Klaus Koehler, Pernille Borre Arskog, Ji Hoong Too
Benötigte man bisher eine weiße Farbe mit hohem Lichtbrechungsindex und höchster Deckkraft, blieben nur künstliche Farben auf Basis von Titandioxid. In Zeiten, in denen immer mehr Verbraucher infolge eines höheren Gesundheitsbewusstseins natürliche Inhaltsstoffe bevorzugen, stellen immer mehr Lebensmittelproduzenten von künstlichen auf natürliche Farben um. Nur im Falle der Farbe Weiß war das schwierig. Händeringend wurde nach einer natürlichen Alternative zu titandioxidhaltigen Farben gesucht. Und die Suche war erfolgreich: Die Farbspezialisten von Chr. Hansen haben ein natürliches Weiß ohne Titandioxid entwickelt: CapColors White 100 WSS-P. Es basiert auf Calciumcarbonat.
Calciumcarbonat ist in Europa bereits als Lebensmittelfarbe (E170) zugelassen. Natcol, die Vereinigung für natürliche Lebensmittelfarben, hat es als natürliche Farbe eingestuft. In den USA kann Calciumcarbonat als Überzugsmittel eingesetzt werden, seine Einstufung als Lebensmittelzutat läuft.
Das von der Lebensmittelindustrie geforderte Weiß wird von Farbschattierung und Reinheit des Farbtons sowie von der Deckkraft oder Lichtundurchlässigkeit beeinflusst. Die Farbschattierung und Reinheit des Farbtons wird vom Kristallgitter bestimmt, während die Deckkraft oder Lichtundurchlässigkeit von der Teilchenstruktur beeinflusst wird. Während das Kristallgitter für das ausgewählte Pigment charakteristisch ist, kann die Teilchenstruktur in der Produktrezeptur optimiert werden. Lichtundurchlässigkeit ist ein Maß dafür, wie ein Pigmentüberzug die Oberfläche verdeckt. Sie hängt von der Fähigkeit des Überzugs ab, Licht zu absorbieren und zu streuen. Je mehr Licht gestreut wird, desto höher ist die Lichtundurchlässigkeit. Es gibt einige Faktoren, die die Lichtundurchlässigkeit beeinflussen. Hauptfaktor ist der Lichtbrechungsindex (BI), der die Fähigkeit einer Substanz erfasst, Licht zu beugen. Der Unterschied zwischen dem Lichtbrechungsindex des Pigments und dem des Mediums, in dem es aufgelöst wird, ergibt den Trübungseffekt. Da Titandioxid über einen sehr hohen Lichtbrechungsindex verfügt, wird es als Trübungsmittel eingesetzt. In der Rutil-Kristallform verfügt Titandioxid über einen BI von 2,76, während es in der Anatas-Kristallform einen BI von 2,55 aufweist. Calciumcarbonat hat einen BI von 1,58, also einen geringeren Lichtbrechungsindex als Titandioxid. Dieser Wert ist pigmentspezifisch und konstant. Es gibt aber noch andere Faktoren, die die Lichtundurchlässigkeit und damit die Deckkraft eines Pigmentüberzugs beeinflussen.
Die Teilchengröße des Pigmentes ist ein Faktor, der bei der Lichtundurchlässigkeit eine wichtige Rolle spielt. Wenn die Teilchengröße sinkt, nimmt die gesamte Oberfläche einer gegebenen Materialmenge zu. Daher steigen das Reflexionsvermögen und die Lichtstreuung. Allerdings nimmt die Lichtstreuung nur bis zu einer bestimmten Teilchengröße zu. Fällt letztere weiter, sinkt auch die Lichtstreuung. An diesem Wendepunkt – so eine Faustregel – ist die Teilchengröße kleiner als die Hälfte der Wellenlänge des zu streuenden Lichts. Jede weitere Abnahme der Teilchengröße führt zu mehr Lichtdurchlässigkeit.
