Egal, ob es darum geht bunte Akzente in mehrschichtigen Desserts zu setzen oder würziges Bärlaucharoma in Backwaren einzubringen: Mikroskopisch kleine Kapseln helfen dabei, natürliche Farb- und Aromastoffe in Lebensmitteln zu bewahren. Eine Schutzschicht umhüllt die wertgebenden Stoffe. Das ausgeklügelte Prinzip, welches dahinter steht, ist die Mikroverkapselung. Mit ihr werden feste oder flüssige Aktivstoffe homogen in ein Trägermaterial eingebunden, beispielsweise in eine Zucker-Stärke Matrix. Auf diese Weise entstehen Produkte, in denen Extrakte vor Verdunstung, Oxidation und Lichteinfluss geschützt sind. Im Wasser erzeugen sie eine stabile Emulsion – „Schicht für Schicht“ bleiben so die Farbschattierungen im Joghurt erhalten.
Zusammen mit Trägermaterialen werden die dispergierten Zutaten thermisch behandelt, beispielsweise in einer Wirbelschicht oder mittels Sprühtrocknung. Fast immer ist heiße Luft dabei im Spiel, durch die Partikel verwirbelt werden. In diesem Zustand sind die einzelnen Partikel rundum zugänglich. Über das Eindüsen von Flüssigkeiten lassen sich Verfahren wie Granulation, Agglomeration, Coating oder Mikroverkapselung realisieren. Neben Wasser werden so auch Vitamine, Fett oder Lecithin auf die Partikel aufgebracht. Das Ergebnis ist ein Pulver, in welchem die funktionelle Substanz von einer nur 0,1 bis 500 Mikrometer dicken Schicht ummantelt ist. Mit der Agglomeration lassen sich Eigenschaften wie Porosität, Schüttdichte, Staubanteil und Löslichkeit exakt einstellen. Beim Coating erfolgt dagegen eine Filmbildung in mehreren Schichten, bei der die Partikel eine homogene, stabile Hülle erhalten. Die Kombination aus Sprühtrocknung und Agglomeration wiederum ermöglicht es, Produkte mit optimalen Instanteigenschaften herzustellen wie etwa Currypulver. Aufgrund seines hohen Fettanteils schlecht löslich, lässt es sich als instantisiertes Pulver in heißem Wasser schnell und klumpfrei zubereiten.
Die Methoden leisten Hilfestellung bei der Herstellung unzähliger Produkte, etwa um Vitamine und Mineralstoffe in Fruchtsäften gleichmäßig zu verteilen oder Geschmackstoffe in Trockenmischungen sicher durch den Produktionsprozess zu bugsieren. Eingehüllt in Stärke können Fruchtaromen in Instant-Tees monatelang unbeschadet überleben. Erst im wärmenden Heiß- oder erfrischenden Kaltgetränk wird das Aroma freigesetzt und sorgt für Genuss in der Tasse. Ein Coating mit pflanzlichen Fetten maskiert dem gegenüber den metallischen oder adstringierenden Geschmack von Mineralstoffen. Bei Instant-Suppen ermöglicht es eine kontinuierliche Aroma-Freisetzung, wodurch die Produkte für längere Zeit servierbereit bleiben, ohne an Geschmack zu verlieren. Bei Backpulver steuert es die Funktionalität, sodass sie nur bei einer bestimmten Temperatur einsetzt.
Moderne Verkapselungstechniken erlauben es Lebensmittelunternehmen nicht nur die ernährungsphysiologischen und technologischen Eigenschaften ihrer Getränke, Süßigkeiten, Cerealien und Snacks zu verbessern. Sie ermöglichen auch vollkommen neue Geschmackserlebnisse. Wie das serielle Schmecken. Der Clou: Die Aromen werden „Step by Step“ aus ihren Mikrokapseln, die den Geschmack transportieren, freigegeben. Ein amerikanischer Aromaspezialist hat z. b. einen Knusperriegel entwickelt, der drei Geschmacksrichtungen nacheinander entfaltet. Dem ersten Biss, der nach Orange schmeckt, folgen beim Weiterkauen Waldfrucht und Banane. Angesichts solcher Entwicklungen dürfte sich das Spielfeld für die Lebensmittelproduzenten zukünftig noch weiter vergrößern. Aktuell wird in vielen Projekten in der Lebensmittelindustrie das Potenzial noch kleinerer Inhaltsstoffe untersucht. Die Forscher wollen wissen, wie sich diese nutzen lassen, um die Haltbarkeit von Lebensmitteln zu verlängern. Dabei nutzen sie aus, dass sich mit abnehmender Partikelgröße die physikalischen und chemischen Eigenschaften verändern. Unter anderem nimmt die Lichtstreuung ab, so dass sich neue farbliche Eigenschaften ergeben. Außerdem nimmt die Oberfläche im Verhältnis zum Volumen zu, was die Partikel stärker reagieren lässt. Ein Ergebnis ihrer Arbeit: Mit einer nur wenige Nanometer dicken Beschichtung lässt sich die Haltbarkeit von Fleisch, Käse, Obst oder Süßwaren verlängern – eine Schutzglocke für die Frische im Nanokosmos.
