Inleiding
Veel mensen vinden de warme, bloemig-zoete geur van vanille erg aangenaam. Het is dan ook geen wonder dat vanille een van de meest gebruikte smaken is. Bijna geen ijs, gebak of dessert kan zonder. Daarom is het ook vaak te vinden in cakes en koekjes.
Voor het bakken wordt deze smaakmaker meestal gebruikt in de vorm van vanillesuiker of vanillinesuiker. Lees hieronder hoe de twee soorten gearomatiseerde suiker van elkaar verschillen en hoe de hoeveelheid vanilline in een commerciële verpakking van vanillesuiker kan worden bepaald met behulp van Differential Scanning Calorimetry, DSC.
Algemene informatie over Vanille
Vanille is een zeer complexe smaakstof. Tot nu toe zijn er meer dan 200 verschillende smaakactieve stoffen in gevonden. De belangrijkste smaak- of geurcomponent is vanilline, chemisch bekend als 4-hydroxy-3-methoxybenzaldehyde.
Wist je dat? Naast voedsel is vanilline ook een populair additief voor cosmetica en medicijnen. In totaal geeft het smaak aan ongeveer 18.000 verschillende consumptiegoederen [1].
De jaarlijkse wereldwijde vraag naar vanilline wordt geschat op 15.000 ton. Er kan echter maar ongeveer 35 ton uit vanillebonen (eigenlijk vanillecapsules) worden gehaald.
[1]. De vanilleplant is moeilijk te kweken en het vanillinegehalte van de capsules is meestal minder dan 2,5% [2].
[2]. Daarom is het grootste deel van de beschikbare vanilline synthetisch of microbiologisch geproduceerd [1].
Vanillesuiker of vanillesuiker?
Pure vanilline is een wit poeder dat in twee verschillende kristalvormen kan voorkomen: Vorm I en Vorm II. Vorm I is thermodynamisch stabieler en smelt bij 82 °C met een smeltenthalpie (fusiehitte) van 22,4 kJ/mol of 147 J/g [4, 5]. Als zodanig is vanilline ook beschikbaar als gecertificeerd referentiemateriaal voor de Smelttemperaturen en -getallenDe enthalpie van fusie van een stof, ook wel latente warmte genoemd, is een maat voor de energie-input, meestal warmte, die nodig is om een stof om te zetten van vaste naar vloeibare toestand. Het smeltpunt van een stof is de temperatuur waarbij de toestand verandert van vast (kristallijn) naar vloeibaar (isotroop smeltpunt). smelttemperatuur.
In overeenstemming met de BLL-richtlijn [3] moet vanillinesuiker in Duitsland onmiddellijk na productie ten minste 0,1 g vanilline per 8 g totaalgehalte bevatten, d.w.z. 1,25%. Dit gehalte mag dalen tot 0,085 g (= 1,06%) tegen de vervaldatum (of "ten minste houdbaar tot").
Vanilline als smeltpuntstandaard
Pure vanilline is een wit poeder dat in twee verschillende kristalvormen kan voorkomen: Vorm I en Vorm II. Vorm I is thermodynamisch stabieler en smelt bij 82 °C met een smeltenthalpie (fusiehitte) van 22,4 kJ/mol of 147 J/g [4, 5]. Als zodanig is vanilline ook beschikbaar als gecertificeerd referentiemateriaal voor smelttemperaturen.
Figuur 1 toont het resultaat van een DSC-meting op pure vanilline. Zowel de geëxtrapoleerde begintemperatuur als de berekende smeltwarmte komen goed overeen met de theoretische waarden.
Vanilline in vanillinesuiker
Figuur 2 toont het resultaat van een DSC-meting op een in de handel verkrijgbaar vanillinesuikermonster. Door de zeer verschillende smeltbereiken van vanilline (geëxtrapoleerde aanvangstemperatuur: 81,8°C) en suiker (geëxtrapoleerde aanvangstemperatuur: 184,2°C), kunnen de twee componenten gemakkelijk van elkaar onderscheiden worden.
Door vergelijking van de smeltwarmte voor vanilline bepaald in dit experiment met de enthalpie van smelting voor de pure stof, wordt een vanillinegehalte van ongeveer 1,6% berekend.
Om een representatief resultaat te verkrijgen, werden in totaal 10 monsters genomen uit een zakje vanillinesuiker en gemeten met een monsterhoeveelheid tussen 5,1 mg en 6,1 mg (hier niet getoond). Het gemiddelde vanillinegehalte was ongeveer 1,86%, dus zelfs iets hoger dan het vereiste minimumgehalte.
Conclusie
Als de karakteristieke effecten van de componenten van een mengsel ver genoeg uit elkaar liggen en niet met elkaar in verband staan, zodat de bijbehorende temperaturen en piekoppervlakken onafhankelijk kunnen worden berekend, kan DSC worden gebruikt om de respectieve gehaltes te schatten door vergelijking met de gegevens voor de pure materialen.
Ondanks het lage aandeel vanilline in vanillinesuiker (< 2%), is de hoeveelheid voldoende om de cake of koekjes de gewenste smaak te geven.