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Verfahren zur Herstellung von fetthaltigen Produkten
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von fetthaltigen Produkten, insbeson- dere von Speisefetten. Die gemäss der Erfindung hergestellten fetthaltigen Produkte bestehen aus oder enthalten sehr konzentrierte Öl-in-Wasser-Emulsionen.
Unter einer "sehr konzentrierten Emulsion" wird hier eine Emulsion verstanden, in der im wesentli- chen jedes Teilchen der dispergierten Ölphase mit den umliegenden Teilchen in Berührung Lt.
Man hat immer danach gestrebt, sehr konzentrierte Öl-in-Wasser-Emulsionen, andere als plastischen Rahm herzustellen. Diese könnten als Ersatzmittel für plastischen Rahm dienen und als sehr konzentriertes Ausgangsmaterial zur Herstellung von Kunstrahm, Kunstmilch, Bäckereiprodukten, Salatsaucen, Mayonnaise oder technischen Emulsionen, Bekämpfungsmitteln von Schädlingen, Emulsionsfarben u. dgl. durch Verdünnung mit wässerigen Flüssigkeiten. Man ist aber bei der Herstellung solcher Emulsionen immer auf grosse Schwierigkeiten gestossen und eine erfolgreiche Herstellung ist nur in wenigen0Fällen gelungen, da Emulsionen, die mehr als 74 % der dispersen Phase enthalten, im allgemeinen unstabil sind.
Mayonnaise ist ein Beispiel einer Öl-in-Wasser-Emulsion mit mehr als 74 0/0 der dispersen Phase ; sie wird unter Anwendung von Eigelb als Emulgator hergestellt. In der USA-Patentschrift Nr. 2, 609, 300 wird die Herstellung sehr konzentrierter Öl-in-Wasser-Emulsionen als Brotaufstrich beschrieben. Diese Emulsionen werden unter Verwendung von durch Fettsäure substituierten Eiweisshydrolysaten oder von Fettsäurederivaten eines durch Eiweiss substituierten Hydroxylamins als Emulgator hergestellt.
Diese Emulgatoren weisen verschiedene Nachteile auf, damit zusammenhängend, dass dieselben alle Reaktions- und Nebenprodukte aus Proteinabbauprodukten und Fettsäurechloriden enthalten.
Es wurde nun gefunden, dass eine grosse Zahl von andern Emulgatoren zur Herstellung von sehr konzentrierten Öl-in-Wasser-Emulsionen benutzt werden können, wenn die richtigen Bedingungen eingehalten werden.
Die Feststellung, dass eine grosse Zahl von Emulgatoren zur Herstellung von konzentrierten Öl-inWasser-Emulsionen benutzt werden kann, gestattet für jeden Fall, z. B. zur Herstellung von Emulsionen für Speisefett, geeignete Emulgatoren zu wählen. Ein anderer Vorteil besteht darin, dass die Emulsionen gemäss der Erfindung in jedem beliebigen Augenblick, z. B. unmittelbar vor der Verwendung, mit Wasser von derselben Temperatur wie die Emulsion selbst verdünnt werden können.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass man eine hitzebeständige Öl-in-Wasser-Emulsion herstellt, die wenigstens 74 Gel.-% vol enthält, indem Öl bei erhöhter Temperatur unter energischem Rühren zu einer wässerigen Phase zugesetzt wird, wobei der Emulgator ein Kondensationsprodukt aus einer höheren Fettsäure und einer einfachen niederen Aminocarbonsäure ist von der allgemeinen For-
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in der R = ein Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen, R'= ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen, R"= Wasserstoff oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen, der an R'gebunden sein kann, M = Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder ein substituiertes Ammoniumradikal, m = 0 - 3,
n = 1 - 3.
Mit jedem dieser Emulgatoren kann das erwünschte Ergebnis erzielt werden, wenn das pH der wässe-
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die Emulsion genügend stark gerührt werden kann. Di, zu verwendenden Temperaturen sind von der Zusammensetzung des Öles und der Viskosität der Emulsion abhängig. Diese letzte Eigenschaft hängt in ge- wissem Masse mit der Art des Emulgiermittels zusammen. In vielen Fällen haben sich Temperaturen von ungefähr 600 C als geeignet erwiesen, aber in einigen Fällen kann eine Temperatur von 400 C oder sogar niedriger angewendet werden. In andern Fällen kann man bei Temperaturen in der Nähe von 1000 C arbeiten. Die Öl-in-Wasser-Emulsion kann pasteurisiert oder sterilisiert werden.
Die fntensive Rührung kann mit jeder geeigneten Apparatur, z. B. mittels eines Turbomixers, der 3000 Umdrehungen pro Minute macht, vorgenommen werden. Vorzugsweise wird die Emulsion nach der Herstellung homogenisiert.
Wie oben angegeben wurde, soll der Ölgehalt der sehr konzentrierten Öl-in-Wasser-Emulsionen nicht unter 74 % sein. Man kann aber auch leicht Emulsionen mit einem Ölgehalt von 80 % und höher herstellen.
Eine. Anzahl der oben erwähnten Emulgatoren liefert sehr konzentrierte Öl-in-Wasser-Emulsionen, die, wenn man sie erstarren lässt und mechanisch bearbeitet, teilweise umgekehrte Öl-in-Wasser-Emul- sionen geben. In diesen Fällen behalten die Emulsionen beim Kühlen ihre Öl-in-Wasser-Struktur, wenn eine mechanische Bearbeitung vermieden wird. In andern Fällen, besonders wenn der benutzte Emulgator stark hydrophil ist, findet eine teilweise Phasenumkehrung beim mechanischen Bearbeiten nach der Erstarrung nur dann statt, wenn ein zweiter Emulgator mit lipophilen Eigenschaften zugesetzt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf die Herstellung von sehr konzentrierten Öl-in-Wasser-Emulsionen. die einen zweiten Emulgator dieser Art enthalten.
Die Erfindung umfasst ebenfalls die Herstellung von Emulsionen, die bei der mechanischen Bearbeitung nach. der Kühlung nicht umkehren, insbesondere diejenigen, die aus bei Zimmertemperatur flüssigen Ölen hergestellt werden.
Substanzen dieser Art sind z. B. Natrium-N-stearoyl-sarcosin, Natrium-N-lauroylsarcosin, Natrium- N-oleoy1sarcosin, Natrium-N-stearoylglutaminat, Natrium-N-Stearoylprolin, die alle bei einem PH-Wert von 5 oder mehr benutzt werden und Natrium-N-stearoylglyzin, das bei einem PH-Wert von 7 und höher verwendet werden kann.
'Die Erfindung wird an Hand folgender Beispiele erläutert werden. Die im Beispiel 1 erwähnte Grösse der Ölteilchen wurde durch mikroskopische Beobachtung der Emulsion nach Verdünnen mit Wasser von derselben Temperatur wie die Emulsion bestimmt. Die PH-Werte wurden bei 500 C mittels des Potentiometers gemessen. Zum Rühren wurde ein Turbomixer benutzt, der 3000 Umdrehungen pro Minute mach-
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Beispiel l : Die wässerige Phase wurde durch Lösen von 1, 5 Teilen Natriumlauroylsarcosid in 30 Teilen destilliertem Wasser hergestellt. Es wurde soviel Zitronensäure zugesetzt, dass das PH der wässerigen Phase auf 5,5 erniedrigt wurde, wonach das Gemisch mit Wasser auf 40 Teile verdünnt wurde. Die Teile in diesem Beispiel sind alle Gewichtsteile.
Als Fettphase wurden 160 Teile eines Fettgemisches folgender Zusammensetzung verwendet :
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<tb>
<tb> Sojaöl <SEP> 22, <SEP> 5 <SEP> %
<tb> Kokosnussöl <SEP> 18 <SEP> %
<tb> Palmöl <SEP> 13 <SEP> 0/0
<tb> Palmkernöl <SEP> 10 <SEP> %
<tb> gehärteter <SEP> Tran, <SEP> Schmelzpunkt <SEP> 350 <SEP> C <SEP> 22, <SEP> 5 <SEP> % <SEP>
<tb> gehärtetes <SEP> Palmöl, <SEP> Schmelzpunkt <SEP> 450 <SEP> C <SEP> 10 <SEP> %
<tb> Schweinefett <SEP> 4 <SEP> %
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Es wurde eine 80 %ige Öl-in-Wasser-Emulsion hergestellt, indem langsam die 160 Teile der Fettphase in flüssiger Form, zunächst in kleinen Portionen, mittels eines Turbomixers in die wässerige Phase eingerührt wurden. Die Emulsion wurde in zwei Stufen bei 140 bzw. 60 atm homogenisiert.
Die so erhaltene Emulsion war stabil und die dispergierten Fetteilchen hatten zum grössten Teil Abmessungen von 1 - 5 Mikron, während nur eine geringe Fraktion Grössen bis 25 Mikron aufwies.
Beispiel 2 : Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde ausgeführt unter Verwendung einer wässerigen Phase, die 0, 5 % Natriumoleoylsarcosid, berechnet auf das Gesamtgewicht der Emulsion, enthielt und desselben Fettgemisches. Es wurde, berechnet auf das Gewicht der Emulsion, 0, 5 % Sorbitanmonooleat (das unter dem Handelsnamen "Span 80" bekannte Präparat der Atlas Powder Comp. in Wilmington, USA) zugesetzt.
Die in dieser Weise hergestellte Emulsion hatte ähnliche Eigenschaften, wie diejenige nach dem vorigen Beispiel.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahrenzur Herstellung einer hitzebeständigen Öl-in-Wasser-Emulsion mit wenigstens 74 Gew.-% Öl, bei welchem das Öl bei erhöhter Temperatur unter energischem Rühren einer wässerigen Phase zugesetzt wird, in der wenigstens ein wasserlösliches Emulgiermittel gelöst ist, das einen Emulgator mit ausgesprochenen hydrophilen Eigenschaften enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Emulgator ein Kondensationsprodukt aus einer höheren Fettsäure und einer einfachen niederen Aminocarbonsäure ist von der allgemeinen Formel
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in der R = ein Kohlenwasserstoffrest mit wenigstens 8 Kohlenstoffatomen, R'= ein Kohlenwasserstoffrest mit 1-5 Kohlenstoffatomen, R"= Wasserstoff oder ein Kohlenwasserstoffrest mit 1 - 5 Kohlenstoffatomen, der an R'gebunden sein kann,
M = Wasserstoff, Alkalimetall, Ammonium oder ein substituiertes Ammoniumradikal, m= 0-3, n=l-3.