Entwicklung einer gefrier-tau-stabilen Rahmemulsion anhand eines Datenlogger-Messsystems zur Bestimmung von Tröpfchen- und Kristallgröße sowie deren Veränderung während des Gefrierprozesses (GTS)

Vor dem Hintergrund des steigenden Exportvolumens von Milchprodukten als auch aufgrund der stetigen Zunahme von gefrorenen Convenienceprodukten mit Milchprodukt-Komponenten besteht auch für das Produkt Quark großes Interesse, die Eignung zum Tiefgefrieren systematisch zu erforschen. Insbesondere im Conveniencebereich ist es unerlässlich, dass durch den Gefrier-Tau-Vorgang höchstens geringfügige Veränderungen in Struktur und Aussehen des Produktes auftreten, weil hier i.d.R. keine Weiterverarbeitung mehr vorgesehen ist. Gefriertaustabile Produkte zeichnen sich dadurch aus, dass während oder nach dem Auftauen keine offensichtlichen Qualitätsveränderungen (z. B. Farbe, Festigkeit) oder Flüssigkeitsaustritt festzustellen sind.

Ein Teilaspekt dieses Projektes war, den Einfluss von praxisrelevanten Förderbedingungen auf die GTS des Produktes durch Simulation im Technikumsmaßstab zu klären. Zu diesem Zweck wurde eine Doppelmantel-Transportschnecke konstruiert, mit der das Produkt gefördert und wahlweise temperiert werden konnte. Die Transportlänge betrug 860 mm, Gangtiefe 28,8 mm, Gangsteigung 150 mm und der Durchmesser 98 mm.

Abb. 2: Als Maß für die Festigkeit des Produktes Thermoquark wurde eine Texturprofilanalyse (TPA) durchgeführt (Thermoquark mager, 18,8 % Trockenmasse, Messgerät Thermo Scientific Haake Mars, Rotor CC25 DIN Ti, Eindringtiefe h = 20 mm, Geschwindigkeit v = 0,5 mm/s, 20 °C)

Es konnte gezeigt werden, dass zunehmende mechanische Belastung mit steigenden Drehzahlen die strukturelle Stabilität des Produktes negativ beeinflusst (Abb.2). Die Produktfestigkeit wurde mittels Texturprofilanalyse (TPA) gemessen. Die Förderung des Quarks führte auch bei niedrigen Drehzahlen zu leichten Festigkeitsverlusten gegenüber den nicht geförderten Kontrollprobe. Bei Drehzahlen von 15 und 30 Umdrehungen pro Minute ist ein deutlicher Abfall der Produktfestigkeit um 16,0 % bzw. 18,5 % festzustellen. In der Technikumsanlage gefördertes Produkt besaß nach einem Gefrier-Tau-Zyklus im Vergleich zu nicht beanspruchtem Quark eine reduzierte strukturelle Stabilität. Dies konnte auch in Proben festgestellt werden, die vor dem Gefrieren in den getesteten Strukturparametern nicht signifikant von der Kontrollprobe ohne Förderung abwichen (Daten zu Redaktionsschluss noch nicht veröffentlicht)