Mehr als Stabilisatoren

Dipl.-Ing. Ralf Ungerer

Cellulose ist der Hauptbestandteil von pflanzlichen Zellwänden und damit das am häufigsten vorkommende natürliche Polymer der Erde. Das homogene, unverzweigte Polysaccharid ist aus mehreren Hundert bis Zehntausend Molekülen b-D-Glucose aufgebaut, die durch 1-4-b-glykosidische Bindungen miteinander verknüpft sind. In Wasser und den meisten organischen Lösemitteln ist Cellulose von Haus aus unlöslich. Durch Modifikationen lassen sich aber lösliche Cellulosederivate herstellen. Dabei können durch Auswahl des Celluloserohstoffs, Modifikationsart und -grad, Löslichkeit, Viskositätsentwicklung, Gelierkraft, Geliertemperatur, Oberflächenaktivität und eine Vielzahl weiterer Eigenschaften eingestellt werden.

Bei der Herstellung von Methylcellulose (MC) und Hydroxypropylmethylcellulose (HPMC) werden Wasserstoffatome der Hydroxylgruppen durch Methyl- bzw. Hydroxypropylgruppen ersetzt. Hierzu wird die Cellulose zunächst in heißer alkalischer Lösung „aktiviert“ und anschließend in einer Substitutionsreaktion umgesetzt. Je Glucose-Einheit können theoretisch maximal drei Hydroxylgruppen ersetzt werden. In einem solchen Fall würde man von einem Substitutionsgrad (DS) von 3,0 sprechen. Typische Werte aus der Praxis liegen jedoch bei einem DS von 1,3 bis 2,6. Alternativ kann auch der Gehalt an Substituenten in Prozent zur Klassifizierung der Cellulose-ether herangezogen werden. Anhand des erreichten Substitutionsgrades lassen sich die Produkte in verschiedene Gruppen mit ähnlichen Eigenschaften zusammenfassen.

Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie sind vor allem folgende Eigenschaften von Vivapur MC und Vivapur HPMC von Interesse:

Die bei höheren Temperaturen einsetzende Gelbildung ist eine spezifische Eigenschaft von MC und HPMC. Werden MC- oder HPMC-Lösungen erhitzt, bildet sich ab einer typenspezifischen Temperatur ein Gel. Bei einer anschließenden Abkühlung löst sich das Gel wieder auf. Dieser Vorgang ist vollständig reversibel und kann mehrfach wiederholt werden, ohne dass sich die Eigenschaften der Lösung oder des Gels verändern. Durch den Einsatz von MC und HPMC lassen sich beispielsweise Garverluste reduzieren oder die Formstabilität und der Zusammenhalt von erhitzten Lebensmitteln verbessern. Beide optimieren die Thermostabilität von Lebensmitteln in einzigartiger Weise.

Vivapur MC und Vivapur HPMC steigern die Viskosität von wässrigen Lösungen. In Abhängigkeit vom Vivapur-Typ reicht die Viskositätsspanne von 5 bis 100 000 mPas (Konzentration von 2 %). Aufgrund ihrer kohäsiven Eigenschaften verfügen MC und HPMC in gelöster Form über ein ausgezeichnetes Bindevermögen. Sie eignen sich deshalb für alle Arten von Formprodukten wie vegetarische Burger oder Kartoffelprodukte. Durch die reversible thermale Gelierung wird die Bindung im erhitzten Zustand nochmals verbessert. Dadurch ist es beispielsweise möglich, bindende Rezepturbestandteile wie Eiprodukte durch Vivapur MC oder Vivapur HPMC zu ersetzen. In glutenfreien Backwaren übernehmen beide die bindenden Eigenschaften des Klebers.

Vivapur MC und Vivapur HPMC zeichnen sich durch eine extrem starke Wasserrückhaltung aus. Das heißt, sie erhöhen die Ausbeute und verlängern die Frischhaltung. Ein anderer wichtiger Aspekt ist die sehr gute Eignung als Filmbildner. Die mit ihr einhergehende Barrierefunktion verhindert u. a. das Eindringen von Fetten beim Frittieren oder das Austrocknen beim Erhitzen. Beim Einsatz von MC und HPMC in Panaden oder Kroketten nutzt man diese Barrierefunktion aus.

Vivapur MC und Vivapur HPMC sind in der Lage, die Oberflächenspannung herabzusetzen. Dadurch erhöhen sie die Stabilität von Emulsionen und verbessern die Aufschlagfähigkeit beispielsweise von geschäumten Desserts oder Eiscreme. Eine weitere Stärke von MC und HPMC ist die hohe pH-Stabilität. Beide können in einem pH-Bereich von 2 bis 13 eingesetzt werden. Im Gegensatz zu anderen Hydrokolloiden sind die Vivapur-Produkte daher in pH-sensiblen Applikationen wesentlich unkritischer. Außerdem weisen sie durch ihren nichtionischen Charakter eine ausgeprägte Stabilität gegenüber Salzen auf.

Cellulosederivate wie Vivapur MC und Vivapur HPMC haben in der Regel keinen Einfluss auf Geschmack, Geruch und Aroma der Lebensmittel. Durch ihre metabolische Stabilität erhöhen sie nicht den Brennwert der Lebensmittel und ermöglichen somit die Herstellung von sensorisch hervorragenden, kalorienreduzierten Lebensmitteln. Ferner zeichnen sich MC und HPMC durch eine ausgezeichnete Gefrier- bzw. Taustabilität aus. Sie binden frei werdendes Synäresewasser und verhindern die Bildung grober Eiskristalle.

Vivapur MC und Vivapur HPMC sind ohne Höchstmengenbeschränkung für den Einsatz in Lebensmitteln zugelassen (quantum satis). Ausgenommen sind lediglich unbehandelte und solche Lebensmittel, die nach dem Willen des Gesetzgebers nicht durch Zusatzstoffe verändert werden sollen. Beide Produkte gelten als unbedenklich, ein ADI-Wert wurde nicht festgelegt.

Vivapur Methylcellulose wird mit E461 oder unter den Klassennamen Geliermittel, Stabilisator, Überzugsmittel und Verdickungsmittel deklariert. Die Deklaration von Vivapur Hydroxypropylmethylcellulose erfolgt als E464 oder unter den Klassennamen Emulgator, Füllstoff, Stabilisator und Verdickungsmittel. Gleichzeitig gelten beide Produkte als Ballaststoffe und tragen damit zur ernährungsphysiologischen Wertigkeit bei.

JRS hat 14 verschiedene Typen von Vivapur MC und Vivapur HPMC im Programm. Diese Typenvielfalt deckt ein breites Spektrum von spezifischen Eigenschaften ab. Gemeinsamkeit aller Vivapur-Typen ist eine außergewöhnlich hohe Stabilität unter verschiedensten Prozessbedingungen. Durch ihre Multifunktionalität können mit den Vivapur-Produkten nahezu alle Stabilisierungsaufgaben in unterschiedlichsten Applikationen abgedeckt werden.

Halle 8, Stand L55

Online-Info www.dei.de/1109400