Durch Mikroverkapselung lassen sich Rohstoffe sehr gut schützen und optimieren. Heute sind die Verfahren so ausgereift, dass sich die Reaktionen mit der Umgebung gezielt steuern lassen. Raps setzt dafür neben der Wirbelschichttechnologie auch das Luftgleitschichtverfahren ein. Die Einsatzgebiete für die so behandelten Rohstoffe sind sehr vielfältig: Von Süßwaren, Backwaren, Fleischprodukten, Molkereiprodukten, TK-Produkten oder ausgefallenen Würzungen lassen sich Produkteigenschaften exakt einstellen. So können Anwender mithilfe der Mikroverkapselung beispielsweise die Aromenfreisetzung gezielt steuern und sogar in zeitlicher Abfolge einsetzen. Das ermöglicht ausgefallene Geschmackserlebnisse und besondere Produkteigenschaften.
Besonders interessant ist die Mikroverkapselung von Aromen in sogenannten Flavocaps: Hier kann exakt definiert werden, ob diese ihr Inneres bereits beim ersten Biss, während des Kauens, oder auch erst beim Herunterschlucken freigeben. Besondere Effekte können Lebensmittelhersteller mit ihnen erzielen, wenn gegensätzliche Aromen und Geschmacksrichtungen eingesetzt werden.
Sowohl die Haltbarkeit als auch die technologischen Eigenschaften von Rohstoffen während der Verarbeitung können mithilfe der Mikroverkapselung beeinflusst werden. Ein häufiges Problem ist die Hygroskopizität bestimmter Inhaltsstoffe, allen voran Zucker. Hier lässt sich erreichen, dass weniger Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft angezogen wird. In farbintensiven Würzungen hingegen kann eine ganz andere Herausforderung gelöst werden: Häufig bluten die Farbstoffe aus und beeinträchtigen die Optik der Produkte. Auch dies kann eine Mikroverkapselung verhindern.
Diese Verfahren können auch die Wirksamkeit und Qualität von festen und flüssigen bioaktiven Inhaltsstoffen verbessern. So kann ein funktionelles Coating Vitamine vor Oxidation schützen. Gleichzeitig dient die Mikroverkapselung dazu, bioaktive Wirkstoffe kontrolliert freizusetzen. Probiotische Kulturen lösen sich beispielsweise erst im Darm aus ihrer Schutzhülle und bleiben auf ihrem Weg durch das saure Milieu des Magens unversehrt.
Bewährte Wirbelschichttechnologie
Die Wirbelschichttechnologie lässt sich beispielsweise dazu nutzen, Gewürzprodukte streufähig zu halten und mit bestimmten Eigenschaften zu versehen. Bei diesem Verfahren wird konditionierte, filtrierte Luft über eine Lochplatte am Boden in die Prozesskammer gesaugt. Dort wird das streufähige Trägermaterial verwirbelt, während gleichzeitig mit dem Luftstrom eine Zweistoffdüse den Hilfsstoff auf die Vorlage aufsprüht. Wird ein Trägerstoff mit atomisiertem Fett besprüht, rekristallisieren die Fetttröpfchen auf der Oberfläche und bilden einen geschlossenen Film – dabei können auch mehrere Beschichtungen nacheinander aufgetragen werden. Auch wässrige Systeme können eingesetzt werden, dann ist noch ein Trocknungsprozess erforderlich.
Mit der Wirbelschichttechnologie lassen sich Korngrößenspektren von 100 bis 2000 μm homogen ummanteln. Für alle Komponenten, die deutlich kleiner oder größer sind, setzt Raps das Luftgleitschichtverfahren ein. Letzteres wird beispielsweise genutzt, wenn sehr feine Tee- oder Kräuterpartikel ummantelt werden müssen, oder wenn größere und dazu noch sehr ungleichmäßig geformte Rohstoffe veredelt werden sollen.
Schonende Verarbeitung
Vor allem heterogene und grobstückige Materialien erfordern eine schonende Verarbeitung. Mithilfe des Luftgleitschichtverfahrens lassen sich selbst großflächige Stücke wie Tomaten- oder Paprikachips coaten oder sehr ungleichmäßig geformte Partikel wie beispielsweise Paniermehle. Das Produktbett wird wie auf einem Luftkissen äußerst schonend umgewälzt. Auf diese Weise lassen sich auch sehr empfindliche Komponenten schonend verkapseln. Der Gleiteffekt wird durch einen Luftstrom erzeugt, der über Lamellen im Uhrzeigersinn in die Prozesskammer strömt. Das Trägermaterial bewegt sich sanft in dieselbe Richtung und dreht sich zusätzlich um sich selbst. Die mittig zwischen den Lamellen sitzende Düse ermöglicht, unterschiedliche Funktionen in einem Arbeitsschritt zu kombinieren, ohne dass der Prozess durch eine Anpassung des Equipments unterbrochen werden muss. Selbst größere Granulate mit einem Durchmesser von bis zu 12 mm sowie Agglomerate oder Pre-Blends unterschiedlichster Rohstoffe lassen sich entmischungsfrei ummanteln.
Wirtschaftlicher Rohstoffeinsatz
Mithilfe der Mikroverkapselung lässt sich die Dosierung bestimmter Rohstoffe und Zutaten verringern. Gerade bei Salz ist das nicht nur wirtschaftlich, sondern entspricht auch den Forderungen zahlreicher Gesundheitsorganisationen. Werden bei der Herstellung von Backwaren verkapselte Salzkörner eingesetzt, die im Teig inhomogen verteilt werden und sogenannte Salz-Spots bilden, hat der Verbraucher dasselbe Geschmacksempfinden wie bei einem normal gesalzenen Produkt – aber bei 20 % weniger Salz.
Auch der Einsatz von Sorbinsäure lässt sich reduzieren, wenn sie mikroverkapselt wird. Notwendig ist sie, um Backwaren sicherer und haltbarer zu machen. Herkömmliche Sorbinsäure jedoch hemmt die Hefefermentation in Backwaren und verlangsamt den Gärungsprozess, deshalb werden entweder mehr Backtriebmittel eingesetzt, oder die Fermentationszeit wird verlängert um eine lockere Krume zu erreichen. Die mikroverkapselte CT-Sorbinsäure dagegen löst sich erst nach der Fermentation des Teigs auf. Deshalb kann Hefe um fast 30 %, Kalziumpropionat sogar um fast 40 % geringer dosiert werden, ohne dass die Teig- oder Produkteigenschaften leiden. Gleichzeitig kommt es zu weniger Staubbildung, der Teig ist weniger klebrig und leicht reproduzierbar. Ganz gleich ob Pizza, Hefekuchen oder Weißbrot – die Produkte bleiben länger frisch und schmecken deutlich weniger nach Hefe.
Die optimale Kombination von Produkt und Coatingmaterial wird zunächst auf einer Pilotanlage getestet. Anwender können dabei einerseits auf eine Vielzahl von Coatingprodukten zurückgreifen, die Raps selbst entwickelt und produziert hat oder andererseits individuelle Verkapselungen maßschneidern lassen. Für das Coating kommen hydrophobe Stoffe wie Wachs oder pflanzliche Fette zum Einsatz und natürlich hydrophile Materialien, beispielsweise Maltodextrine und Stärke. Bei den wasserlöslichen Stoffen erfolgt die Versiegelung des Trägerstoffes durch gleichzeitiges Besprühen mit Pulver und Bindungströpfchen. Dadurch entsteht eine Wasserbrücke auf der Oberfläche der Vorlage, die das gleichmäßige Aushärten und Trocknen der ersten Schicht ermöglicht. Weitere Schichten lassen sich dann sukzessive im Zwiebelprinzip aufbringen.
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