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.

pH-Wert der wäßrigen Phase Salzgehalt der wäßrigen Phase 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 / : 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)

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

erwünschte Emulgatorwirkung 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

Verbesserung der Benetzbarkeit Verbesserung der Rieselfähigkeit 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 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

Monoacetyl- und Diacetyl-weinsäure Essigsäure und weinsäure -- zulässiger Verwendungszweck (zu angegebener Höchstmenge) ADI (g/Kg Körper- gewicht) Höchstmenge (in BRD) (g/kg Produkt) Emulgator Eilecithin Pflanzen - lecithine EG – Nr. Typ nativ: W/O fraktionert: O/W nicht begrenzt nicht begrenzt E 322 allgemein Proteine Mono-und Diglyceride von Speisefettsäuren Mono-und Diglyceride von Speisefettsäuren, verestert mit Essigsäure Milchsäure Zitronensäure Weinsäure Monoacetyl- und Diacetyl-weinsäure Essigsäure und weinsäure -- O/W Je nach Herkunft nicht begrenzt nicht begrenzt E 471 W/O allgemein Feine Backwaren, Weizenkleingebäck, Knabberzeugnisse Soßen, Suppen 20 (gesamt) nicht begrenzt E 472a E 472b E 472c E 472d W/O W/O nicht begrenzt Schaumige Dessert- und Cremespeisen 40 (gesamt) W/O neutr. O/W nicht begrenzt 30 (L+ -WS) E 472e 50 (Diac. – WS-ester) 5 (gesamt) O/W Margarine, Halbfettmargarine (bezogen auf Fett) E 472f O/W 30 (L+ -WS)

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 Na-, K-: O/W Ca-: W/O nicht begrenzt 15 (gesamt) (bezogen auf Mehlmenge) Zwieback niederl. Art E 470 O/W und W/O 25 (bezogen auf Palmitin- säureester) feine Backwaren E 475 10 E 473 O/W und W/O 2,5 (bez. Auf Sacch. ester) -- E 474 E 477 W/O 25 -- E 481 20 (gesamt) O/W -- E 482 E 483 O/W W/O -- E 442 -- W/O -- Sorbitan – - Monostearat - Tristearat - Monolaurat - Monooleat - Monopalmitat E 491 E 492 E 493 E 494 E 495 25 (gesamt) --

2. Wechselwirkungen mit Stärke 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 a- Kristallform einiger Emulgatoren vermag über die Beeinflussung des Kristallisations- verhaltens von Fetten z.B. eine Aufschlagverbesserung und Schaumstabilisierung bei manchen Lebensmitteln zu bewirken.

Tabelle 4. Anwendung bestimmter Emulgatoren in 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 FS-Salze MDG - DAWS Polyglyc. –FS Prop. Glyc. –FS Stearoyllact. Stearoyltartrat E 470 E 472e E 477 E 481 / 2 E 483 + - 1 2 3 4 5 allgemeine Wirkungsweisen

Instantpulver (fetthaltig) Dessertspeisen E 470 E 472a E 472b E 473 / 4 E 475 E 477 481 / 2 FS - Salze MDG - ES MDG - MS Sacch. ester Polyglyc. –FS Stearoyllact. Proteine + - - + - - + Instantpulver (fetthaltig) E 322 E 471 E 472b E 472c E 473 / 4 E 475 Lecithine MD-Glyceride MDG - MS MDG - ZS Sacch. ester Polyglyc. - FS + - + - - - Schokoladen E 322 E 471 E 473 / 4 E 491 / 5 Lecithine MD - Glyceride Sacch. ester Sorbitan – FS Polyglyc. polyriz. - - - + + - - + Wurstwaren E 471 E 472b E 472c MD - Glyceride MDG – MS MDG – ZS Proteine + - + - - - + Speiseeis 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 + - - - + - + -

Chemische Struktur der wichtigsten Lebensmittelemulgatoren E 322 Lecithine O CH2 O C CH3 CH2 O P O CH2 CH2 N CH3 CH3 O + - CH3 C O CH (Lysolecithin) H - Phosphatidylcholin (alkohollöslich) O O CH2 O C CH3 O CH3 C O CH + CH2 O P O CH2 CH2 NH3 (Lysolecithin) H - - O Phosphatidylethanolamin (Bestandteil der schlecht alkohol-löslichen Kephalin-Fraktion) N C CH H O R2 CH N C R1 H O Ausschnitt aus einer Peptidkette Proteine

Glycerin - monostearat E 471, 472a-f Mono- und Diglyceride von Speisefettsäuren und deren Genußsäureester Glycerin Fettsäure CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH CH2OH Glycerin - monostearat Glycerin - distearat H C OH H HO C CH3 O

Essigsäure-monoglycerid CH3 Essigsäure C HO O CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH CH2•O•COCH3 Essigsäure-monoglycerid O Milchsäure C CH CH3 HO OH Milchsäure-monoglycerid CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH CH2•O•CO CH3

Zitronensäure-monoglycerid OH O Zitronensäure C CH2 C CH2 C HO C O OH OH CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH Zitronensäure-monoglycerid CH2•O•C O CH2 HO•C•COOH O HC O C CH3 CH3 C O CH C O OH CH2 COOH O HO OH C CH CH C Weinsäure Diacetylweinsäure

Diacetylweinsäure-monoglycerid CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH CH2•O•C O COOH HC•O•COCH3 Diacetylweinsäure-monoglycerid E 345 Polyglycerinester von Speisefettsäuren ]n H O CH2 CH CH2 OH OH [ Polyglycerin n = 2 .... 7 CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH Poliglycerin-Fettsäureester CH2 O CH2OH

E 473 / 4 Saccharoseester von Speisefettsäuren H2C OH HO OH O C OH H2 CH2•O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHOH CH3 Prolylenglycol - Fettsäureester Propylenglycol OH H2C CH CH2OH E 477 Propylenglycol - Fettsäureester Stearoyl - 2 - lactylat CHO•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 CHO COOH [ Na+, Ca++] CO CH3 E 481 / 2 Na-, Ca- Stearoyllactyl - 2 - lactat „Stearoyl -“ ist als Synonym für den Rest einer gesättigten Speisefettsäure zu verstehen

E 491 / 5 Sorbitanester von Speisefettsäuren OH O C CH2OH Sorbitan H OH OH H O C•CH2O•CO•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH2•CH3 • OH Sorbitan - Fettsäureester HO OH Polyglycerin - Polyrizinoleat OH CH3 (CH2)5 CH CH2 CH CH (CH2)7 COOH