Backpulver

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Backpulver ist eine feste Mischung, die als chemisches Treibmittel in Backwaren verwendet wird. Es kann aus einer Reihe von Materialien bestehen, enthält jedoch normalerweise Backpulver (Natriumbicarbonat, NaHCO3), Weinstein (Kaliumbitartrat, C4H5KO6) und Maisstärke. (Eine Base, eine Säure bzw. ein Füllstoff.) Backpulver wird hergestellt, indem diese Feststoffe erzeugt, in einzigartigen Anteilen kombiniert und dann in die Verpackung überführt werden. Die Rezepturen für Backpulver wurden erstmals Mitte des 19. Jahrhunderts entwickelt und haben sich seitdem kaum verändert.

Hintergrund

Um die endgültigen Eigenschaften von Backwaren zu verändern, werden den Rezepturen Backtriebmittel wie Backpulver oder Hefe zugesetzt. Ein Treibmittel ist ein Stoff, der unter bestimmten Bedingungen Kohlendioxid (CO2) freisetzt. Dadurch entstehen Gasblasen im Teig, die ihn ausdehnen. Beim Backen des Produkts entstehen Lufteinschlüsse, die zu leichten und knusprigen Speisen führen. Backpulver wird im Allgemeinen Hefe vorgezogen, da es viel schneller Blasen bildet. Hefeteig braucht zwischen zwei und drei Stunden zum Aufgehen. Das Backen von Pulverteig dauert etwa 15 Minuten.

Backpulver ist ein weißer Feststoff, der normalerweise aus drei Komponenten besteht, darunter eine Säure, eine Base und einen Füllstoff. Wenn dem Backpulver Wasser zugesetzt wird, lösen sich die trockene Base und die Säure zu einer Lösung auf. In dieser Form reagieren die Verbindungen, um Kohlendioxidblasen zu erzeugen, jedoch variiert die Menge an Kohlendioxid, die durch diese Reaktion erzeugt wird. Backpulver bestimmt die endgültige Textur des Lebensmittels und kann den Geschmack, die Feuchtigkeit und die allgemeine Schmackhaftigkeit beeinflussen.

Verlauf

Die Entwicklung von Backpulvern begann mit der Entdeckung von Carbonatmaterialien. Eines der ersten Karbonate war Kali (Kaliumkarbonat, K2CO3), ein Material, das aus Holzaschen gewonnen wurde. Im 18. Jahrhundert hatte sich die Kaliproduktion zu einem bedeutenden Wirtschaftszweig entwickelt. Amerikanische Kolonien exportierten riesige Mengen nach England, wo es von Glasfabriken und Seifenherstellern verwendet wurde.

Die Nützlichkeit von Kali für die Backindustrie wurde in den 1760er Jahren entdeckt. Vor dieser Zeit mussten Bäcker den Teig lange Zeit von Hand kneten, um die richtige Menge Luft durchzumischen. Für Rezepte, die Sauerteig erforderten, wurde Perlasche (konzentriertes Kali) hinzugefügt, um den sauren Geschmack auszugleichen. Zufällig fanden Bäcker heraus, dass diese Teigsorten schnell aufgingen. Offensichtlich reagierte die Perlasche mit den natürlichen Säuren im Sauerteig zu Kohlendioxidgas. Diese Entdeckung revolutionierte die Backindustrie.

Im Laufe der Zeit wurden Holzquellen in England knapp und man suchte nach anderen Karbonatquellen. 1783 veranstaltete die Französische Akademie der Wissenschaften einen Wettbewerb für Erfinder, die ein Verfahren zur Umwandlung von Salz (Natriumchlorid, NaCl) in Soda (Natriumcarbonat, Na2CO3) entwickeln konnten. Dieser Wettbewerb wurde 1791 von Nicolas LeBlanc gewonnen. Dabei wurde Salz mit Schwefelsäure, Kohle und Kalkstein zu Soda umgesetzt. Die Soda wurde von Bäckereien als Treibmittel getestet und als gleichwertig mit Pottasche befunden. Backpulver wurde bald darauf aus Sodaasche gewonnen und zur Linderung von Magensäure verwendet. Die überragenden Treibeigenschaften dieses Materials wurden in den 1830er Jahren von amerikanischen Bäckereien entdeckt. Es veröffentlicht Der Ammoniakprozess von Solvay. Gas schneller und der Nachgeschmack war nicht so bitter wie Soda.

Eine weitere wichtige Entwicklung in Amerika war die Entwicklung von Kaliumbicarbonat (CHKO3) von Natha Read im Jahr 1788. Er hängte Klumpen von Perlglanz über fermentierender Melasse. Dadurch wurde das Kaliumcarbonat in Kaliumbicarbonat umgewandelt. Leider führte dieses Verfahren zu einem weniger zuverlässigen Treibmittel im Vergleich zu dem in Europa hergestellten. Im Jahr 1834 entwickelte Dr. Austin Church ein anderes Verfahren zur Herstellung von Backpulver aus Sodaasche. Dieses Produkt wird noch heute unter dem Namen Arm &Hammer vertrieben.

In den 1860er Jahren führten verschiedene Unternehmen andere Zutaten in ihre Backpulverformeln ein und verkauften sie als Backpulver. Diese Zutaten verhielten sich in Rezepten kontrollierter. Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Carbonat- und Säuremischungen als Backpulver verkauft. Am beliebtesten sind heute Mischungen aus Natriumbicarbonat und Weinsäure.

Rohstoffe

Wie vorgeschlagen, sind die Hauptkomponenten eines Backpulvers eine Trockensäure, eine Base und ein Füllstoff. Jedes dieser Materialien kann einen erheblichen Einfluss auf die Textur und den Geschmack des Endprodukts haben.

Die am häufigsten verwendete trockene Basis in Backpulvern ist Backpulver, auch Natriumbicarbonat genannt. Es ist ein wasserlösliches weißes kristallines Material und produziert selbst Kohlendioxid, wenn es über 122°F (50°C) erhitzt wird. Neben der Verwendung beim Backen wird es auch bei der Herstellung von Brausesalzen in der Medizin zur Vorbeugung von Magenübersäuerung und in verschiedenen Arten von Feuerlöschern verwendet.

Die Art der Säure, die in einer Backpulverformel verwendet wird, ist vielfältiger. Die ersten Backpulver verwendeten Weinstein, eine pulverisierte Säure. Es reagierte schnell und musste schnell in den Ofen geschoben werden, sonst war das Gas verbraucht. Dieses Material war perfekt für Produkte wie Pfannkuchen oder Muffins. Heute werden in kommerziellen Backpulvern vier Hauptsäuren verwendet, darunter Monocalciumphosphat (CaHO4P), saures Natriumpyrophosphat (H2Na207P2), Natriumaluminiumphosphat (H304P) und Natriumaluminiumsulfat (NaAl08S2). Monocalciumphosphat ist eine schnell reagierende Säure, die innerhalb von drei Minuten nach Zugabe zu Backpulver eine große Menge Gas freisetzt. Dies ist etwa doppelt so schnell wie bei anderen Säuren. Saures Natriumpyrophosphat ist eine langsamer reagierende Säure und wird in gekühlten Biskuitteigrezepten verwendet. Natriumaluminiumphosphat und Natriumaluminiumsulfat sind ebenfalls langsam reagierende Säuren, die beim Erhitzen Gas erzeugen. Obwohl diese Verbindungen verwendet werden, bevorzugen die meisten Bäcker aluminiumfreie Backpulver aufgrund des unangenehmen Geschmacks, den das Aluminium in der Backware verursachen kann.

Der dritte Hauptbestandteil von Backpulvern ist ein inerter Füllstoff. Die häufigste davon ist Maisstärke. Die Maisstärke hat drei Zwecke. Erstens hilft es, das Produkt trocken und leicht fließend zu halten. Ohne sie könnten sich Behälter mit Backpulver verbinden und eine große Masse bilden. Zweitens hält es die Säuren und Basen getrennt und verhindert, dass sie während der Lagerung reagieren. Schließlich fügt es dem Pulver Volumen hinzu, um es einfacher zu messen und zu standardisieren.

Design

Es stehen zwar verschiedene Backpulver zur Verfügung, die jedoch alle grundlegende Standards erfüllen und nahezu identische Mengen an Kohlendioxid erzeugen. Der grundlegende Unterschied zwischen allen Typen ist die Reaktionszeit. Es gibt zwei Kategorien von Backpulvern:einfachwirkend und doppeltwirkend.

Einfachwirkende Backpulver entwickeln sofort den größten Teil ihres Gases, wenn sie mit einer Flüssigkeit vermischt werden. Sie werden nach der Art der verwendeten Säure klassifiziert. Diejenigen, die Weinstein und Weinsäure (C4H606) enthalten, entwickeln schnell Gas, wenn sie mit Backpulver und einer Flüssigkeit gemischt werden. Diese Teige müssen schnell gekocht werden, sonst werden sie flach. Langsamere einfachwirkende Backpulver sind Phosphatbackpulver, die entweder Calciumphosphat (Ca3O8P2) oder Dinatriumpyrophosphat (H2Na2O7P2) enthalten. Aluminiumsulfat (AI2012S3)-Pulver reagieren bei Raumtemperatur langsamer, geben dem Teig jedoch einen bitteren Geschmack.

Die meisten handelsüblichen Backpulver sind doppelt wirkend. Das bedeutet, dass beim Vermischen mit einer Flüssigkeit zunächst eine geringe Gasmenge freigesetzt wird. Die primäre Gasentwicklung tritt auf, wenn der Teig während des Kochens erhitzt wird. Diese Arten von Pulvern ermöglichen, dass ein Teig über lange Zeiträume in einem ungebackenen Zustand belassen wird. Doppeltwirkende Backpulver haben oft zwei Säuren, eine, die sofort reagiert und eine, die beim Erhitzen reagiert.

Eine weniger häufig verwendete dritte Art von Backpulver ist Bäcker-Ammoniak. Es ergibt ein leichtes, luftiges Produkt, kann aber bei unsachgemäßer Anwendung einen Ammoniakgeschmack verleihen. Es wird am besten bei der Herstellung von flachen Keksen verwendet und hilft, den Ammoniakgeruch während des Kochens zu zerstreuen.

Der Herstellungsprozess

Backpulver wird in einem Batch-Prozess hergestellt und umfasst die Herstellung der Komponentenrohstoffe, das Mischen und die Verpackung.

Herstellung von Rohstoffen

• 1 Die Herstellung von Backpulver beginnt mit der Herstellung von Natriumcarbonat. Das als Solvay-Ammoniak-Verfahren bekannte Verfahren wurde erstmals 1861 entwickelt. Bei diesem Verfahren werden Ammoniak und Kohlendioxid in einem Absorptionsturm durch eine Salzwasserlösung (NaClH2) geleitet. Dies führt zu einer Verbindung namens Ammoniumbicarbonat (CH5NO3), die mit dem Salz reagiert, um rohe Natriumbicarbonatkristalle und Ammoniumchlorid (ClH4N) zu erzeugen.
• 2 Die Bicarbonatkristalle werden mit Vakuumfiltern oder Zentrifugen herausgefiltert. Sie werden dann mit Wasser gewaschen, um jegliches restliche Chlorid zu entfernen. Der resultierende Feststoff wird dann dem Kalzinierungsvorgang zugeführt. Hier wird das Material erhitzt und mit Kohlendioxid umgesetzt, um Natriumcarbonat oder Soda-Asche zu erzeugen.
• 3 Die Soda wird gelöst, mit Kohlensäure versetzt und gekühlt, was zu kristallisiertem Natriumbicarbonat führt. Dieses feste Bicarbonatmaterial ist von einem reineren Konzentrat als das intermediäre Bicarbonat, das früher im Verfahren gebildet wurde. Es wird dann auf Trockner gelegt, um die meiste Feuchtigkeit zu entfernen. Das Produkt wird durch Metallsiebe geleitet, um die gewünschte Partikelgröße zu erreichen, und zur Lagerung in Fässer gefüllt.
• 4 Die feste Säure vieler Backpulver ist Weinsäure. Dieses Material wird aus Kaliumhydrogentartrat hergestellt, einem Abfallprodukt bei der Weinherstellung. Das Kaliumhydrogentartrat wird zunächst gereinigt und in Calciumtartrat umgewandelt. Mit Schwefelsäure wird das Calciumtartrat zu Calciumsulfat und Weinsäure hydrolysiert. Diese Materialien werden dann getrennt und die resultierende Weinsäure wird gereinigt und getrocknet.

Mischen der Pulver

• 5 Das Natriumbicarbonat, Weinsäure und Maisstärke werden in einen Mischbereich überführt. Compounder gießen die entsprechende Menge jedes Feststoffs in Mischbehälter. Diese Mischer haben große Klingen aus rostfreiem Stahl, die die Pulver gründlich zu einer einzigen, homogenen Mischung kombinieren. Dieses Material wird dann durch Vakuumschläuche zur Füllmaschine transportiert.

Abfüllen und Verpacken

• 6 Das Backpulver wird in einen abgedeckten Trichter gegeben und in die gewünschte Packung dosiert. Backpulver werden je nach Hersteller unterschiedlich verpackt. Für den Heimgebrauch wird es normalerweise in einer Dose von 4 oder 10 oz (113 oder 264 g) verkauft. Restaurants können Backpulver in 5 oder 10 lb (2,3 oder 4,5 kg) schweren Metalldosen bekommen. Industrielle Bäckereien kaufen es in 50 oder 100 lb (23 oder 45 kg) Faserkartons. Das Befüllen erfolgt typischerweise durch einen schnellen Karussellfüller, der eine bestimmte Menge Backpulver in die Verpackung drückt, die dann versiegelt wird. Die versiegelten Behälter werden in Kartons verpackt und auf Paletten gestapelt. Die Paletten werden auf Lastwagen oder Eisenbahnwaggons umgeschlagen und an lokale Lebensmittelgeschäfte oder gewerbliche Bäckereien geliefert.

Qualitätskontrolle

Um die Qualität jeder Charge von Backpulver zu gewährleisten, überwachen die Hersteller das Produkt in jeder Produktionsphase. Die Ausgangsrohstoffe werden verschiedenen physikalischen und chemischen Tests unterzogen, um festzustellen, ob sie zuvor festgelegten Spezifikationen entsprechen. Zu den getesteten Eigenschaften gehören pH-Wert, Aussehen und Dichte. Auch das fertige Produkt wird getestet. Üblicherweise werden die Partikelgröße sowie die mikrobiologischen Eigenschaften des Pulvers überprüft.

Die Zukunft

Während sich Backpulver in den letzten 100 Jahren kaum verändert hat, suchen die Hersteller immer wieder nach neuen Wegen, um höhere Gewinne zu erzielen. Die Backpulver der Zukunft können mit verschiedenen Zutaten gemischt werden, um den Geschmack zu verbessern. Sie können auch speziell für bestimmte Teigarten formuliert werden, um Eigenschaften wie Gasentwicklungsgeschwindigkeit, Restgeschmack oder einfaches Mischen hervorzuheben. Sicherlich werden die Hersteller in Zukunft kostengünstigere Produktionsverfahren finden.