Was ist der PAC-Wert? Den Frostschutz von Eiscreme bestimmen

In dem Artikel über die Unter­schiede zwis­chen Glukose und Dex­trose habe ich den Begriff „Gefrier­hem­mung“ einge­führt, der von ital­ienis­chen Eis­mach­ern auch „PAC“ (kurz für: Potere Anti-Conge­lante) genan­nt wird oder im Englis­chen „AFP“ (für: Anti-Freez­ing Power) bzw. „FPDF“ (für: Freez­ing Point Depres­sion Factor).

Bes­timmte Zutat­en im Eis bewirken, dass der Gefrier­punkt von Wass­er sinkt, welch­es eben­falls im Eis enthal­ten ist. Wenn wir die Gefrier­fähigkeit dieser Zutat­en im Ver­hält­nis zu ihrer Menge ver­gle­ichen, erhal­ten wir eine Zahl, die uns anzeigt, um wie viel niedriger der Gefrier­punkt von Wass­er in der Rezep­tur sein wird.

Diese Zahl ist der PAC-Wert und wird bei der Eish­er­stel­lung als Indika­tor für die Form­barkeit der Eis­creme bei ein­er bes­timmten Tem­per­atur ver­wen­det. Je höher der Wert, desto weich­er ist die Eis­creme.

Wie ist der PAC-Wert definiert?

1 PAC entspricht der gefriersenk­enden Kraft von 1g Zuck­er (Sac­cha­rose) in 100g Wass­er gelöst, also ein­er 1%igen Lösung.

Ver­schiedene organ­is­che Verbindun­gen wie Salze und eben auch Zuck­er haben die Kraft, den Gefrier­punkt von Wass­er zu senken. Deshalb wird zum Beispiel auch Salz zum Streuen vereis­ter Straßen benutzt, weil dieser das Eis schmelzen lässt. Bei der Eish­er­stel­lung wird lieber der Zuck­er ver­wen­det, um zu ver­hin­dern, dass das Eis trotz Kälte stein­hart wird.

Wie genau Zuck­er es schafft, den Gefrier­punkt zu senken, kön­nen wir ein andern­mal betra­cht­en. Hier soll es darum gehen, den Ref­eren­zw­ert von PAC zu definieren. Es gibt ver­schiedene Zuck­er­arten mit unter­schiedlich stark­er Gefrier­hem­mung, aber da Sac­cha­rose am gebräuch­lis­ten ist, wurde diese Zuck­er­art als Ref­erenz gewählt.

Jedes Gramm Haushalt­szuck­er in 100g Wass­er entspricht einem Pac.

Wie wird der PAC-Wert berechnet?

Wenn wir nur Sac­cha­rose und Wass­er in einem Rezept haben, ist die Berech­nung ein­fach. Kalkuliere ein­fach, wie viele Gramm Sac­cha­rose das Rezept im Ver­hält­nis zu 100g Wass­er enthält. Da die meis­ten Rezept­dosierun­gen pro kg bes­timmt wer­den, müssen wir nur 100g durch 1000g divi­dieren (da ein Liter Wass­er ein Kilo wiegt) und erhal­ten den PAC-Wert.

In der Prax­is ist es jedoch fast nie so, dass wir nur Haushalt­szuck­er und Wass­er als Zutat nutzen. Um die anderen Zutat­en, welche bei Eis­creme Ver­wen­dung find­en, berück­sichti­gen zu kön­nen, müssen wir wis­sen, wie wir deren PAC-Wert berech­nen.

Dazu müssen wir die Molare Masse der jew­eili­gen Zutat ken­nen. Weil es aber aufwändig wäre, vor jed­er Eis-Zubere­itung mit dem Taschen­rech­n­er Massenkalku­la­tio­nen durchzuführen, gibt es hil­fre­iche Tabellen von erfahre­nen Eis­mach­ern, wo die üblich­sten Zutat­en schon im Voraus berech­net wur­den:

ZutatArtPAC
Agaven­sirupZuck­er180
Traubenzucker/DextroseZuck­er190
EthanolAlko­hol740
Fruk­toseZuck­er190
Glukos­esirup (DE 42)Zuck­er129
Getrock­neter Glukos­esirup (DE 38)Zuck­er129
HonigZuck­er190
InulinBal­last­stoff25
Invertzuck­erZuck­er172
Lak­toseZuck­er100
MaltitPolyalko­hol99
Mal­odex­trin (DE 18)Zuck­er129
Ahorn­sirupZuck­er100
Poly­dex­troseBal­last­stoff60
SalzSalz585
Sor­bitPolyalko­hol190
Sac­cha­roseZuck­er100
Tre­haloseZuck­er100
XylitPolyalko­hol220
Quelle: zusam­mengestellt von San­dro de Cas­tro und Bas van Haaren

Mit dieser Tabelle kön­nen wir die Menge der Zutat­en, die auch im Rezept vorkom­men, im Ver­hält­nis zu 100g in 1.000g Wass­er berech­nen. Es gilt zu beacht­en, dass einige der Zutat­en keine reinen Zuck­er, Salze oder Polyako­hole sind und dann die Tabel­len­werte nur anteilig auf den Zuck­er/Salz/Polyalko­hol-Anteil ange­set­zt wer­den.

Das klingt kom­pliziert­er als es ist.
Hier einige Beispiele zum besseren Ver­ständ­nis.

Ver­wen­den wir dazu das fol­gende Rezept für ein ganz ein­fach­es „Fior di lat­te“-Eis:

Der erste Schritt ist, alle Zutat­en zu find­en, die Sub­stanzen enthal­ten, die sich auf den Gefrier­punkt des Wassers auswirken, und ihre Men­gen zu isolieren. Diese wer­den wir „Kom­po­nen­ten“ nen­nen. Es gibt noch viele weit­ere, aber aus prak­tis­chen Grün­den wer­den wir uns auf die vier Haupt­grup­pen konzen­tri­eren, die einen sin­nvollen Ein­fluss auf den Gesamt-PAC ein­er Eis­rezep­tur haben kön­nen: Zuck­er, Alko­hole, Polyalko­hol und Salze.

In der obi­gen Rezep­tur haben wir dem­nach:

Milch: mit 4,9% Lak­tose
Sahne: mit 2,8% Lak­tose
Sac­cha­rose: mit 100% Sac­cha­rose
Trauben­zuck­er: mit 92% Glukose

Wen­den wir die obi­gen Zahlen auf das Rezept an und kreuzen sie mit der PAC-Tabelle, erhal­ten wir fol­gen­des:

[Anmerkung des Über­set­zers: Es scheint als habe San­dro hier bei der Berech­nung vergessen, dass sich der PAC-Wert nur auf den Wasser­an­teil beziehen sollte, statt durch 1.000 sollte also ver­mut­lich eher durch 670 sein]

Wir kön­nen jet­zt sagen, dass das obige Rezept das äquiv­a­lente Gefrier­punkt-Senkver­mö­gen ein­er Lösung mit 24,2gr Zuck­er in 100gr Wass­er hat (= 24,2 PAC).

Na also, so ein­fach lässt sich das PAC eines beliebi­gen Rezeptes aus­rech­nen.

Einige Eis-Bilanzierung­spro­gramme (z.B. eisapp24.de) führen diese Berech­nun­gen automa­tisch durch, aber jet­zt wisst ihr, wie sie es tun (oder tun soll­ten).

Falls ihr noch kein Eis-Bilanzierung­spro­gramm habt, hat San­dro de Cas­tro diese raf­finierte Tabel­lenkalku­la­tion so vor­bere­it­et, dass ihr selb­st die Zutat­en eines Rezeptes und deren Para­me­ter in die gel­ben Felder eingeben kön­nt, um den Gesamt-PAC berech­nen zu lassen.

[bitte beacht­en Sie, dass ein Klick auf das Bild die Tabelle in einem neuen Google-Sheets-Fen­ster öffnet]

(Wenn ihr auf das Bild klickt, öffnet sich eine Google-Tabelle in einem neuen Fen­ster.)

Der Nutzen von PAC

Wenn Sie zwei Rezepte ver­gle­ichen, bei denen alles andere gle­ich ist, ist das mit dem höheren PAC bei gle­ich­er Tem­per­atur im Tiefküh­ler weich­er.“

Diese ganze Berech­nung ist sehr raf­finiert und clever, aber warum muss ich das wis­sen?

Die Antwort auf diese Frage ist zweifach:

Zuerst gibt euch die Ken­nt­nis des PAC eines Rezepts einen Hin­weis auf sein Poten­zial, den Gefrier­punkt von Wass­er zu senken. Und da Wass­er weich und Eis hart ist, wird Ihr Eis umso weich­er sein, je niedriger der Gefrier­punkt ist. Obwohl noch einige andere Schlüs­selfak­toren eine Rolle spie­len (auf die ich in einem späteren Artikel einge­hen werde), werdet ihr durch die Ken­nt­nis des PAC einen groben Anhalt­spunkt für das Härtepo­ten­tial eur­er Eis­creme erhal­ten. Das bedeutet, wenn ihr zwei Rezepte ver­gle­icht und alles andere gle­ich ist, wird das mit dem höheren PAC bei gle­ich­er Tem­per­atur im Tiefküh­ler weich­er sein.

Zweit­ens haben Eis­mach­er durch Ver­such und Irrtum ein paar Faus­tregeln entwick­elt, um zu wis­sen, wie sich ein typ­is­ches Gela­to-Rezept im Gefrier­schrank ver­hal­ten wird. Wenn ihr also euer Rezept auf Stan­dard­w­erte aus­bal­anciert, werdet ihr in der Lage sein, eine Eis­crem zu erhal­ten, die sich nach Indus­tri­e­s­tandards ver­hält.

Diese Faus­tregel gilt wie fol­gt:
Für Milch-Gela­to: PAC ÷ 2 = ide­ale Serviertem­per­atur für die Por­tion­ier­barkeit. Der emp­foh­lene PAC-Bere­ich liegt zwis­chen 24–28 bei ein­er Serviertem­per­atur von ‑12º bis ‑14ºC.

Für Sor­bets: PAC ÷ 2,5 = ide­ale Serviertem­per­atur für die Por­tion­ier­barkeit. Der emp­foh­lene PAC-Bere­ich liegt zwis­chen 30 und 36 bei ein­er Serviertem­per­atur von ‑12º bis ‑14ºC. * Alle obi­gen Angaben sind nur Ref­eren­zen und kön­nen von Eis­mach­er zu Eis­mach­er je nach per­sön­lich­er Vor­liebe vari­ieren.

Dieser Trick hat starke Ein­schränkun­gen – nicht zulet­zt deshalb, weil die Por­tion­ier­barkeit von eini­gen anderen Schlüs­selfak­toren als PAC bee­in­flusst wird – aber für prak­tis­che Zwecke ist er eine gute Ref­erenz, wenn wir ihn als das nehmen, was er ist: ein Aus­gangspunkt.

Und da es in der Indus­trie weit ver­bre­it­et ist, ist es gut, dass jed­er, der seine eige­nen Rezepte aus­bal­ancieren will, weiß, wie es funk­tion­iert.

In einem kün­fti­gen Artikel werde ich eine objek­ti­vere Meth­ode zur Berech­nung der Por­tion­ier­barkeit und der Serviertem­per­atur erörtern, die zwei weit­ere Schlüs­selfak­toren enthält. Aber im Moment soll­tet ihr gut im Griff haben, was PAC ist, wie man ihn berech­net und wofür er ver­wen­det wird.

Hin­weis: Dieser Artikel von San­dro de Cas­tro (Gela­tol­o­gist) erschien zuerst auf medium.com unter dem Titel „What PAC Is, and How to Cal­cu­late It“ und wurde von mir mit fre­undlich­er Genehmi­gung des Autors sin­ngemäß über­set­zt.

3 Kommentare… füg einen hinzu
  • Hallo Robert,
    Danke für deine Erklärung hier.
    Stimmt aber die Berechnung des PAC in Rezept 3? Du berechnest die Menge des Zuckers der Zutaten und verwendest bei der Berechnung als Bezugsmasse des Wassers 1000g. Aber im Rezept ist ja die Gesamtmasse 1000g, der Wasseranteil liegt vermutlich irgendwo um die 600g. Müsste die Berechnung dann nicht auch auf die 600g bezogen sein?
    Viele Grüße!

    Antworte
    • @Moritz: Gut aufgepasst, ja, es scheint als habe Sandro da bei Rezept 3 einen Fehler gemacht. Ich habe das mal in der Übersetzung ergänzt.

      Antworte
  • Hallo Robert,

    Danke für die schöne Erklärung. Was mich interessieren würde ist ob konkrete PAC Werte zu festen Temperaturen zugeordnet werden kann? Damit ich z. B. weiß wie viel PAC ich brauche um Eis bei - 18 cremig zu bekommen.
    Viele Grüße

    Antworte

Hinterlasse einen Kommentar

Close