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Fettreif - © Svenja Reinke/TUHH

Hamburger Forscher röntgen Schokoloade

Forscher von DESY und TUHH röntgen Schokolade und zeigen in ihrer Studie Wege gegen den unerwünschten weißen Fettreif. Unterstützung von Nestlé

Eine Röntgenuntersuchung bei DESY kann die Qualität von Schokolade verbessern. Die Studie liefert neue Einblicke in die Entstehung des unerwünschten Fettreifs, der sich gelegentlich als weiße Schicht auf der Schokolade ablagert. “Der Fettreif ist zwar völlig harmlos, führt aber durch Ausschuss und Reklamationen zu Millionenschäden in der Lebensmittelindustrie”, erläutert die Hauptautorin der Studie, Svenja Reinke von der Technischen Universität Hamburg-Harburg (TUHH). “Trotzdem weiß man bisher relativ wenig über die Entstehungsprozesse.” Das Team von TUHH, DESY und vom Lebensmittelkonzern Nestlé stellt seine Erkenntnisse im Fachjournal “Applied Materials and Interfaces” der American Chemical Society vor.

Wie entsteht Fettreif?

Fettreif kann sich bilden, wenn flüssiges Fett, beispielsweise aus der Kakaobutter, aus dem Inneren der Schokolade an die Oberfläche wandert und dort kristallisiert. “Das kann zum Beispiel geschehen, wenn flüssige Schokolade unkontrolliert abkühlt und sich instabile Kristallformen bilden. Aber auch bei Zimmertemperatur ist ein Viertel der Schokoladenfette bereits flüssig”, erklärt Reinke. Flüssige Füllungen oder Anteile wie beispielsweise Nougat beschleunigen die Entstehung von Fettreif.

Ziel: Konsumentenbeschwerden vorbeugen

Je länger die Schokolade liegt, desto mehr Zeit hat das Fett, durch die Schokolade zu wandern. Daher werden die weiße Flecken oft als Zeichen für alte Schokolade empfunden. “Obgleich der Fettreif keinen Verderb des Produkts im eigentlichen Sinne darstellt, kann die damit einhergehende optische Beeinträchtigung zu einer großen Anzahl an Konsumentenbeschwerden führen”, betont Prof. Stefan Palzer vom Lebensmittelkonzern Nestlé. “Fettreif ist daher nach wie vor einer der wichtigsten Qualitätsdefekte in der Süßwarenindustrie.”

Dynamische Prozesse erstmals dokumentiert

Der genaue Ablauf dieser Prozesse war bisher noch nicht bekannt, die Studie ergänzt damit frühere Untersuchungen zur Kristallstruktur im Fettreif. “Zum ersten Mal konnten wir die dynamischen Mechanismen, die zur Bildung des Fettreifs führen, im Detail direkt verfolgen”, erläutert DESY-Forscher Dr. Stephan Roth, Leiter der Messstation P03 an PETRA III, an der die Versuche stattfanden. “Die verwendete Methode, die Röntgenkleinwinkelstreuung, ist genau auf derartige Echtzeituntersuchen und auf die Beobachtung der Änderungen der Struktur durch das Öl angepasst. Die gemeinsame Studie liefert uns wertvolle Informationen, wie wir Strukturänderungen in derartigen ‚alltäglichen‘ Mehrkomponentensystemen untersuchen können.”

Konkrete Hilfe für die Lebensmittelindustrie

Die Beobachtungen liefern der Lebensmittelindustrie konkrete Ansatzmöglichkeiten, um den Fettreif zu reduzieren. “Eine Konsequenz wäre beispielsweise, die Porösität der Schokolade bei der Herstellung zu begrenzen, damit das Fett langsamer wandert”, erläutert Reinke. “Eine weitere ist die Begrenzung des Flüssigkeitsanteils durch eine kühle, allerdings nicht zu kalte Lagerung. 18 Grad Celsius sind ideal.” Schokolade reagiert sehr empfindlich auf Temperaturschwankungen. “Wenige Grade machen einen großen Unterschied”, betont Reinke. “Bei 5 Grad ist im Prinzip die Kakaobutter fest, ab etwa 36 Grad flüssig.” Darüber hinaus spielt die Kristallform in der Schokolade eine wichtige Rolle. “Kakaobutter kristallisiert in sechs verschiedenen Kristallformen”, erläutert Reinke. “Der Flüssiganteil hängt auch von der Kristallform ab.” Auch über eine Kontrolle der Kristallisation können Hersteller die Fettreifbildung beeinflussen.

Nestlé-Forschungsleiter Palzer. “Die mit modernster analytischer Technologie in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Hamburg Harburg und dem Team des Deutschen Elektronen-Synchrotrons gewonnenen Erkenntnisse bilden somit die Grundlage für die Entwicklung geeigneter Verfahren zum Vermeiden eines der wichtigsten Qualitätsdefekte in der Lebensmittelindustrie.”
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Quelle und weitere Informationen:
Originalarbeit: Tracking structural Changes in Lipid Based Multicomponent Food Materials due to Oil Migration by microfocus Small-Angle X-ray scattering; Svenja K. Reinke, Stephan V. Roth, Gonzalo Santoro, Josélio Vieira, Stefan Heinrich, Stefan Palzer; “ACS Applied Materials and Interfaces”, 2015; DOI: 10.1021/acsami.5b02092

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