08.12.2011

1

PRODUKTENTWICKLUNG

Funktionalität der Rohstoffe

1

11.2011

� Gelier- und Verdickungsmittel

� Hydrokolloide

Zusatzstoffe2

08.12.2011

2

E 400 - 405

Alginsäure, Alginate3

Hydrokolloide

alginate is the only hydrocolloid

that can give heat stable gels

made without heating

Vorkommen Rohmaterial4

Aus Braunalgen

Mittels alkalischer Lauge gewonnen

08.12.2011

3

Braunalgen5

Macrocystis pyriferaLaminaria digitataLaminaria Hyperborea

Eigenschaften:

� Verzweigtkettiges saures Polysaccharid

� Bestandteil der Zellwände

� Pflanzlicher Quellstoff

� Wasserunlöslich

� Fettlöslich

� hitzestabil

Alginsäure, Alginate6

3 Hauptcharakteristika

• Rapid gelling

• Cold gelling

• Heat stable gels

08.12.2011

4

Anwendung:� In Lebensmitteln

� Konfitüren, Gelees, Desserts, Speiseeis, Konserven, Suppen, Light-Produkten, Aspik, Schaumweinen

� Aber auch in Kosmetika, Waschmitteln, Zahnmedizin, Chirurgie

� Kein ADI Wert

� In Säuglingsnahrung verboten

� Wirkung:� Wird vom Körper nicht verwertet – unverändert ausgeschieden

� In hohen Dosierungen Hemmung der Mineralstoffaufnahme

Alginsäure, Alginate7

� E 401, 402, 403, 404

� Künstlich hergestellt

� = Geliermittel, Überzugsmittel, Verdickungsmittel

� Abkömmling der Alginsäure

� Wasserlöslich

� Hitze- und Lichtempfindlich

� Verleiht gelartige Konsistenz durch Bindung von Calcium

� Stabil gegen Einfrieren und Auftauen

� Breite Verwendung (Alginsäure)

� In Säuglingsnahrung verboten

Natriumalginat, Kaliumalginat, Ammoniumalginat, Calciumalginat

8

08.12.2011

5

E 406

=“chinesische Gelatine“, Algenhydrokolloid

Agar9

Hydrokolloide

Vorkommen:

� Aus Rotalgen (Rhodophyta) gewonnen

� Bestandteil der Zellwände

� gereinigte, getrocknete, in Fäden geschnittene Gel aus Schleimstoffen

Agar10

08.12.2011

6

Eigenschaften:

� Unbedenklich� geschmacksneutral� in heißen Wasser löslich� geliert beim Abkühlen auf Raumtemperatur � unnachahmliche Hysteräse (schmilzt bei 85°C +/- 5;

geliert wieder bei 35°C +/-5)� Lösungen sind viskos und fließfähig� Gele bei bereits 0 ,04% ohne weitere Chemikalien� Ballaststoff – wird nicht verstoffwechselt

Agar11

� Festere und stärkere Gele als mit Carrageen o. Gelatine

� Gele sind klar mit kurzer, brüchiger Struktur

� Keine Beeinflussung durch Kationen, pH oder Trockenmasse � einfachere Handhabung

� QSA (quick soluble agar) = neue Handelsform

�Geht schon bei 80°C in Lösung, dadurch auch in Milchprodukten einsetzbar

�QSA wird in kalte milch dispergiert, Dispersion wird pasteurisiert

� Enthält wertvolle Mineralien wie Magnesium, Natrium, Eisen, Calcium

Agar12

08.12.2011

7

Anwendung:

Häufig in Kombination mit anderen Geliermitteln

� Marmeladen, Süßwaren, Eiscremes, tiefgefrorenes Kleingebäck mit Himbeeren

� Joghurt

� In der Naturheilkunde als Laxans verwendet

� Hilfsstoff in Pharmazie und Kosmetik in fettfreien Produkten

� Zugelassen bei Demeter für Obst und Gemüse

Agar13

Agar14

08.12.2011

8

E 407

= Galaktansulfat

Carrageen15

Hydrokolloide

Vorkommen:

� Ursprünglich aus Rotalgen

(Chondrus crispus, giartina) gewonnen

� Heute in Meeresfarmen kostengünstiger aus anderen Rotalgen (Euchema)

Carrageen16

08.12.2011

9

Carrageen17

Eigenschaften:

� Geliert

� Gut wasserlöslich

� zählt zu den Ballaststoffen

� erhöht das Sättigungsgefühl,

� verringert die Resorbtion von Cholesterin und Zucker

� positive Wirkung auf die Darmflora

Carrageen18

08.12.2011

10

Carrageen19

O

OOOH

OSO3-

OH

O

OH

O

O

OSO3-

OO

OOOH

OSO3-

OH

X=OH (30%)

X=OSO3- (70%)

O

OOX

OH OH

O

OSO3-

OH

OSO3-

Kappa

Iota

LambdaMolekularmodel

Carrageen20

Kappa and iota hybrids and individuallambda molecules in carrageenan fromGigartina seaweed

mixture of Eucheuma cottonii(kappa type) and Eucheuma spinosum(iota type)

Molekularstruktur

08.12.2011

11

Gelierungsmechanismus

Carrageen21

CoolCool

Heat Heat

Solution Intermediate

stateGel

� umstritten

� Verdacht auf Unverträglichkeiten bes. bei empfindlichen Personen, krebsverursachende Eigenschaften

� Kann die Aufnahme von Mineralstoffen beeinträchtigen

� Beeinflusste im Tierversuch das Immunsystem

� Schädigte im Tierversuch die Darmschleimhaut

� In höherer Dosierung abführend

22

08.12.2011

12

Anwendung:

� Alk. Getränke, Babynahrung, Biskuits, Desserts, Eiscreme, Instantgeliermischungen, Milchshakes, Sahnespray, Salatdressing, tiefgefrorenes Kleingebäck, Trocken-, Dickmilcherzeugnisse

� Häufig in Kombination mit anderen Verdickungsm.

� ADI: 75 mg/kg

Carrageen23

� Pet foods� Toothpaste� Air freshener gels

� Künstlich hergestellt

� Aus Polysacchariden getrockneter Algen

� Mittels GVO

� Chemisch verwandt mit E 407

� Bildet trübe Gele

� Auslöser pseudoallergischer Reaktionen

� ADI Wert: 20 mg/kg

E 407a verarbeitete Euchemaalgen24

08.12.2011

13

E 410

Carob

in der Antike Wägeeinheit für Diamenten

= daher die Bezeichnung Karat

(griech. Hörnchen = keration = arab. Qi ra t

= ital. Carato = franz. Le carat)

Johannisbrotkernmehl25

Hydrokolloide

Vorkommen:

� Johannisbrotbaum (cerationia siliqua) / Karubenbaum / Karobbaum

� Gehört zur Familie der Hülsenfrüchtler

� Polysaccharid aus 80% Mannose und 20% Galactose

Johannisbrotkernmehl26

08.12.2011

14

27

Eigenschaften:

� Kakaopulverähnlich

� Ähnliche Eigenschaften wie Guar

� Weiß, geschmacksneutal

� Natürlicher Zuckergehalt

� Spezielles fruchtig-karamelliges Aroma

� Fettarm

� Frei von anregenden Substanzen

� Ballaststoffreich

� Enthält Vit. A, B, Ca und Eisen, sek. Pflanzenstoffe

� Kann 80-100-faches des Eigengewicht an Wasser binden

Johannisbrotkernmehl28

08.12.2011

15

29

Eigenschaften – ernährungsphysiologisch

+ Ballaststoff+ vergrößert durch Quellvermögen den Darminhalt

+ glutenfrei+ neben Zucker:+ 6% Eiweiß+wasserlösliche Pflanzenfarbstoffe (Flavonoide)+ Spuren von Mineralstoffen

▬ kann Eiweißverdauung behindern ▬ Verdacht: Allergienauslöser▬ bei Überdosierung leicht abführend

Johannisbrotkernmehl Weizenmehl

(Type 650 – 1800)

Guarkernmehl

60 kcal/ 100g 330 kcal/ 100g 26 kcal/ 100g

30

Einsatz und Wirkung

� Stabilisator� stabilisiert Emulsionen� unterbricht Kristallbildung

� Beispiele:

� Trübstoffe in Limonaden werden in Schwebe gehalten� Verdickungsmittel

� verstärkt Gelierwirkung anderer Hydrokolloide� geringste Mengen führen zu sehr stabilen gelartigen Substanzen

� Beispiele:

� Zusatz zu Xanthan: Viskositätszunahme

� Zusatz zu Agar und Carragen: Verbesserung der Festigkeit und der Elastizität der Gele

� Backhilfsmittel

08.12.2011

16

31

Verwendung als funktionaler Rohstoff

� Süßwaren� Soßen� Suppen� Puddings� Backwaren� Konfitüren, Marmeladen, Gelees � Obst- und Gemüsekonserven � Speiseeis und Milchmischgetränke� Feinkostsalate � Traditionell frisch oder getrocknet verzehrt, zu Saft gepresst (Kaftan), als

Sirup oder zu alk. Getränken vergoren� Diabetikerlebensmittel� Diätprodukte� Glutenfreie Lebensmittel� Tierfutter� Kosmetik und Pharmaindustrie

32

Verwendung als funktionaler Rohstoff: Beispiel Eiscreme

� Qualitativ sensorische Funktionen:� cremiger Geschmack� leichter Geschmack� geringer Brennwert

� Technologische Funktionen:� Stabilisierung der OW- Emulsion� Stabilisierung des thermolabilen Schaums� Tropffestigkeit nach dem Schmelzen� hohe Lagerfähigkeit

08.12.2011

17

E 412

Auch Guarkernmehl, Guargummi, Guargum (engl.)

Guar33

Hydrokolloide

Vorkommen:

� Guar wird aus dem Endosperm des Samens des

Guarstrauches (Cyamopsistetrgonolobus) gewonnen

� Hauptanbaugebiete sind Indien, Pakistan, Texas

� Gewinnung durch müllereitechnisches Verfahren

� Charakteristisch aus Mannose + Galaktose zusammengesetzt

Guar34

OO

O

O H O H

O H

O

O

O

O H O H

O H

O H

O H

O H

O

O

O H O H

O H

O

O H

O H

O

O H

O H

O H

O H

08.12.2011

18

Eigenschaften:

� Handelsübliche Präparate enthalten

� durchschnittlich:

� _ 14% Wasser

� _ 1,5% Asche

� _ 7% Protein

� _ 75% Galaktomannan

� _ Rohfaser

Guar35

� Aufgrund des hohen Verzweigungsgrades sehr gut in kaltem Wasser löslich

� Schon bei geringen Konzentrationen bilden sich hochviskose Lösungen

� Bereits ab 0,5% pseudoplastisches Verhalten

� Mechanische Beanspruchung verringern kurzfristig die Zähflüssigkeit

� Als neutrales Polysaccharid sehr pH stabil

� Kaum Einfluss bei Elektrolytzusätzen

� Synergistische Steigerung der Viskosität bei Zusatz von Xanthan und/oder Stärke

� Zusatz von Guar zu gelbildenden Polysaccariden (Agar) erhöht deren Gelfestigkeit

Guar36

08.12.2011

19

Anwendung:

� Uneingeschränkt zugelassen, kein ADI

� Breiter Einsatz als Gelier- und Dickungsmittel

� Unverdauliches Polysaccharid- Verwendung in diätetischen Produkten

� Oft in energiereduzierten LM für sahnige, cremige Konsistenz trotz weniger Kalorien

� Verhindert in Speiseeisherstellung Kristallbildung und verbessert so Schmelzeigenschaften

� Hinweise auf Kreuzreaktionen bei Sojaallergikern, in großen Mengen Bauchkrämpfe

Guar37

E 414

Gummi arabicum38

Hydrokolloide

08.12.2011

20

� Ist ein neutrales bis schwach saures Polysaccharid

� Bausteine: D-Galactose, L-Arabinose, LRhamnose und D-Glucoronsäure (molars Verhältnis: 3:3:1:1)

� Kette ist stark verzweigt mit einer hauptkette aus

ß(1-6) verknüpfte Galactoseeinheiten

� Säuregruppen sind durch Ca-, Mg-, Na- und KIonen Neutralisiert

Gummi arabicum39

Vorkommen:

� ist das getrocknete Exudat,

das aus Pflanzensaft von Stamm und Zweigen verschiedener Akazien und Mimosenarten (Acacia senegal und Acacia seyal)

� Ausbeute je Baum: 0,4 – 7kg

� wichtigste Exportländer:

� Sudan, Tschad, Niger

� Auch Akaziengummi (selten), arabic gum (engl.)

� Für Lebensmittelindustrie speziell gereinigt

� Angeboten als Pulver, Flocken, Körner

Gummi arabicum40

08.12.2011

21

Eigenschaften:

� Gut in kaltem Wasser löslich

� Hochkonzentrierte Lösungen mit verhältnismäßig niedrigerViskosität

� Keine Änderung der Viskosität bei Änderung der Scherrate

�hochkonzentrierte Lösungen bis 50% trotzdem noch fließfähig

� durch Wasserentzug Herstellung von Xero- oder Trockengelen möglich

� pH-stabil zwischen pH 4-9

� Rascher Abbau bei höherem oder niedrigerem pH Wert

� Elektrolyte reduzieren die Viskosität

� Coacervat-Bildung mit Gelatine (Ausflockung)

Gummi arabicum41

Anwendung:

� In Aromenemulsionen, Öl-in-Wasser und Wasser-in-Öl Systemen als Emulgator, Suspensionsmittel und Stabilisator

� In sprühgetrockneten Pulveraromen als Emulgator

� in der Sprüh-Emulsion und als Schutzkolloid, Filmbildner u/o Einkapsulierungsmittel um Öltropfen

� gegen Oxidation im Endprodukt zu schützen

� Für den Einsatz in trüben Getränken als Stabilisator

� Als Aromenstabilisator für Milchgetränke und Instantprodukte

� Wird in einigen Ländern bestrahlt

Gummi arabicum42

08.12.2011

22

Anwendungsbeispiele (I)

� Süßwaren:

� Perfekte Konsistenz der Kaumasse bei harten Gummipastillen und weichen Gummibonbons

� Langanhaltende Formstabilität auch bei erschwerten Bedingungen (höhere Temperaturen, lange Transportwege)

� Hohe Transparenz von Gummipastillen

� Angenehmes Mundgefühl und perfekte Kaueigenschaft

� Kein Kleben (Adhäsion) an Zähnen und Zahnfleisch

� Gute Aromafreigabe durch eigene Geschmacksneutralität

www.bdsi.de/.../zuckerwaren/zw_gummibonbons

/

Anwendungsbeispiele (II)

� Snackherstellung:

� Ausnutzen der Adhäsionswirkung von Gummi arabicum

� Gewürze und Kräuter an die Oberfläche von Brezeln, Kartoffelchips und -sticks, Corn Chips, Erdnüssen, Müsliriegeln sowie anderen salzigen und süßen Knabberartikeln "kleben“

� Durch die haftende Eigenschaft von Gummi arabicum kann man auf die traditionelle Anwendung von Öl verzichten

www.saurabhflexipack.com/ListOfIndustries.aspx

08.12.2011

23

Anwendungsbeispiele (III)

� Rotwein

� Verhindert die Ausfällung von Farbbestandteilen

� Verstärkt die Wirkung von Metaweinsäure gegen Kristallbildung

� Stabilisiert Metallkomplexe � verhindert Schwermetalltrübung

� Rundet den Wein ab, verleiht mehr Körper und Dichte

� Umhüllung der Gerbstoffe � erscheinen weicher

� Vermindert eventuelle Brandigkeit

� Erhöht das Mouthfeeling

www.bella-cucina.de/rotwein.php

E 415

Langkettiges, weit verzweigtes Kohlenhydrat

Aus verschiedenen charakteristisch verbundenen Einfachzuckern aufgebaut

Xanthan46

Hydrokolloide

08.12.2011

24

Vorkommen:

� Industriell durch Bakterien gebildet

� Xanthomonas camestris

� Einsatz gentechnisch veränderter MO möglich

Xanthan47

Eigenschaften:

� Gut in Wasser, Säuren, Basen löslich

� Enorme Quell- und Wasserbindungsfähigkeit

� Unter Rühren und Schütteln verlieren die Massen vorübergehend ihre viskose Konsistenz

� Entstandene Zähflüssigkeit bleibt auch bei Hitze erhalten

� Bei Kombination mit Johannisbrotkernmehl entstehen gummiartige Gele

Xanthan48

08.12.2011

25

� Erhöht Wasserbindungsfähigkeit von Teigen –verzögern von Altbackenwerden

� Verringerung der Bildung von Eiskristallen bei Speiseeisherstellung

� Hält in Fruchtsäften Schwebstoffe fein verteilt

� Kann feste Filme bilden, die an Glas, Metall haften

� Wird als wasserlöslicher Ballaststoff nicht verwertet

� Gilt als unbedenklich, kein ADI Wert

Xanthan49

� Herstellung

Xanthan50

Fermentation by

Xanthomonas

Campestris

30°C/72h aerob

Sterilisation

Precipitation within

Isopropylalcohol

Centrifugation (alcohol)Drying

Cultivation

Milling

Selection

08.12.2011

26

Anwendung:

� Backwaren

� Mayonnaisen, Konserven, Fertigsalate, Dessertaufgüsse, Salatsaucen, Senf

� Kosmetik

� Kann gentechnisch hergestellt sein

Xanthan51

E 416

Karayagummi52

Hydrokolloide

08.12.2011

27

� Langkettiges, weitverzweigtes Kohlenhydrat

� Besteht aus D-Galactose, L-Rhamnose und

D-Galacturonsäure;

� OH-Gruppen teilweise mit Essigsäure verestert

Karayagummi53

Vorkommen:

� aus Indien

� Exudat stammt aus der Pflanze Sterculia urens (Stinkbäume)

� Stämme werden eingeritzt damit der harzige Pflanzensaft Karays austritt

� Harztropfen werden gesammelt, gemahlen, mit heißem Wasser filtriert und getrocknet

54

Karayagummi

08.12.2011

28

Eigenschaften:

� Gute Quelleigenschaften

� Wenig stabil gegen Säuren

� Nicht geschmacksneutral

� Leicht säuerlicher Geruch

� Gelierkraft nimmt in Gegenwart von Milcheiweiß zu

� Verdauungsfördernd, abführend

55

Karayagummi

Anwendung:

� Unbedenklich

� ADI Wert 12,5mg/kg Körpergewicht

� Nur für best. LM zugelassen

�Knabberartikel aus Kartoffeln oder Getreide max. 5g/kg

� Füllungen und Überzüge von Kuchen max. 5g/kg

�Desserts max. 6g/kg

� Eierlikör max. 10g/kg

�NEM

56

Karayagummi

08.12.2011

29

� Sehr selten in der Lebensmittelindustrie, häufiger Kosmetik

� Bspw. als Magenfüllmittel zur Gewichtsreduzierung

� Abführmittel

� Ersatz für teureren Traganth

� Kaugummi

57

Karayagummi

Pektine und Pektinsalze58

Hydrokolloide

E 440

08.12.2011

30

� Komplexe Polysaccharide

� Grundbaustein ist Galkturonsäure = lange Molekülkette

� Rhamnosen unterbrechen dieses Hauptgerüst mit Seitenketten aus neutalzuckern (Arabinose, Galaktose)

� Carboxylgruppen (Säuregruppen) der Galakturonsäure können verestert oder amidiert sein

� In Abhängigkeit der Anzahl Estergruppen verschiedene Pektintypen

� Mit dem Veresterungsgrad korrelieren Geliergeschwindigkeit und Textur der Gele

Pektine und Pektinsalze59

Nomenklatur

Pektine und Pektinsalze60

60

Pectin

High ester pectin

(HE pectin), i.e. %DE > 50

Low ester pectin

(LE pectin), i.e.%DE < 50

Low ester

Conventional pectin

(LC pectin), %DE < 50

Low ester

amidated pectin

(LA pectin), %DA < 25

Degree of esterification (% DE)

Degree of amidation (% DA)

Degree of free acids (% DFA)

08.12.2011

31

� Hochveresterte Pektine (>50% Estergruppen)

� Gelieren schneller

� Gelieren durch „Zucker-Säure-Geliermechanismus“, d.h. best. Menge Säure nötig um Dissoziation der freien Carboxylgruppen zurückzudrängen, so werden neg. Aufladung und gegenseitige Abstoßung reduziert

� Hohe Zuckerkonzentration setzt Wasseraktivität herab, Pektinmoleküle werden dehydratisiert, können leichter zusammenhaften

� Kaum Reaktion mit Ca

61

Pektine und Pektinsalze

� Niederveresterte Pektine (<50% Estergruppen)

� Gelieren auch mit Zucker und Säure

� Gelieren hauptsächlich durch Reaktion mit mehrwertigen Kationen z.B. Calcium

� Gelstärke hängt von Pektinmenge, Pektintype, pH Wert im Produkt, TS Gehalt, Gehalt an Puffersalzen und Ca Ionen ab

� Bei Calciumüberdosierung fällt Calciumpektinat aus = Vorgelierung, das Gelgefüge wird weniger elastisch, mehr pastös, geringe Bruchfestigkeit

� Ausfällen ist nur begrenzt reversibel durch wiederholtes erhitzen und abkühlen

62

Pektine und Pektinsalze

08.12.2011

32

� Amidierte Pektine (niederverestert+ 25% Amidgruppen)

� Werden statt mit Säure mit Hilfe von Ammoniak entestert

� Ca Ionen benötigt

� Geliertemperatur von Ca-Dosierung weniger stark beeinflusst

63

Pektine und Pektinsalze

Vorkommen:

� Zellwände höherer Pflanzen, aus Mittellamelle (Kittsubstanz) oder primärer Zellwand (aktiv am Wasserhaushalt beteiligt)

� aus Äpfeln und Zitrusfrüchten

� Unterscheiden sich in chemischer Struktur, was die Funktionalität beeinflusst

64

Pektine und Pektinsalze

08.12.2011

33

Pektin und Pektinsalze65

Pektingehalte

� Trauben 0,20-0,35%

� Süßkirschen 0,28-0,45%

� Birnen 0,46-0,60%

� Pflaumen 0,57-0,90%

� Äpfel 0,55-0,92%

� Schwarze Johannisbeeren 0,79-1,52%

� Apfeltrester 10-15%

� Rübenschnitzel 10-20%

� Sonnenblumen-15-fruchtstände 25%

� Citrusschalen 20-35%

66

Pektine und Pektinsalze

08.12.2011

34

� Durch ihren hohen Pektingehalt sind Johannisbeeren unbehandelt ungeeignet zur Saftherstellung (Pektin bindet Wasser an Feststoffe)

� wirtschaftlich entsaftet man solche Früchte nur mit Antigeliermittel (enthalten Pektinasen)

� Fa. Obipektin hat mehr als 50 kundenspezifische Pektintypen

� Reines Pektin kaum im Handel

67

Pektine und Pektinsalze

Herstellungsprozess68

CITRUS PEEL

PEEL WASTE

PRECIPITATIONFILTRATION

ALCOHOLACID

EXTRACTION

WATER

STANDARDI-

ZATION

SUGAR

MILLINGDRYING

PECTIN

08.12.2011

35

� Konventionelle Gewinnung:

� Saure Solubilisierung des Pektins mit konzentrierter Salpetersäure, anschließend Fällung mit Hilfe von Alkoholen oder Metallkationen

� Zitrusschalen mit heißem Wasser und 50%iger Salpetersäure vermengen

� Maische in Extrakionstanks befördern, 8 Stunden Verweildauer

� Pektinbeschaffenheit wird über Standzeit, Temperatur und Säuregrad gesteuert

69

Pektine und Pektinsalze

� Maische waschen und filtieren

� Abgefilterte Feststoff ist Futtermittel für Rinder (enthält noch 50% des Pektins)

� Pektinsaft wird eingedampft

� Fällung mit Isopropanol

� Rohpektin erhalten

� Trocknen, mahlen, homogenisieren

70

Pektine und Pektinsalze

08.12.2011

36

� Kaltsprütechnik � 100% reines Produkt frei von Trägerstoffen und Antiklumpmitteln

� Vakuumtrocknung

� Niedertemperatur-Sprühtrocknung

� Walzentrocknung

� Enzymatische Gewinnung:

� Noch in der Entwicklung

� Gefördertes Projekt vom BMBF an der FH Lübeck

71

Pektine und Pektinsalze

Eigenschaften:

� Rein pflanzlich

� Hohe Akzeptanz

� Unverdauliche Ballaststoffe

� Lösen sich in kaltem Wasser nur langsam

� Schnell quellend

� Gelstärke wird beeinflusst durch:� Pektinkonzentration

� Calciumkonzentration

� Trockensubstanz

� pH Wert

72

Pektine und Pektinsalze

08.12.2011

37

� Gelbildung durch Assoziation von Pektinketten und somit Ausbildung eines 3D-Netzwerkes

73

Pektine und Pektinsalze

Anwendung:

� Herstellung von Konfitüren, Gelees

� Joghurtproduktion, Pasteurisierung von Sauermilchprodukten (HV Pektine)

� Koagulation des Caseins in Hitze wird durch Anwesenheit von Pektin vermieden

� Stabilisierung von Getränken

� Verbessertes Mundgefühl bei Diätgetränken und Eiscreme

� Pektinzusatz hält Kräuter in Dressings in Schwebe

� Magensäureresistente Überzug von Tabletten

� Pektin innerhalb der Tablette wirkt als „Sprengmittel“

74

Pektine und Pektinsalze

08.12.2011

38

Cellulose75

Hydrokolloide

E 460

Cellulose

Die Cellulose ist der Hauptbestandteil von pflanzlichen

Zellwänden (Massenanteil 50 %) und damit die häufigste

organische Verbindung der Erde.

� …ist deshalb auch das häufigste Polysaccharid

� …ist die in der Natur am häufigsten verbreitete organische

Verbindung .

08.12.2011

39

Chemische Eigenschaften

� Zellulose besteht aus Glucosan- oder Glucan-Makromolekülen.

� Die Ketten der Makromoleküle von Zellulose sind unverzweigt.

� Zellulose besteht aus stäbchenförmigen Mikrokristallen, die längs zur Faserachse angeordnet sind.

� Die Faserlänge ist im Lichtmikroskop sichtbar

Chemische Eigenschaften

08.12.2011

40

� E 460 Mikrokristalline Cellulose

� E 461 Methylcellulose

� Gemüse mit Rindfleisch, Kartoffelwaren

� E 463 Hydroxypropylcellulose,

� E 464 Hydroxymethylpropylcellulose HPMC

� Zugelassen in LM qs

� Synthetisches Cellulosederivat

� HPMC ist ein Stoffgemisch aus verschiedenen teilweise alkylsubstituierten Zellulosen in

� verschiedenen Polymerisationsgraden und unterschiedlichen Substitutionsgraden

79

Cellulose

� E 466 Carboxymethylcellulose, CMC

� Zugelassen in LM qs

� Bezeichnung auch cellulose gum

� Synthetisches Cellulosederivat

� Hydroxylgruppen sind in unterschiedlicher Sättigung durch Carboxymethyl substituiert

� pH-Stabilität von pH 4-10

� Klare (hochtransparente) Gelstruktur

80

Cellulose

Cell-ONa + ClCH2COONa Cell-CH2COONa + NaCl

08.12.2011

41

Vorteile:

� der relative geringe Preis im Verhältnis zur Funktionalität des Produktes

� breites Sortiment mit unterschiedlichen Viskositäten

� geschmacks- und geruchsneutral

� kein Energiewert

� Kaltwasserlöslich

� konstante hohe Reinheit

81

Cellulose

� gefrier-/taustabil

� pseudoplastische Rheologie

� deklarationsfreundliche (GVO-frei, BSE-frei, Allergenfrei, Kosher, Halal, Pestizid-frei)

� keine ernteabhängigen Preisschwankung

� Schaummittel (Verkleinerung und bessere Verteilung der Luftbläschen = voluminöser Schaum)

82

Cellulose

08.12.2011

42

Anwendungen

� Kein ADI

� Eiscreme

�Bildung kleiner Eiskristalle

�Verbesserte Stabilität und Haltbarkeit, gute

�Wasserrückhaltung

�Unterdrücken eines sandigen Mundgefühls,

� zarter cremiger Schmelz

�Glatte Textur, verlangsamtes Abschmelzen

83

Cellulose

� Milchprodukte, Milchmischgetränke

�Verringerung von Sedimentationserscheinungen

(Kakaomilch)

�Verhinderung von Synärese (z.B. Desserts,

�Schmelzkäse)

�Wasserbindung in vor allem kaltlöslichen

�Produkten (Dessertpulver, Kaltkreme)

84

Cellulose

08.12.2011

43

� Backwaren

� Verlängerte Frischhaltung, verzögerte Austrocknung

� Hohe Funktionalität durch gute Kaltwasserlöslichkeit

� Barrierefunktion (verringerte Ölaufnahme bei fettgebackenen Produkten, Trennschicht fürFüllungen)

� Potential zum Ersatz von Zuckern und Fett

� Erhöhte Plastizität und Elastizität (verbesserte

� Teigstabilität und Maschinengängigkeit)

� Exzellente Gefrier-Tau-Stabilität (Kristallisationskontrolle)

� Verzögerte Retrogradation von Amylose

� Verbesserung von Textur, Glanz und Mundgefühl

� Frei von Kalorien und Gluten

85

Cellulose

� Brühwurst

� verbesserte Wasseraufnahme / -rückhaltung

�Reduzierte Synärese, verzögerter Verlust von

� Feuchtigkeit / verminderte Austrocknung

�Saftige Textur, verlängerte Frischhaltung

�Kein Herauslaufen von Wasser aus dem Produkt in die Verpackung (MHD)

86

Cellulose

08.12.2011

44

�Verbesserte Schneidbarkeit und Schälbarkeit

� Erhöhte ProzessStabilität und Stabilität bei der

�Zubereitung im Haushalt

� Exzellente Gefrier-Tau-Stabilität (Kristallisationskontrolle)

�Potential zum partiellen Austausch von

� verschiedenen Rezepturkomponenten (Emulgatoren, Salze, Fett, Proteine)

87

Cellulose

� als Grundstoff in der Papierindustrie .

� In der Bekleidungsindustrie wird Cellulose als Regeneratcellulosefaser (Viskose), Baumwollfaser und Leinen eingesetzt.

� Baustoffindustrie, wo Cellulosederivate wie Methylcellulose als Fließverbesserer etc. eingesetzt werden.

� Im Labor kann es als Füllmaterial für die Säulenchromatographie verwendet werden.

Cellulose

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Gemisch aus Polypeptiden

Hat regenerierende, stärkende Wirkung auf Knochen, Knorpel, Fingernägel und Haare

Gelatine89

Hydrokolloide

� Hoher Gehalt an AS Glycin (27%), Prolin/Hydroxyprolin (35%)

� Molekulargewicht der

Gelatinemoleküle hat großen

Einfluss auf physikalische

Eigenschaften wie Gelfestigkeit

und Viskosität

Gelatine90

Amino acid Residues

per 1000

Alanine 105 - 117

Glycine 325 - 335

Valine 20 - 26

Leucine 22 - 25

Isoleucine 11 - 13

Proline 124 - 132

Phenylanalin 12 - 14

Tyrosine 1 - 4

Serine 32 - 37

Threonine 17 - 20

Methionine 3 - 6

Arginine 30 - 50

Histidine 4 - 6

Lysine 26 - 29

Aspartic acid 44 - 48

Glutamic acid 67 - 73

Hydroxyproline 90 -

105

Hydroxylysine 4 -7

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Vorkommen:

� Kollagen aus tierischem Bindegewebe

� Davon Knochen von Schweinen, Kälbern, Rindern sowie Schweineschwarten, Kalbs-, Rinderhaut

� Wichtigster Rohstoff für LM heute Schweineschwarte

� 2 unterschiedliche Herstellungsprozesse

�Sauer (Schweineschwarte)= Gelatine Typ A

�1-tägige Säurebehandlung zum Lösen

�Danach neutralisieren und entstandene Salze durch mehrmaligen Wasserwechsel auswaschen

Gelatine91

�Alkalisch (Rinderhaut/Spalt, Knochen) = Gelatine Typ B�Mehrwöchiges Verfahren

� Behandlung mit Laugen oder gesättigter Kalkmilch = „Äscherung“

�Neutralisieren durch Säurezugabe

� Salze durch intensives Waschen entfernen

�Danach bei beide Extraktion, Reinigung, Eindickung, Trocknung, Vermahlung

Gelatine92

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� Europäische Gelatineproduktion

� = 120000 Tonnen davon 65% aus Schweineschwarten, 20% aus Knochen, 15% Rinderspalt

Gelatine93

� Bei alkalisch aufgeschlossener im Bereich pH 4,7-5,2

� Bei sauer aufgeschlossener im Bereich pH 7,5-9,3

� Entscheidend bei Einsatz mit anderen Hydrokolloiden gemeinsam

� Bildung thermoreversibler Gele

� Feuchtigkeitsbindung

� Synäreseverhinderung

� Synärese ist die Aufteilung in Wasser und Festsubstanz, z. Bsp. bei festen Joghurt sichtbar

94

Gelatine

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Eigenschaften (1)

� Geruchlos, farblos

� thermoreversibles Hydrokolloid

� schmilzt bei Körpertemperatur (ca. 37°C)

� Lebensmittel mit Gelatine schmelzen im Mund und erzeugen einzigartiges Mundgefühl und intensives Aroma

� wird beim Erkalten wieder fest

� hochwertiges Protein, kalorienarm, cholesterin- und zuckerfrei und praktisch keine Fettanteile

� leicht verdaulich

� wird vom menschlichen Organismus vollständig abgebaut

Eigenschaften (2)

� wichtiges Kriterium zur Qualitätsbestimmung von Gelatine ist Bloomwert

� Bloomwert zwischen 50 und 300

� Bloomwert zur Bestimmung von Gallertfestigkeit und die Gelierkraft

� je höher Bloomwert, desto höher Gelierkraft

� Gelatine ist multifunktional

� gelierend,

� ein- bzw. verdickend

� stabilisierend

� wasserbindend

� emulgierend

� schaumbildend

� filmbildend

� und ohne chemische Zusatzstoffe

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Eigenschaften (3)

� Viskosität zwischen 20 und 75 mPa.s

� einfach im Gebrauch

� geliert innerhalb des normalen pH - Bereichs der meisten Lebensmittel

� pH-Wert zwischen pH 4,5 und pH 6,5 (abhängig vom Aufschlussverfahren)

� erfordert keinen Zusatz von Salz oder Zucker

Eigenschaften (4)

� enthält

� 84 – 90% Eiweiß

� 1 – 2% Mineralsalze

� der Rest ist Wasser (8 – 15%)

� eignet sich zum Gelieren, Verdicken, Wasser binden, Schaumbilden und Stabilisieren und ist hochelastisch

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Anwendung: Sehr breit

� 58% der produzierten Gelatine wird im Lebensmittelbereich eingesetzt

� 21% Pharmazie in Weich- und Hartkapseln,

biolog. Kleber bei OPs

� 12% Fotografische Industrie zum Beschichten von Fotopapier

� Speisegelatine in Sülzen, Aspikwaren, Geleespeisen, Süßwaren, Backwaren, Brotaufstrichen, Speiseeis

� Als positiv geladenes Kolloid zur Klärung von Weinen, Fruchtsäften (Ausfällung negativ geladener Trübteilchen, Gerbstoffen)

99

Gelatine

Vorkommen im Lebensmittel

� Süßwaren� Weingummi, Kau-

bonbons, Negerküsse

� Backwaren� Creme- und Sahnefüllungen

� Milchprodukte und Desserts� Joghurt, Quark, Schaumdessert

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Vorkommen im Lebensmittel

� Fleisch-, Fisch- und Wurstwaren� Sülze, Salami, Fisch

� Getränke� Wein, Saft, Bier

� Light-Produkte

� Functional Food