Introduktion
Mange mennesker synes, at den varme, blomstersøde duft af vanilje er meget behagelig. Det er derfor ikke underligt, at vanilje er en af de mest anvendte smagsstoffer. Næsten ingen is, wienerbrød eller dessert kan undvære den. Derfor finder man den også ofte i kager og småkager.
Til bagning anvendes denne smagsgiver for det meste i form af vaniljesukker eller vanillinsukker. I det følgende kan du læse, hvordan de to aromatiserede sukkertyper adskiller sig fra hinanden, og hvordan mængden af vanillin i en kommerciel vaniljesukkerpakke kan bestemmes ved hjælp af Differential Scanning Calorimetry, DSC.
Generelle oplysninger om vanilje
Vanilje er en meget kompleks smagsgiver. Indtil videre har man fundet mere end 200 forskellige smagsaktive stoffer i den. Den vigtigste smags- eller duftkomponent er vanillin, kemisk kendt som 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyd.
Vidste du det? Ud over fødevarer er vanillin også et populært tilsætningsstof til kosmetik og medicin. I alt krydrer det omkring 18.000 forskellige forbrugsvarer [1].
Den årlige globale efterspørgsel efter vanillin anslås til at være 15.000 tons. Der kan dog kun udvindes ca. 35 tons fra vaniljestænger (faktisk vaniljekapsler)
[1]. Vaniljeplanten er meget udfordrende at dyrke, og vanillinindholdet i kapslerne er normalt mindre end 2,5 % [2].
[2]. Derfor er det meste af den tilgængelige vanillin syntetisk eller mikrobiologisk produceret [1].
Vaniljesukker eller vanillinsukker?
Ren vanillin er et hvidt pulver, der kan forekomme i to forskellige krystalformer: Form I og Form II. Form I er den mere termodynamisk stabile og smelter ved 82 °C med en smelteentalpi (smeltevarme) på 22,4 kJ/mol eller 147 J/g [4, 5]. Som sådan er vanillin også tilgængeligt som et certificeret referencemateriale for Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltetemperatur.
I henhold til BLL-retningslinjen [3] skal vanillinsukker i Tyskland indeholde mindst 0,1 g vanillin pr. 8 g samlet indhold umiddelbart efter produktionen, dvs. 1,25 %. Dette indhold kan reduceres til 0,085 g (= 1,06 %) ved udløbsdatoen (eller "bedst før"-datoen).
Vanillin som smeltepunktsstandard
Ren vanillin er et hvidt pulver, der kan forekomme i to forskellige krystalformer: Form I og Form II. Form I er den termodynamisk mest stabile og smelter ved 82 °C med en smelteentalpi (smeltevarme) på 22,4 kJ/mol eller 147 J/g [4, 5]. Derfor er vanillin også tilgængeligt som et certificeret referencemateriale for Smeltetemperaturer og entalpierEt stofs fusionsenthalpi, også kendt som latent varme, er et mål for den energitilførsel, typisk varme, der er nødvendig for at omdanne et stof fra fast til flydende tilstand. Et stofs smeltepunkt er den temperatur, hvor det skifter tilstand fra fast (krystallinsk) til flydende (isotropisk smelte).smeltetemperatur.
Figur 1 viser resultatet af en DSC-måling på ren vanillin. Både den ekstrapolerede begyndelsestemperatur og den beregnede smeltevarme er i god overensstemmelse med de teoretiske værdier.
Vanillin i vanillinsukker
Figur 2 viser resultatet af en DSC-måling på en kommercielt tilgængelig vanillinsukkerprøve. På grund af de meget forskellige smelteintervaller for vanillin (ekstrapoleret begyndelsestemperatur: 81,8 °C) og sukker (ekstrapoleret begyndelsestemperatur: 184,2 °C) kan de to komponenter let skelnes fra hinanden.
Ved at sammenligne smeltevarmen for vanillin bestemt i dette eksperiment med smelteenthalpien for det rene stof beregnes et vanillinindhold på ca. 1,6 %.
For at få et repræsentativt resultat blev der udtaget i alt 10 prøver fra en pose med vanillinsukker og målt med en prøvemængde på mellem 5,1 mg og 6,1 mg (ikke vist her). Den gennemsnitlige andel af vanillin var på ca. 1,86%, dvs. endda lidt højere end det krævede minimumsindhold.
Konklusion
Hvis de karakteristiske effekter af komponenterne i en blanding er langt nok fra hinanden og ikke indgår i nogen forbindelse med hinanden, så de tilknyttede temperaturer og topområder kan beregnes uafhængigt, kan DSC bruges til at estimere de respektive indhold ved at sammenligne med dataene for de rene materialer.
På trods af den lave andel af vanillin i vanillinsukker (< 2 %) er mængden tilstrækkelig til at give kagen eller småkagerne den ønskede smag.