![VL Produktentwicklung Bsp. Hydrokolloide [Kompatibilitätsmodus]](https://img.yumpu.com/23911080/1/500x640/vl-produktentwicklung-bsp-hydrokolloide-kompatibilitatsmodus.jpg)
VL Produktentwicklung Bsp. Hydrokolloide [Kompatibilitätsmodus]
VL Produktentwicklung Bsp. Hydrokolloide [Kompatibilitätsmodus]
VL Produktentwicklung Bsp. Hydrokolloide [Kompatibilitätsmodus]
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08.12.2011<br />
1<br />
PRODUKTENTWICKLUNG<br />
11.2011<br />
Funktionalität der Rohstoffe<br />
2<br />
Zusatzstoffe<br />
Gelier- und Verdickungsmittel<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
1
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
3<br />
Alginsäure, Alginate<br />
E 400 - 405<br />
alginate is the only hydrocolloid<br />
that can give heat stable gels<br />
made without heating<br />
Vorkommen Rohmaterial<br />
4<br />
Aus Braunalgen<br />
Mittels alkalischer Lauge gewonnen<br />
2
08.12.2011<br />
Braunalgen<br />
5<br />
Laminaria Hyperborea<br />
Laminaria digitata<br />
Macrocystis pyrifera<br />
Alginsäure, Alginate<br />
6<br />
Eigenschaften:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Verzweigtkettiges saures Polysaccharid<br />
Bestandteil der Zellwände<br />
Pflanzlicher Quellstoff<br />
Wasserunlöslich<br />
Fettlöslich<br />
hitzestabil<br />
3 Hauptcharakteristika<br />
• Rapid gelling<br />
• Cold gelling<br />
• Heat stable gels<br />
3
08.12.2011<br />
Alginsäure, Alginate<br />
7<br />
Anwendung:<br />
In Lebensmitteln<br />
Konfitüren, Gelees, Desserts, Speiseeis, Konserven, Suppen, Light-<br />
Produkten, Aspik, Schaumweinen<br />
Aber auch in Kosmetika, Waschmitteln, Zahnmedizin, Chirurgie<br />
Kein ADI Wert<br />
In Säuglingsnahrung verboten<br />
Wirkung:<br />
Wird vom Körper nicht verwertet – unverändert ausgeschieden<br />
In hohen Dosierungen Hemmung der Mineralstoffaufnahme<br />
8<br />
Natriumalginat, Kaliumalginat, Ammoniumalginat,<br />
Calciumalginat<br />
E 401, 402, 403, 404<br />
Künstlich hergestellt<br />
= Geliermittel, Überzugsmittel, Verdickungsmittel<br />
Abkömmling der Alginsäure<br />
Wasserlöslich<br />
Hitze- und Lichtempfindlich<br />
Verleiht gelartige Konsistenz durch Bindung von Calcium<br />
Stabil gegen Einfrieren und Auftauen<br />
Breite Verwendung (Alginsäure)<br />
In Säuglingsnahrung verboten<br />
4
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
9<br />
Agar<br />
E 406<br />
=“chinesische Gelatine“, Algenhydrokolloid<br />
Agar<br />
10<br />
Vorkommen:<br />
Aus Rotalgen (Rhodophyta) gewonnen<br />
Bestandteil der Zellwände<br />
gereinigte, getrocknete, in Fäden geschnittene Gel<br />
aus Schleimstoffen<br />
5
08.12.2011<br />
Agar<br />
11<br />
Eigenschaften:<br />
Unbedenklich<br />
geschmacksneutral<br />
in heißen Wasser löslich<br />
geliert beim Abkühlen auf Raumtemperatur<br />
unnachahmliche Hysteräse (schmilzt bei 85°C +/- 5;<br />
geliert wieder bei 35°C +/-5)<br />
Lösungen sind viskos und fließfähig<br />
Gele bei bereits 0 ,04% ohne weitere Chemikalien<br />
Ballaststoff – wird nicht verstoffwechselt<br />
Agar<br />
12<br />
Festere und stärkere Gele als mit Carrageen o. Gelatine<br />
Gele sind klar mit kurzer, brüchiger Struktur<br />
Keine Beeinflussung durch Kationen, pH oder<br />
Trockenmasse einfachere Handhabung<br />
QSA (quick soluble agar) = neue Handelsform<br />
Geht schon bei 80°C in Lösung, dadurch auch in<br />
Milchprodukten einsetzbar<br />
QSA wird in kalte milch dispergiert, Dispersion wird<br />
pasteurisiert<br />
Enthält wertvolle Mineralien wie Magnesium, Natrium,<br />
Eisen, Calcium<br />
6
08.12.2011<br />
Agar<br />
13<br />
Anwendung:<br />
Häufig in Kombination mit anderen Geliermitteln<br />
Marmeladen, Süßwaren, Eiscremes, tiefgefrorenes<br />
Kleingebäck mit Himbeeren<br />
Joghurt<br />
In der Naturheilkunde als Laxans verwendet<br />
Hilfsstoff in Pharmazie und Kosmetik in fettfreien<br />
Produkten<br />
Zugelassen bei Demeter für Obst und Gemüse<br />
Agar<br />
14<br />
7
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
15<br />
Carrageen<br />
E 407<br />
= Galaktansulfat<br />
Carrageen<br />
16<br />
Vorkommen:<br />
Ursprünglich aus Rotalgen<br />
(Chondrus crispus, giartina) gewonnen<br />
Heute in Meeresfarmen kostengünstiger aus<br />
anderen Rotalgen (Euchema)<br />
8
08.12.2011<br />
Carrageen<br />
17<br />
Carrageen<br />
18<br />
Eigenschaften:<br />
Geliert<br />
Gut wasserlöslich<br />
zählt zu den Ballaststoffen<br />
erhöht das Sättigungsgefühl,<br />
verringert die Resorbtion von Cholesterin und Zucker<br />
positive Wirkung auf die Darmflora<br />
9
08.12.2011<br />
Carrageen<br />
19<br />
-<br />
OSO 3 OH<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
OH<br />
Kappa<br />
Molekularmodel<br />
-<br />
OSO 3 OH<br />
O<br />
O<br />
O<br />
OH<br />
Iota<br />
O<br />
O<br />
OSO 3<br />
-<br />
OH<br />
O<br />
X=OH (30%)<br />
X=OSO3 - (70%)<br />
OH<br />
O<br />
X<br />
O<br />
Lambda<br />
OSO 3<br />
-<br />
OH<br />
O<br />
OSO 3<br />
-<br />
Carrageen<br />
20<br />
Molekularstruktur<br />
Kappa and iota hybrids and individual<br />
lambda molecules in carrageenan from<br />
Gigartina seaweed<br />
mixture of Eucheuma cottonii<br />
(kappa type) and Eucheuma spinosum<br />
(iota type)<br />
10
08.12.2011<br />
Carrageen<br />
21<br />
Gelierungsmechanismus<br />
Cool<br />
Cool<br />
Heat<br />
Heat<br />
Solution<br />
Intermediate<br />
state<br />
Gel<br />
22<br />
umstritten<br />
Verdacht auf Unverträglichkeiten bes. bei empfindlichen<br />
Personen, krebsverursachende Eigenschaften<br />
Kann die Aufnahme von Mineralstoffen beeinträchtigen<br />
Beeinflusste im Tierversuch das Immunsystem<br />
Schädigte im Tierversuch die Darmschleimhaut<br />
In höherer Dosierung abführend<br />
11
08.12.2011<br />
Carrageen<br />
23<br />
Anwendung:<br />
Alk. Getränke, Babynahrung, Biskuits, Desserts, Eiscreme,<br />
Instantgeliermischungen, Milchshakes, Sahnespray,<br />
Salatdressing, tiefgefrorenes Kleingebäck, Trocken-,<br />
Dickmilcherzeugnisse<br />
Häufig in Kombination mit anderen Verdickungsm.<br />
ADI: 75 mg/kg<br />
Pet foods<br />
Toothpaste<br />
Air freshener gels<br />
E 407a verarbeitete Euchemaalgen<br />
24<br />
Künstlich hergestellt<br />
Aus Polysacchariden getrockneter Algen<br />
Mittels GVO<br />
Chemisch verwandt mit E 407<br />
Bildet trübe Gele<br />
Auslöser pseudoallergischer Reaktionen<br />
ADI Wert: 20 mg/kg<br />
12
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
25<br />
Johannisbrotkernmehl<br />
E 410<br />
Carob<br />
in der Antike Wägeeinheit für Diamenten<br />
= daher die Bezeichnung Karat<br />
(griech. Hörnchen = keration = arab. Qi ra t<br />
= ital. Carato = franz. Le carat)<br />
Johannisbrotkernmehl<br />
26<br />
Vorkommen:<br />
<br />
<br />
<br />
Johannisbrotbaum<br />
(cerationia siliqua) / Karubenbaum /<br />
Karobbaum<br />
Gehört zur Familie der<br />
Hülsenfrüchtler<br />
Polysaccharid aus 80% Mannose und<br />
20% Galactose<br />
13
08.12.2011<br />
27<br />
Johannisbrotkernmehl<br />
28<br />
Eigenschaften:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Kakaopulverähnlich<br />
Ähnliche Eigenschaften wie Guar<br />
Weiß, geschmacksneutal<br />
Natürlicher Zuckergehalt<br />
Spezielles fruchtig-karamelliges Aroma<br />
Fettarm<br />
Frei von anregenden Substanzen<br />
Ballaststoffreich<br />
Enthält Vit. A, B, Ca und Eisen, sek. Pflanzenstoffe<br />
Kann 80-100-faches des Eigengewicht an Wasser binden<br />
14
08.12.2011<br />
Eigenschaften – ernährungsphysiologisch<br />
+ Ballaststoff<br />
+ vergrößert durch Quellvermögen den Darminhalt<br />
+ glutenfrei<br />
+ neben Zucker:<br />
+ 6% Eiweiß<br />
+ wasserlösliche Pflanzenfarbstoffe (Flavonoide)<br />
+ Spuren von Mineralstoffen<br />
Johannisbrotkernmehl Weizenmehl Guarkernmehl<br />
(Type 650 – 1800)<br />
▬ kann Eiweißverdauung behindern<br />
60 ▬ kcal/ Verdacht: 100g Allergienauslöser 330 kcal/ 100g 26 kcal/ 100g<br />
▬ bei Überdosierung leicht abführend<br />
29<br />
Einsatz und Wirkung<br />
<br />
<br />
Stabilisator<br />
stabilisiert Emulsionen<br />
unterbricht Kristallbildung<br />
Beispiele:<br />
Trübstoffe in Limonaden werden in Schwebe gehalten<br />
Verdickungsmittel<br />
verstärkt Gelierwirkung anderer <strong>Hydrokolloide</strong><br />
geringste Mengen führen zu sehr stabilen gelartigen Substanzen<br />
Beispiele:<br />
Zusatz zu Xanthan: Viskositätszunahme<br />
Zusatz zu Agar und Carragen: Verbesserung der Festigkeit und<br />
der Elastizität der Gele<br />
<br />
Backhilfsmittel<br />
30<br />
15
08.12.2011<br />
Verwendung als funktionaler Rohstoff<br />
Süßwaren<br />
Soßen<br />
Suppen<br />
Puddings<br />
Backwaren<br />
Konfitüren, Marmeladen, Gelees<br />
Obst- und Gemüsekonserven<br />
Speiseeis und Milchmischgetränke<br />
Feinkostsalate<br />
Traditionell frisch oder getrocknet verzehrt, zu Saft gepresst (Kaftan), als<br />
Sirup oder zu alk. Getränken vergoren<br />
Diabetikerlebensmittel<br />
Diätprodukte<br />
Glutenfreie Lebensmittel<br />
31<br />
Tierfutter<br />
Kosmetik und Pharmaindustrie<br />
Verwendung als funktionaler Rohstoff: Beispiel Eiscreme<br />
<br />
Qualitativ sensorische Funktionen:<br />
cremiger Geschmack<br />
leichter Geschmack<br />
geringer Brennwert<br />
<br />
Technologische Funktionen:<br />
Stabilisierung der OW- Emulsion<br />
Stabilisierung des thermolabilen Schaums<br />
Tropffestigkeit nach dem Schmelzen<br />
hohe Lagerfähigkeit<br />
32<br />
16
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
33<br />
Guar<br />
E 412<br />
Auch Guarkernmehl, Guargummi, Guargum (engl.)<br />
34<br />
Guar<br />
Vorkommen:<br />
Guar wird aus dem Endosperm des Samens des<br />
Guarstrauches (Cyamopsistetrgonolobus) gewonnen<br />
Hauptanbaugebiete sind Indien, Pakistan, Texas<br />
Gewinnung durch müllereitechnisches Verfahren<br />
Charakteristisch aus Mannose + Galaktose zusammengesetzt<br />
O H<br />
O H<br />
O H<br />
O H<br />
O<br />
O H<br />
O H<br />
O<br />
O H<br />
O<br />
O H<br />
O<br />
O H<br />
O<br />
O H O H<br />
O<br />
O H<br />
O H<br />
O<br />
O H<br />
O<br />
O H<br />
O<br />
O H O H<br />
O<br />
O H<br />
17
08.12.2011<br />
Guar<br />
35<br />
Eigenschaften:<br />
Handelsübliche Präparate enthalten<br />
durchschnittlich:<br />
_ 14% Wasser<br />
_ 1,5% Asche<br />
_ 7% Protein<br />
_ 75% Galaktomannan<br />
_ Rohfaser<br />
Guar<br />
36<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Aufgrund des hohen Verzweigungsgrades sehr gut in kaltem<br />
Wasser löslich<br />
Schon bei geringen Konzentrationen bilden sich hochviskose<br />
Lösungen<br />
Bereits ab 0,5% pseudoplastisches Verhalten<br />
Mechanische Beanspruchung verringern kurzfristig die<br />
Zähflüssigkeit<br />
Als neutrales Polysaccharid sehr pH stabil<br />
Kaum Einfluss bei Elektrolytzusätzen<br />
Synergistische Steigerung der Viskosität bei Zusatz von Xanthan<br />
und/oder Stärke<br />
Zusatz von Guar zu gelbildenden Polysaccariden (Agar) erhöht<br />
deren Gelfestigkeit<br />
18
08.12.2011<br />
Guar<br />
37<br />
Anwendung:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Uneingeschränkt zugelassen, kein ADI<br />
Breiter Einsatz als Gelier- und Dickungsmittel<br />
Unverdauliches Polysaccharid- Verwendung in diätetischen<br />
Produkten<br />
Oft in energiereduzierten LM für sahnige, cremige Konsistenz<br />
trotz weniger Kalorien<br />
Verhindert in Speiseeisherstellung Kristallbildung und<br />
verbessert so Schmelzeigenschaften<br />
<br />
Hinweise auf Kreuzreaktionen bei Sojaallergikern, in großen<br />
Mengen Bauchkrämpfe<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
38<br />
Gummi arabicum<br />
E 414<br />
19
08.12.2011<br />
Gummi arabicum<br />
39<br />
Ist ein neutrales bis schwach saures Polysaccharid<br />
Bausteine: D-Galactose, L-Arabinose, LRhamnose und<br />
D-Glucoronsäure (molars Verhältnis: 3:3:1:1)<br />
Kette ist stark verzweigt mit einer hauptkette aus<br />
ß(1-6) verknüpfte Galactoseeinheiten<br />
Säuregruppen sind durch Ca-, Mg-, Na- und KIonen<br />
Neutralisiert<br />
Gummi arabicum<br />
40<br />
Vorkommen:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
ist das getrocknete Exudat,<br />
das aus Pflanzensaft von Stamm und Zweigen verschiedener<br />
Akazien und Mimosenarten (Acacia senegal und Acacia seyal)<br />
Ausbeute je Baum: 0,4 – 7kg<br />
wichtigste Exportländer:<br />
Sudan, Tschad, Niger<br />
Auch Akaziengummi (selten), arabic gum (engl.)<br />
Für Lebensmittelindustrie speziell gereinigt<br />
Angeboten als Pulver, Flocken, Körner<br />
20
08.12.2011<br />
Gummi arabicum<br />
41<br />
Eigenschaften:<br />
Gut in kaltem Wasser löslich<br />
Hochkonzentrierte Lösungen mit verhältnismäßig niedriger<br />
Viskosität<br />
Keine Änderung der Viskosität bei Änderung der Scherrate<br />
hochkonzentrierte Lösungen bis 50% trotzdem noch fließfähig<br />
durch Wasserentzug Herstellung von Xero- oder Trockengelen<br />
möglich<br />
pH-stabil zwischen pH 4-9<br />
Rascher Abbau bei höherem oder niedrigerem pH Wert<br />
Elektrolyte reduzieren die Viskosität<br />
Coacervat-Bildung mit Gelatine (Ausflockung)<br />
Gummi arabicum<br />
42<br />
Anwendung:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
In Aromenemulsionen, Öl-in-Wasser und Wasser-in-Öl<br />
Systemen als Emulgator, Suspensionsmittel und Stabilisator<br />
In sprühgetrockneten Pulveraromen als Emulgator<br />
in der Sprüh-Emulsion und als Schutzkolloid, Filmbildner u/o<br />
Einkapsulierungsmittel um Öltropfen<br />
gegen Oxidation im Endprodukt zu schützen<br />
Für den Einsatz in trüben Getränken als Stabilisator<br />
Als Aromenstabilisator für Milchgetränke und Instantprodukte<br />
<br />
Wird in einigen Ländern bestrahlt<br />
21
08.12.2011<br />
Anwendungsbeispiele (I)<br />
<br />
Süßwaren:<br />
Perfekte Konsistenz der Kaumasse bei harten<br />
Gummipastillen und weichen Gummibonbons<br />
Langanhaltende Formstabilität auch bei erschwerten<br />
Bedingungen (höhere Temperaturen, lange<br />
Transportwege)<br />
Hohe Transparenz von Gummipastillen<br />
Angenehmes Mundgefühl und perfekte Kaueigenschaft<br />
Kein Kleben (Adhäsion) an Zähnen und Zahnfleisch<br />
Gute Aromafreigabe durch eigene<br />
Geschmacksneutralität<br />
www.bdsi.de/.../zuckerwaren/zw_gummibonbons<br />
/<br />
Anwendungsbeispiele (II)<br />
<br />
Snackherstellung:<br />
Ausnutzen der Adhäsionswirkung von Gummi arabicum<br />
Gewürze und Kräuter an die Oberfläche von Brezeln,<br />
Kartoffelchips und -sticks, Corn Chips, Erdnüssen,<br />
Müsliriegeln sowie anderen salzigen und süßen<br />
Knabberartikeln "kleben“<br />
Durch die haftende Eigenschaft von Gummi arabicum<br />
kann man auf die traditionelle Anwendung von Öl<br />
verzichten<br />
www.saurabhflexipack.com/ListOfIndustries.aspx<br />
22
08.12.2011<br />
Anwendungsbeispiele (III)<br />
<br />
Rotwein<br />
Verhindert die Ausfällung von Farbbestandteilen<br />
Verstärkt die Wirkung von Metaweinsäure gegen<br />
Kristallbildung<br />
Stabilisiert Metallkomplexe verhindert<br />
Schwermetalltrübung<br />
Rundet den Wein ab, verleiht mehr Körper und Dichte<br />
Umhüllung der Gerbstoffe erscheinen weicher<br />
Vermindert eventuelle Brandigkeit<br />
Erhöht das Mouthfeeling<br />
www.bella-cucina.de/rotwein.php<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
46<br />
Xanthan<br />
E 415<br />
Langkettiges, weit verzweigtes Kohlenhydrat<br />
Aus verschiedenen charakteristisch verbundenen<br />
Einfachzuckern aufgebaut<br />
23
08.12.2011<br />
Xanthan<br />
47<br />
Vorkommen:<br />
Industriell durch Bakterien gebildet<br />
Xanthomonas camestris<br />
Einsatz gentechnisch veränderter MO möglich<br />
Xanthan<br />
48<br />
Eigenschaften:<br />
Gut in Wasser, Säuren, Basen löslich<br />
Enorme Quell- und Wasserbindungsfähigkeit<br />
Unter Rühren und Schütteln verlieren die Massen<br />
vorübergehend ihre viskose Konsistenz<br />
Entstandene Zähflüssigkeit bleibt auch bei Hitze erhalten<br />
Bei Kombination mit Johannisbrotkernmehl entstehen<br />
gummiartige Gele<br />
24
08.12.2011<br />
Xanthan<br />
49<br />
Erhöht Wasserbindungsfähigkeit von Teigen –<br />
verzögern von Altbackenwerden<br />
Verringerung der Bildung von Eiskristallen bei<br />
Speiseeisherstellung<br />
Hält in Fruchtsäften Schwebstoffe fein verteilt<br />
Kann feste Filme bilden, die an Glas, Metall haften<br />
Wird als wasserlöslicher Ballaststoff nicht verwertet<br />
Gilt als unbedenklich, kein ADI Wert<br />
Xanthan<br />
50<br />
Herstellung<br />
Sterilisation<br />
Selection<br />
Cultivation<br />
Fermentation by<br />
Xanthomonas<br />
Campestris<br />
30°C/72h aerob<br />
Precipitation<br />
within<br />
Isopropylalcohol<br />
Milling<br />
Drying<br />
Centrifugation<br />
(alcohol)<br />
25
08.12.2011<br />
Xanthan<br />
51<br />
Anwendung:<br />
Backwaren<br />
Mayonnaisen, Konserven, Fertigsalate,<br />
Dessertaufgüsse, Salatsaucen, Senf<br />
Kosmetik<br />
Kann gentechnisch hergestellt sein<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
52<br />
Karayagummi<br />
E 416<br />
26
08.12.2011<br />
Karayagummi<br />
53<br />
Langkettiges, weitverzweigtes Kohlenhydrat<br />
Besteht aus D-Galactose, L-Rhamnose und<br />
D-Galacturonsäure;<br />
OH-Gruppen teilweise mit Essigsäure verestert<br />
Karayagummi<br />
54<br />
Vorkommen:<br />
aus Indien<br />
Exudat stammt aus der Pflanze Sterculia urens<br />
(Stinkbäume)<br />
Stämme werden eingeritzt damit der harzige<br />
Pflanzensaft Karays austritt<br />
Harztropfen werden gesammelt, gemahlen, mit<br />
heißem Wasser filtriert und getrocknet<br />
27
08.12.2011<br />
Karayagummi<br />
55<br />
Eigenschaften:<br />
Gute Quelleigenschaften<br />
Wenig stabil gegen Säuren<br />
Nicht geschmacksneutral<br />
Leicht säuerlicher Geruch<br />
Gelierkraft nimmt in Gegenwart von Milcheiweiß zu<br />
Verdauungsfördernd, abführend<br />
Karayagummi<br />
56<br />
Anwendung:<br />
Unbedenklich<br />
ADI Wert 12,5mg/kg Körpergewicht<br />
Nur für best. LM zugelassen<br />
Knabberartikel aus Kartoffeln oder Getreide max.<br />
5g/kg<br />
Füllungen und Überzüge von Kuchen max. 5g/kg<br />
Desserts max. 6g/kg<br />
Eierlikör max. 10g/kg<br />
NEM<br />
28
08.12.2011<br />
Karayagummi<br />
57<br />
Sehr selten in der Lebensmittelindustrie, häufiger<br />
Kosmetik<br />
<strong>Bsp</strong>w. als Magenfüllmittel zur Gewichtsreduzierung<br />
Abführmittel<br />
Ersatz für teureren Traganth<br />
Kaugummi<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
58<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
E 440<br />
29
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
59<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Komplexe Polysaccharide<br />
Grundbaustein ist Galkturonsäure = lange Molekülkette<br />
Rhamnosen unterbrechen dieses Hauptgerüst mit Seitenketten aus<br />
neutalzuckern (Arabinose, Galaktose)<br />
Carboxylgruppen (Säuregruppen) der Galakturonsäure können<br />
verestert oder amidiert sein<br />
In Abhängigkeit der Anzahl Estergruppen verschiedene Pektintypen<br />
Mit dem Veresterungsgrad korrelieren Geliergeschwindigkeit und Textur<br />
der Gele<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
60<br />
Nomenklatur<br />
Pectin<br />
High ester pectin<br />
(HE pectin), i.e. %DE > 50<br />
Low ester pectin<br />
(LE pectin), i.e.%DE < 50<br />
Low ester<br />
Conventional pectin<br />
(LC pectin), %DE < 50<br />
Low ester<br />
amidated pectin<br />
(LA pectin), %DA < 25<br />
Degree of esterification<br />
Degree of amidation<br />
Degree of free acids<br />
(% DE)<br />
(% DA)<br />
(% DFA)<br />
60<br />
30
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
61<br />
Hochveresterte Pektine (>50% Estergruppen)<br />
Gelieren schneller<br />
Gelieren durch „Zucker-Säure-Geliermechanismus“, d.h. best.<br />
Menge Säure nötig um Dissoziation der freien<br />
Carboxylgruppen zurückzudrängen, so werden neg. Aufladung<br />
und gegenseitige Abstoßung reduziert<br />
Hohe Zuckerkonzentration setzt Wasseraktivität herab,<br />
Pektinmoleküle werden dehydratisiert, können leichter<br />
zusammenhaften<br />
Kaum Reaktion mit Ca<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
62<br />
Niederveresterte Pektine (
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
63<br />
Amidierte Pektine (niederverestert+ 25%<br />
Amidgruppen)<br />
Werden statt mit Säure mit Hilfe von Ammoniak entestert<br />
Ca Ionen benötigt<br />
Geliertemperatur von Ca-Dosierung weniger stark<br />
beeinflusst<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
64<br />
Vorkommen:<br />
Zellwände höherer Pflanzen, aus Mittellamelle<br />
(Kittsubstanz) oder primärer Zellwand (aktiv am<br />
Wasserhaushalt beteiligt)<br />
aus Äpfeln und Zitrusfrüchten<br />
Unterscheiden sich in chemischer Struktur, was die<br />
Funktionalität beeinflusst<br />
32
08.12.2011<br />
Pektin und Pektinsalze<br />
65<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
66<br />
Pektingehalte<br />
Trauben 0,20-0,35%<br />
Süßkirschen 0,28-0,45%<br />
Birnen 0,46-0,60%<br />
Pflaumen 0,57-0,90%<br />
Äpfel 0,55-0,92%<br />
Schwarze Johannisbeeren 0,79-1,52%<br />
Apfeltrester 10-15%<br />
Rübenschnitzel 10-20%<br />
Sonnenblumen-15-fruchtstände 25%<br />
Citrusschalen 20-35%<br />
33
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
67<br />
Durch ihren hohen Pektingehalt sind Johannisbeeren<br />
unbehandelt ungeeignet zur Saftherstellung (Pektin<br />
bindet Wasser an Feststoffe)<br />
wirtschaftlich entsaftet man solche Früchte nur mit<br />
Antigeliermittel (enthalten Pektinasen)<br />
Fa. Obipektin hat mehr als 50 kundenspezifische<br />
Pektintypen<br />
Reines Pektin kaum im Handel<br />
Herstellungsprozess<br />
68<br />
WATER<br />
PEEL WASTE<br />
SUGAR<br />
CITRUS PEEL<br />
EXTRACTION<br />
FILTRATION<br />
PRECIPITATION<br />
DRYING<br />
MILLING<br />
STANDARDI-<br />
ZATION<br />
ACID<br />
ALCOHOL<br />
PECTIN<br />
34
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
69<br />
Konventionelle Gewinnung:<br />
Saure Solubilisierung des Pektins mit konzentrierter<br />
Salpetersäure, anschließend Fällung mit Hilfe von<br />
Alkoholen oder Metallkationen<br />
Zitrusschalen mit heißem Wasser und 50%iger<br />
Salpetersäure vermengen<br />
Maische in Extrakionstanks befördern, 8 Stunden<br />
Verweildauer<br />
Pektinbeschaffenheit wird über Standzeit, Temperatur<br />
und Säuregrad gesteuert<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
70<br />
Maische waschen und filtieren<br />
Abgefilterte Feststoff ist Futtermittel für Rinder<br />
(enthält noch 50% des Pektins)<br />
Pektinsaft wird eingedampft<br />
Fällung mit Isopropanol<br />
Rohpektin erhalten<br />
Trocknen, mahlen, homogenisieren<br />
35
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
71<br />
Kaltsprütechnik 100% reines Produkt frei von<br />
Trägerstoffen und Antiklumpmitteln<br />
Vakuumtrocknung<br />
Niedertemperatur-Sprühtrocknung<br />
Walzentrocknung<br />
Enzymatische Gewinnung:<br />
Noch in der Entwicklung<br />
Gefördertes Projekt vom BMBF an der FH Lübeck<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
72<br />
Eigenschaften:<br />
Rein pflanzlich<br />
Hohe Akzeptanz<br />
Unverdauliche Ballaststoffe<br />
Lösen sich in kaltem Wasser nur langsam<br />
Schnell quellend<br />
Gelstärke wird beeinflusst durch:<br />
Pektinkonzentration<br />
Calciumkonzentration<br />
Trockensubstanz<br />
pH Wert<br />
36
08.12.2011<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
73<br />
Gelbildung durch Assoziation von Pektinketten und<br />
somit Ausbildung eines 3D-Netzwerkes<br />
Pektine und Pektinsalze<br />
74<br />
Anwendung:<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Herstellung von Konfitüren, Gelees<br />
Joghurtproduktion, Pasteurisierung von Sauermilchprodukten<br />
(HV Pektine)<br />
Koagulation des Caseins in Hitze wird durch Anwesenheit von<br />
Pektin vermieden<br />
Stabilisierung von Getränken<br />
Verbessertes Mundgefühl bei Diätgetränken und Eiscreme<br />
Pektinzusatz hält Kräuter in Dressings in Schwebe<br />
Magensäureresistente Überzug von Tabletten<br />
Pektin innerhalb der Tablette wirkt als „Sprengmittel“<br />
37
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
75<br />
Cellulose<br />
E 460<br />
Cellulose<br />
Die Cellulose ist der Hauptbestandteil von pflanzlichen<br />
Zellwänden (Massenanteil 50 %) und damit die häufigste<br />
organische Verbindung der Erde.<br />
<br />
<br />
…ist deshalb auch das häufigste Polysaccharid<br />
…ist die in der Natur am häufigsten verbreitete organische<br />
Verbindung .<br />
38
08.12.2011<br />
Chemische Eigenschaften<br />
Zellulose besteht aus Glucosan- oder Glucan-<br />
Makromolekülen.<br />
Die Ketten der Makromoleküle von Zellulose sind<br />
unverzweigt.<br />
Zellulose besteht aus stäbchenförmigen Mikrokristallen,<br />
die längs zur Faserachse angeordnet sind.<br />
Die Faserlänge ist im Lichtmikroskop sichtbar<br />
Chemische Eigenschaften<br />
39
08.12.2011<br />
Cellulose<br />
79<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
E 460 Mikrokristalline Cellulose<br />
E 461 Methylcellulose<br />
Gemüse mit Rindfleisch, Kartoffelwaren<br />
E 463 Hydroxypropylcellulose,<br />
E 464 Hydroxymethylpropylcellulose HPMC<br />
Zugelassen in LM qs<br />
Synthetisches Cellulosederivat<br />
HPMC ist ein Stoffgemisch aus verschiedenen teilweise<br />
alkylsubstituierten Zellulosen in<br />
verschiedenen Polymerisationsgraden und unterschiedlichen<br />
Substitutionsgraden<br />
Cellulose<br />
80<br />
<br />
E 466 Carboxymethylcellulose, CMC<br />
Zugelassen in LM qs<br />
Bezeichnung auch cellulose gum<br />
Synthetisches Cellulosederivat<br />
Hydroxylgruppen sind in unterschiedlicher Sättigung durch<br />
Carboxymethyl substituiert<br />
pH-Stabilität von pH 4-10<br />
Klare (hochtransparente) Gelstruktur<br />
Cell-ONa + ClCH2COONa Cell-CH2COONa + NaCl<br />
40
08.12.2011<br />
Cellulose<br />
81<br />
Vorteile:<br />
der relative geringe Preis im Verhältnis zur<br />
Funktionalität des Produktes<br />
breites Sortiment mit unterschiedlichen Viskositäten<br />
geschmacks- und geruchsneutral<br />
kein Energiewert<br />
Kaltwasserlöslich<br />
konstante hohe Reinheit<br />
Cellulose<br />
82<br />
gefrier-/taustabil<br />
pseudoplastische Rheologie<br />
deklarationsfreundliche (GVO-frei, BSE-frei,<br />
Allergenfrei, Kosher, Halal, Pestizid-frei)<br />
keine ernteabhängigen Preisschwankung<br />
Schaummittel (Verkleinerung und bessere Verteilung<br />
der Luftbläschen = voluminöser Schaum)<br />
41
08.12.2011<br />
Cellulose<br />
83<br />
Anwendungen<br />
Kein ADI<br />
Eiscreme<br />
Bildung kleiner Eiskristalle<br />
Verbesserte Stabilität und Haltbarkeit, gute<br />
Wasserrückhaltung<br />
Unterdrücken eines sandigen Mundgefühls,<br />
zarter cremiger Schmelz<br />
Glatte Textur, verlangsamtes Abschmelzen<br />
Cellulose<br />
84<br />
Milchprodukte, Milchmischgetränke<br />
Verringerung von Sedimentationserscheinungen<br />
(Kakaomilch)<br />
Verhinderung von Synärese (z.B. Desserts,<br />
Schmelzkäse)<br />
Wasserbindung in vor allem kaltlöslichen<br />
Produkten (Dessertpulver, Kaltkreme)<br />
42
08.12.2011<br />
Cellulose<br />
85<br />
Backwaren<br />
Verlängerte Frischhaltung, verzögerte Austrocknung<br />
Hohe Funktionalität durch gute Kaltwasserlöslichkeit<br />
Barrierefunktion (verringerte Ölaufnahme bei fettgebackenen<br />
Produkten, Trennschicht fürFüllungen)<br />
Potential zum Ersatz von Zuckern und Fett<br />
Erhöhte Plastizität und Elastizität (verbesserte<br />
Teigstabilität und Maschinengängigkeit)<br />
Exzellente Gefrier-Tau-Stabilität (Kristallisationskontrolle)<br />
Verzögerte Retrogradation von Amylose<br />
Verbesserung von Textur, Glanz und Mundgefühl<br />
Frei von Kalorien und Gluten<br />
Cellulose<br />
86<br />
Brühwurst<br />
verbesserte Wasseraufnahme / -rückhaltung<br />
Reduzierte Synärese, verzögerter Verlust von<br />
Feuchtigkeit / verminderte Austrocknung<br />
Saftige Textur, verlängerte Frischhaltung<br />
Kein Herauslaufen von Wasser aus dem Produkt in die<br />
Verpackung (MHD)<br />
43
08.12.2011<br />
Cellulose<br />
87<br />
Verbesserte Schneidbarkeit und Schälbarkeit<br />
Erhöhte ProzessStabilität und Stabilität bei der<br />
Zubereitung im Haushalt<br />
Exzellente Gefrier-Tau-Stabilität<br />
(Kristallisationskontrolle)<br />
Potential zum partiellen Austausch von<br />
verschiedenen Rezepturkomponenten (Emulgatoren,<br />
Salze, Fett, Proteine)<br />
Cellulose<br />
als Grundstoff in der Papierindustrie .<br />
In der Bekleidungsindustrie wird Cellulose als<br />
Regeneratcellulosefaser (Viskose), Baumwollfaser und<br />
Leinen eingesetzt.<br />
Baustoffindustrie, wo Cellulosederivate wie<br />
Methylcellulose als Fließverbesserer etc. eingesetzt<br />
werden.<br />
Im Labor kann es als Füllmaterial für die<br />
Säulenchromatographie verwendet werden.<br />
44
08.12.2011<br />
<strong>Hydrokolloide</strong><br />
89<br />
Gelatine<br />
Gemisch aus Polypeptiden<br />
Hat regenerierende, stärkende Wirkung auf<br />
Knochen, Knorpel, Fingernägel und Haare<br />
90<br />
Gelatine<br />
Hoher Gehalt an AS Glycin (27%),<br />
Prolin/Hydroxyprolin (35%)<br />
Molekulargewicht der<br />
Gelatinemoleküle hat großen<br />
Einfluss auf physikalische<br />
Eigenschaften wie Gelfestigkeit<br />
und Viskosität<br />
Amino acid<br />
Residues<br />
per 1000<br />
Alanine 105 - 117<br />
Glycine 325 - 335<br />
Valine 20 - 26<br />
Leucine 22 - 25<br />
Isoleucine 11 - 13<br />
Proline 124 - 132<br />
Phenylanalin 12 - 14<br />
Tyrosine 1 - 4<br />
Serine 32 - 37<br />
Threonine 17 - 20<br />
Methionine 3 - 6<br />
Arginine 30 - 50<br />
Histidine 4 - 6<br />
Lysine 26 - 29<br />
Aspartic acid 44 - 48<br />
Glutamic acid 67 - 73<br />
Hydroxyproline 90 -<br />
105<br />
Hydroxylysine 4 -7<br />
45
08.12.2011<br />
Gelatine<br />
91<br />
Vorkommen:<br />
Kollagen aus tierischem Bindegewebe<br />
Davon Knochen von Schweinen, Kälbern, Rindern<br />
sowie Schweineschwarten, Kalbs-, Rinderhaut<br />
Wichtigster Rohstoff für LM heute Schweineschwarte<br />
2 unterschiedliche Herstellungsprozesse<br />
Sauer (Schweineschwarte)= Gelatine Typ A<br />
1-tägige Säurebehandlung zum Lösen<br />
Danach neutralisieren und entstandene Salze<br />
durch mehrmaligen Wasserwechsel auswaschen<br />
Gelatine<br />
92<br />
Alkalisch (Rinderhaut/Spalt, Knochen) = Gelatine<br />
Typ B<br />
Mehrwöchiges Verfahren<br />
Behandlung mit Laugen oder gesättigter Kalkmilch =<br />
„Äscherung“<br />
Neutralisieren durch Säurezugabe<br />
Salze durch intensives Waschen entfernen<br />
Danach bei beide Extraktion, Reinigung, Eindickung,<br />
Trocknung, Vermahlung<br />
46
08.12.2011<br />
Gelatine<br />
93<br />
Europäische Gelatineproduktion<br />
= 120000 Tonnen davon 65% aus Schweineschwarten,<br />
20% aus Knochen, 15% Rinderspalt<br />
Gelatine<br />
94<br />
Bei alkalisch aufgeschlossener im Bereich pH 4,7-5,2<br />
Bei sauer aufgeschlossener im Bereich pH 7,5-9,3<br />
Entscheidend bei Einsatz mit anderen <strong>Hydrokolloide</strong>n<br />
gemeinsam<br />
Bildung thermoreversibler Gele<br />
Feuchtigkeitsbindung<br />
Synäreseverhinderung<br />
Synärese ist die Aufteilung in Wasser und Festsubstanz, z.<br />
<strong>Bsp</strong>. bei festen Joghurt sichtbar<br />
47
08.12.2011<br />
Eigenschaften (1)<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Geruchlos, farblos<br />
thermoreversibles Hydrokolloid<br />
schmilzt bei Körpertemperatur (ca. 37°C)<br />
Lebensmittel mit Gelatine schmelzen im Mund und erzeugen<br />
einzigartiges Mundgefühl und intensives Aroma<br />
wird beim Erkalten wieder fest<br />
hochwertiges Protein, kalorienarm, cholesterin- und zuckerfrei und<br />
praktisch keine Fettanteile<br />
leicht verdaulich<br />
wird vom menschlichen Organismus vollständig abgebaut<br />
Eigenschaften (2)<br />
<br />
wichtiges Kriterium zur<br />
Qualitätsbestimmung von Gelatine<br />
ist Bloomwert<br />
Bloomwert zwischen 50 und 300<br />
<br />
<br />
Bloomwert zur Bestimmung von<br />
Gallertfestigkeit und die<br />
Gelierkraft<br />
je höher Bloomwert, desto höher<br />
Gelierkraft<br />
<br />
Gelatine ist<br />
multifunktional<br />
gelierend,<br />
ein- bzw. verdickend<br />
stabilisierend<br />
wasserbindend<br />
emulgierend<br />
schaumbildend<br />
filmbildend<br />
und ohne chemische<br />
Zusatzstoffe<br />
48
08.12.2011<br />
Eigenschaften (3)<br />
<br />
Viskosität zwischen 20 und 75 mPa.s<br />
<br />
einfach im Gebrauch<br />
<br />
geliert innerhalb des normalen pH - Bereichs der meisten<br />
Lebensmittel<br />
<br />
pH-Wert zwischen pH 4,5 und pH 6,5 (abhängig vom<br />
Aufschlussverfahren)<br />
<br />
erfordert keinen Zusatz von Salz oder Zucker<br />
Eigenschaften (4)<br />
<br />
enthält<br />
84 – 90% Eiweiß<br />
1 – 2% Mineralsalze<br />
der Rest ist Wasser (8 – 15%)<br />
<br />
eignet sich zum Gelieren, Verdicken, Wasser binden,<br />
Schaumbilden und Stabilisieren und ist hochelastisch<br />
49
08.12.2011<br />
Gelatine<br />
99<br />
Anwendung: Sehr breit<br />
<br />
<br />
<br />
58% der produzierten Gelatine wird im Lebensmittelbereich<br />
eingesetzt<br />
21% Pharmazie in Weich- und Hartkapseln,<br />
biolog. Kleber bei OPs<br />
12% Fotografische Industrie zum Beschichten von Fotopapier<br />
<br />
<br />
Speisegelatine in Sülzen, Aspikwaren, Geleespeisen,<br />
Süßwaren, Backwaren, Brotaufstrichen, Speiseeis<br />
Als positiv geladenes Kolloid zur Klärung von Weinen,<br />
Fruchtsäften (Ausfällung negativ geladener Trübteilchen,<br />
Gerbstoffen)<br />
Vorkommen im Lebensmittel<br />
<br />
Süßwaren<br />
Weingummi, Kaubonbons,<br />
Negerküsse<br />
<br />
Backwaren<br />
Creme- und Sahnefüllungen<br />
<br />
Milchprodukte und Desserts<br />
Joghurt, Quark, Schaumdessert<br />
50
08.12.2011<br />
Vorkommen im Lebensmittel<br />
<br />
Fleisch-, Fisch- und<br />
Wurstwaren<br />
Sülze, Salami, Fisch<br />
<br />
Getränke<br />
Wein, Saft, Bier<br />
<br />
Light-Produkte<br />
<br />
Functional Food<br />
51
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