Wprowadzenie
Wiele osób uważa ciepły, kwiatowo-słodki zapach wanilii za bardzo przyjemny. Nic więc dziwnego, że wanilia jest jednym z najczęściej używanych aromatów. Prawie żadne lody, ciasto czy deser nie mogą się bez niej obejść. Z tego powodu często można go również znaleźć w ciastach i ciasteczkach.
Do pieczenia aromat ten jest najczęściej stosowany w postaci cukru waniliowego lub cukru wanilinowego. Poniżej dowiesz się, czym różnią się te dwa rodzaje cukru smakowego i jak można określić ilość waniliny w komercyjnym opakowaniu cukru waniliowego za pomocą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC).
Ogólne informacje o wanilii
Wanilia jest bardzo złożonym środkiem aromatyzującym. Do tej pory znaleziono w niej ponad 200 różnych substancji aktywnych smakowo. Głównym składnikiem smakowym lub zapachowym jest wanilina, chemicznie znana jako 4-hydroksy-3-metoksybenzaldehyd.
Czy wiesz, że? Oprócz żywności, wanilina jest również popularnym dodatkiem do kosmetyków i leków. W sumie aromatyzuje około 18 000 różnych towarów konsumpcyjnych [1].
Szacuje się, że roczne globalne zapotrzebowanie na wanilinę wynosi 15 000 ton. Jednak z ziaren wanilii (a właściwie kapsułek wanilii) można wyekstrahować tylko około 35 ton [1].
[1]. Roślina wanilii jest bardzo trudna w uprawie, a zawartość waniliny w kapsułkach wynosi zwykle mniej niż 2,5% [2].
[2]. Dlatego większość dostępnej waniliny jest wytwarzana syntetycznie lub mikrobiologicznie [1].
Cukier waniliowy czy cukier wanilinowy?
Czysta wanilina to biały proszek, który może występować w dwóch różnych formach krystalicznych: Forma I i Forma II. Forma I jest bardziej stabilna termodynamicznie i topi się w temperaturze 82°C z entalpią topnienia (ciepłem topnienia) 22,4 kJ/mol lub 147 J/g [4, 5]. W związku z tym wanilina jest również dostępna jako certyfikowany materiał referencyjny temperatury topnienia.
Zgodnie z wytycznymi BLL [3], cukier wanilinowy w Niemczech musi zawierać co najmniej 0,1 g waniliny na 8 g całkowitej zawartości bezpośrednio po produkcji, tj. 1,25%. Zawartość ta może zmniejszyć się do 0,085 g (= 1,06%) przed upływem daty ważności (lub "najlepiej spożyć przed").
Wanilina jako wzorzec temperatury topnienia
Czysta wanilina to biały proszek, który może występować w dwóch różnych formach krystalicznych: Forma I i Forma II. Forma I jest bardziej stabilna termodynamicznie i topi się w temperaturze 82°C z entalpią topnienia (ciepłem topnienia) 22,4 kJ/mol lub 147 J/g [4, 5]. W związku z tym wanilina jest również dostępna jako certyfikowany materiał referencyjny temperatury topnienia.
Rysunek 1 przedstawia wynik pomiaru DSC czystej waniliny. Zarówno ekstrapolowana temperatura początku, jak i obliczone ciepło topnienia są zgodne z wartościami teoretycznymi.
Wanilina w cukrze wanilinowym
Rysunek 2 przedstawia wynik pomiaru DSC na komercyjnie dostępnej próbce cukru wanilinowego. Ze względu na bardzo różne zakresy topnienia waniliny (ekstrapolowana temperatura początku: 81,8°C) i cukru (ekstrapolowana temperatura początku: 184,2°C), oba składniki można łatwo od siebie odróżnić.
Porównując ciepło topnienia waniliny określone w tym eksperymencie z entalpią topnienia czystej substancji, obliczono zawartość waniliny na poziomie około 1,6%.
Aby uzyskać reprezentatywny wynik, pobrano łącznie 10 próbek z saszetki cukru wanilinowego i zmierzono ilość próbki od 5,1 mg do 6,1 mg (nie pokazano tutaj). Średnia zawartość waniliny wynosiła ok. 1,86%, czyli nawet nieco więcej niż wymagana minimalna zawartość.
Wnioski
Jeśli charakterystyczne efekty składników mieszaniny są wystarczająco daleko od siebie i nie wchodzą ze sobą w żaden związek, tak że powiązane temperatury i powierzchnie pików mogą być obliczane niezależnie, DSC może być wykorzystane do oszacowania odpowiednich zawartości poprzez porównanie z danymi dla czystych materiałów.
Pomimo niskiej zawartości waniliny w cukrze wanilinowym (< 2%), jej ilość jest wystarczająca, aby nadać ciastu lub ciasteczkom pożądany smak.