Εισαγωγή
Πολλοί άνθρωποι βρίσκουν το ζεστό, λουλουδάτο-γλυκό άρωμα της βανίλιας πολύ ευχάριστο. Δεν είναι επομένως περίεργο που η βανίλια είναι ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα αρώματα. Σχεδόν κανένα παγωτό, γλυκό ή επιδόρπιο δεν μπορεί να κάνει χωρίς αυτήν. Για το λόγο αυτό, μπορεί επίσης να βρεθεί συχνά σε κέικ και μπισκότα.
Για τη ζαχαροπλαστική, το άρωμα αυτό χρησιμοποιείται κυρίως με τη μορφή ζάχαρης βανίλιας ή ζάχαρης βανιλίνης. Στη συνέχεια, διαβάστε πώς διαφέρουν οι δύο τύποι αρωματισμένης ζάχαρης και πώς μπορεί να προσδιοριστεί η ποσότητα βανιλλίνης σε μια συσκευασία ζάχαρης βανίλιας του εμπορίου με τη βοήθεια της διαφορικής θερμιδομετρίας σάρωσης, DSC.
Γενικές πληροφορίες για τη βανίλια
Η βανίλια είναι ένας πολύ σύνθετος αρωματικός παράγοντας. Μέχρι στιγμής, έχουν βρεθεί σε αυτήν περισσότερες από 200 διαφορετικές γευστικές δραστικές ουσίες. Το κύριο συστατικό γεύσης ή αρώματος είναι η βανιλλίνη, χημικά γνωστή ως 4-υδροξυ-3-μεθοξυβενζαλδεΰδη.
Το γνωρίζατε Εκτός από τα τρόφιμα, η βανιλλίνη είναι επίσης ένα δημοφιλές πρόσθετο για καλλυντικά και φάρμακα. Συνολικά, αρωματίζει περίπου 18.000 διαφορετικά καταναλωτικά αγαθά [1].
Η ετήσια παγκόσμια ζήτηση για βανιλλίνη εκτιμάται σε 15.000 τόνους. Ωστόσο, μόνο περίπου 35 τόνοι μπορούν να εξαχθούν από τους κόκκους βανίλιας (στην πραγματικότητα κάψουλες βανίλιας)
[1]. Η καλλιέργεια του φυτού βανίλιας είναι πολύ δύσκολη και η περιεκτικότητα των καψακίων σε βανιλλίνη είναι συνήθως μικρότερη από 2,5%.
[2]. Ως εκ τούτου, το μεγαλύτερο μέρος της διαθέσιμης βανιλλίνης παράγεται συνθετικά ή μικροβιολογικά [1].
Ζάχαρη βανίλιας ή ζάχαρη βανιλίνης
Η καθαρή βανιλλίνη είναι μια λευκή σκόνη που μπορεί να εμφανιστεί σε δύο διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές: Μορφή Ι και Μορφή ΙΙ. Η μορφή Ι είναι η θερμοδυναμικά σταθερότερη και λιώνει στους 82°C με ενθαλπία τήξης (θερμότητα τήξης) 22,4 kJ/mol ή 147 J/g [4, 5]. Ως εκ τούτου, η βανιλλίνη διατίθεται επίσης ως πιστοποιημένο υλικό αναφοράς θερμοκρασίας τήξης.
Σύμφωνα με την κατευθυντήρια γραμμή BLL [3], η ζάχαρη βανιλλίνης στη Γερμανία πρέπει να περιέχει τουλάχιστον 0,1 g βανιλλίνης ανά 8 g συνολικής περιεκτικότητας αμέσως μετά την παραγωγή, δηλαδή 1,25%. Η περιεκτικότητα αυτή μπορεί να μειωθεί σε 0,085 g (= 1,06%) μέχρι την ημερομηνία λήξης (ή "καλύτερης διατηρησιμότητας").
Βανιλλίνη ως πρότυπο σημείου τήξης
Η καθαρή βανιλλίνη είναι μια λευκή σκόνη που μπορεί να εμφανιστεί σε δύο διαφορετικές κρυσταλλικές μορφές: Μορφή Ι και Μορφή ΙΙ. Η μορφή Ι είναι η θερμοδυναμικά σταθερότερη και λιώνει στους 82°C με ενθαλπία τήξης (θερμότητα τήξης) 22,4 kJ/mol ή 147 J/g [4, 5]. Ως εκ τούτου, η βανιλλίνη διατίθεται επίσης ως πιστοποιημένο υλικό αναφοράς θερμοκρασίας τήξης.
Στο Σχήμα 1 παρουσιάζεται το αποτέλεσμα μιας μέτρησης DSC σε καθαρή βανιλλίνη. Τόσο η προεκτιμώμενη θερμοκρασία έναρξης όσο και η υπολογιζόμενη θερμότητα τήξης βρίσκονται σε καλή συμφωνία με τις θεωρητικές τιμές.
Βανιλλίνη σε ζάχαρη βανιλλίνης
Στο Σχήμα 2 απεικονίζεται το αποτέλεσμα μιας μέτρησης DSC σε ένα δείγμα ζάχαρης βανιλλίνης που διατίθεται στο εμπόριο. Λόγω των πολύ διαφορετικών περιοχών τήξης της βανιλλίνης (αναμενόμενη θερμοκρασία έναρξης: 81,8°C) και της ζάχαρης (αναμενόμενη θερμοκρασία έναρξης: 184,2°C), τα δύο συστατικά μπορούν εύκολα να διακριθούν μεταξύ τους.
Μέσω της σύγκρισης της θερμότητας τήξης της βανιλλίνης που προσδιορίστηκε σε αυτό το πείραμα με την ενθαλπία τήξης της καθαρής ουσίας, υπολογίζεται περιεκτικότητα βανιλλίνης περίπου 1,6%.
Για να ληφθεί ένα αντιπροσωπευτικό αποτέλεσμα, ελήφθησαν συνολικά 10 δείγματα από ένα σακουλάκι ζάχαρης βανιλλίνης και μετρήθηκαν με ποσότητα δείγματος μεταξύ 5,1 mg και 6,1 mg (δεν παρουσιάζονται εδώ). Η µέση αναλογία βανιλλίνης ήταν περίπου 1,86%, δηλαδή ελαφρώς υψηλότερη από την απαιτούµενη ελάχιστη περιεκτικότητα.
Συμπέρασμα
Εάν οι χαρακτηριστικές επιδράσεις των συστατικών ενός μείγματος απέχουν αρκετά μεταξύ τους και δεν συνδέονται μεταξύ τους, έτσι ώστε οι σχετικές θερμοκρασίες και οι περιοχές κορυφής να μπορούν να υπολογιστούν ανεξάρτητα, η DSC μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση των αντίστοιχων περιεκτικοτήτων μέσω σύγκρισης με τα δεδομένα για τα καθαρά υλικά.
Παρά το χαμηλό ποσοστό βανιλλίνης στη ζάχαρη βανιλλίνης (< 2%), η ποσότητα είναι αρκετή για να προσδώσει στο κέικ ή στα μπισκότα την επιθυμητή γεύση.