Vier wichtige Fragen zur NIZO-Methode
Wie kann ich überprüfen, ob meine Milch ordnungsgemäß homogenisiert ist?
Die einfachste, aber auch zeitaufwändigste Methode ist folgende: Nehmen Sie das verpackte Produkt und lagern Sie es für die gewünschte Lebensdauer des Produkts im Regal oder in einem klimatisierten Raum. Messen Sie anschließend den Fettgehalt in verschiedenen Schichten der Milch.
Die USPH-Methode basiert auf einem Prinzip, bei dem beispielsweise 1.000 ml des Produkts 48 Stunden lang gelagert werden. Anschließend werden der Fettgehalt der oberen 100 ml sowie der Fettgehalt der restlichen Menge gemessen.
Multipliziert man den Fettgehalt der obersten 100 ml mit 0,90 und vergleicht diesen Wert mit dem Fettgehalt der restlichen 900 ml einer 1000-ml-Packung, und der Wert ist für die obersten 100 ml niedriger, dann ist die Milch ausreichend homogenisiert. Diese Methode ist sehr nützlich, um die Stabilität der pasteurisierten Milch mit einer Haltbarkeit von 10 bis 14 Tagen zu überprüfen. Allerdings eignet sie sich nicht, wenn herausgefunden werden muss, wie stabil ein Produkt mit einer erforderlichen Haltbarkeit von 3 bis 12 Monaten ist.
Zur Verringerung der Lagerdauer ist eine beschleunigte Aufrahmung notwendig. Die NIZO-Standardmethode basiert auf demselben Prinzip wie die USPH-Methode. Der Unterschied liegt darin, dass die Probe 30 Minuten lang bei 40 °C und mit 1.000 U/min zentrifugiert wird. Die Zentrifuge muss einen Radius von 250 mm haben. Der Fettgehalt der unteren 20 ml wird durch den Fettgehalt der gesamten Probe vor der Behandlung in der Zentrifuge geteilt. Dieses Verhältnis wird dann mit 100 multipliziert. Das Ergebnis wird als NIZO-Wert (Z) bezeichnet.
Oben: NIZO-Methode mittels Zentrifugieren
Die generelle Empfehlung lautet, dass pasteurisierte Milch einen (Z)-Wert über 60 % haben muss, je nach Haltbarkeit. UHT-Milch (H-Milch) sollte einen wesentlichen höheren Wert haben, aber auch das hängt wiederum von der Haltbarkeit ab. Für weitere Empfehlungen zu Ihrer Milch wenden Sie sich bitte an Tetra Pak.
Bei Tetra Pak haben wir die NIZO-Methode optimiert und den (Z)-Wert mit der Größenverteilung, die durch Laserdiffraktion erzeugt wird, in Verbindung gesetzt. Für die Größenverteilung kann der Größenparameter D[5;3], von Walstra auch als H dargestellt, extrahiert und für die Berechnung von (Z) verwendet werden. Damit Sie wissen, welche Methode zur Messung der Effizienz verwendet wurde, wird das (Z) jetzt als NIZOD5;3 bezeichnet.
Die Effizienz der Homogenisierung kann mit folgender Gleichung berechnet werden:
Erläuterung: wobei gilt A = 0,08019, B = 2,06686, C = 1,63085
Was ist der Unterschied zwischen der NIZO-Methode und der Größenverteilungskurve? Was sind die Vor- und Nachteile?
Der eindeutigste Unterschied liegt in der Vorbereitung der Probe und darin, wie die tatsächliche Messung durchgeführt wird. Bei der NIZO-Methode benötigt geschultes Laborpersonal Zugang zu einer Zentrifuge, wie etwa von Funke Gerber, die mit 350 g Zentrifugalkraft arbeiten und die Probe bei einer Temperatur von 40 °C halten kann. Darüber hinaus werden Homogenisierungspipetten (Funke Gerber) mit einem Volumen von 25 ml benötigt.
So führen Sie die NIZO-Methode in sechs Schritten durch:
- Messen Sie den Fettgehalt der Probe (beispielsweise mit einem Milkoscan).
- Geben Sie 25 ml der Probe in die Homogenisierungspipette.
- Erwärmen Sie die Pipette in einem Wasserbad auf 40 °C.
- Zentrifugieren Sie sie 30 Minuten lang.
- Nehmen Sie die unteren 20 ml der Zentrifugationspipette und messen Sie den Fettgehalt in diesem Bereich.
- Berechnen Sie NIZO(Z).
Die Verwendung der traditionellen NIZO-Methode bringt einige Vorteile mit sich: die Ausrüstung lässt sich einfach bedienen und ist kostengünstig, sie kann einfach in Standard-Labor-Routinen integriert werden und die Ergebnisse sind klar und schnell verfügbar. Zu den Nachteilen gehören eine hohe Fehlerwahrscheinlichkeit bei der Vorbereitung sowie eine schlechte Wiederholbarkeit und die fehlende Möglichkeit, einen tieferen Einblick in das zu erhalten, was mit der Emulsion passiert.
Was die Probenvorbereitung und Analyse betrifft, ist die Ableitung des NIZO-Werts aus einer Größenverteilung mithilfe von Laserdiffraktion ein recht einfaches Verfahren. Die Vorteile dieser Methode liegen in den umfassenden Informationen zu den Fettkügelchen, die in der Emulsion vorhanden sind. Es besteht die Möglichkeit, die Auswirkung der Homogenisierung ausführlich zu untersuchen. Darüber hinaus besteht dank Standardbetriebsverfahren eine hohe Wiederholbarkeit im Hinblick auf die Ergebnisse. Der Vorgang ist einfach und standardisiert. Die Nachteile sind hohe Anschaffungskosten für das Instrument und die Tatsache, dass fachkundiges Personal die Größenverteilungen analysieren und interpretieren muss.
Wie hängt die NIZO-Methode mit der Haltbarkeit zusammen?
Haltbarkeit wird wie folgt definiert: die Zeit, die das Produkt gelagert werden kann, bevor die Qualität unter ein akzeptables Mindestniveau fällt. Dieses Niveau wird durch verschiedene Parameter definiert, wie zum Beispiel Proteinsedimentation, Aufrahmung von Fett, Farbe, Geschmack und Textur.
Die Haltbarkeit von Milchprodukten hängt von vielen Faktoren ab: Qualität der Rohmilch, Prozessbedingungen, Homogenisiereffekt und Lagerbedingungen, um nur einige zu nennen.
Der NIZO-Wert wird hauptsächlich als Indikator verwendet, um zu zeigen, ob der Homogenisator wie erwartet gearbeitet hat und ob die gewünschte Partikelgröße der Fettkügelchen erreicht wurde. Je höher der NIZO-Wert, desto kleiner die Fettkügelchen. Dies hat wiederum direkte Auswirkungen auf die Verringerung der Aufrahmung. Die Separation lässt sich durch die Stokessche Gleichung erklären, gemäß der die Geschwindigkeit des aufsteigenden Fettkügelchens direkt proportional zu seiner Größe ist (siehe Abbildung unten).
Nach der Stokesschen Gleichung ist die Aufstiegsgeschwindigkeit eines Teilchens durch folgende Beziehung gegeben:
Man sieht, dass das Verkleinern der Teilchengröße eine wirksame Maßnahme ist, um die Aufstiegsgeschwindigkeit zu reduzieren. Ein Verkleinern der Fettkügelchen in der Milch reduziert daher die Geschwindigkeit des Aufrahmens.
Oben: Die Aufrahmung wird durch die Verringerung der Partikelgröße der Fettkügelchen verlangsamt
Warum Sie keinem Anbieter vertrauen sollten, der eine Größe von weniger als 1 Mikrometer bei allen Partikeln verspricht
Wenn Kunden eine Leistungsgarantie zur Partikelgröße erhalten, die gewährleistet, dass alle Partikel kleiner als 1 Mikrometer sind, müssen sie sachgerechte Informationen dazu erhalten, wie dies validiert wird. Wenn nicht klar ist, unter welchen Bedingungen und mit welchen Methoden die Garantie validiert wird, ist es für Kunden praktisch unmöglich, die Anbieter untereinander zu vergleichen – und das Versprechen einer Größe von 1 Mikrometer kann nutzlos sein.
Darüber hinaus ist es nicht für alle Kunden wichtig, eine Größe von weniger als 1 Mikrometer zu erreichen. Was die Homogenisierung betrifft, ist es für den Kunden entscheidend, dass die gewünschten Produkteigenschaften erreicht werden. Der Kunde sollte sich daher für einen Anbieter entscheiden, der über genügend Know-how verfügt, um Unterstützung zu leisten und die richtigen Empfehlungen hinsichtlich der Partikelgröße abzugeben, die für das Erreichen bestimmter Produkteigenschaften wie Mundgefühl, Viskosität usw. erforderlich ist.
Was ist NIZO?
Die NIZO-Methode wird zum Messen der Homogenisiereffizienz bei Milch verwendet. NIZO ist ein Begriff, den Tetra Pak verwendet, um die Homogenisiereffizienz in Milch zu beschreiben. Es geht also darum, wie lange das Produkt stabil gelagert werden kann, ohne dass sich eine Rahmschicht bildet. NIZO ist ein Prozentwert, bei dem höhere Zahlen kleinere Fettkügelchen und längere Stabilität bedeuten. Die vorgesehene Haltbarkeit der Milch bestimmt also den benötigten NIZO-Wert für jedes Produkt, da es wichtig ist, keine Energie durch zu starke Homogenisierung zu verschwenden.
NIZO kann mit zwei verschiedenen Methoden gemessen werden. Tetra Pak nutzt meist die Laserdiffraktion. Diese Laserdiffraktion liefert uns die durchschnittliche Größe der Fettkügelchen in der Probe nach der Homogenisierung. Diese kann dann zur Berechnung des NIZO-Werts verwendet werden.
Ein Homogenisator in einer Milchproduktionslinie ist dafür verantwortlich, Fettkügelchen zu zerkleinern. Daraus ergibt sich ein stabileres Produkt. Die NIZO-Methode wird verwendet, um zu verstehen, wie klein die Fettkügelchen in der Milch nach der Homogenisierung sind.
Homogenisierung
Der Prozess der Homogenisierung wird zu verschiedensten Zwecken eingesetzt: um das Aufrahmen und Sedimentieren in Milchprodukten zu verhindern, die Viskosität, den Geschmack und die Textur von Sahne oder Fruchtsaftgetränken zu verbessern, das Mundgefühl von Sojagetränken zu optimieren und die Trennung von Molke in Joghurt zu verhindern.
