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Prof. Dr. K. Lösche 1 Lebensmittelemulsionen sind in der Regel komplexer Natur, da schon die Rohstoffe außer den Hauptkomponenten häufig Begleitstoffe.

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1 Prof. Dr. K. Lösche 1 Lebensmittelemulsionen sind in der Regel komplexer Natur, da schon die Rohstoffe außer den Hauptkomponenten häufig Begleitstoffe enthalten. Die für einfachere Systeme gültige Systematik bei der Emulatorauswahl muß teilweise durch Empirie ersetzt werden. Die toxikologische und ernährungsphysiologische Unbedenklichkeit muß gewährleistet sein. Die durch zahlreiche gesetzliche Bestimmungen geregelte Zulässigkeit schränkt die für ein bestimmtes Lebensmittelsystem überhaupt zur Auswahl stehenden Emulgatoren von vornherein sehr stark ein. Die hergestellten Lebensmittelemulsionen sollen nicht nur stabilisiert, sondern ihre funktionellen Eigenschaften (z.B. Textur, Konsistenz, Bratverhalten, Wasserbindevermögen) sollen häufig ganz gezielt beeinflußt werden.

2 Prof. Dr. K. Lösche 2 pH-Wert der wäßrigen Phase Salzgehalt der wäßrigen Phase Temperatur (bei Verarbeitung und Lagerung) Viskosität der beteiligten Phasen Adsorption von Feststoffteilchen an der Phasengrenze (z.B. Fettkristalle bei Butter oder Margarine) Anwesenheit von Gasen bzw. Schäumen (beeinflußt die Viskosität und kann Verarmung an Emulgator an O/W– Grenzflächen führen) Die Stabilität hängt außer von der Anwesenheit von Emulgatoren und Stabilisatoren auch von der produkt- bzw. prozeßabhängigen Konzentration der innerer Phase sowie dem Größenverteilungsspektrum der inneren Phase und von mehreren lebensmittel-systemspezifischen Einflüssen ab / 1 / :

3 Prof. Dr. K. Lösche 3. Tabelle 1. Klassen von Zutaten (Anlage 2 der Verordnung über die Kennzeichnung von Lebensmitteln) Farbstoff Konservierungsstoff Antioxidationsmittel Emulgator Verdickungsmittel Geliermittel Stabilisator Geschmacksverstärker Säuerungsmittel Säureregulator Trennmittel modifizierte Stärke künstlicher Süßstoff Backtriebmittel Schaumverhüter Überzugsmittel Schmelzsalz Mehlbehandlungsmittel

4 Prof. Dr. K. Lösche 4 Tabelle 2. Verwendungszwecke von Emulgatoren in Lebensmitteln Lebensmitteln Streichfette Mayonnaisen Emulgierte Soßen Suppen erwünschte Emulgatorwirkung Stabilisierung unter 35 °C Destabilisierung über 36 °C (Verzehr) Verbesserung des Bratverhaltens bei Margarinen (kein Spritzen, kein Anbrennen) Backwaren Teige Verhinderung des Altbackenwerdens Verzögerung des Weichwerdens der Kruste Erhöhung der Teigelastizität Verhinderung des Zusammenklebens Volumenvergrößerung (Gasbildungs- und Gashalteermögen) Verbesserung der Mürbigkeit Verbesserung der Krumeneigenschaften (Textur, Elastizität, Schnittfestigkeit) Erleichterung der Herstellung fertiger Backmischungen Konsistenzverbesserung Kartoffelpüree

5 Prof. Dr. K. Lösche 5 Dessertspeisen Verbesserung des Gashaltevermögens beim Aufschlagen Verbesserung der Benetzbarkeit Verbesserung der Rieselfähigkeit Schaumstabilisierung Verbesserung des Fließverhaltens Verzögerung oder Verminderung der Fettreifbildung Erhöhung der Plastizität Verbesserung des Fließverhaltens Verbesserung der Konsistenz Erhöhung des Wasserbindevermögens Vermeidung örtlicher Geschmacks– unterschiede in Lebensmitteln Verringerung der Flüchtigkeit Kontrollierte Entstabilisierung der Fettphase (Verhinderung des Ausbutterns, aber Ermöglichung der Agglomeration: Trockenheit) Schokoladen Überzugsmassen Wurstwaren Gewürze Gewürzextrakte Instantpulver Speiseeis

6 Prof. Dr. K. Lösche 6 Höchstmenge (in BRD) (g/kg Produkt) zulässiger Verwendungszweck (zu angegebener Höchstmenge) Proteine Mono-und Diglyceride von Speisefettsäuren Mono-und Diglyceride von Speisefettsäuren, verestert mit Essigsäure Milchsäure Zitronensäure Weinsäure Monoacetyl- und Diacetyl-weinsäure Essigsäure und weinsäure ADI (g/Kg Körper- gewicht) Je nach Herkunft nicht begrenzt 30 (L + -WS) 50 (Diac. – WS-ester) 30 (L + -WS) nicht begrenzt 20 (gesamt) 40 (gesamt) 5 (gesamt) (bezogen auf Fett) allgemein Feine Backwaren, Weizenkleingebäck, Knabberzeugnisse Soßen, Suppen Schaumige Dessert- und Cremespeisen Margarine, Halbfettmargarine EG – Nr. E E 471 E 472a E 472b E 472c E 472d E 472e E 472f Typ nativ: W/O fraktionert: O/W O/W W/O W/O neutr. O/W W/O nicht begrenzt Emulgator Eilecithin Pflanzen - lecithine

7 Prof. Dr. K. Lösche 7 O/W W/O O/W und W/O O/W W/O W/O Na-, K-, oder Ca- Verbindungen der Speisefettsäuren Polyglycerin-ester von Speisefettsäuren Saccharoseester von Fettsäuren Saccharoseglyceride Propylenglycol-Fettsäureester Na-Stearoyllactyl-2-lactat Ca-Stearoyllactyl-2-lactat Stearoyltartrat Ammoniumphosphatide Polyglycerin- Polyrizinoleat feine Backwaren Zwieback niederl. Art 15 (gesamt) (bezogen auf Mehlmenge) 25 (bezogen auf Palmitin- säureester) Sorbitan – - Monostearat - Tristearat - Monolaurat - Monooleat - Monopalmitat Na-, K-: O/W Ca-: W/O O/W und W/O 2,5 (bez. Auf Sacch. ester) (gesamt) 25 (gesamt) nicht begrenzt E 491 E 492 E 493 E 494 E 495 E 442 E 483 E 482 E 481 E 477 E 474 E 473 E 475 E 470

8 Prof. Dr. K. Lösche 8 1. Emulsionsbildende / - stabilisierende Wirkung allgemein 2. Wechselwirkungen mit Stärke Das Vermögen dieser Emulgatoren, mit Amylose Komplexe zu bilden, äußert sich u.a. in Frischhaltung und Verbesserung der Krumenelastizität, also einer Verzögerung des Altbackenwerdens bei Brot und in der Reduzierung der Klebrigkeit stärkehaltiger Lebensmittel. 3. Wechselwirkungen mit Eiweiß Die hierzu fähigen Emulgatoren verbessern die Elastizität von Weizenkleber und verbessern das Gashaltevermögen von Teigen durch Glutenvernetzung. Dies wirkt sich in gleichmäßigerer Porung, vergrößertem Volumen und besserer Textur von Backwaren aus. 4. Viskositätserniedrigung Dieser in der Schokoladenindustrie auftretende erwünschte Effekt wird darauf zurückgeführt, daß feste Partikel in der Kakaobutter nach Umhüllung mit einer dünnen Emulatorschicht besser gleiten 5. Wechselwirkung mit Fetten Vor allem die - Kristallform einiger Emulgatoren vermag über die Beeinflussung des Kristallisations- verhaltens von Fetten z.B. eine Aufschlagverbesserung und Schaumstabilisierung bei manchen Lebensmitteln zu bewirken.

9 Prof. Dr. K. Lösche 9 Tabelle 4. Anwendung bestimmter Emulgatoren in Lebensmitteln Lebensmitteln Streichfette Mayonnaisen emulgierte Soßen Suppen Emulgatoren E 322 E 471 E 472b E 472c E 473 / 4 E 475 Backwaren Teige Kartoffelpüree Lecithine MD-Glyceride MDG - MS MDG - ZS Sacch. ester Polyglyc. – FS Proteine Lecithine FS-Salze MD-Glyceride MDG - MS MDG - ZS MDG - DAWS Sacch. ester Polyglyc. –FS Prop. Glyc. –FS Stearoyllact. Stearoyltartrat E 322 E 470 E 471 E 472b E 472c E 472e E 473 / 4 E 475 E 477 E 481 / 2 E E 471 E 481 / 2 MD-Glyceride Stearoyllact allgemeine Wirkungsweisen

10 Prof. Dr. K. Lösche 10 Dessertspeisen E 470 E 472a E 472b E 473 / 4 E 475 E / 2 FS - Salze MDG - ES MDG - MS Sacch. ester Polyglyc. –FS Stearoyllact. Proteine Instantpulver (fetthaltig) Lecithine MD-Glyceride MDG - MS MDG - ZS Sacch. ester Polyglyc. - FS E 322 E 471 E 472b E 472c E 473 / 4 E Schokoladen E 322 E 471 E 473 / 4 E 491 / 5 Lecithine MD - Glyceride Sacch. ester Sorbitan – FS Polyglyc. polyriz Speiseeis Wurstwaren E 471 E 472b E 472c MD - Glyceride MDG – MS MDG – ZS Proteine E 470 E 471 E 472b E 472c E 473 / 4 E 475 E 477 FS – Salze MD – Glyceride MDG – MS MDG – ZS Sacch. Ester Polyglyc. – FS Prop. glyc. – FS Proteine

11 Prof. Dr. K. Lösche 11 Chemische Struktur der wichtigsten Lebensmittelemulgatoren E 322 Lecithine (Lysolecithin) Phosphatidylcholin (alkohollöslich) Phosphatidylethanolamin (Bestandteil der schlecht alkohol-löslichen Kephalin-Fraktion) CH 3 C O CH O CH 2 O C CH 3 CH 2 O P O CH 2 CH 2 N CH 3 CH 3 O O + - H - O CH 2 O P O CH 2 CH 2 NH 3 + CH 3 C O CH O CH 2 O C CH 3 O O - H - O (Lysolecithin) Proteine N C CH H O R 2 CH N C R 1 H O Ausschnitt aus einer Peptidkette

12 Prof. Dr. K. Lösche 12 E 471, 472a-f Mono- und Diglyceride von Speisefettsäuren und deren Genußsäureester Glycerin Fettsäure CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 2 OH Glycerin - monostearat Glycerin - distearat H C OH H H HO C CH 3 O CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3

13 Prof. Dr. K. Lösche 13 Essigsäure CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 2OCOCH 3 Essigsäure- monoglycerid C CH 3 HO O Milchsäure C CH CH 3 O HO OH Milchsäure- monoglycerid CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 2OCO CHOH CH 3

14 Prof. Dr. K. Lösche 14 Weinsäure C CH 2 C CH 2 C O HO OH O C O OH Zitronensäure Zitronensäure- monoglycerid CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 2OC O CH 2 COOH HOCCOOH CH 2 C CH CH C O HO OH O O HC O C CH 3 CH 3 C O CH O C O OH C Diacetylweinsäure

15 Prof. Dr. K. Lösche 15 CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 2OC O COOH HCOCOCH 3 Diacetylweinsäure- monoglycerid HCOCOCH 3 E 345 Polyglycerinester von Speisefettsäuren ]n]n H O CH 2 CH CH 2 OH OH [ Polyglycerin CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH Poliglycerin- Fettsäureester CHOH CH 2 O O CH 2 OH n =

16 Prof. Dr. K. Lösche 16 E 473 / 4 Saccharoseester von Speisefettsäuren Saccharose H 2 C OH HO OH O O O HO OH C OH H2H2 H 2 C OH CH 2OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHOH CH 3 Prolylenglycol - Fettsäureester Propylenglycol OH H 2 C CH CH 2 OH E 477 Propylenglycol - Fettsäureester Stearoyl lactylat CHOCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CHO COOH [ Na +, Ca ++ ] CO CH 3 E 481 / 2 Na-, Ca- Stearoyllactyl lactat Stearoyl - ist als Synonym für den Rest einer gesättigten Speisefettsäure zu verstehen

17 Prof. Dr. K. Lösche 17 E 491 / 5 Sorbitanester von Speisefettsäuren Sorbitan C CH 2 OCOCH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 Sorbitan - Fettsäureester Polyglycerin - Polyrizinoleat OH O C CH 2 OH H O OHHO OHOH OH CH 3 (CH 2 ) 5 CH CH 2 CH CH (CH 2 ) 7 COOH H


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