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:

Zutat	Art	PAC
Agaven­sirup	Zuck­er	180
Traubenzucker/Dextrose	Zuck­er	190
Ethanol	Alko­hol	740
Fruk­tose	Zuck­er	190
Glukos­esirup (DE 42)	Zuck­er	129
Getrock­neter Glukos­esirup (DE 38)	Zuck­er	129
Honig	Zuck­er	190
Inulin	Bal­last­stoff	25
Invertzuck­er	Zuck­er	172
Lak­tose	Zuck­er	100
Maltit	Polyalko­hol	99
Mal­odex­trin (DE 18)	Zuck­er	129
Ahorn­sirup	Zuck­er	100
Poly­dex­trose	Bal­last­stoff	60
Salz	Salz	585
Sor­bit	Polyalko­hol	190
Sac­cha­rose	Zuck­er	100
Tre­halose	Zuck­er	100
Xylit	Polyalko­hol	220

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:

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.