Auf dem Bakers’ Day 2026 widmete sich Frida Köning, Projektleiterin am ttz Bremerhaven, den Kristallisationsvorgängen in Backwaren. Was im ersten Moment nach reiner Grundlagenphysik klingen mag, entpuppte sich als hochrelevanter Hebel für die Produktionspraxis. Anschaulich schlug sie die Brücke von der molekularen Theorie direkt in den Backbetrieb und regte das Publikum mit diesem Perspektivwechsel zu einer lebhaften Fachdiskussion an.
Backwaren bestehen aus zahlreichen Komponenten, die kristallin oder in anderen Aggregatzuständen vorliegen können. Hierzu zählen insbesondere Stärke, Zucker, Salz, Fette und (bei TK-Produkten) Wasser in Form von Eis. Das Kristallisationsverhalten dieser Stoffe entscheidet maßgeblich über die maschinelle Verarbeitbarkeit der Rohwaren und die sensorische Qualität der Endprodukte.
Die Praxis liefert dafür täglich konkrete Beispiele: Die Retrogradation von Stärke nach dem Backprozess beruht auf der Rekristallisation von Amylose und Amylopektin und ist der Haupttreiber für das Altbackenwerden. Bei Ziehmargarinen definieren Fettkristalle die Festigkeit und das Verhalten beim Laminieren. Sie entscheiden darüber, ob die Fettschichten reißen oder sich optimal ausbilden. Auch bei gefrorenen Teiglingen kann das unkontrollierte Wachstum von Eiskristallen das Klebergerüst schädigen, was zum Breitlaufen der Gebäcke beim Backen führt.
Das verbindende Element: All diese Phänomene folgen denselben thermodynamischen Prinzipien. Wer die zugrundeliegenden Mechanismen der Kristallisation versteht, kann dieses Wissen branchenübergreifend nutzen, um Rezepturen und Prozessführungen proaktiv anzupassen und Qualitätsschwankungen gezielt vorzubeugen.
Zwei wesentliche Gesetzmäßigkeiten stehen dabei im Fokus:
- Zeitverzögerte Strukturbildung: Kristalle entstehen bei Unterschreiten des Schmelzpunktes oder in übersättigten Lösungen. Dieser Vorgang geschieht nicht schlagartig, da die Moleküle Zeit für die Neuanordnung benötigen. Aus diesem Grund härten Margarinen nach und Brotkrumen werden während der Lagerung kontinuierlich fester.
- Strukturwachstum und thermodynamische Stabilität: Kristalle wachsen im Zeitverlauf zu komplexen Netzwerken heran, welche die Produkttextur direkt definieren. Dieser Prozess setzt sich fort, bis der thermodynamisch stabilste Zustand erreicht ist.
Um diese Vorgänge präzise zu verfolgen, nutzt das ttz Bremerhaven analytische Methoden, wie Fluoreszenz- und Polarisationsmikroskopie, dynamische Differenzialkalorimetrie (DSC) und Texturanalysen. Das Ziel ist stets applikationsspezifisch: Soll die Kristallisation beschleunigt, verzögert oder gänzlich unterbunden werden?
Die Steuerung im Betrieb erfolgt prozessseitig primär über eine exakte Temperaturführung, den gezielten Einsatz von Kristallisationskeimen (Animpfen) oder mechanische Texturierung (z. B. Kneten von Fetten). Rezepturseitig lässt sich durch die intelligente Auswahl der Rohstoffe eingreifen – etwa mit schnell kristallisierenden Fetten für formstabile Margarinen oder kristallisationshemmenden Komponenten für eine langanhaltende Krumensoftness.
Der Vortrag bündelte die Erkenntnisse aus 15 Jahren angewandter Forschung am ttz Bremerhaven unter der Koordination von Dr. Julien Huen, Kompetenzfeldmanager Analytik zur Prozessoptimierung. Frida Köning demonstrierte eindrucksvoll den gemeinsamen Nenner dieser vielfältigen Industrieprojekte: Die gezielte Steuerung von Kristallisationsvorgängen ist kein theoretisches Konstrukt, sondern ein mächtiges Werkzeug zur nachhaltigen Qualitätsoptimierung in der Backwarenproduktion.
Fettkristalle lassen sich sowohl über Fluoreszenz- als auch über Polarisationsmikroskopie beobachten (links: rot = Fettkristalle, grün = flüssiges Öl; rechts: hell = Kristalle, dunkel = kein kristallines Material).
Beide Aufnahmen zeigen denselben Probenausschnitt. Quelle: ttz Bremerhaven
Foto oben: ttz Bremerhaven
Kontakt:
Dr. Julien Huen
Leiter Kompetenzfeld Analytik
0471 80934-241
