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Multifunktionale Mikrogelnetzwerke und eisstrukturierende Proteine zur Steigerung und Erhaltung der Speiseeisqualität
Projekt
Förderkennzeichen: AiF 18268 N
Laufzeit: 01.01.2014
- 31.12.2017
Fördersumme: 249.400 Euro
Forschungszweck: Angewandte Forschung
Industriell gefertigtes Speiseeis stellt hohe Anforderungen an die Aufrechterhaltung der Produkteigenschaften während des Transports und der Lagerung. Die Speiseeisqualität wird dabei maßgeblich von der Größe der Eiskristalle im dispersen Mehrphasensystem bestimmt. Neben der durch das Saccharidspektrum bedingten Gefrierpunktserniedrigung gibt es zwei Möglichkeiten, das Eiskristallwachstum in Speiseeis nach der Härtung zu beeinflussen: Zum einen durch Stabilisatornetzwerke und zum anderen durch eisstrukturierende Proteine (ESP) pflanzlicher oder tierischer Herkunft. Stabilisatornetzwerke beeinflussen die Diffusion von Wasser in der kontinuierlichen flüssigen Phase von Speiseeis durch Viskositätsbarrieren, während ESP die Einlagerung von Wassermolekülen in das Kristallgitter an der Kristalloberfläche verhindern.
Stabilisatoren sind Hydrokolloide, die Mikrogelnetzwerke bilden und zur Vermeidung einer Makrophasentrennung eingesetzt werden. Einige Stabilisatoren bewirken in Wechselwirkung mit Proteinen Strukturen in der Speiseeismatrix, die das Eiskristallwachstum bei Temperaturschwankungen u.a. durch die Behinderung des Stofftransportes verzögern. Obwohl der Einfluss von ausgewählten Rezepturbestandteilen auf das Wachstum von Eiskristallen grundsätzlich bekannt ist, ist die Frage, inwiefern Zucker, Fett und Emulgatoren die Strukturbildungsprozesse von Mikrosperrschichten verändern, bislang weitgehend ungeklärt. Ein besseres Verständnis der Wechselwirkungen dieser Komponenten mit Hydrokolloiden würde es ermöglichen, künftig Produkte mit einem optimalen Mundgefühl bei gleichzeitig reduziertem Anteil an Fett und Zucker herzustellen.
ESP stellen demgegenüber eine relativ neue Option für die Speiseeisindustrie dar, um das Wachstum von Eiskristallen zu unterbinden. Der Mechanismus der Bindung von ESP an die Eiskristalloberfläche ist bisher allerdings ebenfalls nicht vollständig geklärt.
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die o.g. offenen Fragen bezüglich der Wirkungsmechanismen zu klären und das Eiskristallwachstum in gehärtetem Speiseeis unter den Bedingungen der Temperaturschwankung bei der Lagerung durch Mikrogelnetzwerke und ESP einzuschränken. Hierbei werden rezepturtechnische Lösungen gesucht, um Qualitätsverluste bei Speiseeis während des Transports und der Lagerung zu verhindern.
Der gemeinsame Einsatz von Mikrogelnetzwerken und eisstrukturierenden Proteinen könnte die Voraussetzungen dafür schaffen, neben der Erhaltung der Produktqualität neue zuckerreduzierte Produkte zu entwickeln und den Energieverbrauch bei der Herstellung und Lagerung von Speiseeiserzeugnissen zu senken.
Abschnittsübersicht
Fachgebiete
- Verfahrenstechnik Lebensmittel
