Die Messung des pH-Werts ist während der Käseherstellung ein kritischer Qualitätskontrollschritt (QC). Der pH-Wert liefert Hinweise auf Kontamination durch Bakterien oder Chemikalien, während dessen Veränderung auch die Säureentwicklung des Milchprodukts darstellt. Die wichtigsten Parameter, die die Produktionsphasen beeinflussen sind vorallem Säure, Temperatur, Wassergehalt und pH. Die Überwachung des pH ist essentiell für jede Phase der Käseherstellung wie Fermentation, Pressen, Salzen und Brechen. Beispielweise führt ein niedriger pH zu einer höheren Salzabsorption während der Salzphase, d.h. der pH verändert auch die Käsestruktur. Jedoch ist es in der Analytik nicht allein die Kunst den richtigen Parameter zu messen, sondern Messgeräte und Verfahren zu finden, die für Ihre Anwendung passend sind.

Es gibt eine Vielzahl an Messgeräten und Elektroden – für jede Anwendung sollten die Instrumente mit Bedacht ausgewählt werden. Hanna bietet ein breites Sortiment an allgemeinen und spezifischen Elektroden und bietet anwendungsspezifische Komplettlösungen. Ob sich die maßgeschneiderten Lösungen am Beispiel der pH Messung von Käse überlegen zeigen, ermitteln folgende Versuche eines Lebensmitteltechnologen:

Messgeräte und Elektroden

Für die praktischen Messungen kamen zwei Hanna Messgeräte mit passenden Elektroden für die pH-Messung in verschiedenen Käsesorten zum Einsatz:

edge® Multiparameter HI2020 mit folgenden Elektroden:

HI11310 nachfüllbare Glaselektrode für den allgemeinen Gebrauch

HI10480 nachfüllbare Glaselektrode für Flüssigkeiten mit hohen Schwebstoffanteil (Wein, Säfte)

FC2320 PVDF Elektrode mit Edelstahleinstichklinge für Fleisch

FC2020 PVDF Elektrode für Lebensmittel

FoodCare pH-Meter HI98161 mit folgenden Elektroden:

FC2023 PVDF Elektrode für Lebensmittel mit konischer Glasspitze

FC2133 Glaselektrode mit konischer Spitze und Gelelektrolyt

FC2423 pH Elektrode mit Edelstahlkorpus und Hartelektrolyt

edge® HI2020:

HI98161:

Probenvorbereitung

Alle Proben wurden in ihrer ursprünglichen Form sowie als pastöse Aufschlämmung gemessen. Diese wurde durch das Verquirlen von einer ähnlichen Menge Käse (5,20 g Bergkäse; 5,02 g Gouda; 5,14 g Camembert; 5,70 g Streichkäse) mit 25 mL doppelt destilliertem Wasser hergestellt.

 

Durchführung und Messergebnisse

Die Messungen erfolgten für jede Probe mit jeder Elektrode. Mit der FC2320 wurden nur ein Teil der Direktmessungen zur Verifikation durchgeführt, da diese Elektrode ohne Klinge der FC2020 konstruktiv sehr ähnlich ist. Zwischen den Messungen wurden die Elektroden gereinigt. Mit Ausnahme der FC2133, mit der sich bei Direktmessung der Hartkäseprobe kein stabiler Messwert gewinnen ließ, lieferten alle Messungen konsistente und reproduzierbare Ergebnisse. Neben dem stabilen pH-Wert führen die Ergebnisse auch die Ansprechzeiten auf, also die benötige Zeit bis das pH-Meter einen konstanten Messwert anzeigt.

 

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Fazit

Das Resultat dieser Messreihe ist ein klares Votum für die dedizierte pH-Elektrode FC2423 zur Messung in Käse. Dies weniger wegen der erzielten Messwerte, sondern vor allem aus praktischen Gründen. Mit ihrem schmalen Edelstahlschafft von lediglich 5 mm Durchmesser und der vergleichsweise kleinen konischen Glassensorspitze

Ergebnisdiskussion

Als auffälligstes Resultat sticht hervor, dass die Messergebnisse in der Aufschlämmung deutlich

basischer (pH 0,2 bis 0,6) ausfallen als die der Direktmessungen. Mit Ausnahme der FC2133, die bauartbedingt bei Hartkäse ausscheidet, lässt sich der pH-Wert von Käse mit allen Elektroden direkt messen. Wenig überraschend ist, dass die Universalelektrode HI11310 wegen ihres Keramikdiaphragmas als langsamste Elektrode abschneidet. Die ebenfalls universelle HI10480 liefert ähnliche Ergebnisse, ist aber dank Schliffdiaphragma deutlich schneller. Bei diesen beiden Elektroden sowie der FC2320 erwies sich die Reinigung als sehr aufwendig, da wegen der ungünstigen Form der Spitzen beziehungsweise dem Hohlraum zwischen Klingenaufsatz und Sensorspitze viele Rückstände zurückblieben. Die HI11310, HI10480 und FC2133 scheiden für die praktische Messung in der Produktion aus, da sie einen Glaskorpus besitzen und die Gefahr des Glasbruchs bei Direktmessung nicht zu vernachlässigen ist. Alle weiteren Elektroden lieferten vergleichbar gute Ergebnisse, wobei sich die FC2320, dicht gefolgt von der dedizierten Käseelektrode FC2423, als besonders schnell erwies.