Saccharoseester, Spezialemulgatoren

Saccharoseester von Fettsäuren, allgemein bekannt als Saccharoseester (E473), sind eine spezielle Art von Emulgatoren.

Saccharoseester haben neben der Emulgierung mehrere Vorteile, wie Stärkeinteraktion, Proteinschutz, Zuckerkristallisation und Belüftung. In diesem Artikel wird die Emulgierfunktionalität hervorgehoben.

Die interessantesten Aspekte von Saccharoseestern sind ihre Wasserlöslichkeit und ihr hoher hydrophil-lipophiler Gleichgewichtswert (HLB).

Wasserlöslichkeit

In allen typischen Emulsionen sind kleine Tröpfchen (dispergierte Phase) in einer Flüssigkeit (kontinuierliche Phase) suspendiert. In einer Öl-in-Wasser-Emulsion ist Öl die dispergierte Phase, während Wasser die kontinuierliche Phase ist. Wenn Öl und Wasser gemischt werden, welche Art von Emulsion wird gebildet; O / W oder W / O? Die Bancroft-Regel (benannt nach Wilder Dwight Bancroft, einem amerikanischen Physikochemiker) besagt: „Die Phase, in der ein Emulgator löslicher ist, ist die kontinuierliche Phase“. Auch wenn es eine Formel gibt, die zu 60% aus Öl und zu 40% aus Wasser besteht, entsteht ein Öl-in-Wasser-System, wenn der gewählte Emulgator wasserlöslicher ist.

Saccharoseester sind wasserlöslich und bilden daher eine Öl-in-Wasser-Emulsion.

HLB-Wert

Emulgatoren zeichnen sich durch ihren HLB-Wert aus. Das hydrophil – lipophile Gleichgewicht eines Tensids ist ein Maß für den Grad, in dem es hydrophil (wasserliebend) oder lipophil (ölliebend) ist, bestimmt durch Berechnen oder Messen von Werten für die verschiedenen Regionen des Moleküls. Ein Emulgator mit hohem HLB-Wert ist wasserlöslich, ein Emulgator mit niedrigem HLB-Wert ist öllöslich. Emulgatoren mit unterschiedlichen HLB-Werten haben unterschiedliche Funktionalitäten:

Niedriger HLB 3-6 guter W / O-Emulgator

Mittlerer HLB 7-9 gutes Netzmittel

Hoher HLB 10-18 guter O / W-Emulgator

In der Lebensmittelindustrie werden üblicherweise eine Reihe von Emulgatoren verwendet. Diese Tabelle gibt einen Überblick über die handelsüblichen Emulgatoren, ihre E-Nummer und ihr HLB-Sortiment:

Ein niedriger HLB, öllöslicher Emulgator, kann gezwungen werden, eine Öl-in-Wasser-Emulsion zu erzeugen. Mehrere Beispiele dafür finden sich im Supermarkt. Dies kann durch Zugabe von Öl zu Wasser während des Scherens erfolgen. Dies wird jedoch niemals zu der besten Emulsionsstabilität führen. Die Stabilität einer Emulsion hängt stark von der Öltropfengröße ab; kleinere Öltröpfchen führen zu einer besseren Stabilität.

Saccharoseester, wie sie von Sisterna hergestellt werden, bieten hervorragende Emulgiereigenschaften und führen zu Emulsionen mit sehr kleinen Öltröpfchen. Unten sind mikroskopische Bilder (400 * 1) von Dressing (20% Öl).

Dressing mit 1% Mono-Diglyceriden

Dressing mit 0,5% Sisterna SP70

Emulsionen mit Saccharoseestern haben:

• Kleinere Fettkügelchen / Öltröpfchen
• Verbesserte Stabilität
• Verbessertes cremiges Mundgefühl (eine große Anzahl kleiner Öltröpfchen vermittelt den Eindruck eines höheren Fettgehalts)
• Verbesserte Geschmackswahrnehmung
• Weißere Farbe (Licht wird auf kleinere Öltröpfchen unterschiedlich gestreut)
• Fett/ Öltröpfchen öl wird besser gegen z.B. Sauerstoff und Licht geschützt (Hemmung Oxidation/Ranzigkeit in z.B. Fudge
• Fett/Öl wird besser durch das Produkt verteilt (Anti-Klebrigkeit in z.B. Produkte mit hohem Zuckergehalt)

Die Emulsionskraft von Saccharoseestern kann in zahlreichen und manchmal unerwarteten Produkten eingesetzt werden. Es folgt ein kurzer Überblick über einige Möglichkeiten.

Mayonnaise und Dressing

Zur Emulgierung wird traditionell Eigelb verwendet, das jedoch immer mehr durch emulgierende Komponenten wie Proteine oder Emulgatoren ersetzt wird. Saccharoseester können eine solche Alternative zu Eigelb sein. Die High HLB-Typen sind kaltwasserlöslich und somit sowohl für die Kaltemulgierung als auch für einen Heißemulgierprozess geeignet. Was Saccharoseester außergewöhnlich macht, ist ihr hoher HLB-Wert, der bei der Erzeugung sehr kleiner Öltröpfchen hilft. Dies führt zu einer sehr weißen stabilen Sauce mit einem cremigen Mundgefühl und einem milden Geschmack. Diese Funktionalität ist besonders wertvoll für die Herstellung einer fettarmen Sauce, ohne die Cremigkeit zu verringern. Obwohl Saccharoseester empfindlich auf einen niedrigen pH-Wert (unter 4) reagieren, muss der Säuregehalt von Mayonnaise kein Problem sein. Wenn der pH-Wert etwas unter 4 liegt, ist es am besten, die Emulsion vorzubereiten, bevor die Säurekomponenten hinzugefügt werden. Auf diese Weise werden die Saccharoseester teilweise im Öltröpfchen gelöst, wo sie weniger säureempfindlich sind.

(Weiße) Saucen

In den meisten Saucen werden Proteine wie Milchpulver oder Molkenpulver zur Emulgierung und Stabilisierung verwendet. Saccharoseester können Milchproteine ersetzen und die Emulsionsstabilität verbessern. Proteine wirken als Öl-in-Wasser-Emulgatoren, aber Saccharoseester sind viel stärkere Emulgatoren.

Es ist sogar möglich, den Stärke- oder Stabilisatorgehalt zu verringern. Bei Saccharoseestern weist die Emulsion eine ausreichende Stabilität auf und muss nicht auf eine hohe Viskosität angewiesen sein. Mit weniger Stabilisatoren wird die Sauce weniger schwer und klebrig, aber seidig und hat eine ausgezeichnete Geschmacksfreisetzung.

Während der Pasteurisierung oder Sterilisation kann eine Maillard-Reaktion zwischen Proteinen und Zuckern stattfinden, die zur Bildung einer braun-grauen Farbe führt. Dies ist ein erhebliches Problem beim Kochen von Sahnesaucen, die eine helle Farbe haben sollten, wie Béchamelsauce. Wenn Proteine durch Saccharoseester ersetzt werden, kann keine Maillard-Reaktion stattfinden. Weiße Sauce mit Saccharoseestern ist weiß, glatt, stabil und lecker.

Um den typischen Geschmack und die Textur von Milchproteinen in der Sauce zu erhalten, ist ein teilweiser Ersatz durch Saccharoseester eine gute Option.

Spezialemulsionen

Fettlösliche Inhaltsstoffe wie Omega-3 und einige natürliche Farbstoffe sind hauptsächlich als Pulver, Fettflocken oder Öle erhältlich. Bei Getränken, Milchprodukten und Süßwaren besteht ein wachsendes Interesse an Inhaltsstoffen in flüssiger, wasserdispergierbarer Form. Eine konzentrierte Ölemulsion (in Glycerin oder Wasser) könnte eine Lösung sein.

Sisterna hat eine Technologie zur Herstellung konzentrierter Ölemulsionen entwickelt. Hersteller von z.B. Omega-3, Sterolen oder natürlichen Farbstoffen können diese Technologie auf Basis von Öl-in-Glycerin mit Saccharoseestern als Emulgator einsetzen. Die emulsionen sind flüssig zu paste wie und haben langfristige stabilität. Die Emulsion kann in festen Lebensmitteln wie Süßwaren sowie in niedrigviskosen, mild sauren Anwendungen wie Fruchtgetränken verwendet werden. Wenn die Erfrischungsgetränke eine verbesserte Säurestabilität erfordern, können Saccharoseester mit Lecithin oder Datem kombiniert werden.

Abbildung der Paprika-Oleoresin / Glycerin-Emulsion mit Sisterna-Saccharoseestern

Die konzentrierte Emulsionstechnologie mit Saccharoseestern ermöglicht die Herstellung einer Emulsion mit sehr kleinen Öltröpfchen (etwa 1 µm) mit einfacher Ausrüstung wie einem Hochschermischer. Diese konzentrierte Emulsion kann mit (z.B.) Wasser verdünnt werden, und auf diese Weise kann eine niedrigviskose stabile Emulsion gebildet werden.

Milchalternativen

Immer mehr Menschen suchen nach Alternativen für Milchprodukte; heutzutage gibt es vor allem bei Getränken viele Optionen auf der Basis von Soja, Mandeln, Reis, Kokosnuss usw. Saccharoseester haben in diesen Produkten zwei Funktionalitäten.

Saccharoseester emulgieren das Öl im Produkt. Besonders bei niedrigviskosen Produkten wie Getränken ist es wichtig, sehr kleine Öltröpfchen zu erhalten. Bei Getränken wird die Emulsionsstabilität nicht durch die Viskosität unterstützt und hängt stark von der Größe der Öltröpfchen und der Stärke des Emulgators ab. Saccharoseester und ein Hochdruckhomogenisator arbeiten zusammen, um ultrakleine Öltröpfchen zu erreichen, einen Ölring (im Falle einer Flasche) zu verhindern und die „Milch“ weißer zu machen.

Milchalternativen enthalten alle Proteine. Und genau wie Caseinat haben auch diese Proteine einen isoelektrischen Punkt. Einige sind sogar empfindlicher gegenüber Säure als Milch. Saccharoseester interagieren mit diesen Proteinen und stabilisieren die Milchalternative gegen Flockung.

Belüftete Milchprodukte

Belüftete Milchdesserts wie Eiscreme, Mousse und Schlagsahne erfordern entgegengesetzte Funktionen eines Emulgators. In der flüssigen Mischung ist ein Emulgator mit einem hohen HLB-Wert (wie Saccharoseester) am besten. Saccharoseester ersetzen schnell die Proteine aus der Fettkügelchen (Alterung kann kürzer sein). Die Mischung ist stabil; es findet keine Fettabscheidung und kein Buttern statt.

Wenn das Produkt belüftet wird, sollte die Emulsion leicht destabilisiert werden, um ein Fettnetzwerk um die Luftzellen zu bilden. Emulgatoren mit niedrigem HLB-Wert sind dafür besser geeignet.

Die besten Ergebnisse werden durch die Kombination von hohen HLB-Saccharoseestern mit niedrigen HLB-Emulgatoren wie MDG oder α-neigenden Emulgatoren (z. B. Milchsäureestern) erzielt.

Saccharoseester verringern die Oberflächenspannung zwischen Wasser und Luft stark, so dass die Belüftung schnell zu einem hohen Überlauf führt.

Neben den technischen Vorteilen verleihen Saccharoseester belüfteten Milchdesserts ein frisches und weniger fettiges Mundgefühl, da weniger freies Fett vorhanden ist, um einen fettigen Fettfilm in Ihrem Mund zu bilden. Die Aromen sind viel ausgeprägter, was besonders bei Produkten mit zarten natürlichen Aromen oder Schokoladengeschmack wichtig ist.

Fettarme Füllungen

Die am häufigsten verwendeten Füllungen bestehen aus Rahmfett (40%), in dem Komponenten wie Zucker, Milchpulver, Kakaopulver dispergiert sind, um den richtigen Geschmack zu erzeugen.

Eine gute Möglichkeit, das Fett in Füllungen zu reduzieren, ist eine kontinuierliche Wasserfüllung. Nur ein kleiner Teil Fett oder Öl (6-15%) wird in der Wasserphase emulgiert. Diese Art der Füllung kann eine Mousse-ähnliche Textur mit einer viel geringeren Dichte als eine cremige Füllung haben.

Saccharoseester emulgieren das Fett oder Öl in der Wasserphase und erleichtern die Belüftung.

Bild der belüfteten fettarmen Füllung; Links basierend auf mittleren HLB-Saccharoseestern, rechts basierend auf hohen HLB-Saccharoseestern.

Um die mikrobielle Stabilität zu gewährleisten, sollte die Wasserphase Füllstoffe wie lösliche Ballaststoffe und andere Inhaltsstoffe enthalten, die die Wasseraktivität verringern. Da solche Füllungen ziemlich viel Wasser enthalten, können sie nur in ‚feuchten‘ Produkten wie Kuchen verwendet werden (ähnliche Wasseraktivität).

Müsliriegel und andere klebrige Produkte mit hohem Zuckergehalt

Klebrigkeit kann eine Schwierigkeit bei der Herstellung von Produkten mit hohem Zuckergehalt sein. Das Produkt haftet an Transportbändern oder Schneidgeräten, was zu Produktverlust und häufigeren Produktionsstopps zur Reinigung führt.

Saccharoseester erleichtert das Einmischen von Fett in das zuckerhaltige Produkt, z. B. im Bindesirup von Müsliriegeln. Die kleinen Öltröpfchen, die mit Hilfe von Saccharoseestern entstehen, wirken als Trennmittel. Saccharoseester optimieren die Schmierfähigkeit von Fetten und Ölen, was zu einer deutlichen Verringerung der Klebrigkeit führt.

Chewy Soft Candy und Fudge

Chewy Soft Candy, wie Toffee, Fudge oder Chews sind Beispiele, in denen Saccharoseester die Weichheit verbessern können. Saccharoseestermoleküle beschleunigen die Kristallisation und bilden eine Schicht um Zuckerkristalle. Diese Schicht hemmt weiteres Kristallwachstum und verstärkt eine weiche Textur.

Zusätzlich kann der Fettgehalt erhöht werden; Saccharoseester verteilen das Fett in sehr kleinen Öltröpfchen, was ein gutes Mundgefühl ohne die Gefahr des Ölens ergibt.

Bild von Fudge; links mit Lecithin, rechts mit Sisterna SP50

Diese dichte Packung der Öltröpfchen in der Zuckermatrix macht das Fett für Sauerstoff und Licht, die Initiatoren für die Oxidation, weniger erreichbar. Dies führt zu einer Verzögerung der Oxidation des Fettes und verbessert die ‚Anti-Ranzigkeit‘ der weichen Süßigkeiten.

Belüftete Frucht

Ein Schaum ist auch eine Art Emulsion, eine Mischung aus Wasser (Phase) und Luft, die normalerweise nicht mischbar ist. Emulgatoren, die Öl in Wasser emulgieren, sind ebenfalls gute Belüftungsmittel. Saccharoseester verringern die Oberflächenspannung zwischen Wasser und Luft stark, so dass Luft leicht in ein wässriges Produkt eingearbeitet werden kann. Auch Saccharoseester, insbesondere die mittleren HLB-Typen, stabilisieren den Schaum. Um jedoch eine lange Haltbarkeit ohne Synärese und Schrumpfung zu gewährleisten, muss eine Mischung ausgewählter Stabilisatoren und Geliermittel gewählt werden.

Bild der belüfteten Frucht prep mit Saccharoseester auf Joghurt. Linke Dichte 0,6 g / cm3, rechts 0.8 g/cm3

Sisterna-Saccharoseester kann in zahlreichen anderen Lebensmitteln und aus verschiedenen anderen Gründen verwendet werden. In den beschriebenen Anwendungen ist die Hauptfunktionalität von Saccharoseestern die Emulgierung. Saccharoseester haben jedoch mehr Fähigkeiten. Die wichtigsten Funktionalitäten neben der Emulgierung sind Proteinschutz, Stärkeinteraktion und Zuckerkristallisation. Diese zusätzlichen Optionen machen Saccharoseester zu wertvollen Inhaltsstoffen für Milchprodukte, Backwaren und Süßwaren.

Schließlich einige allgemeine Vorteile von Saccharoseestern:

• Hochwertige Emulgatoren
• Breites HLB-Sortiment
• Geschmacks-, Geruchs- und farbneutral
• Löslich in (kaltem) Wasser
• Stabil unter UHT-Bedingungen
• Natürliche und nachwachsende Rohstoffe
• Koscher, Halal, gentechnikfrei, vegetarisch, transfettfrei

Über Sisterna

Sisterna, europäischer Marktführer für Saccharoseester, ist stolz darauf, die vielfältige Wirkung von Saccharoseestern in Emulsionen zu demonstrieren. Sisterna zeichnet sich als flexibler Partner aus, der technische Lösungen bei der Entwicklung, Verbesserung und Prozessoptimierung von Lebensmitteln findet. Aus den Niederlanden präsentiert Sisterna den aktuellsten Service in der Vertriebsunterstützung und Wissensentwicklung. Kontaktieren Sie Sisterna für alle Vorteile, die mit Saccharoseestern erreicht werden können.

Weitere Informationen über Sisterna BV oder Saccharoseester finden Sie unter www.sisterna.com.

Über den Autor

Lia Bax

Lia ist ausgebildete Lebensmitteltechnologin und verfügt über mehr als 25 Jahre Erfahrung als Lebensmitteltechnologin für Emulgatoren, Stabilisatoren und Fasern und deren Anwendung in der Lebensmittelindustrie, hauptsächlich Bäckerei, Molkerei, Süßwaren und Saucen & Spezialemulsionen. Sie begann in einem Labor, um die Anwendungsmöglichkeiten aller Arten von Lebensmittelzutaten zu erforschen, und arbeitet jetzt in einer kommerzielleren Rolle, die sich auf Saccharoseester konzentriert.