Scheren

Die Scherprüfung ist ein zentrales Verfahren in der Lebensmitteltexturanalyse, mit dem die Kraft gemessen wird, die zum Schneiden, Beißen oder Verformen einer Lebensmittelprobe erforderlich ist. Es werden reale Vorgänge wie das Schneiden mit einem Messer, das Kauen mit den Zähnen oder das Auseinanderbrechen von Lebensmitteln nachgeahmt, was eine quantifizierbare Methode zur Bewertung der Scherfestigkeit und der Texturqualität darstellt.

Durch die Anwendung einer kontrollierten Scherbewegung auf eine Lebensmittelprobe bewertet der Test die strukturelle Integrität und die mechanischen Eigenschaften. So können Lebensmittelwissenschaftler und Qualitätsteams feststellen, ob ein Produkt das beabsichtigte Texturprofil erfüllt, sei es die Zartheit von gekochtem Rindfleisch, die Festigkeit von Käse oder der Biss einer pflanzlichen Fleischalternative.

Die Textur spielt eine entscheidende Rolle bei der Wahrnehmung der Lebensmittelqualität durch den Verbraucher. Die Scherprüfung bietet eine objektive Messung dieser Eigenschaft und ermöglicht es den Herstellern, die Konsistenz der Chargen zu erhalten, die Rezepturen für die Zielmärkte zu optimieren, Veränderungen durch Verarbeitung oder Lagerung zu überwachen und die Entwicklung neuer Produkte zu validieren.

In der Fleischverarbeitung wird die Warner-Bratzler-Scherprüfung routinemäßig zur Bestimmung des Zartheitsgrades eingesetzt, wobei für hochwertiges Rindfleisch oft Spitzenkräfte zwischen 20 und 60 N angestrebt werden. In der Süßwarenindustrie stellt die Scherprüfung sicher, dass ein Schokoriegel sauber reißt oder dass ein Kaubonbon die beabsichtigte Festigkeit behält. Diese messbaren Werte unterstützen sowohl die Qualitätskontrolle als auch die Produktinnovation.

Bei der Scherprüfung von Lebensmitteln wird der Vorgang des Schneidens oder Aufschneidens nachgestellt. Eine Klinge oder Vorrichtung wird durch eine Probe geführt, während die erforderliche Kraft aufgezeichnet wird. Das Verfahren umfasst im Allgemeinen folgende Schritte:

• Vorbereitung der Probe: Die Lebensmittelproben werden auf einheitliche Abmessungen zugeschnitten oder geformt und auf eine gleichmäßige Temperatur und einen gleichmäßigen Feuchtigkeitsgehalt konditioniert.
• Aufbau der Ausrüstung: Vorrichtungen wie eine Warner-Bratzler-Klinge für Fleisch, eine Guillotine-Klinge für feste Lebensmittel oder eine Kramer-Scherzelle für die Prüfung mehrerer Proben werden in den Prüfrahmen eingebaut.
• Aufbringen der Last: Eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit, die je nach Produkt typischerweise zwischen 50 und 200 mm/min liegt, wird zum Scheren der Probe eingesetzt.
• Datenerfassung: Die Geräte zeichnen sowohl die maximal erforderliche Kraft als auch das Verhalten der Probe während des Schneidens auf, um Festigkeit, Faserigkeit oder Sprödigkeit festzustellen.

Schertests werden bei einer Vielzahl von Lebensmitteln eingesetzt, darunter Fleisch, Milchprodukte, pflanzliche Lebensmittel, Süßwaren, Backwaren und verarbeitetes Obst und Gemüse. Käsehersteller nutzen beispielsweise Scherkraftmessungen, um Texturveränderungen aufgrund von Alterungs- oder Feuchtigkeitsschwankungen zu erkennen, während Hersteller von Fleisch auf pflanzlicher Basis den Bisswiderstand bewerten, um das sensorische Profil von herkömmlichem Fleisch zu erreichen.

Die Vorteile sind messbar und praktisch. Eine objektive Qualitätskontrolle stellt sicher, dass die Produkte jederzeit den Spezifikationen entsprechen. Die Produktentwicklung erhält Einblick in die Auswirkungen von Änderungen bei den Zutaten oder Prozessen. Die Zufriedenheit der Verbraucher wird durch eine gleichbleibende Essensqualität gefördert, und die Produktionseffizienz verbessert sich, wenn die Koch- oder Verarbeitungsparameter auf einen präzisen Zielkraftbereich abgestimmt werden können.

Akkurate Schertests erfordern eine präzise Kontrolle der Bewegung, Kraftmessung und die Auswahl des Spannzeugs.

Mecmesin bietet an:

• OmniTest- und MultiTest-dV-Testrahmen für präzise und wiederholbare Bewegungskontrolle, erhältlich in einer Reihe von Belastungskapazitäten.
• VectorPro-Software für automatisierte Kontrolle, Echtzeit-Aufzeichnung von Kraft-Zeit-Kurven und maßgeschneiderte Berichte.
• Spezialisierte Schervorrichtungen wie Warner-Bratzler-Messer, Guillotine-Messer und Kramer-Scherzellen, die für Lebensmittelprüfungen entwickelt wurden.

Ein typisches Verfahren umfasst die Vorbereitung von Proben, die den einschlägigen Normen entsprechen, die Auswahl der geeigneten Vorrichtung für den Lebensmitteltyp, die Sicherung der Probe, um ein Verrutschen zu vermeiden, die Anwendung der Scherkraft mit der festgelegten Geschwindigkeit und die Aufzeichnung der Spitzenkraft zusammen mit den Kurvenmerkmalen für die Analyse.

Bei der Einstufung von Rindfleisch bestätigt der Warner-Bratzler-Schertest die Zartheitsklassifizierung und stellt sicher, dass die Exportstandards eingehalten werden. Bei der Käseherstellung werden durch die Scherkraftprüfung Veränderungen der Festigkeit aufgrund von veränderten Reifezeiten festgestellt. Bei der Entwicklung von Fleisch auf pflanzlicher Basis ist ein gleichmäßiger Scherwiderstand wichtig, um das Mundgefühl von tierischen Proteinen zu erreichen. Süßwarenhersteller nutzen die Scherzellenprüfung von Kramer, um sowohl die Bruchkraft in spröden Süßigkeiten als auch die Schnittfestigkeit in kaubaren Produkten zu messen.

Mehrere Industrienormen und -protokolle regeln die Scherprüfung von Lebensmitteln, um wiederholbare Ergebnisse und die Einhaltung von Vorschriften zu gewährleisten. Beispiele hierfür sind:

• Schermethoden nach Warner-Bratzler, wie sie in den Richtlinien der Fleischindustrie für die Bewertung der Zartheit beschrieben sind.
• ISO 1442 für die Prüfung des Feuchtigkeitsgehalts von Fleisch und Fleischprodukten, die häufig in Texturstudien herangezogen wird.
• ASTM F2393 für die Messung der mechanischen Eigenschaften von Käse.

Die Einhaltung dieser Normen stellt sicher, dass die Daten zwischen den Betrieben vergleichbar sind, die Erwartungen der Käufer erfüllen und die Produktaussagen auf den Exportmärkten unterstützen.

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