Faktoren/ Eigenschaften Protein, damit als Emulgator wirken kann?
Wie stabilisieren Proteine eine Emulsion? Anlagerung Fließschema
Eigenschaften eines Emulgators
pH und IEP - Wie ist dann Nettoladung des Proteins
Milchproteine vs pflanzliche Proteine
Sturktur, Fraktion, IEP, MW
Ackerbohnenprotein Zusammensetzung
Ackerbohnenprotein
Eigenschaften Legumin-ähnliche Globuline
Eigneschaften Vicilin-ähnliche Globuline
Kartoffelprotein Zusammensetzung
Kartoffelprotein
Eigenschaften Patatin
Eigenschaften Protease Inhibitoren
Eignen sich pflanzliche Proteine für die Stabilisierung von Emulsionen?
Welche Proteinfraktion überwiegt im nativen Protein? Fraktionen in Reihenfolge anordnen.
Beurteilung pflanzliche Proteine als Emulgator
Beurteilung Ackerbohnenprotein als Emulgator
Beurteilung Kartoffelprotein als Emulgator
Proteinisolat Aufreinigung/Herstellung
Proteineigenschaften nach der Gewinnung:
Ackerbohnenprotein und Kartoffelprotein
Ionenaustauschchromatographie
basiert auf
2 Arten stationäre Phase
Fallbeispiel Kartoffelprotein:
Ziel
Unterschied zu Ioneneaustauschchromatographie
Prozess Aufreinigung Kartoffelprotein
Start Kartoffelfruchtwasser
Vorklärung
Fraktionierung Kartoffelproteine
Produktcharakterisierung
Kartoffelprotein als Emulgator, wleches besser, Bsp
Def. wichtiger Kenngrößen für Emulsionen
physikalische Modifikationen:
Kräfte
Bindungen
Struktur
Ergebnis
Auswirkungen auf Emulgiereigenschaften
chemische Modifikation
Bsp, Auswirkung
Antriffspunkt
Reaktion
Reaktionsbedingungen
Auswirkungen auf Emusionseigenschafte
Biologische/ enzymatische Modifikation
Enzymkategorie
Auswirkungen auf Emulsionseigenschaften
Bildliche Darstellung der 3 Proteinmodifikationen
Fallbeispiel Ackerbohnen Protein:
Acetylierung
Prozess Hydrolysierung
Herstellungsprrozess Quorn/ Zentrat
Herstellung Mykoprotienisolat
Interessante Stoffe in Mycoprotein Stoffströmen
Stoffströme Emulgatoren und Schaumbildner
Rheologie Mykoprotein
Pickering Emulsion Def
Lernziel
Mechanismus/ wie funktioniert Pickering Emulsion?
Bild Grenzfläche Pickering Emulsion:
!Welche Faktoren beeinflussen die Stabilität von Pickering Emulsionen?
Partikelbenetzbarkeit
Partikelladung
Gewünscht/ Ungewünscht
Partikelkonzentration
gering/hoch
Partikelgröße
Partikelform
Welches Destabilisierungs-Phänomen wird duch Pickering Emulsion verhindert?
Mechanischmus wie verhinder wird
Warum Pickering stabiler als herkömmliche Emulsion?
Nachteil Pickering im Vergleich zur herkömmlichen Emulsion?
Zusammenfassung Pickering Emulsion
def
Unterschied zu Emulsionen
Grenzfläche
Einflussfaktoren
Eigenschaften stabile Pickering Emul
Herausforderung bei Pickering Emul
Welche Partikel finden Anwendung im Lebensmittelbereich?
Partikel für Pickering Emulsionen im LM-Bereich
Welche Partikel finden Anwendung im LMbereich?
Micropartikel, Nanopartikel (auch glaub ich, Rieselhilfe Siliciumoxid zB.)
Proteinbasierte Partikel: Fadenpilze, tierisch (Casein, Beta-Lactoglobulin), pflanzlich (Soja, Zein, Prolamin)
Fettbasiert: Kakaopulver, Triglyceridkristalle, Wachsartige Partikel
Polysaccharidbasierte: Stärke, Cellulose, Chititn/Chitosan
Polysaccharid-Protein-Komplexpartikel (Proteine eher lipophil, Polysacc eher hydrophil) zB. Stärke-Chitosan-Komplex
Chitin/Chitosan
was besonders?
Fallbeispiel Pickering Emulsion
Welche Partikel benutzt?
Herstellung Protein-Mikrogel
Vorteile
Zetapotential
optimaler Bereich
Oberflächenbenetzbarkeit
wann maximale Adsorptionsenergie
Adsorptionsenergie
Herausforderungen Pickering:
Lernziele:
Die Studierenden …
2. haben den Unterschied zwischen einer herkömmlichen und einer Pickering Emulsion verstanden und können diesen im Hinblick auf die Stabilitätseigenschaften erläutern
3. haben unterschiedliche Food Grade Partikel kennengelernt.
4. haben an einem Fallbeispiel kennengelernt, wie man Pickering Emulsionen anwendet.
Lernziele
5.haben Charakteristika von Partikeln kennengelernt und sind in der Lage, zu erläutern, wie sich diese auf die Emulsion auswirken. Zudem haben sie Messmethoden zur Bestimmung bestimmter Eigenschaften kennengelernt
Disperse Systeme
Disperse Phasen
Intermolekulare WW in dispersen Systemen
Elektisches Potential disperse Systeme
Clouds Def
Niedermolekulare und hochmolekulare Emulgatoren
Bsp
Clouds Hydrokolloide
Clouds Beschwerungsmittel
Strahlenoptik Lichtbrechung
Einheit der Trübung
was ist Tyndallometrie?
Trübung - Wesentliche Faktoren und visuelle Wahrnehmung
Einfluss Partikelgröße auf die Trübung
Einfluss kontinuierliche Phase auf Trübung
Konzenzration Emulsion Trübung
Wann Emulsion transparent?
Was verringert Trübung?
Einfluss Beschwerungsmittel auf Trübung
Welche Parameter beeinflussen Trübung
Gesamttrübung Photometer
Lambert-Beersches Gesetz
Partikelgrößenmessung: Light-scattering
Destabilisierungsmechanismen Emulsion
Stabilisierung: Hydrokolloid
Was für Eigenschaften/ Mechanismen braucht man
Eigenschaften Gummi Arabicum
Mit was kann man Sfc bestimmen?
wozu
Bestimmung mittels TD-NMR Schritte
Zusammenfassung:
Was sind clouds? Woraus bestehen sie?
Frauenhofer Mie und Raylight
Partikeleigenschaften Trübung
Analytikmethoden
Wieso SFC relevant?
Hydrogel def
Gelbildner, Geliermechanismus und Bindung
Reversibel?
1: Stärke
2: Gelatine
3: Pektin NV, HV
Def SRHG
stimlus responsive hydrogels
SRHG zeichne wo stimulus
Welche Stimuli können verwendet werden?
pH als Stimulus
Beispiel Pektin (NV) Anionisch
Beispiel kationisch
Wovon hängt der pKs/pKb-Wert ab? Wie kann man diesen beeinglussen?
Wie kann pH-Sensitivität beeinflusst werden?
1: Polymerauswahl
2: Grafting/ Veredelung
3: Monomere bei Polymerization mischen
4: Polymere mischen - Gel aus zwei oder mehr Polymeren
5: Bestehende funktionelle Gruppen (de-)stabilisieren
Grafting? Was ist das
Zusammengefasst:
Die pH-Sensitivität von Hydrogelen hängt maßgeblich von…
sauren oder basischen funktionellen Gruppen ab, welche pH abhängig die elektrostatischen Kräfte regeln. Auch können pH labile kovalente Bindungen eingeführt werden
Was sind Stimulus responsive hydrogels?
Was für Reize werden genutzt?
SRHG mögliche Anwendungen im LM Bereich
Thermo responsive hydrogels
Gelatin
Transistion
Composition
categrories of temperature-responsive hydrogels
mit Abkürzungen
Lower
Upper critical solution temperature
Graph von UCST und LCST
Achsen Graph
Gelling Mechanism of Thermogels
Applications in general: thermoresponsive polymers
Thermo responsive hydrogels in food industry
Stimulus responsive hydrogels in food packaging systems
Beispiel für responsive system that respond to Temperature and pH
PNIPAM mechanism
Preparation of PNIPAM
Release property of PNIPAM and PNIPAM-co-AA to Temperature and PH
1: 3D Netzwerk…
2: reagiert auf Umwelteinflüsse?
3: An Verbindungsstellen?
4: ?
5: Ja +/- I Effekt
Auf Block beantwortet
1: dann in Gelform und shrinking? insoluble
2: micro scale -LCST/UCST; -Mizwllization
macro scale: Mizellenaggregation
3: Von helikal bei steigender Temp, H-Brücken gehen auf —> dann random coil
4: responive; PNIPAM gibt weniger Primarin frei al PNIPAM AA ind Fallbeispiel
Hydrokolloide
Def
Was für Moleküle werden als Hydrokolloide benutzt?
Aufgaben?
Beispiele Hydrokolloide
Def Geliermittel und Verdickungsmittel
Konformitäten Polysaccharide
Sol-Gel-Charakterisierung
Fließverhalten
Messmethode zur Charakterisierung von Gelen
Zu kompliziert - egal
Xanthan
Xanthan Löslichkeit
Viskosität
Gelbildung
Xanthan: Einfluss pH auf Viskosität
Xanthan: Einfluss Temperatur auf Viskosität
Xanthan: Einfluss von Salzen
Galactomannan Allgemein
Arten von Galactomannan
Galactomannan Gelbildung
welches Galactomannan am besten?
Galactomannan Löslichkeit
Galactomannan Viskosität
Galactomannan
EInfluss pH auf Gelbildung
EInfluss pH auf Löslichkeit
EInfluss pH auf Viskosität
Einfluss von Salz auf
Löslichkeit
Einfluss von Temperatur auf
Def Synergismus
Geliermechanismus:
Schlüssel-Schloss-Mechanismus
Synergismus Xanthan und Galactomannan
Interaktion Xanthan und Galactomannan
Synergismus: Einflssfaktoren
Vorteile der Kombination von Xanthan und Galactomannan
Anwendung Xanthan und Galactomannan in der Lebensmitteltechnologie
besides Polysaccharide Xanthan Beta-1,4- Glucose mit Mannose Seitenkette; Galactomannan mannose beta 1,4 und Glucose SK Alpha 6,1
Gesamtwirkung größer als Summe der Einzelwirkungen
Verbesserte Textur, Viskosität, effektiver, hohe wasserbindungs und Quellfähigkeir, Stabilisierung Emulsionen
PH, Temp, Salz auf Gelbildung, Visko, Löslichkeit
Schlüssel schloss mechanismu
Rehydratisierung
Was für Probleme treten auf?
Molekulare Strukturen Pulver
Benetzbarkeit
Messmethode Benetzung
WW
Beispiel Pulver
sofortige Benetzung
sehr schlechte Benetzung
Einflussgrößen
Messung Löslichkeit
Ergebnis Löslichkeit
Beispiele gut/ geht so/ schlecht löslich
Was hat entscheidenden Einfluss auf Benetzbarkeit und Löslichkeit von Pulvern?
Unterschiedliche Quellverhalten
Stärke wdh
Quellung Stärke
warm/ kalt in Wasser
Klumpenbildung
def/ Ursachen
Bindungsarten
Reveresible und irreversible Mechanismen
Klumpenbildung?
Glasübergang
was ist das?
Glasübergangstemp
Tag abhängig von
Verklumpungskinetik
Wann glasübergang?
Lösung, Kristall, Gummi, Glass, Schmelze
Mechanismen der Klumpenbildung bei Kontakt mit Lösungsmittel:
Fischaugen-Effekt
Vermeidungsmechanismen Fischaugen
messmethode polymorphe
was wird gemessen
Prinzip
Sieben
Mixen
wie
Herausforderungen
Was auch noch möglich?
Vormischung von Pulver
Granulate
Funktionalität Pulver
Fettreif
was wird beeiträchtigt
wie feste/ gefüllte Schokolade
Analytik - Sensorik
welche Prüfung?
Ziel?
Anwedung?
Analytik - Weißheitsindex
über Zeit der Lagerung
2 Mechanismen die wichtig bei Fettreifung
Rekristallisation
Fett
Polymorphie
Feste Schokolade
Polymorphe, stabilster
Einflussfaktoren: Temperieren
Einflussfaktoren: Lagerung
Schokolade in der Industrie?
stabil/ instabil?
welcher Polymorph?
stabilster Polymorph?
Einflussfaktoren?
Temperieren:
Temps? Schritte? Polymorphe?
Analytik Mikrostruktur
Mögliche Messmethoden zur Charakterisierung der Schokoladenmikrostruktur
Messmethode zur Darstellung des veränderten Schmelzverhaltens
SEM und AFM
DSC
Fettreif Diffusion
Mechaismus
Treibende Kraft
Einflussfaktoren Diffusion:
Zusammensetzung
Prozessbedingungen
Lagerung
Welcher Mechnaismus bei Ölmigration?
Treibende Kraft bei der Schokolade?
Wie beeinglusst die Zusammensetzung die Fettmigration?
Wie kann die Migrationsrate sonst noch verringert werden?
Analytik µSAXS
Fettreif feste und gefüllte Schokolade
Bildungsmechanismen
Einflsusfaktoren Bildungsmechanismen
Analytische Methoden
Wie kann der Fettoxidation vorgebeugt werden? Denken Sie an Einflussfaktoren der Fettoxidation.
Beispiel: Autoxidation von Linolsäure
Fettoxidation – Beispiel: Autoxidation von Linolsäure
Typischer Verlauf: Radikalkettenreaktion
Sauerstoffaufnahme über Zeit
Fettoxidation – Weitere Mechanismen
Welche Antioxidantien kennen Sie und in welchen Lebensmitteln kommen diese vor?
Antioxidantien
Definition
Wirkungsmechanismen
Antioxidantien – Beispiel: Tocopherol zum Schutz von Linolsäure
Wie funktioniert?
Wo Reation?
Antioxidantien – Beispiel: Kaffee-Melanoidine in WPI-Emulsionen
Bestimmung/ Was sagen aus:
Peroxidzahl
Anisidin-Zahl
Tocopherol, Ascorbinsöure, Glutathion und Butylhydroxytoluol einordnen: hydrophil/ lipophil
Polar Paradox - Beobachtung
Polar Paradox – Theorie/ Erklärung
Cut-Off-Effekt
Für was gültig, Einflussgrößen
Cut-Off-Effekt – Theorie – Ortsbezogener Ansatz
Grenzen des Polar Paradox Cut-Off-Effekt – Theorie – diffusionsbasierte Ansatz
Abfangen von Störquellen: Chelatbildner
Was abfangen?
Mechanismus
Beispiele
Interaktion zwischen AOX
Beispiel 1
Better together! Synergismus – Redoxcycling
AOX-Zusatz in Futtermittel
Take-Home-Messages
Fettox
Ursachen
Antioxidatien
Polar Paradox
Kombination AOX
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