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Der Glanz von Perlen

Der Natur abgeschaut

Perlglanzfarbpigmente machen eine vollkommen neue farbliche Gestaltung von Lebensmitteln möglich. Dadurch lassen sich nun auch neue Produktkonzepte coloristisch differenzieren. Die neuen gesetzlichen Rahmenbedingungen erlauben für diese Art von Effektpigmenten die unterschiedlichsten Einsatzmöglichkeiten im Lebensmittelbereich.

Seit dem Altertum fasziniert der Glanz der Perlen die Menschen. Schon früh gab es Versuche, diesen natürlichen Perlglanz nachzuahmen. Bereits um 1655 isolierte Jaquin in Paris eine silbrige Substanz aus Fischschuppen, die so genannte „Essence d´Orient“. Mit fortschreitender Industrialisierung fanden basisches Bleicarbonat und Bismutoxidchlorid zunehmende Verwendung als synthetische Perlglanzpigmente. Der große Durchbruch der Perlglanzpigmente gelang schließlich mit der Einführung der metalloxidbeschichteten Glimmerplättchen in den 60er Jahren.

Optische Wirkungsweise

Die Metalloxid-Glimmer-Pigmente basieren auf einem plättchenförmigen Substrat, das mit Metalloxiden beschichtet wird. Glimmer - ein natürlich vorkommendes Kaliumaluminiumsilikat, im Angelsächsischen Mica genannt - eignet sich aufgrund seiner Semitransparenz und seiner geringen Brechzahl hervorragend als Substrat. Es wird in einem definierten Prozess mit Titandioxid oder Eisenoxid beschichtet. Beide Metalloxide weisen im Gegensatz zu Glimmer eine hohe Brechzahl auf. Dadurch entstehen verschiedene optische Mechanismen ähnlich denen einer natürlichen Perle mit ihren alternierenden Calciumcarbonat- und Proteinschichten.
Die Semitransparenz der Perlglanzpigmente und die große Differenz der einzelnen Komponenten hinsichtlich ihrer spezifischen Brechzahlen bilden die physikalische Basis für den Perlglanzeffekt. Im Gegensatz zu Absorptionspigmenten, bei denen aufgrund der Lichtabsorption und Lichtstreuung kein Glanz entsteht, wird bei den Perlglanzpigmenten ein Teil des Lichtes reflektiert. Der nicht-reflektierte Teil passiert das Pigment. Damit kann sich dieser optische Prozess an tiefer liegenden Perlglanzpigmenten wiederholen. So entsteht der Perlglanzeffekt.

Ohne E-Nummer

Bei diesem Typ von Effektfarbpigmenten handelt es sich keineswegs um neue Farbstoffe mit entsprechenden E-Nummern. Vielmehr werden die bereits seit langem zur Färbung von Lebensmitteln zugelassenen Lebensmittelfarbstoffe Titandioxid und Eisenoxid mit Hilfe eines chemisch inerten, natürlichen Silikat-Trägers physikalisch derart modifiziert, dass es zur Ausbildung des charakteristischen Perlglanzeffektes kommt.

Gesetzliche Regelung

Innerhalb der EU wird das Substrat der Perlglanzpigmente, Glimmer oder auch Mica mit der E-Nummer E555, bereits seit langem als Rieselhilfsstoff, Trennmittel und Füllstoff in der Lebensmittelindustrie verwendet (Richtlinie 95/2/EG). Die beiden Lebensmittel-Farbstoffe Titandioxid (E171) und Eisenoxid (E172) sind entsprechend der europäischen Farbstoffrichtlinie 94/36/EG zugelassen.
Mit der Ratifizierung der 5. Änderung (114/2003/EG) der Richtlinie 95/2/EG im Dezember 2003 kann Glimmer nun offiziell als Trägerstoff für Titandioxid und Eisenoxid verwendet werden.
Außerhalb der EG ist die Verwendung von Glimmer-Perlglanzpigmenten derzeit in folgenden Ländern gesetzlich geregelt: Bulgarien, Kroatien, Island, Israel, Marokko, Norwegen, Rumänien, Russland, Schweiz, Südafrika, Tunesien und in der Türkei.
Zulassungsanträge für die USA werden momentan von der amerikanischen Food and Drug Administration geprüft. Weitere nationale Zulassungen sind geplant.
Merck ist derzeit weltweit der einzige Anbieter solcher Glimmer-Perlglanzpigmente in Lebensmittelqualität. Diese Candurin® Perlglanzpigmente entsprechen den gesetzlich festgelegten Reinheitskriterien und werden entsprechend GMP speziell für die Lebensmittelindustrie hergestellt.
Ein Anwendungs-Patent wurde bereits in Australien, Europa und den USA erteilt.

Transparent oder nicht

Perlglanzpigmente leben vom Lichteinfall. Deshalb ist es für eine optimale Anwendung besonders wichtig, dass das Licht möglichst ungehindert auf die Pigmente treffen kann. Dabei ist grundsätzlich zwischen transparenten und nicht-transparenten Lebensmitteln zu unterscheiden.
Zu den transparenten Lebensmitteln zählen zum Beispiel Gummibärchen, Getränke, Hartkaramellen, Wackelpudding, Tortenguss und Gelatinekapseln. Die Verwendung der Pigmente ist einfach und unkompliziert. Die zu färbenden Produkte sollten möglichst transparent sein und keine, beziehungsweise möglichst wenige lichtabsorbierende Stoffe wie etwa Milch- und Fruchtbestandteile oder Stärke enthalten.
Nicht-transparente Lebensmittel müssen stabil genug sein, um mit einem transparenten Film überzogen werden zu können. Dieser transparente Film enthält dann die Perlglanzpigmente. Zu dieser Produktgruppe gehören beispielsweise Dragees, Marzipan- und Schokoladeprodukte, Kaugummis, Lakritze, Tabletten und Komprimate.
Ein Sonderfall stellt die Anwendung bei Eiscreme dar. Hierbei wird das Eis in eine Fettglasur getaucht. Die Fettglasur selbst sollte nur Perlglanzpigmente enthalten. Andere Inhaltsstoffe, wie Zucker oder Milchbestandteile, führen zu einer Verminderung des Perlglanzeffektes. Da solche Fettglasuren nicht transparent, sondern nur halbtransparent sind, muss mit einem höheren Pigmentanteil gearbeitet werden. Hierdurch kann die reduzierte Transparenz entsprechend kompensiert werden.
Hinsichtlich der Verarbeitungsbedingungen sind Perlglanzpigmente äußerst stabil. Selbst hohe Produktionstemperaturen oder extreme pH-Werte führen zu keinem Farbverlust.

Pigmentgruppen

Innerhalb der Candurin®-Produktreihe bietet Merck derzeit vier verschiedene Gruppen von Perlglanzpigmenten an. Diese unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich der verwendeten Farbstoffe Titandioxid und/oder Eisenoxid beziehungsweise deren mengenmäßigem Anteil im Pigment.
Innerhalb der Pigmentgruppen sind die Pigmente mit gleichem Farbeffekt in jeweils unterschiedlichen Partikelgrößen erhältlich. Je nach Lebensmittel und gewünschtem Glanz- beziehungsweise Glitzereffekt können diese entsprechend ausgewählt oder gemischt werden.

Kombination mit anderen Farbstoffen

Insbesondere Silber-Pigmente lassen sich mit allen löslichen Farbstoffen kombinieren. Hierbei können sowohl synthetische, als auch natürliche Farbstoffe verwendet werden. Gleiches gilt auch für Gold-Pigmente. Hier wird jedoch die Auswahl auf Farben beschränkt, welche mit dem Goldton gut harmonieren, so etwa rot oder grün.
Die Eisenoxid-Pigmente lassen sich aufgrund ihrer kräftigen Absorptionsfarbe kaum oder überhaupt nicht mit anderen Farbstoffen kombinieren.
Einen Sonderfall stellen die Interferenz-Pigmente dar. Aufgrund der unterschiedlichen Titandioxid-Schichtdicke treten bei dieser Pigmentgruppe die reflektierten Lichtstrahlen zueinander in eine optische Wechselwirkung. Es kommt zu einer Verschiebung der Wellenlängen, wodurch das Auge getäuscht wird. Ausgehend vom weißen Titandioxid werden nun gelbe, blaue, rote und grüne Interferenzfarben sichtbar. Die Interferenzfarbe tritt besonders auf dunklem oder schwarzem Untergrund oder in Kombination mit dunklen Farben in Erscheinung. Auf einem weißen Untergrund kommt es nur in einem bestimmten Glanzwinkel zu einem irisierenden, farblichen Glanzeffekt.
Bei allen Perlglanzpigmenten führt die Kombination mit herkömmlichen Absorptionspigmenten wie Titandioxid, Pflanzenkohle oder Eisenoxiden stets zu einer Verminderung des Perlglanzeffektes. Dies hängt allerdings stark von der zugegebenen Menge ab. Werden diese Absorptionspigmente gering dosiert, lässt sich der Glanzeffekte auch gezielt variieren.
Auf Aluminiumoxid verlackte Farbstoffe sind in Kombination mit Perlglanzpigmenten gut einsetzbar. Negative Effekte hinsichtlich des Perlglanzes treten nur bei hohen Konzentrationen auf.

Ralf Schweinfurth
Merck KGaA
Tel. +49(0)6151 724269
e-mail: This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it
www.candurin.com
 

*Hersteller: Merck KGaA, Darmstadt