Forschung & Innovation

Wasser, eine Substanz in allen Lebensmitteln

Bedeutung für sensorische Eigenschaften, den Nährwert und die Haltbarkeit

28.01.2010 -

Wasser kommt in allen Lebensmitteln vor, wobei der gesamte Konzentrationsbereich von nahe 0 % in Trockenprodukten bis nahe 100 % in Getränken umfasst wird. Der Wassergehalt ist von sehr großer Bedeutung in mancherlei Hinsicht [1]. Physikalische Eigenschaften hängen von ihm ab, so zum Beispiel die Leitfähigkeit für Wärme und elektrischen Strom, die Dichte und das rheologische Verhalten. Technologische Prozesse müssen den Wassergehalt berücksichtigen. So hängt die Rieselfähigkeit von Pulvern von ihm ab.

Für Angaben, die sich auf die Trockenmasse beziehen, muss der Wassergehalt genau bekannt sein. Dies ist ganz besonders wichtig bei Referenzmaterialien, denn bei unrichtig bestimmtem Wassergehalt sind die garantierten Inhaltsangaben zwangsläufig auch unrichtig, was schlimme Folgen bei der Verwendung des Referenzmaterials zum Beispiel für Kalibrierungen oder Vergleichsmessungen hat [2].
Der Wassergehalt ist bedeutsam für sensorische Eigenschaften und den Nährwert von Lebensmitteln.
Wasser ist für das Leben von Mikroorganismen unerlässlich und auch für die Aktivität der meisten Enzyme. Deshalb ist der Gehalt an verfügbarem Wasser - ausgedrückt in Form der Wasseraktivität - ein entscheidender Faktor für die Haltbarkeit von Lebensmitteln. Wasser hat eine Masse und ein Volumen, weshalb sein Gehalt für logistische Überlegungen im Zusammenhang mit Transport und Lagerung wichtig ist.
Wasser ist verhältnismäßig billig. Daher spielt der Wassergehalt, besonders in teuren Produkten, eine wichtige kommerzielle Rolle [3]. Auch aus diesem Grunde gibt es Vorschriften für den zulässigen Wassergehalt in Lebensmitteln, deren Einhaltung zu überwachen ist.
Doch nicht nur die richtige Bestimmung des Wassergehaltes selbst ist hier von Bedeutung. Ein Problem stellt das unzulässige Hinzufügen von Wasser dar. Der Nachweis dieses illegalen Vorgehens ist nicht einfach und erfordert ausgeklügelte Methoden.
Interessant ist in manchen Fällen auch die lokale Verteilung des Wassers und die Migration im Laufe der Zeit. Die Bestimmung des Wassergehaltes ist deshalb die wohl häufigste auf Lebensmittel angewandte Analyse.
Wasser kann in Lebensmitteln (und anderen Stoffen) in verschiedenen „Bindungsformen" vorkommen. Es kann sich um so genanntes „freies" Wasser handeln, zum Beispiel in der Gasphase, als Lösungs- oder Dispergiermittel, in flüssigen Phasen gelöst, an die Oberfläche adsorbiert, in größeren Hohlräumen und Poren. Das Wasser kann aber auch in Kristalle eingebaut sein, sich in feinen Kapillaren und Kristallzwischenräumen befinden oder in Schichten weniger Moleküllagen an der Oberfläche von Makromolekülen festgehalten werden. Je nach Situation gestaltet sich die Bestimmung des Wassergehaltes unterschiedlich und mehr oder weniger kompliziert [4].
Die mit Wasser in Lebensmitteln zusammen hängenden Fragestellungen - damals stand vor allem die Bestimmung des Wassergehaltes im Mittelpunkt - haben vor ein paar Jahren dazu geführt, Wissenschaftler und Gerätehersteller zum „First International Workshop on Water Determination in Food - a Challenge for the Analysts" einzuladen. Die Veranstaltung wurde am Institute for Health and Consumer Protection im Joint Research Centre of the European Commission in Ispra (Italien) vom 6. - 7. Juli 2000 mit organisatorischer Hilfe von Prof. Dr. Elke Anklam durchgeführt.
Eine der Folgeveranstaltungen, „Eurofood's Water - 5th Conference on Water in Food" mit den Schwerpunkten „Water Structure, Water Activity, Water Control", wurde vom 6. - 8. April 2008 in Nürtingen (Deutschland) von Prof. Dr. Heinz Dieter Isengard von der Universität Hohenheim organisiert.
Die „6th International Conference on Water in Food" mit den Schwerpunkten „Water Structure and Interactions in Food, Water Activity and Food Stability, Water Determination and Food Quality" wird in Reims (Frankreich) unter der Organisation von Prof. Dr. Mohamed Mathlouthi von der Université de Reims Champagne-Ardenne vom 21. - 23. März 2010 stattfinden. Vorträge oder Posterbeiträge können noch angemeldet werden.

Literatur

  • [1] Isengard H.D.: Water content, one of the most important properties of food. Food Control 12, 395 400 (2001)
  • [2] Rückold S. et al.: The effects of drying on biological matrices and the consequences for reference materials. Food Control 12, 401 407 (2001)
  • [3] Isengard H. D.: Water determination - Scientific and economic dimensions. Food Chemistry 106, 1393 1398 (2008)
  • [4] Rückold S. et al.: The energy of interaction between water and surfaces of biological reference materials. Food Chemistry 82, 51 59 (2003)