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Rückblick GEFTA Jahrestagung 1999

Einfluß der Phasenlage auf Lösungswärme und Mouthfeeling einiger Zuckeraustauschstoffe

K. Gehrich, H.K. Cammenga

Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, TU Braunschweig,
Hans-Sommer-Straße 10, 38106 Braunschweig, e-mail: agcammenga@tu-bs.de


Zucker und Zuckeraustauschstoffe können in verschiedenen amorphen und kristallinen (polymorphen und pseudopolymorphen) Phasen auftreten. Für die Süßwarenindustrie ist die Kenntnis der relativen Stabilität und der Lösungsenthalpien dieser Phasen von großer Bedeutung, damit die Süßwaren lagerstabil sind und beim Verzehr keine unerwünschten Wärmetönungen auf der Zunge hervorgerufen werden. Von den Zuckeraustauschstoffen Erythrit, Xylit, Mannit, Sorbit, Lactit und Maltit wurden die Lösungsenthalpien und die Schmelzenthalpien für die verschiedenen Phasen gemessen.

Wie nach der Theorie zu erwarten war, sind die Lösungsenthalpien der kristallinen Phasen in Wasser positiv und die der amorphen Phasen, bzw. die Mischungsenthalpien der unterkühlten Schmelzen, negativ.

Mit den gemessenen Lösungsenthalpien bzw. Schmelzenthalpien lassen sich dann jeweils für die verschiedenen Phasen der Zuckeraustauschstoffe quantitative Energieschemata aufstellen, aus denen ihre relative Stabilität zueinander entnommen werden kann.

Vergleicht man die Energiedifferenzen zwischen den Phasen, die zum einen aus der Differenz der Schmelzwärmen und zum anderen aus der Differenz der Lösungswärmen berechnet werden können, so ergeben sich zwei Folgerungen:

  • Die Phasenlage läßt sich aus den Schmelzwärmen meistens qualitativ richtig ermitteln; nur die Energie von Sorbit-Hydrat wird zu hoch erhalten, und es resultiert eine falsche Phasenabfolge.
  • Wenn die Phasen nicht einen unterschiedlichen Gehalt an Kristallwasser haben und wenn ihre Schmelztemperaturen dicht genug beieinander liegen (d.h. der Einfluß der Wärmekapazitäten vernachlässigbar ist), können die Energiedifferenzen auch quantitativ zumindest in der richtigen Größenordnung errechnet werden. Allerdings läßt sich aus der Kenntnis der Schmelzwärme allein naturgemäß keine Aussage über den Energiegehalt amorpher Phasen machen.
Die gemessenen Lösungsenthalpien bestätigen und quantifizieren darüber hinaus die sensorische Beobachtung, daß kristalline Zuckeraustauschstoffe, vor allem die Hydrate, auf der Zunge einen kalten und amorphe einen warmen Eindruck hervorrufen.

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