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6. FEI-Kooperationsforum, Bonn
Lebensmittel-Aromenaus Kapseln[24.04.2007]
Dr. Gerald Reinders, Dr. Gerhard Krammer, Dr. Ingo Reiss, Dr. Frank Ott, Dr. Wolfgang Fexer, Nicole Krauss, Stephanie van BebberAromaforschung und InnovationSymrise GmbH & Co. KG Holzminden
ÜBERBLICK
> Formuliertechnik Aromen
> Aromawahrnehmung und Freisetzung aus Lebensmitteln
> Einzelne Technologien
> Applikationen
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Formuliertechnik
flüssig (gelöst in zugelassenen Lösungsmitteln)
SprühtrocknungSprühkühlungSprühbetttrocknungWirbelschichtsprühgranulationKompaktierenExtrusion
KoazervationTauchdüsen-CoextrusionFrei-Düsen-Coextrusion
4
4
Aromawahrnehmung
Mundfülle
saftigmundwässernd
cremig
Trigeminale Reize
salzigsüß
sauerbitter
umamiGeschmack
erdigsahnig
fruchtiggrünfettig
heuigröstig
karamelligsüßlich
GeruchGeruch
Geschmack +TrigeminaleReize
Visuelle Effekte
Gedächtnis
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5
Wechselwirkungen zwischenLebensmittel und Aroma(physikalisch, biochemisch und chemisch)
Aromafreisetzungin die Gasphase
Aromawahrnehmung
Sensorischer Eindruck
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6
Vorteile eingekapselter Aromen
Optimiert für spezielle ApplikationenFärbungvisuelle EffekteMaskierung unerwünschter Gerüche und GeschmacksnotenAromaburstdefinierte Partikelgrößeenge Partikelgrößenverteilung
Optimierte HandhabbarkeitFlüssigaroma wird in feste Form überführtreduzierter Geruchfrei fließend, kein Verklebenstaubfreigeringe Wasseraktivitätreduzierte Entflammbarkeitangepasst für Mischprozesse
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Vorteile von Aromen-Formulierungen
Optimierte EigenschaftenErhaltung des Aromaprofilshöhere HaltbarkeitSteuerung der Aromafreisetzung im Prozess
Flüssigaroma ProzessführungLebensmittelherstellung
LagerungFlüssigaroma-Zusatz
ProzessführungLebensmittelherstellung
Aroma-Kapsel
Kapselherstellung Lagerung
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Morphologie von Aroma-Formulierungen
Mikrokapselmononuklear
Matrix-Partikelmultinuklear
Agglomerierte Partikel
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9
Prozesse für Matrix-Verkapselung
Wirbelschicht-
Sprüh-
granulation
Sprüh-kühlung
Kompak-tieren
Sprühtrocknung
Extrusion
Glasmatrix-- PartikelgrPartikelgrößöße e ---- Partikelform Partikelform --
-- Aromabeladung Aromabeladung ---- LLööslichkeit slichkeit --
-- OberflOberfläächenchenööl l --
Sprühbett-
Trocknung
Koazervation
Feines Pulver
AgglomeratSphärische
größere
PartikelFett-
pulver
„Slurry“mitAromakernenGroßePartikel
Echte Kapseln
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10
Aroma-Formulierungen
sprühgetrocknet
kompaktiert
Granulat(Wirbelschicht)
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Extrudat
Gelatine- oderCalciumalginat-Kapsel
Aroma-Formulierungen
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12
50 µm
Rasterelektronenmikroskopische (REM) Aufnahmen
sprühgetrocknet: Sprühbett-getrocknet:
extrudiert:Wirbelschicht-sprühgranuliert:
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Sprühtrocknung
Aromabeladung 10 – 40 % (Standard 20-25 %)Wassergehalt < 5 %Haltbarkeit 0,5 – 1 JahrTräger Maltodextrine, Gummi Arabicum, Modifizierte StärkenPartikelgröße 0,01 – 0,1 mmMorphologie PulverLöslichkeit in Wasser gut
50 µm
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Aromabeladung 2 – 40 % (typical 20-25%)Wassergehalt < 5 %Haltbarkeit 1,5 JahreTräger Maltodextrine, Gummi Arabicum, modifizierte StärkenPartikelgröße 0,03 – 0,3 mmMorphologie agglomeriertes PulverLöslichkeit schnelle Löslichkeit, auch in kaltem WasserBesonderheiten Alkoholeinkapselung
Sprühbetttrocknung
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15
Aromabeladung 20 – 25 %Wassergehalt < 5 % Haltbarkeit 2 JahreTräger Maltodextrin, Gummi Arabicum,
Zucker und ZuckeralkoholePartikelgröße 0,6 and 0,9 mm oder größerMorphologie spärische Partikel, “kleine Kügelchen”Textur hart, knusprigLöslichkeit in WasserBesonderheiten Alkoholeinkapselung
Wirbelschichtsprühgranulation
Spraying Coating Drying
Drying and Fluidising Air
Growing
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Aromabeladung 5 – 20 %Wassergehalt < 5 %Haltbarkeit 1,5 JahreTräger Maltodextrin, Gummi Arabicum, ZuckerPartikelgröße 0,4 – 3,2 mmMorphologie uneinheitliche PartikelLöslichkeit langsam in WasserBesonderheiten Kombination von Aromen mit anderen
Lebensmittelzutaten, Zusatzstoffen oderfunktionellen Inhaltsstoffen möglich
Optarome® (Symrise), Fruchtpartikel mit Aroma
Kompaktieren
Walzen
Brechen
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Aromabeladung 4 – 8 %Wassergehalt < 5% Haltbarkeit bis 4 JahreTräger Maltodextrine, StärkesirupePartikelgröße 0,6 and 1,0 mmmorphology im allgemeinen sphärisch oder stäbchenförmig
andere Formen können durch Austrittsöffnung, Spaltplattegesteuert werden
Textur sehr hart Löslichkeit gut in Wasser
Extrusion
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Aromabeladung 60 % im SlurryWassergehalt 40 % im SlurryHaltbarkeit 6 MonateTräger Gelatine, Gummi Arabicum (Hülle)Kapselgröße 0,05 – 1,0 mmMorphologie sphärische Kapseln in WasserTextur weich, 5 – 50 g BruchkraftLöslichkeit unlöslichVernetzer Tannin
Koazervation
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Aromabeladung 70 – 95 %Wassergehalt < 5 % Haltbarkeit 2 JahreTräger Gelatine, Glycerin (Hülle)Kapselgröße 1,0 – 8,0 mmMorphologie sphärische nahtlose Kapseln (Kern / Hülle)Textur 1 - 5 kg BruchkraftLöslichkeit in Wasser
Produkttypen1-2 mm (70:30 Kern:Hülle-Verhältnis)3-8 mm zum Direktverzehr (90:10) oder gecoated (sugar, chocolate, fat)
Tauchdüsen-Coextrusion (Gelatinekapseln)
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Freidüsen-Coextrusion (Alginatkapseln)
Aromabeladung 70 – 80 %Wassergehalt < 10 % Haltbarkeit 1 JahrTräger Alginate, PeKtine, Glycerin (Hülle)Kapselgröße 0,8 – 1,5 mmMorphologie sphärische nahtlose Kapseln (Kern / Hülle)Textur 0.1 – 0.3 kgLöslichkeit unlöslichHitzestabilität gut
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Haltbarkeit von Aromaformulierungen
Flüssigaromen: 1 – 1,5 Jahre, Citrus 6 Monate
Sprühgetrocknete Aromen: 1,5 Jahre, Citrus 1 Jahr
Sprühbett-getrocknete Aromen: 1,5 Jahre, Citrus 1 Jahr
Kompaktate: 1,5 Jahre, Citrus 1 Jahr
Granulate: 2 Jahre
Extrudate: 4 Jahre, Citrus 2 Jahre
Coextrudate (gefüllte Kapseln): 2 Jahre, Citrus 1 Jahr
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Kritische instabile Aromastoffe
Vanillin
Benzaldehyd
Zimtaldehyd
Methylanthranilat
Furaneol TM
Citral TM
Maltol
Ethylmaltol
Schwefelverbindungen (SH)
In Aromen wie:
Vanille
Karamell
Kakao, Schokolade
Citrus: Zitrone, Orange, Mandarine
Waldfrüchte
Exotische Früchte
Fleisch
Gewürze: Knoblauch, Zwiebel
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Anwendung formulierter Aromen (Beispiele):
Instant-Getränkepulver: sprühgetrocknet, granuliert, extrudiert (Citrus)
Teebeutel: granuliert, extrudiert
Würzmischungen (Seasonings): sprühgetrocknet, granuliert
Suppen-, Soßenpulver: sprühgetrocknet, granuliert
Dessertpulver. sprühgetrocknet, granuliert
Kaugummi: granuliert, extrudiert, coextrudierte Kapseln
Kaubonbons: granuliert, extrudiert, coextrudiert
Backmischungen, Backzutaten: sprühgetrocknet, granuliert
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Cyclodextrin C
0,00E+00
1,00E+07
2,00E+07
3,00E+07
4,00E+07
5,00E+07
6,00E+07
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200t ime / s
limonene ethyl butanoate
f lüssig C
0,00E+00
1,00E+07
2,00E+07
3,00E+07
4,00E+07
5,00E+07
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200t ime / s
limonene et hyl but anoat e
Extrudat s
0,00E+00
1,00E+07
2,00E+07
3,00E+07
4,00E+07
0 50 100 150 200time / s
limonene ethyl butanoate
Diplomarbeit, van Bebber 2007
Aromafreisetzung Orange aus Schokolade
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Kunstspeichel
Pumpe (Speicheldrüsen)
Antrieb(Kau-muskulatur)
Kneter(Zähne + Zunge)37 °C
Kammer (Mund)
Split Luft (Lunge)
Parallele Adsorption(Aroma Rezeptoren)
Ventil (Nase)
Thermodesorption,Gaschromatograph + Detektor (Gehirn)
Künstlicher Mund
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Künstlicher Mund
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27
Injektor
GC-Säule
Trennung derAromaverbindungen
Proben-Injektion
Probenname: Germacren Pfefferminz-Fr. Anwender: ber 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0
Chromato-gramm
FI-Detektor
IdentififizierungMassenspektrum
MSD
Nr. Compound Area [%]1 alpha-pinene 3,22 myrcene 1,53 1,4-cineol 2,04 eucalyptol 4,35 menthone 10,66 menthofurane 7,47 neo menthol 1,98 menthol 35,79 estragol 1,810 cis-carveol 9,111 pulegone 4,6
Report
Aroma-Analyse durch Gaschromatographie-Massenspetrometrie
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Zusammenfassung der ErgebnisseBeste Aromasysteme für Kaubonbons:
flüssig – gute Einarbeitung und Verteilung
sprühbettgetrocknet – höchste Intensität, Aroma hat wenig Wechselwirkung mitder Matrix, Kaubonbon behält weiche Konsistenz
Wirbelschichtsprühgranulat – (visueller Effekt), farbige Partikel, lang anhaltendeAromafreisetzung
Beste Aromasysteme für Schokolade:flüssig – gute Aromafreisetzung, Profilerhalt
Extrudat – (visueller Effekt), knusprig
Cyclodextrin – besonderes Freisetzungsverhalten, Aroma muss angepasst werden
“Multi-Sensation” Schokolade”, Kombination von Formuliertechniken
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Vielen Dankfür Ihre Aufmerksamkeit !