, als Dispergiermedium und Lösungsmittel vor, bestimmt deren Konsistenz und Struktur und beeinflusst das Aussehen, den Geschmack und die Stabilität des Produkts während der Lagerung. Durch seine physikalische Wechselwirkung mit Proteinen, Polysacchariden, Lipiden und Salzen trägt Wasser wesentlich zur Textur von Lebensmitteln bei.

Der Wassergehalt in Lebensmitteln beeinflusst deren Qualität und Haltbarkeit. Verderbliche Lebensmittel Mit erhöhter Inhalt Feuchtigkeit ohne Einmachen lange Zeit werden nicht gespeichert. Das in den Produkten enthaltene Wasser trägt dazu bei, chemische, biochemische und andere Prozesse in ihnen zu beschleunigen. Produkte mit geringem Wassergehalt werden besser konserviert.

Viele Lebensmittel enthalten große Mengen an Feuchtigkeit, was sich negativ auf ihre Stabilität während der Lagerung auswirkt. Da Wasser direkt an hydrolytischen Prozessen beteiligt ist, hemmt seine Entfernung oder Bindung durch Erhöhung des Salz- oder Zuckergehalts viele Reaktionen und hemmt das Wachstum von Mikroorganismen, wodurch die Haltbarkeit von Produkten verlängert wird. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die Entfernung von Feuchtigkeit durch Trocknen oder Einfrieren erhebliche Auswirkungen hat chemische Zusammensetzung und natürliche Eigenschaften.

Der Zweck dieser Arbeit besteht darin, die Eigenschaften und das Verhalten von Wasser und Eis in Lebensmitteln zu untersuchen.

Um dieses Ziel zu erreichen, werden folgende Hauptaufgaben gelöst:

Studieren verschiedene Formen Verbindungen von Wasser in Lebensmitteln;

Klärung des Zusammenhangs zwischen der Wasseraktivität von Lebensmitteln und ihren physikalisch-chemischen, rheologischen und technologischen Eigenschaften sowie qualitativen Veränderungen während der Verarbeitung und Lagerung.

Freie und gebundene Feuchtigkeit in Lebensmitteln

Wie bereits erwähnt, spielt Wasser in Lebensmitteln eine wichtige Rolle, da es die Konsistenz und Struktur des Produkts bestimmt und durch sein Zusammenspiel mit den vorhandenen Bestandteilen die Stabilität des Produkts während der Lagerung bestimmt.

Der Gesamtfeuchtigkeitsgehalt eines Produkts gibt die darin enthaltene Feuchtigkeitsmenge an, charakterisiert jedoch nicht seine Beteiligung an chemischen, biochemischen und mikrobiologischen Veränderungen im Produkt. Für die Stabilität während der Lagerung spielt das Verhältnis von freier und gebundener Feuchtigkeit eine wichtige Rolle. Bei gebundener Feuchtigkeit handelt es sich um assoziiertes Wasser, das aufgrund chemischer und physikalischer Bindungen fest an verschiedene Bestandteile gebunden ist – Proteine, Lipide und Kohlenhydrate. Freie Feuchtigkeit ist Feuchtigkeit, die nicht an ein Polymer gebunden ist und für biochemische, chemische und mikrobiologische Reaktionen zur Verfügung steht. Schauen wir uns einige Beispiele an.

Bei Kornfeuchtigkeit 15 - 20 % gebundenes Wasser beträgt 10 - 15 %. Bei höherer Luftfeuchtigkeit entsteht freie Feuchtigkeit, die biochemische Prozesse (z. B. Getreidekeimung) fördert.

Obst und Gemüse haben einen Feuchtigkeitsgehalt von 75 – 95 %. Dabei handelt es sich größtenteils um freies Wasser, aber etwa 5 % der Feuchtigkeit werden von Zellkolloiden in fest gebundenem Zustand zurückgehalten. Daher können Gemüse und Früchte problemlos auf 10 - 12 % getrocknet werden, das Trocknen auf eine niedrigere Luftfeuchtigkeit erfordert jedoch den Einsatz spezieller Methoden.

Der größte Teil des Wassers im Produkt kann bei -5 °C in Eis umgewandelt werden, und das gesamte Wasser kann bei -50 °C und darunter in Eis umgewandelt werden. Allerdings gefriert ein gewisser Anteil fest gebundener Feuchtigkeit auch bei einer Temperatur von -60°C nicht.

„Wasserbindung“ und „Hydratation“ sind Definitionen, die die Fähigkeit von Wasser charakterisieren, sich in unterschiedlichem Ausmaß mit hydrophilen Substanzen zu verbinden. Die Größe und Stärke der Wasserbindung bzw. Hydratation hängt von Faktoren wie der Art der nichtwässrigen Komponente, der Salzzusammensetzung, dem pH-Wert und der Temperatur ab.

In einer Reihe von Fällen wird der Begriff „gebundenes Wasser“ ohne Angabe seiner Bedeutung verwendet, es werden jedoch zahlreiche Definitionen angeboten. Demnach ist gebundene Feuchtigkeit:

Charakterisiert den Geiner Probe bei einer bestimmten Temperatur und niedriger relativer Luftfeuchtigkeit;

Friert nicht ein, wenn niedrige Temperaturen(-40°C und darunter);

Kann nicht als Lösungsmittel für zugesetzte Stoffe dienen;

Gibt eine Bande in Protonen-Magnetresonanzspektren;

Bewegt sich zusammen mit Makromolekülen bei der Bestimmung der Sedimentationsgeschwindigkeit, Viskosität und Diffusion;

Kommt in der Nähe des gelösten Stoffes und anderer nichtwässriger Substanzen vor und weist Eigenschaften auf, die sich erheblich von denen der gesamten Wassermasse im System unterscheiden.

Diese Merkmale liefern eine ziemlich vollständige qualitative Beschreibung von gebundenem Wasser. Allerdings gewährleistet die quantitative Bewertung anhand bestimmter Merkmale nicht immer eine Konvergenz der Ergebnisse. Daher neigen die meisten Forscher dazu, gebundene Feuchtigkeit nur anhand von zwei der oben genannten Merkmale zu bestimmen. Nach dieser Definition gilt gebundene Feuchtigkeit - Dabei handelt es sich um Wasser, das in der Nähe des gelösten Stoffes und anderer nichtwässriger Bestandteile vorhanden ist, eine verringerte molekulare Mobilität und andere Eigenschaften aufweist, die sich von denen des gesamten Gewässers im selben System unterscheiden, und das bei -40 °C nicht gefriert. Diese Definition erklärt das physikalische Wesen von gebundenem Wasser und ermöglicht eine relativ genaue Quantifizierung, denn Wasser, das bei - 40°C nicht gefriert, kann mit zufriedenstellenden Ergebnissen gemessen werden (z. B. mit der PMR-Methode oder kalorimetrisch). Dabei variiert der tatsächliche Gehalt an gebundener Feuchtigkeit je nach Produktart.

Die Gründe für die Feuchtigkeitsbindung in komplexen Systemen sind unterschiedlich. Am stärksten verbunden ist das sogenannte organisch verwandt Wasser. Es stellt einen sehr kleinen Teil des Wassers in Lebensmitteln mit hohem Feuchtigkeitsgehalt dar und kommt beispielsweise in den Spaltbereichen des Proteins oder als Bestandteil chemischer Hydrate vor. Ein weiteres sehr stark gebundenes Wasser ist Feuchtigkeit in der Nähe, stellt eine Monoschicht mit den meisten hydrophilen Gruppen der nichtwässrigen Komponente dar. Auf diese Weise mit Ionen und ionischen Gruppen verbundenes Wasser ist die am stärksten gebundene Art von nahegelegenem Wasser. Angrenzend an die Monoschicht mehrschichtiges Wasser(polymolekulares Adsorptionswasser), das mehrere Schichten hinter dem nahegelegenen Wasser bildet. Obwohl eine Mehrschichtfeuchtigkeit weniger fest gebunden ist als Feuchtigkeit in der Nähe, ist sie dennoch so fest an die nichtwässrige Komponente gebunden, dass sich ihre Eigenschaften daher erheblich von denen von reinem Wasser unterscheiden. Somit besteht gebundene Feuchtigkeit aus „organischem“, nahegelegenem und fast gesamtem Wasser der Mehrschicht.

Und außerdem nicht große Mengen Wasser in einigen Zellsystemen kann aufgrund des Vorhandenseins von Wasser in Kapillaren eine verringerte Mobilität und einen verringerten Dampfdruck aufweisen. Die Verringerung des Dampfdrucks und der Wasseraktivität (a w) wird signifikant, wenn die Kapillaren einen Durchmesser von weniger als 0,1 µm haben. Die meisten Lebensmittelprodukte haben Kapillaren mit einem Durchmesser von 10 bis 100 µm, was offenbar keinen wesentlichen Einfluss auf die Verringerung von a w hat in Lebensmitteln.

Lebensmittel enthalten auch Wasser, das in einer makromolekularen Matrix gebunden ist. Beispielsweise können Pektin- und Stärkegele sowie pflanzliche und tierische Gewebe mit geringen Mengen an organischem Material physikalisch große Mengen Wasser speichern.

Obwohl die Struktur dieses Wassers in Zellen und makromolekularer Matrix nicht genau geklärt ist, ist sein Verhalten in Nahrungsmittelsystemen und seine Bedeutung für die Nahrungsmittelqualität offensichtlich. Dieses Wasser wird auch bei großer mechanischer Krafteinwirkung nicht aus dem Lebensmittelprodukt gelöst. Bei technologischen Verarbeitungsprozessen verhält es sich dagegen fast so reines Wasser. Beispielsweise kann es im getrockneten Zustand entnommen werden oder im gefrorenen Zustand in Eis verwandelt werden. Daher sind die Eigenschaften dieses Wassers als freies Wasser etwas eingeschränkt, aber seine Moleküle verhalten sich wie verdünnte Wassermoleküle Salzlösungen.

Dieses Wasser macht den Hauptteil des Wassers in Zellen und Gelen aus, und Änderungen seiner Menge wirken sich erheblich auf die Qualität von Lebensmitteln aus. Beispielsweise kommt es bei der Lagerung von Gelen oft zu einem Qualitätsverlust durch den Verlust dieses Wassers (Synärese genannt). Die Gefrierkonservierung von Gewebe führt häufig zu einer unerwünschten Verringerung der Wasserrückhaltekapazität beim Auftauen.

Die Tabellen 1 und 2 beschreiben die Eigenschaften verschiedene Arten Feuchtigkeit in Lebensmitteln.

Eigenschaften	Frei	Wasser in einer makromolekularen Matrix
allgemeine Beschreibung	Wasser, das leicht aus dem Produkt entfernt werden kann. Wasser-Wasser – Wasserstoffbrückenbindungen überwiegen. Es hat Eigenschaften ähnlich wie Wasser in schwachen Salzlösungen. Hat die Eigenschaft des freien Flusses	Wasser, das sein könnte vom Produkt entfernt. Wasser- Wasser-Wasserstoff-Bindungen sich durchsetzen. Eigenschaften von Wasser ähnlich wie Wasser in verdünnten Salzlösungen. Der freie Fluss ist schwierig
		Gel oder Gewebematrix
Gefrierpunkt	etwas niedriger im Vergleich zu sauberes Wasser
Fähigkeit zu sein Lösungsmittel	groß
Molekulare Mobilität im Vergleich zu reinem Wasser	etwas weniger
Verdampfungsenthalpie im Vergleich zu reinem Wasser	ohne wesentliche Änderungen
	Paar auf den Gesamtfeuchtigkeitsgehalt in Lebensmitteln mit hohem Luftfeuchtigkeit (90 % H 2 0), %	96%
Isothermenzone	Wasser in Zone III besteht aus vorhandenem Wasser in den Zonen I und II + Wasser hinzugefügt oder entfernt innerhalb der Zone III
	in Abwesenheit von Gelen und zelluläre Strukturen dies Wasser ist kostenlos, untere Grenze der Zone III unscharf und hängt davon ab Produkt und Temperatur	in Gegenwart von Gelen oder Zellstrukturen alles Wasser in einer makromolekularen Matrix gebunden. Untere Die Grenze der Zone III ist unklar und hängt vom Produkt und der Temperatur ab
Der übliche Grund Lebensmittelverderb Produkte	hohe Geschwindigkeit der meisten Reaktionen, mikrobielles Wachstum

Eigenschaften	Organisch gebundenes Wasser	Monoschicht	Mehrschichtig
allgemeine Beschreibung	Wasser als gemeinsamer Bestandteil der nichtwässrigen Komponente	Wasser, das über eine Wasser-Ionen- oder Wasser-Dipol-Assoziation stark mit den hydrophilen Gruppen nichtwässriger Komponenten interagiert; Wasser in Mikrokapillaren (d< 0,1 \M)	Wasser, das an die Monoschicht angrenzt und mehrere Schichten um die hydrophile Gruppe nichtwässriger Komponenten bildet. Es überwiegen Wasser-Wasser- und wasserlösliche Wasserstoffbindungen
Gefrierpunkt im Vergleich zu reinem Wasser				Friert bei -40 °C nicht ein	Friert bei -40 °C nicht ein	Das meiste davon gefriert bei -40 °C nicht. Der Rest gefriert deutlich niedrige Temperatur
Fähigkeit, als Lösungsmittel zu dienen	Nein	Nein	Ziemlich schwach
Molekulare Mobilität	Sehr klein	Deutlich weniger	Weniger
Verdampfungsenthalpie im Vergleich zu reinem Wasser	Stark vergrößert	Deutlich erhöht	Leicht vergrößert
Sorptionsisothermenzone	Organisch gebundenes Wasser zeigt praktisch keine Aktivität und befindet sich daher am äußersten linken Ende der Zone	Das Wasser in Zone 1 der Isotherme besteht aus einer kleinen Menge organischer Feuchtigkeit, der Rest besteht aus einer Monoschicht Feuchtigkeit. Die Obergrenze der Zone I ist nicht eindeutig und variiert je nach Produkt und Temperatur	Das Wasser in Zone 11 besteht aus dem in Zone I vorhandenen Wasser + in Zone II hinzugefügtem oder entferntem Wasser (mehrschichtige Feuchtigkeit). Die Grenze der Zone II ist nicht klar und variiert je nach Produkt und Temperatur
Lebensmittelstabilität	Autoxidation	Optimale Stabilität bei a w = 0,2-0,3	Wenn der Wassergehalt über dem Boden der Zone II ansteigt, erhöht sich die Geschwindigkeit fast aller Reaktionen

Wasseraktivität. Sorptionsisothermen

Es ist seit langem bekannt, dass ein (wenn auch alles andere als perfekter) Zusammenhang zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt von Lebensmitteln und ihrer Sicherheit (oder ihrem Verderb) besteht. Daher besteht die Hauptmethode zur Verlängerung der Haltbarkeit von Lebensmitteln seit jeher darin, den Feuchtigkeitsgehalt durch Konzentration oder Dehydrierung zu reduzieren.

Allerdings verderben unterschiedliche Lebensmittel mit gleichem Feuchtigkeitsgehalt oft unterschiedlich. Es wurde insbesondere festgestellt, dass das Ausmaß, in dem Wasser mit nichtwässrigen Bestandteilen verbunden ist, von Bedeutung ist: Wasser, das stärker verbunden ist, ist weniger in der Lage, Prozesse zu unterstützen, die Lebensmittelprodukte zerstören (verderben), wie etwa das Wachstum von Mikroorganismen und hydrolytische Chemikalien Reaktionen.

Um diesen Faktoren Rechnung zu tragen, wurde der Begriff „Wasseraktivität“ eingeführt. Dieser Begriff beschreibt den Einfluss von Feuchtigkeit auf den Produktverderb sicherlich besser als nur der Feuchtigkeitsgehalt. Natürlich gibt es noch weitere Faktoren (z. B. O 2 -Konzentration, pH-Wert, Wassermobilität, Art der gelösten Substanz), die in manchen Fällen einen größeren Einfluss auf die Zerstörung des Produkts haben können. Die Wasseraktivität korreliert jedoch gut mit der Geschwindigkeit vieler destruktiver Reaktionen und kann gemessen und zur Beurteilung des Wasserzustands in Lebensmitteln und seiner Beteiligung an chemischen und biochemischen Veränderungen verwendet werden. Die Wasseraktivität (a w) ist das Verhältnis des Dampfdrucks von Wasser über einem bestimmten Produkt zum Dampfdruck über reinem Wasser bei derselben Temperatur. Dieser Zusammenhang geht in die thermodynamische Grundformel zur Bestimmung der Bindungsenergie von Feuchtigkeit mit einem Material (Rehbinder-Gleichung) ein:

ΔF = L = RTln = -RT-lna w

Anhand des Wertes der Wasseraktivität (Tabelle 3) werden unterschieden: Produkte mit hoher Luftfeuchtigkeit (a w = 1,0-0,9); Produkte mit mittlerer Luftfeuchtigkeit (a w = 0,9-0,6); Produkte mit geringer Luftfeuchtigkeit (a = 0,6-0,0).

Tabelle 3 – Wasseraktivität (a w) in Lebensmitteln

Kurven, die den Zusammenhang zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt (Wassermasse, g H 2 0 / g TS) in einem Lebensmittelprodukt und der Aktivität des darin enthaltenen Wassers bei konstanter Temperatur zeigen, werden Sorptionsisothermen genannt. Die von ihnen bereitgestellten Informationen sind nützlich für die Charakterisierung von Konzentrations- und Dehydrierungsprozessen (da die Leichtigkeit oder Schwierigkeit der Wasserentfernung mit a zusammenhängt) und für die Beurteilung der Stabilität eines Lebensmittelprodukts. In Abb. Abbildung 10.5 zeigt die Feuchtigkeitssorptionsisotherme für Produkte mit hoher Feuchtigkeit (in einem weiten Bereich des Feuchtigkeitsgehalts).

Abbildung 1. Feuchtigkeitssorptionsisotherme für Produkte mit hoher Luftfeuchtigkeit

Unter Berücksichtigung des Vorhandenseins gebundener Feuchtigkeit ist jedoch die Sorptionsisotherme für den Bereich mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt in Lebensmitteln von größerem Interesse (Abb. 1).

Abbildung 2. Feuchtigkeitssorptionsisotherme für den Bereich mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt in Lebensmitteln.

Um die Bedeutung der Sorptionsisotherme zu verstehen, ist es sinnvoll, die Zonen I–III zu betrachten.

Die Wassereigenschaften eines Produkts variieren stark, wenn man von Zone I (geringer Feuchtigkeitsgehalt) zu Zone III (hoher Feuchtigkeitsgehalt) wechselt. Zone I der Isotherme entspricht dem Wasser, das in Lebensmitteln am stärksten adsorbiert und am unbeweglichsten ist. Dieses Wasser wird aufgrund polarer Wasser-Ionen- und Wasser-Dipol-Wechselwirkungen absorbiert. Die Verdampfungsenthalpie dieses Wassers ist viel höher als die von reinem Wasser und es gefriert bei -40 °C nicht. Es kann kein Lösungsmittel sein und ist nicht in ausreichenden Mengen vorhanden, um die plastischen Eigenschaften des Feststoffs zu beeinflussen. sie ist einfach ein Teil davon.

Das feuchtigkeitsreiche Ende der Zone I (die Grenze der Zonen I und II) entspricht einer Monoschicht aus Feuchtigkeit. Im Allgemeinen entspricht Zone I einem äußerst kleinen Teil der Gesamtfeuchtigkeit in einem Lebensmittelprodukt mit hohem Feuchtigkeitsgehalt.

Das Wasser in Zone II besteht aus Wasser aus Zone I und zugesetztem Wasser (Resorption), um das in Zone II enthaltene Wasser zu erzeugen. Diese Feuchtigkeit bildet eine Mehrschicht und interagiert über Wasser-Wasser-Wasserstoff-Bindungen mit benachbarten Molekülen. Die Verdampfungsenthalpie für mehrschichtiges Wasser ist etwas höher als für reines Wasser. Der größte Teil dieses Wassers gefriert bei -40 °C nicht, ebenso wie Wasser, das einem Lebensmittelprodukt zugesetzt wird und dessen Feuchtigkeitsgehalt der Grenze der Zonen I und II entspricht. Dieses Wasser nimmt am Auflösungsprozess teil, wirkt als Weichmacher und fördert das Quellen der festen Matrix. Wasser in den Zonen II und I macht typischerweise weniger als 5 % der Gesamtfeuchtigkeit in Lebensmitteln mit hohem Feuchtigkeitsgehalt aus.

Das Wasser in Zone III der Isotherme besteht aus Wasser, das sich in den Zonen I und II befand und zur Bildung von Zone III hinzugefügt wurde. In einem Lebensmittelprodukt ist dieses Wasser am wenigsten gebunden und am mobilsten. In Gelen oder Zellsystemen ist es physikalisch gebunden, so dass sein makroskopischer Fluss behindert wird. Ansonsten hat dieses Wasser die gleichen Eigenschaften wie Wasser in einer verdünnten Salzlösung. Das zur Bildung von Zone III hinzugefügte (oder entfernte) Wasser hat eine Verdampfungsenthalpie, die fast der von reinem Wasser entspricht, es gefriert und ist ein Lösungsmittel, das für chemische Reaktionen und das Wachstum von Mikroorganismen wichtig ist. Gewöhnliche Feuchtigkeit der Zone III (ob frei oder in einer makromolekularen Matrix enthalten) macht mehr als 95 % der Gesamtfeuchtigkeit in Materialien mit hohem Feuchtigkeitsgehalt aus. Der Feuchtigkeitszustand ist, wie weiter unten erläutert wird, wichtig für die Stabilität von Lebensmitteln.

Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die durch Zugabe von Wasser (Resorption) zu einer trockenen Probe erhaltenen Sorptionsisothermen nicht vollständig mit denen der Desorption übereinstimmen. Dieses Phänomen wird Hysterese genannt. Feuchtigkeitssorptionsisothermen für viele Lebensmittel weisen eine Hysterese auf. Die Größe der Hysterese, die Steigung der Kurven sowie die Start- und Endpunkte der Hystereseschleife können je nach Faktoren wie der Art des Lebensmittelprodukts, der Temperatur, der Desorptionsrate und der Menge des während der Desorption entfernten Wassers erheblich variieren.

In der Regel wird die Absorptions-(Resorptions-)Isotherme für die Untersuchung der Hygroskopizität von Produkten benötigt, und die Desorptionsisotherme ist für die Untersuchung von Trocknungsprozessen nützlich.

Wasseraktivität und Lebensmittelstabilität

Vor diesem Hintergrund ist klar, dass Lebensmittelstabilität und Wasseraktivität eng miteinander verbunden sind.

Bei Lebensmitteln mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt kann es zu Fettoxidation, nicht-enzymatischer Bräunung, Verlust wasserlöslicher Stoffe (Vitamine) und enzymbedingtem Verderb kommen. Die Aktivität von Mikroorganismen wird hier unterdrückt. Bei Produkten mit mittlerer Luftfeuchtigkeit kann es zu Undichtigkeiten kommen. verschiedene Prozesse, auch unter Beteiligung von Mikroorganismen. Bei Prozessen, die bei hoher Luftfeuchtigkeit ablaufen, spielen Mikroorganismen eine entscheidende Rolle.

Die Lipidoxidation beginnt bei niedrigem aw. Mit zunehmender Geschwindigkeit nimmt die Oxidationsrate etwa bis zur Grenze der Zonen I und II auf der Isotherme ab und steigt dann bis zur Grenze der Zonen II und III wieder an. Eine weitere Erhöhung von aw reduziert die Oxidationsrate erneut. Diese Veränderungen lassen sich dadurch erklären, dass bei der Zugabe von Wasser zu trockenem Material dieses zunächst auf Sauerstoff trifft. Dieses Wasser (Zone I) bindet Hydroperoxide, interagiert mit deren Abbauprodukten und verhindert so eine Oxidation. Darüber hinaus hydratisiert das zugesetzte Wasser die Metallionen, die die Oxidation katalysieren, wodurch ihre Wirksamkeit verringert wird.

Die beobachtete maximale Verdunkelung kann durch die Gleichgewichtseinstellung während des Diffusionsprozesses erklärt werden, der durch den Viskositätswert, den Auflösungsgrad und den Stoffübergang reguliert wird. Wenn die Wasseraktivität niedrig ist, verlangsamt die langsame Diffusion der Reaktanten die Reaktionsgeschwindigkeit. Mit zunehmendem Feuchtigkeitsgehalt beschleunigt eine freiere Diffusion die Reaktion, bis sie am oberen Ende des Feuchtigkeitsbereichs durch die Auflösung der Reaktanten wieder verlangsamt wird. Ebenso verlangsamt eine höhere Wasserkonzentration die Reaktion in den reversiblen Schritten, in denen Wasser entsteht.

Enzymatische Reaktionen können bei einem Feuchtigkeitsgehalt auftreten, der höher ist als der der Monoschicht, d. h. wenn es freies Wasser gibt. Es ist für den Substrattransfer notwendig. Vor diesem Hintergrund ist es leicht zu verstehen, warum die Geschwindigkeit enzymatischer Reaktionen von einem w abhängt.

Bei einem w, der dem Feuchtigkeitsgehalt der Monoschicht entspricht, ist kein freies Wasser für den Substrattransfer vorhanden. Darüber hinaus spielt Wasser selbst bei einer Reihe enzymatischer Reaktionen die Rolle eines Substrats.

Für die meisten Bakterien liegt der Grenzwert bei a w = 0,9, für St. aureusa beispielsweise jedoch bei w = 0,86. Dieser Stamm produziert eine Reihe von Entsrotoxinen der Typen A, B, C, D, E. Die meisten Lebensmittelvergiftung verbunden mit den Toxinen A und D. Hefen und Schimmel können bei geringerer Wasseraktivität wachsen.

Während der Lagerung von Lebensmitteln beeinflusst die Wasseraktivität die Lebensfähigkeit von Mikroorganismen. Daher ist die Wasseraktivität im Produkt wichtig, um dessen mikrobiologischen Verderb zu verhindern.

Der Verderb von Produkten mit mittlerem Feuchtigkeitsgehalt wird zumeist durch Hefe und Schimmel verursacht, weniger durch Bakterien. Hefe verursacht den Verderb von Sirupen, Süßwaren, Marmeladen und Trockenfrüchten; Schimmel – Fleisch, Marmelade, Kuchen, Kekse, Trockenfrüchte (Tabelle 4).

Tabelle 4 - Wasseraktivität und mikrobielles Wachstum in Lebensmitteln

Bereich a w	Mikroorganismen, die bei einem Wert unterhalb dieses Bereichs gehemmt werden	Für diese Gegend typische Lebensmittel u. a
1,00-0,95	Pseudomonas; Escherichia;	Obst, Gemüse, Fleisch, Fisch,
Proteus; Shigella, Klebsiella;	Milch, hausgemachte Wurst und Brot,
Bazillus; Clostridium perfingens;	Lebensmittel, die Zucker enthalten
etwas Hefe	(-40 %) und Natriumchlorid (~7 %)
0,95-0,91	Salmonellen, Vibrioparahaemolyticus, Сbotulinum, Serratia Lactobacillus, Pediococcus, einige Pilze, Hefen (Rhodotorula, Pichia)	einige Käsesorten, Dosenschinken, einige Fruchtsaftkonzentrate, zuckerhaltige Produkte (~55 %), Natriumchlorid (~12 %).
0,91-0,87			viele Hefen (Candida; Torulopsis, Hansenula) Micrococcus	fermentierte Salamiwurst, Trockenkäse, Margarine, lose Kekse, zuckerhaltige Produkte (65 %), Natriumchlorid (15 %).
0,87-0,80			viele Pilze (mykotoxinbildendes Penicillium).	die meisten Fruchtsaftkonzentrate, gesüßte Kondensmilch, Schokolade, Sirup, Mehl, Reis, aufgeschlagene Produkte mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 15-17 %, Obstkuchen, Schinken
Penicillien); Staphylokokken			viele Pilze (mykotoxinbildendes Penicillium).
Aureus; mehrheitlich
Saccharomyces; Debaryomyces
0,80-0,75	die meisten halophilen Bakterien, mykotoxigene Aspergillus	Marmelade, Marmelade, gefrorenes Obst
0,75-0,65	xerophile Arten von Schimmelpilzen (Asp. chevalieri; Asp. canidus; Wallemiasebi) Saccharomycesbisporus	Melasse, Trockenfrüchte, Nüsse
0,65-0,60	osmophile Hefe (Saccharomyces rouxii); einige Schimmelpilze (Asp. echinulatus, Monascusbisporus)	Trockenfrüchte mit 15-20 % Feuchtigkeit, Karamell, Honig
keine Mikroorganismen		Trockenfrüchte mit 15-20 % Feuchtigkeit, Karamell, Honig	Teig mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 12 %, Gewürze mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 10 %
keine Mikroorganismen	0,5
0,4	keine Mikroorganismen	Eipulver mit Feuchtigkeit -5 %
0,3	keine Mikroorganismen	Kekse, Cracker, Cracker mit einem Feuchtigkeitsgehalt von -3-5 %
0,2	keine Mikroorganismen	Milchpulver mit einem Feuchtigkeitsgehalt von -2-3 %, Trockengemüse mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ~5 %, Getreideflocken mit einem Feuchtigkeitsgehalt von -5 %, Cracker

Ein wirksames Mittel zur Vorbeugung mikrobiologischer Verderb und eine Reihe chemischer Reaktionen, die die Qualität von Lebensmitteln während der Lagerung beeinträchtigen, sind eine Abnahme der Wasseraktivität in Lebensmitteln. Um die Wasseraktivität zu reduzieren, werden technologische Methoden wie Trocknen, Trocknen, Hinzufügen verschiedener Substanzen (Zucker, Salz usw.) und Einfrieren eingesetzt. Um die eine oder andere Wasseraktivität im Produkt zu erreichen, können folgende technologische Methoden eingesetzt werden:

Adsorption – das Produkt wird getrocknet und dann auf einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt angefeuchtet;

Trocknen durch Osmose – Lebensmittel werden in Lösungen getaucht, deren Wasseraktivität geringer ist als die Wasseraktivität des Lebensmittelprodukts.

Hierzu werden häufig Lösungen von Zuckern oder Salzen verwendet. In diesem Fall gibt es zwei Gegenströme: Der gelöste Stoff diffundiert aus der Lösung in das Produkt und Wasser diffundiert aus dem Produkt in die Lösung. Leider ist die Natur dieser Prozesse komplex und die Literatur enthält keine ausreichenden Daten zu diesem Thema.

Um die erforderliche Wasseraktivität zu erreichen, fügen Sie hinzu verschiedene Zutaten in das mit einer der oben genannten Methoden verarbeitete Produkt ein und geben ihm die Möglichkeit, einen Gleichgewichtszustand zu erreichen, denn Durch den Trocknungsprozess allein lässt sich oft nicht die gewünschte Konsistenz erreichen. Durch den Einsatz von Luftbefeuchtern können Sie den Feuchtigkeitsgehalt des Produkts erhöhen, aber die Feuchtigkeit reduzieren. Mögliche Feuchthaltemittel für Lebensmittel sind Stärke, Milchsäure, Zucker, Glycerin usw.

Die Rolle von Eis für die Lebensmittelstabilität

Das Einfrieren ist die gebräuchlichste Methode zum Einmachen (Konservieren) vieler Lebensmittel. Der gewünschte Effekt wird durch die Einwirkung niedriger Temperaturen stärker erreicht als durch die Eisbildung. Die Eisbildung in Zellstrukturen und Gelen von Nahrungsmitteln hat zwei wichtige Konsequenzen:

a) nichtwässrige Bestandteile werden in der Nicht-Gefrierphase konzentriert (die Nicht-Gefrierphase existiert in Lebensmitteln bei allen Lagertemperaturen);

b) Das gesamte in Eis umgewandelte Wasser nimmt um 9 % an Volumen zu.

Beim Gefrieren verwandelt sich Wasser in Eiskristalle unterschiedlicher, aber recht hoher Reinheit. Alle nichtwässrigen Bestandteile sind daher in einer reduzierten Menge an nicht gefrorenem Wasser konzentriert. Aufgrund dieses Effekts verändert die ungefrorene Phase erheblich Eigenschaften wie pH-Wert, titrierbare Säure, Ionenstärke, Viskosität, Gefrierpunkt, Oberflächenspannung und Redoxpotential. Auch die Struktur von Wasser und die Wechselwirkungen zwischen Wasser und gelöstem Stoff können sich stark verändern.

Diese Veränderungen können die Reaktionsgeschwindigkeit erhöhen. Das Einfrieren hat also zwei gegensätzliche Auswirkungen auf die Reaktionsgeschwindigkeit: Niedrige Temperaturen als solche verringern sie, und die Konzentration von Komponenten in nicht gefrorenem Wasser erhöht sie manchmal. So hat eine Reihe von Studien gezeigt, dass beim Einfrieren die Geschwindigkeit nichtenzymatischer Verdunkelungsreaktionen zunimmt, die bei verschiedenen Reaktionen auftreten.

Der Faktor der Möglichkeit, die Geschwindigkeit verschiedener Reaktionen in Tiefkühlprodukten zu erhöhen, muss bei deren Lagerung berücksichtigt werden, da dieser Faktor die Qualität der Produkte beeinflusst.

Zahlreiche Studien haben gezeigt, dass die Reaktionsgeschwindigkeit deutlich abnimmt (um mehr als das Zweifache), wenn Lebensmittel bei relativ niedrigen Temperaturen (-18 °C) gelagert werden.

Bei negativen Temperaturen, ziemlich nahe am Gefrierpunkt von Wasser (0°C), steigt der Anteil an unlöslichem Protein. Bei einer Temperatur von -18°C nimmt die Unlöslichkeit des Proteins deutlich ab, und es kommt zu einer Bildung von Proteinen optimale Bedingungen zur Aufbewahrung von Lebensmitteln.

Methoden zur Bestimmung der Feuchtigkeit in Lebensmitteln

Bestimmung des Gesamtfeuchtigkeitsgehalts

Trocknen bis zur Gewichtskonstanz. Der Feuchtigkeitsgehalt wird aus der Differenz der Masse der Probe vor und nach dem Eintrocknen berechnet Trockenschrank bei einer Temperatur von 100-105°C. Dies ist die Standardmethode zur Feuchtigkeitsbestimmung V techno-chemische Kontrolle von Lebensmitteln. Da die Methode auf dem Trocknen der Probe bis zu einem konstanten Gewicht basiert, benötigt die Methode viel Zeit für die Analyse.

Titration nach der modifizierten Karl-Fischer-Methode. Die Methode basiert auf der Verwendung einer Oxidations-Reduktions-Reaktion unter Beteiligung von Jod und Schwefeldioxid, die in Gegenwart von Wasser abläuft. Die Verwendung speziell ausgewählter organischer Reagenzien ermöglicht eine vollständige Wasserextraktion aus dem Lebensmittelprodukt, und die Verwendung von Imidazol als organischer Base fördert eine nahezu vollständige Reaktion. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produkts wird aus der zur Titration verwendeten Jodmenge berechnet. Die Methode zeichnet sich durch hohe Genauigkeit und Stabilität der Ergebnisse (auch bei sehr niedrigem Feuchtigkeitsgehalt) und Analysegeschwindigkeit aus.

Bestimmung der freien und gebundenen Feuchtigkeit

Dynamische Differenzkalorimetrie. Wenn eine Probe auf eine Temperatur unter 0 °C abgekühlt wird, gefriert freie Feuchtigkeit, gebundene Feuchtigkeit jedoch nicht. Durch Erhitzen einer gefrorenen Probe in einem Kalorimeter kann die beim Schmelzen des Eises verbrauchte Wärme gemessen werden. Nicht gefrierendes Wasser ist definiert als die Differenz zwischen Gesamtwasser und gefrierendem Wasser.

Thermogravimetrische Methode. Die Methode basiert auf der Bestimmung der Trocknungsgeschwindigkeit. Unter kontrollierten Bedingungen kennzeichnet die Grenze zwischen dem Bereich konstanter Trocknungsgeschwindigkeit und dem Bereich, in dem diese Geschwindigkeit abnimmt, die gebundene Feuchtigkeit.

Dielektrische Messungen: Die Methode basiert auf der Tatsache, dass die Dielektrizitätskonstanten von Wasser und Eis bei 0 °C ungefähr gleich sind. Wenn jedoch ein Teil der Feuchtigkeit gebunden ist, sollten sich ihre dielektrischen Eigenschaften stark von den dielektrischen Eigenschaften von Wasser und Eis unterscheiden.

Messung der Wärmekapazität. Die Wärmekapazität von Wasser ist größer als die Wärmekapazität von Eis, weil. Wenn die Temperatur im Wasser steigt, brechen Wasserstoffbrückenbindungen auf. Diese Eigenschaft wird genutzt, um die Beweglichkeit von Wassermolekülen zu untersuchen. Der Wert der Wärmekapazität von Wasser gibt in Abhängigkeit von seinem Gehalt in Polymeren Aufschluss über die Menge des gebundenen Wassers. Wird Wasser in geringen Konzentrationen gezielt gebunden, so ist sein Beitrag zur Wärmekapazität gering. Im Bereich hoher Luftfeuchtigkeit wird sie hauptsächlich durch freie Feuchtigkeit bestimmt, deren Beitrag zur Wärmekapazität etwa 2-mal größer ist als der von Eis.

Die NMR-Methode dient der Untersuchung der Mobilität von Wasser in einer stationären Matrix. In Gegenwart von freier und gebundener Feuchtigkeit werden im NMR-Spektrum zwei Linien statt einer für Wasser in großen Mengen erhalten.

Abschluss

Der Wassergehalt von Lebensmitteln muss sicher sein. Eine Verringerung oder Erhöhung des Wassergehalts wirkt sich auf die Qualität des Produkts aus. So verschlechtern sich Aussehen, Geschmack und Farbe von Karotten, Kräutern, Früchten und Brot mit abnehmender Luftfeuchtigkeit, und Getreide, Zucker usw Pasta- wenn es zunimmt. Viele Produkte sind in der Lage, Wasserdampf zu absorbieren, d. h. sie sind hygroskopisch (Zucker, Salz, Trockenfrüchte, Cracker). Da wirkt sich die Luftfeuchtigkeit aus Nährwert Lebensmittel sowie die Lagerbedingungen sind ein wichtiger Indikator für die Beurteilung ihrer Qualität.

Der Wassergehalt von Lebensmitteln bleibt während Transport und Lagerung nicht konstant. Abhängig von den Eigenschaften der Produkte selbst sowie den Bedingungen Außenumgebung sie verlieren Feuchtigkeit oder werden hydratisiert. Produkte mit viel Fruktose (Honig, Karamell) sowie getrocknete Früchte und Gemüse, Tee, Salz. Diese Produkte werden bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von nicht mehr als 65–70 % gelagert.

Die Wasseraktivität ist einer der kritischsten Parameter für die Qualität und Sicherheit von Gütern, die täglich konsumiert werden. Die Wasseraktivität beeinflusst die Haltbarkeit, Sicherheit, Textur und den Geschmack von Lebensmitteln. Es ist auch für die Stabilität von entscheidender Bedeutung Arzneimittel und Kosmetika. Da die Wasseraktivität so wichtig ist, muss sie genau und schnell gemessen werden

Die Wassermenge in vielen Produkten ist in der Regel durch Normen standardisiert, die die Obergrenze ihres Gehalts angeben, da nicht nur die Qualität und Haltbarkeit, sondern auch der Nährwert Produkte.

Referenzliste:

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Zugehörige Feuchtigkeit - Dabei handelt es sich um assoziiertes Wasser, das aufgrund chemischer und physikalischer Bindungen fest an verschiedene Bestandteile – Proteine, Lipide und Kohlenhydrate – gebunden ist.

Freie Feuchtigkeit - Dabei handelt es sich um Feuchtigkeit, die nicht durch ein Polymer gebunden ist und für biochemische, chemische und mikrobiologische Reaktionen zur Verfügung steht.

Schauen wir uns einige Beispiele an.

Bei einer Getreidefeuchtigkeit von 15–20 % beträgt der gebundene Wassergehalt 10–15 %. Bei höherer Luftfeuchtigkeit entsteht freie Feuchtigkeit, die biochemische Prozesse (z. B. Getreidekeimung) fördert.

Obst und Gemüse haben einen Feuchtigkeitsgehalt von 75-95 %. Dabei handelt es sich größtenteils um freies Wasser, aber etwa 5 % der Feuchtigkeit werden von Zellkolloiden in fest gebundenem Zustand zurückgehalten. Daher können Gemüse und Früchte problemlos auf 10–12 % getrocknet werden, das Trocknen auf eine niedrigere Luftfeuchtigkeit erfordert jedoch den Einsatz spezieller Methoden.

Was ist gebundenes Wasser? Es muss gesagt werden, dass in einer Reihe von Fällen der Begriff „gebundenes Wasser“ verwendet wird, ohne seine Bedeutung zu spezifizieren, es werden jedoch zahlreiche Definitionen angeboten. Demnach ist gebundene Feuchtigkeit:

Charakterisiert den Geiner Probe bei einer bestimmten Temperatur und niedriger relativer Luftfeuchtigkeit;

Friert bei niedrigen Temperaturen (-40 °C und darunter) nicht ein;

Kann nicht als Lösungsmittel für zugesetzte Stoffe dienen;

Gibt eine Bande in Protonen-Magnetresonanzspektren;

Bewegt sich zusammen mit Makromolekülen bei der Bestimmung der Sedimentationsgeschwindigkeit, Viskosität und Diffusion;

Kommt in der Nähe des gelösten Stoffes und anderer nichtwässriger Substanzen vor und weist Eigenschaften auf, die sich erheblich von denen der gesamten Wassermasse im System unterscheiden.

Die Gründe für die Feuchtigkeitsbindung in komplexen Systemen sind unterschiedlich. Am stärksten verbunden ist das sogenannte organisch gebundenes Wasser. Es stellt einen sehr kleinen Teil des Wassers in Lebensmitteln mit hohem Feuchtigkeitsgehalt dar und kommt beispielsweise in den Spaltbereichen des Proteins oder als Bestandteil chemischer Hydrate vor. Ein weiteres sehr stark gebundenes Wasser ist Feuchtigkeit in der Nähe, stellt eine Monoschicht mit den meisten hydrophilen Gruppen der nichtwässrigen Komponente dar. Auf diese Weise mit Ionen und ionischen Gruppen verbundenes Wasser ist die am stärksten gebundene Art von nahegelegenem Wasser. Angrenzend an die Monoschicht mehrschichtiges Wasser(polymolekulares Adsorptionswasser), das mehrere Schichten hinter dem nahegelegenen Wasser bildet. Obwohl eine Mehrschichtfeuchtigkeit weniger fest gebunden ist als Feuchtigkeit in der Nähe, ist sie dennoch so fest an die nichtwässrige Komponente gebunden, dass sich ihre Eigenschaften daher erheblich von denen von reinem Wasser unterscheiden. Somit besteht gebundene Feuchtigkeit aus „organischem“, nahegelegenem und fast gesamtem Wasser der Mehrschicht.

Darüber hinaus können kleine Wassermengen in einigen Zellsystemen aufgrund des Vorhandenseins von Wasser in den Kapillaren eine verringerte Mobilität und einen verringerten Dampfdruck aufweisen. Die Verringerung des Dampfdrucks und der Wasseraktivität (a w) wird deutlich, wenn die Kapillaren einen Durchmesser von weniger als 0,1 cm haben. Die meisten Lebensmittel haben Kapillaren mit einem Durchmesser von 10 bis 100 c/m, was offenbar keinen wesentlichen Einfluss auf die Abnahme von aw in Lebensmitteln hat.

Obwohl die Struktur dieses Wassers in Zellen und makromolekularer Matrix nicht genau geklärt ist, ist sein Verhalten in Nahrungsmittelsystemen und seine Bedeutung für die Nahrungsmittelqualität offensichtlich. Dieses Wasser wird auch bei großer mechanischer Krafteinwirkung nicht aus dem Lebensmittelprodukt gelöst. Andererseits in technologische Prozesse Bei der Verarbeitung verhält es sich fast wie reines Wasser. Beispielsweise kann es im getrockneten Zustand entnommen werden oder im gefrorenen Zustand in Eis verwandelt werden. Daher sind die Eigenschaften dieses Wassers als freies Wasser etwas eingeschränkt, seine Moleküle verhalten sich jedoch wie Wassermoleküle in verdünnten Salzlösungen.

Die Tabellen 10.3 und 10.4 beschreiben die Eigenschaften verschiedener Arten von Feuchtigkeit in Lebensmitteln.

Tabelle 10.3. Kategorien freie Feuchtigkeit in Lebensmitteln

Eigenschaften	Frei	Wasser in einer makromolekularen Matrix
allgemeine Beschreibung	Wasser lässt sich leicht aus dem Produkt entfernen. Es überwiegen Wasser-Wasser-Wasserstoff-Bindungen. Es hat ähnliche Eigenschaften wie Wasser in schwachen Salzlösungen. Hat die Eigenschaft des freien Flusses	Wasser, das aus dem Produkt entfernt werden kann. Es überwiegen Wasser-Wasser-Wasserstoff-Bindungen. Die Eigenschaften von Wasser ähneln denen von Wasser in verdünnten Salzlösungen. Der freie Fluss wird durch die Gel- oder Gewebematrix behindert
Gefrierpunkt	Etwas niedriger im Vergleich zu reinem Wasser
Fähigkeit, ein Lösungsmittel zu sein	Groß
	Etwas weniger
	Keine wesentlichen Änderungen
Gehalt bezogen auf den Gesamtfeuchtigkeitsgehalt in Produkten mit hoher Luftfeuchtigkeit (90 % H 2 O), %	~ 96%
	Wasser in Zone III besteht aus Wasser, das in den Zonen I und II vorhanden ist, + Wasser, das in Zone III hinzugefügt oder entfernt wird
	In Abwesenheit von Gelen und Zellstrukturen ist dieses Wasser frei, die untere Grenze der Zone III ist unklar und hängt vom Produkt und der Temperatur ab	Bei Vorhandensein von Gelen oder zellulären Strukturen ist das gesamte Wasser in einer makromolekularen Matrix gebunden. Die untere Grenze der Zone III ist unklar und hängt vom Produkt und der Temperatur ab
Häufige Ursache für den Verderb von Lebensmitteln	Hohe Geschwindigkeit die meisten Reaktionen. Mikrobielles Wachstum

Tabelle 10.4. Kategorien gebundener Feuchtigkeit in Lebensmitteln

Eigenschaften	Organisch gebundenes Wasser	Monoschicht	Mehrschichtig
allgemeine Beschreibung	Wasser als gemeinsamer Bestandteil der nichtwässrigen Komponente	Wasser, das über eine Wasser-Ionen- oder Wasser-Dipol-Assoziation stark mit den hydrophilen Gruppen nichtwässriger Komponenten interagiert; Wasser in Mikrokapillaren (d< 0, 1 μм)	Wasser, das an die Monoschicht angrenzt und mehrere Schichten um die hydrophilen Gruppen der nichtwässrigen Komponente bildet. Es überwiegen Wasser-Wasser- und wasserlösliche Wasserstoffbindungen
Gefrierpunkt im Vergleich zu reinem Wasser	Friert nicht bei - 40 °C ein	Friert nicht bei - 40 °C ein.	Das meiste davon gefriert bei - 40 °C nicht. Der Rest gefriert bei deutlich niedrigerer Temperatur
Fähigkeit, als Lösungsmittel zu dienen	Nein	Nein	Ziemlich schwach
Molekulare Mobilität im Vergleich zu reinem Wasser	Sehr klein	Deutlich weniger	Weniger
Verdampfungsenthalpie im Vergleich zu reinem Wasser	Stark vergrößert	Deutlich erhöht	Leicht vergrößert
Gehalt bezogen auf den Gesamtfeuchtigkeitsgehalt in Produkten mit hoher Luftfeuchtigkeit (90 % H 2 O), %	<0,03	0,1-0,9	1-5
Sorptionsisothermenzone (Abb. 10.6)	Organisch gebundenes Wasser zeigt praktisch keine Aktivität und befindet sich daher am äußersten linken Ende von Zone I	Wasser in Zone I der Isotherme besteht aus einer kleinen Menge organischer Feuchtigkeit, der Rest besteht aus einer Monoschicht Feuchtigkeit. Die obere Grenze der Zone I ist nicht klar und variiert je nach Produkt und Temperatur	Wasser in Zone II besteht aus in Zone I vorhandenem Wasser + in Zone II hinzugefügtem oder entferntem Wasser (mehrschichtige Feuchtigkeit). Die Grenze der Zone II ist nicht klar und variiert je nach Produkt und Temperatur
Lebensmittelstabilität	Autoxidation	Optimale Stabilität bei a w = 0,2-0,3	Wenn der Wassergehalt über dem Boden der Zone II ansteigt, erhöht sich die Geschwindigkeit fast aller Reaktionen

WASSERAKTIVITÄT

Die Wasseraktivität (a w) ist das Verhältnis des Dampfdrucks von Wasser über einem bestimmten Produkt zum Dampfdruck über reinem Wasser bei derselben Temperatur. Dieser Zusammenhang geht in die thermodynamische Grundformel zur Bestimmung der Bindungsenergie von Feuchtigkeit mit einem Material (Rehbinder-Gleichung) ein:

ΔF = L = RT∙ln

Geburtsort

wobei P w der Wasserdampfdruck im Lebensmittelproduktsystem ist; P o – Dampfdruck von reinem Wasser; ROM – relative Luftfeuchtigkeit im Gleichgewichtszustand, bei dem das Produkt keine Feuchtigkeit aufnimmt und nicht an die Atmosphäre abgibt, %.

Anhand des Wertes der Wasseraktivität (Tabelle 10.5) werden unterschieden: Produkte mit hoher Luftfeuchtigkeit (a w = 1,0-0,9); Produkte mit mittlerer Luftfeuchtigkeit (a w = 0,9-0,6); Produkte mit geringer Luftfeuchtigkeit (a w = 0,6-0,0).

Tabelle 10.5. Wasseraktivität(en) in Lebensmitteln

Sorptionsisothermen

Kurven, die die Beziehung zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt (Wassermasse, g H 2 O / g C B) in einem Lebensmittelprodukt und der Aktivität des darin enthaltenen Wassers bei konstanter Temperatur zeigen, werden Sorptionsisothermen genannt. Die von ihnen bereitgestellten Informationen sind nützlich für die Charakterisierung der Konzentrations- und Dehydrierungsprozesse (da die Leichtigkeit oder Schwierigkeit der Wasserentfernung mit a zusammenhängt) und auch für die Beurteilung der Stabilität eines Lebensmittelprodukts (auf die später noch eingegangen wird). In Abb. Abbildung 10.5 zeigt die Feuchtigkeitssorptionsisotherme für Produkte mit hoher Feuchtigkeit (in einem weiten Bereich des Feuchtigkeitsgehalts).

Reis. 10.5. Feuchtigkeitssorptionsisotherme für Produkte mit hoher Luftfeuchtigkeit

Reis. 10.6. Feuchtigkeitssorptionsisotherme für den Bereich mit niedrigem Feuchtigkeitsgehalt in Lebensmitteln

Um die Bedeutung der Sorptionsisotherme zu verstehen, ist es sinnvoll, die Zonen I–III zu betrachten.

Das Wasser in Zone II besteht aus Wasser aus Zone I und zugesetztem Wasser (Resorption), um das in Zone II enthaltene Wasser zu erzeugen. Diese Feuchtigkeit bildet eine Mehrschicht und interagiert über Wasser-Wasser-Wasserstoff-Bindungen mit benachbarten Molekülen. Die Verdampfungsenthalpie für mehrschichtiges Wasser ist etwas höher als für reines Wasser. Der größte Teil dieses Wassers gefriert bei -40 °C nicht, ebenso wie Wasser, das einem Lebensmittel mit einem Feuchtigkeitsgehalt zugesetzt wird, der der Grenze der Zonen I und I entspricht. Dieses Wasser ist am Auflösungsprozess beteiligt, wirkt als Weichmacher und fördert Schwellung der festen Matrix. Wasser in den Zonen II und I macht typischerweise weniger als 5 % der Gesamtfeuchtigkeit in Lebensmitteln mit hohem Feuchtigkeitsgehalt aus.

Das Wasser in Zone III der Isotherme besteht aus Wasser, das sich in den Zonen I und II befand und zur Bildung von Zone III hinzugefügt wurde. In einem Lebensmittelprodukt ist dieses Wasser am wenigsten gebunden und am mobilsten. In Gelen oder Zellsystemen ist es physikalisch gebunden, so dass sein makroskopischer Fluss behindert wird. Ansonsten hat dieses Wasser die gleichen Eigenschaften wie Wasser in einer verdünnten Salzlösung. Zur Bildung von Zone III hinzugefügtes (oder entferntes) Wasser hat eine Verdampfungsenthalpie, die fast der von reinem Wasser entspricht, es gefriert und ist ein Lösungsmittel, das für chemische Reaktionen und das Wachstum von Mikroorganismen wichtig ist. Gewöhnliche Feuchtigkeit der Zone III (ob frei oder in einer makromolekularen Matrix enthalten) macht mehr als 95 % der Gesamtfeuchtigkeit in Materialien mit hohem Feuchtigkeitsgehalt aus.

Der Feuchtigkeitszustand ist, wie weiter unten erläutert wird, wichtig für die Stabilität von Lebensmitteln.

Feuchtigkeitssorptionsisothermen für viele Lebensmittel weisen eine Hysterese auf (Abb. 10.7). Die Größe der Hysterese, die Steigung der Kurven sowie die Start- und Endpunkte der Hystereseschleife können je nach Faktoren wie der Art des Lebensmittelprodukts, der Temperatur, der Desorptionsrate und der Menge des während der Desorption entfernten Wassers erheblich variieren.

Reis. 10.7. Hysterese der Feuchtigkeitssorptionsisotherme

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