Wie die Farbe von Zucker mit Spektralphotometern gemessen und eingestuft wird - und warum das wichtig ist

Das ICUMSA-Farbsystem für Zucker bietet eine einfache Möglichkeit, Zucker zu kategorisieren und Hersteller auf unsichere Produkte aufmerksam zu machen. Bildquelle: Flickr-Benutzer Ervins Strauhmanis

Der Coffeeshop, den ich morgens besuche, bietet eine beeindruckende Auswahl an Süßungsmitteln an, perfekt für jemanden wie mich, der eine Tasse mit Zucker und Sahne mit einem Hauch von Kaffeegeschmack bevorzugt. Jahrelang hatte ich Rohzucker verwendet und die weißen Päckchen mit echtem und künstlichem Süßstoff umgangen. Ich beglückwünschte mich zu meinem Engagement für eine gesunde Lebensweise, als ich zwei Teelöffel goldene Kristalle in meine Papptasse rührte. Braune Lebensmittel sind doch besser als weiße, oder? Ich würde definitiv ewig leben.

Dann habe ich den Fehler gemacht, zu googeln. Es stellte sich heraus, dass die Farbe des Zuckers keinen Hinweis auf seine Tugendhaftigkeit gibt - weißer, brauner und roher Zucker sind ernährungsphysiologisch praktisch identisch.1 Die Farbe spiegelt jedoch die Verfeinerung des Zuckers wider und ist ein wichtiger Indikator für Reinheit, Qualität und Güte.

Die Farbe des Zuckers als Indikator für die Reinheit

Die Internationale Kommission für einheitliche Methoden der Zuckeranalyse (ICUMSA) wurde 1897 gegründet, um internationale Standards für die Klassifizierung der Zuckerqualität zu schaffen. Um eine gemeinsame, internationale Sprache für die Reinheit von Zucker zu schaffen, hat die ICUMSA eine kolorimetrische Messmethode entwickelt, die es den Herstellern ermöglicht, ihre Produkte schnell und einfach nach globalen Richtlinien zu kategorisieren.

Die Farbe des Zuckers ist anerkanntermaßen ein so zuverlässiger Indikator für Raffinesse und Qualität, dass sie als einziges Kriterium zur Bestimmung der Güteklasse herangezogen werden kann. Das liegt daran, dass die Farbe aus den spezifischen Herstellungsverfahren resultiert, denen der Zucker unterworfen ist; je mehr das Zuckerrohr verarbeitet wird, desto mehr Farbe wird entfernt, und die endgültige Pigmentierung des Produkts spiegelt den Grad der Verarbeitung wider, der es unterworfen wurde. Diese Prozesse sind es auch, die jeder Zuckerart ihren subtilen, aber unverwechselbaren Geschmack verleihen. Der Nährwert wird durch die Raffination zwar nicht beeinflusst, wohl aber die Schmackhaftigkeit, die Sicherheit und die Verwendbarkeit, und es sind präzise Herstellungsverfahren erforderlich, um sicherzustellen, dass der Zucker sowohl den Verbraucher- als auch den Industriestandards entspricht.

ICUMSA-Farbeinstufung

Manchmal wird angenommen, dass die ICUMSA-Punktzahl den Weißgrad des Zuckers misst, aber in Wirklichkeit ist die Bewertungsskala eine Art Gelbwert-Index ähnlich der Gardner-Skala, wobei niedrigere Zahlen einen niedrigeren Pigmentierungsgrad anzeigen. Hier eine Aufschlüsselung der ICUMSA-Punkteskala:

• Zucker mit einem ICUMSA-Wert von 45-800 kann als raffinierter Kristallzucker, Extra Special, Kristallzucker, Kristallzucker und Rohzucker für den menschlichen Verzehr, auch als brauner Zucker bekannt, klassifiziert werden.
• Zucker mit einem ICUMSA-Wert von über 800 kann für Kosmetika oder andere nicht essbare Zwecke verwendet werden, muss aber wegen der hohen Verunreinigung weiter verarbeitet werden, um für den menschlichen Verzehr geeignet zu sein.

Das Punktesystem ermöglicht es den Herstellern nicht nur, ihre Produkte in der richtigen Kategorie zu vermarkten und zu bepreisen, sondern es schützt auch die Sicherheit der Verbraucher, indem es die Marktteilnehmer vor ungeeigneten Zuckern warnt, die noch nicht auf den Markt gebracht werden dürfen.

Um den ICUMSA-Zuckerwert zu erhalten, wird eine 50 Brix-Zuckerlösung als Mischung aus 50 % Zuckerfeststoffen in gefiltertem Wasser hergestellt, durch einen 0,45-Mikron-Filter gefiltert und in eine Transmissionszelle gegossen, wo sie bei 420 nm mit einem Spektralphotometer gemessen wird. Die genaue Quantifizierung der Farbdaten, die mit Spektralphotometern möglich ist, macht sie zu idealen Instrumenten für die Messung der Zuckerfarbe mit außerordentlicher Präzision. Mit Hilfe eines speziellen ColorQuest XT-Applets können HunterLab-Geräte den Zuckerwert auf der Grundlage spezifischer Messvariablen automatisch berechnen, um ein Höchstmaß an Genauigkeit zu erzielen.

Spektralphotometrische Instrumente können in der Produktionslinie eingesetzt werden, um Zucker schnell nach Farbe zu trennen, was den Herstellern sowohl Zeit als auch Geld spart. Bildquelle: Flickr-Benutzer Kurtis Garbutt

Auf dem Weg zur In-Line-Farbmessung

Während die ICUMSA-Methode hoch angesehen und zuverlässig ist, kann die für die Farbanalyse von Zucker erforderliche Probenvorbereitung die Effizienz der Produktion beeinträchtigen, wenn die Farbunterscheidung für Verarbeitungs- und Verpackungszwecke schnell erfolgen muss. In den 1990er Jahren begann Transvaal Sugar Limited Malelane, ein Zuckerhersteller in Südafrika, mit HunterLab-Spektralphotometern für die Inline-Farbüberwachung, um "das Personal der Verpackungsabteilung bei der Entscheidung zu unterstützen, welche Art von braunem Zucker verpackt werden muss."2 Die kontinuierliche Messung der Zuckerfarbe, die durch berührungslose Inline-Instrumente möglich ist, ermöglicht es den Bedienern, die Farbdaten zu erhalten, die für die Unterscheidung der Zuckerfarben erforderlich sind, ohne die Produktion zu unterbrechen oder eine arbeitsintensive Probenvorbereitung zu benötigen, was letztendlich die Effizienz und Produktivität erhöht.

Eine Studie des Sugar Milling Research Institute bestätigte die Fähigkeit des spektrophotometrischen Instruments von HunterLab, die Farbe von rohem und raffiniertem Zucker auf einer Inline-Basis zu klassifizieren, und deutete gleichzeitig darauf hin, dass spektrophotometrische Inline-Instrumente durch die Optimierung spezifischer Herstellungsvariablen, wie z. B. das Waschen in Zentrifugen, noch weitere finanzielle Vorteile bringen könnten. In der Tat kann die Integration spektralphotometrischer Messungen in den gesamten Zuckerraffinationsprozess die Qualitätssicherung und Effizienz in jeder Phase maximieren.

HunterLab-Instrumentierung

HunterLab ist seit mehr als sechs Jahrzehnten ein Pionier in der Farbmessung in der Lebensmittelindustrie und ist auch weiterhin führend in der Qualitätskontrolle, Produktbewertung und bei Klassifizierungsprotokollen. Unser hochentwickeltes Angebot an spektrophotometrischen Instrumenten und fortschrittlichen Firmware- und Softwarepaketen bietet Ihnen die Reaktionsfähigkeit, Genauigkeit und Präzision, die Sie zur Optimierung der Zuckerproduktion benötigen. Kontaktieren Sie uns, um mehr über unser Angebot zu erfahren und darüber, wie wir Ihnen helfen können, die nächsten Schritte zur vollständigen Qualitätssicherung zu unternehmen.