Введение
Многие люди находят теплый, цветочно-сладкий аромат ванили очень приятным. Поэтому неудивительно, что ваниль - один из самых часто используемых ароматизаторов. Без нее не обходится ни одно мороженое, кондитерское изделие или десерт. По этой причине ее также часто можно встретить в тортах и печенье.
Для выпечки этот ароматизатор чаще всего используется в виде ванильного сахара или ванилина. Ниже вы узнаете, чем отличаются эти два вида ароматизированного сахара и как можно определить количество ванилина в упаковке ванильного сахара с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии, ДСК.
Общие сведения о ванили
Ваниль - очень сложный ароматизатор. На сегодняшний день в ней обнаружено более 200 различных вкусоароматических веществ. Основным вкусовым или ароматическим компонентом является ванилин, химически известный как 4-гидрокси-3-метоксибензальдегид.
Знаете ли вы? Помимо продуктов питания, ванилин также является популярной добавкой для косметики и лекарств. В общей сложности он ароматизирует около 18 000 различных потребительских товаров [1].
Ежегодный мировой спрос на ванилин оценивается в 15 000 тонн. Однако из ванильных бобов (фактически капсул ванили) можно извлечь лишь около 35 тонн
[1]. Выращивать ваниль очень сложно, а содержание ванилина в капсулах обычно составляет менее 2,5 %
[2]. Поэтому большая часть доступного ванилина производится синтетическим или микробиологическим путем [1].
Ванильный сахар или сахар с ванилином?
Чистый ванилин - это белый порошок, который может существовать в двух различных кристаллических формах: Форма I и Форма II. Форма I является более термодинамически стабильной и плавится при 82°C с энтальпией плавления (теплотой слияния) 22,4 кДж/моль или 147 Дж/г [4, 5]. Поэтому ванилин также доступен в качестве сертифицированного эталонного материала с температурой плавления.
В соответствии с директивой BLL [3], ванильный сахар в Германии должен содержать не менее 0,1 г ванилина на 8 г общего содержания сразу после производства, т.е. 1,25%. К дате истечения срока годности (или "best-before") это содержание может уменьшиться до 0,085 г (= 1,06 %).
Ванилин как стандарт температуры плавления
Чистый ванилин - это белый порошок, который может существовать в двух различных кристаллических формах: Форма I и Форма II. Форма I является более термодинамически стабильной и плавится при 82°C с энтальпией плавления (теплотой слияния) 22,4 кДж/моль или 147 Дж/г [4, 5]. Поэтому ванилин также доступен в качестве сертифицированного эталонного материала для определения температуры плавления.
На рисунке 1 показан результат измерения ДСК чистого ванилина. Как экстраполированная температура начала плавления, так и рассчитанная теплота плавления находятся в хорошем согласии с теоретическими значениями.
Ванилин в ванилиновом сахаре
На рисунке 2 показан результат измерения ДСК на образце коммерческого сахара с ванилином. Благодаря совершенно разным диапазонам плавления ванилина (экстраполированная температура начала плавления: 81,8°C) и сахара (экстраполированная температура начала плавления: 184,2°C), эти два компонента можно легко отличить друг от друга.
Путем сравнения теплоты плавления ванилина, определенной в этом эксперименте, с энтальпией плавления чистого вещества, было рассчитано содержание ванилина около 1,6%.
Для получения репрезентативного результата из пакетика ванильного сахара было взято в общей сложности 10 образцов и измерено количество образца от 5,1 мг до 6,1 мг (здесь не показано). Средняя доля ванилина составила примерно 1,86 %, т. е. даже немного выше требуемого минимального содержания.
Заключение
Если характерные эффекты компонентов смеси достаточно далеки друг от друга и не вступают в связь друг с другом, так что соответствующие температуры и площади пиков могут быть рассчитаны независимо, ДСК может быть использована для оценки соответствующего содержания путем сравнения с данными для чистых материалов.
Несмотря на низкую долю ванилина в ванильном сахаре (< 2%), его количества достаточно для придания торту или печенью желаемого аромата.