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Verfahren zum Sterilisieren oder Pasteurisieren von
Fettemulsionen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pasteurisieren oder Sterilisieren von zumindest zum Teil aus Fettemulsionen bestehenden Nahrungsmitteln, wie Milch, Obers, Butter, Margarine, Mayonnaise, Mayon - naise-Erzeugnisse, Topfen u. dgl. Die Erfindung eignet sich sowohl für eine Sterilisierung bzw. Pasteursierung in diskontinuierlicher wie auch in kontinuierlicher Weise.
Eine Sterilisierung oder Pasteurisierung der genannten Nahrungsmittel durch Erhitzen war bisher nur in unbefriedigender Weise oder überhaupt nicht möglich. Bei der Erhitzung von Butter oder Margarine beispielsweise zersetzt sich die Fettemulsion und man erhält ein Schmelzfett, das in seinem Geschmack und seinem Gebrauchswert dem ursprünglichen Fett nicht mehr gleichgesetzt werden kann. Bei Milch ist zwar die Pasteurisierung üblich, doch liefert diese kein unbegrenzt haltbares Erzeugnis und beim üblichen Abkochen wird der Milch der bekannte Kochgeschmack erteilt, so dass sie der frischen Milch ebenfalls nicht mehr gleichwertig ist.
Mayonnaisen, welche Zubereitungen aus Eigelb und Speiseöl darstellen, denen Salz und Gewürzessig zugesetzt sind und deren Fettgehalt mindestens 20 Hundertteile bei den billigeren und mindestens 83 Hundertteile bei den teueren Sorten beträgt, sind nur beschränkt haltbar und müssen in Verbindung mit Lebensmitteln, wie Fleisch, Fisch und Gemüse, durch Zusatz eines Konservierungsmittels haltbar gemacht werden, d. h. derartige Zubereitungen von Nahrungsmitteln mit Mayonnaise müssen als Halbkonserven bezeichnet werden.
Besonders bei Mayonnaisen und mayonnaisenhaltigen Zubereitungen hat es nicht an Versuchen gefehlt, sie ohne Zusatz von Konservierungsmitteln haltbar zu machen, um auf diese Weise Vollkonserven zu erhalten. Diese Versuche sind jedoch fehlgeschlagen. Mayonnaisen und Zubereitungen von Nahrungsmitteln mit Mayonnaisen entmischen sich oder gerinnen bei Kochhitze bei Einwirkung von Sonnenstrahlen, Frost oder beim Rütteln.
Auch ist bekannt, flüssige Fettemulsionen, besonders Milch, durch Einblasen von Wasserdampf zu sterilisieren. Dieses Verfahren besitzt aber deshalb Nachteile, weil, um eine Verwässerung der Milch zu vermeiden, diese nach der Dampfsterilisation wieder entwässert werden muss. Ausserdem ist ein solches Verfahren auf leichtflüssige Emulsionen beschränkt.
Zur Durchführung der bekannten Pasteurisierungs- oder Sterilisierungsverfahren benutzt man im allge- meinen Heizvorrichtungen, die auf verschiedenen Systemen, in der Regel auf dem Prinzip des Wärmeaustausches, durch eine Metallwand beruhen. Diese Fasteurisierungs-oder Sterilisierungsvorrichtungen weisen jedoch grosse Unzulänglichkeiten auf, u. zw. sowohl durch ihr Prinzip als auch in gleicher Weise durch die Anordnung der Wärmeaustauschelemente selbst.
Bei allen diesen Vorrichtungen werden nämlich die unmittelbar mit der Heizfläche in Berührung stehenden Flüssigkeitsteilchen tatsächlich auf eine höhere als die im Inneren des Gefässes gewünschte Temperatur erhitzt. Dies hat zur Folge, dass die Emulsionen bei der Erhitzung anbrennen und sich an den Heizflächen festsetzen können. Abgesehen hievon erleiden die Emulsionen durch diese Hitzebehandlungen
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eine starke Einbusse ihrer Qualität. Die Proteine schlagen sich teilweise nieder, und bei der Milch wird zusätzlich die Abrahmfähigkeit zerstört.
Die Schwierigkeiten, die bei der Sterilisation mittels einer un- mittelbaren Berührung der Heizfläche auftreten, beruhen im wesentlichen darauf, dass alle Emulsionen sehr schlechte Wärmeleiter sind. i Weiters ist es bekannt, das wärmezubehandelnde Gut in eine durchlässige Umhüllung einzuschliessen, auf welche von aussen Wasserdampf einwirkt. Auch bei diesem Verfahren wird das zu behandelnde Gut der direkten Einwirkung von Wasserdampf ausgesetzt.
Gemäss vorliegender Erfindung wurde nunmehr ein Verfahren gefunden, bei welchem die geschilder- ten Nachteile vermieden werden. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Sterilisierung oder Pasteurisierung von zumindestens zum Teil aus Fettemulsionen bestehenden Nahrungsmitteln wie Milch, Obers, Butter,
Margarine, Topfen u. dgl., durch Erhitzen in einer umgrenzten Zone mittels Wasser und bzw.
oder Was- serdampf und abschliessender Abpackung unter sterilen Bedingungen ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Trennwände zwischen dem Behandlungsmedium und dem zu behandelnden Gut aus einem Material beste- hen, welches für ersteres nur insoweit durchlässig ist, dass während des Sterilisier- bzw. Pasteurisiervor- i ganges eine Verdünnung der mindestens zum Teil aus Fettemulsionen bestehenden Nahrungsmittel durch das wässerige Medium nicht stattfindet.
Das Verfahren nach der Erfindung lässt sich in verschiedenen Ausführungsformen verwirklichen.
Eine bevorzugte Möglichkeit zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, dass das Nahrungsmittel in ein Gefäss gefilllt wird, dessen Innenwandungen allseitig mit einer mit Wasser benetzten und feuchtig- keitshaltenden, für Wasserdampf permeablen Auskleidung versehen sind, dass das Gefäss luftdicht ver- schlossen und danach in der Wärme sterilisiert oder pasteurisiert wird. Für die Durchführung des Verfah- rens kommen Temperaturen von 70 bis 1150C in Betracht.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass die auf diese Weise pasteurisierten oder sterilisierten
Emulsionen die mittels Dampf übertragene Wärme ausserordentlich schnell aufnehmen und vor allem nicht zerstört werden. Die Sterilisationszeiten werden verkürzt und entsprechen in der Regel der Sterilisation eines Gutes, das aus einer flüssigen und einer festen Phase besteht. Die wasserhaltige Schicht lässt sich durch Verwendung eines angefeuchteten Trägers, wie Pergamentpapier, Filterpapier, Leinen oder sonsti- gem Gewebe und mit dem das Gefäss ausgekleidet wird, gewinnen. Man kann das Füllgut auch in einen angefeuchteten Beutel, aus solchen feuchtigkeitshaltenden Stoffen geben und diese Hülle in das Gefäss ein- bringen.
Eine andere Methode besteht darin, dass eine gelatinös erstarrende Schicht, z. B. aus Gelatine, Alginat oder Pektin auf den Innenwandungen des Behälters, nachdem dieser sorgfältig, insbesondere von allen
Spuren von Fett und Alkali gereinigt ist, angebracht wird, so dass die Adhäsion des Wassers möglichst hoch ist. Zweckmässiger und einfacher erscheint jedoch die erstgenannte Verwendung einer Umhüllung aus was- serbenetztem und feuchtigkeitshaltigem, bogenförmigem Material.
Als Gefäss kommen nicht nur Dosen, sondern auch Gläser, Tuben, Beutel, Pappgefässe, Kunststoff- packungen, wurstförmige Hüllen u. dgl. in Betracht, die mit einer entsprechenden wasserhaltenden Aus- kleidung auf der Innenseite versehen sind. Das Füllgut kann in der sonst bei Sterilisierungsverfahren übli- chen Weise in die vorbereitéten und befeuchteten Gefässe gegeben und wie üblich erhitzt werden, wobei sich als zusätzlicher Vorteil zeigt, dass die Erhitzungsdauer gegenüber der sonst bei der Sterilisierung von
Nahrungsmitteln erforderlichen Zeit beträchtlich geringer ist.
Es lassen sich durchaus gute Ergebnisse durch eine Erhitzung bei Temperaturen unter 100 C erzielen, wobei zu beachten ist, dass möglichst Dosen verwendet werden, die entweder lang sind und einen geringen
Durchmesser haben oder breit und flach sind. Jedenfalls muss gewährleistet sein, dass der Kern der Emul- sion innerhalb der Erhitzungszeit von der der Temperatur entsprechenden Wärme erfasst wird. Der Sinn der
Auskleidung ist, zwischen die Dosenwandungen und die Ware einen Feuchtigkeitspuffer zu legen, was ge- mäss der Erfindung mit der beschriebenen Auskleidung erzielt werden kann. Eine erfindungsgemäss herge- stellte Mayonnaise z. B. oder Zubereitung aus Mayonnaise mit Fleisch, Fisch, Gemüse stellt nach der Behandlung eine Vollkonserve dar, die kein Konservierungsmittel enthält.
Die Fettemulsionen lassen sich nach der Sterilisierung mit jeder gewünschten Zubereitung, sei es mit Fleisch, Fisch, Eiern, Gemüsen,
Schalen- oder Krustentieren sowie Pilzen mischen und gerinnen nicht.
Eine weitere Ausführungsform, mit der die geschilderte Sterilisation oder Pasteurisation erzielt wer- den kann, besteht darin, dass das Nahrungsmittel kontinuierlich durch eine Zone heissen Wassers oder Was- serdampfesgeführtwird, die von dem zu behandelnden Nahrungsmittel durch eine im wesentlichen für hei- sses Wasser oder Wasserdampf permeable Wand getrennt ist, und dass das so behandelte Nahrungsmittel anschliessend in bekannter Weise unter sterilen Bedingungen abgefüllt wird.
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In vorteilhafter Weise werden nach dem Verfahren der Erfindung die zu behandelnden Emulsionen durch ein in einer Wasserdampfatmosphäre befindliches, für heisses Wasser und Wasserdampf permeables Rohr bewegt. Im Normalfall wird das zu behandelnde Nahrungsmittel durch ein für heisses Wasser oder Wasserdampf permeables Rohr gedrückt oder gesaugt, welches sich in einer mit Wasserdampf gefüllten Kamimer befindet. Hiebei kann das zu behandelnde Gut mittels einer Schnecke durch die Zone heissen Wassers oder Wasserdampfes bewegt werden. Die für heisses Wasser bzw. für Wasserdampf permeablen Rohre bestehen aus einem perforierten Metallrohr, das mit Pergamentpapier, Filterpapier, Leinentüchern sowie Woll- und Baumwollgeweben umkleidet ist.
Bei der Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens hängen die Dauer der Pasteurisation oder Steri-
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zone von etwa 5 sec bis zu etwa 30 min möglich. Bei Anwendung von Wasserdampf kann die Temperatur des Wasserdampfes 100-150 C oder mehr betragen. Die Wasserdampfdrucke können etwa 2 - 5 oder mehr
Atmosphären betragen.
Obwohl in der Regel mit Wasserdampf sterilisiert wird, genügt gelegentlich auch über 800C erhitztes Heisswasser. Das beschriebene Verfahren kann mit Hilfe der beispielsweise in den Zeichnungen dargestell- ten Vorrichtungen ausgeführt werden. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Ausführungsformen mög- lich, bei denen das zu sterilisierende oder zu pasteurisierende Gut mit einer Wasserdampf abgebenden oder mit einer aus Wasserdampf bestehenden Phase in Berührung steht.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des kontinuierlichen Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem
Vorratsbehälter für das zu behandelnde Gut, einer mit dem Behälter verbundenen Sterilisations- bzw. Pa- steurisationskammer bestehend aus einem inneren Sterilisations-bzw. Pasteurisationsrohr aus entweder für heisses Wasser und Wasserdampf permeablem Material oder einem perforierten Metallrohr, das mit
Pergamentpapier, Filterpapier, Stoffgeweben oder andern für Wasserdampf durchlässigen Materialien ver- kleidet ist. Dieses Rohr wird mit einem äusseren, mit Wasser- oder Wasserdampfeintritts- und austritts- öffnungen versehenen festen Mantel umhüllt. Weiterhin sind Vorrichtungen zur Beförderung des Nahrungs- mittels durch das Sterilisations-bzw.
Pasteurisationsrohr sowie Vorrichtungen zum Abfüllendes durch das Sterilisations- bzw. Pasteurisationsrohr beförderten Nahrungsmittels unter sterilen Bedingungen angebracht.
Das Nahrungsmittel kann durch eine Pumpe oder eine Schnecke durch das Sterilisations- bzw. Pasteurisa- tionsrohr befördert werden.
Auch ist eine Vorrichtung möglich, die im wesentlichen besteht aus einem Vorratsbehälter für das zu behandelnde Gut, einer mit dem Behälter verbundenen Sterilisations- bzw. Pasteurisationskammer, be- stehend aus einem äusseren, das Nahrungsmittel aufnehmenden Sterilisations- bzw. Pasteurisationsrohr aus festem Material sowie einem inneren, mit den oben aufgeführten Materialien umkleideten Metallrohr, durch das der Wasserdampf oder das heisse Wasser geleitet werden. Ferner sind Vorrichtungen zur Beförde- rung des Nahrungsmittels durch das Sterilisations- bzw. Pasteurisationsrohr sowie Vorrichtungen zum Ab- füllen des durch das Sterilisations- bzw. Pasteurisationsrohr beförderten Nahrungsmittels unter sterilen Be- dingungen vorhanden.
Die folgenden Beispiele sollen das Verfahren der Erfindung näher erläutern.
Beispiel 1 beschreibt eine diskontinuierliche Sterilisation von Mayonnaise, Beispiel 2 eine diskonti- nuierliche Sterilisation von Butter und Beispiel 3 eine Sterilisation von Mayonnaise, bei welcher diese in kontinuierlicher Weise behandelt und abgefüllt wird.
Beispiel l : Mayonnaise ist eine Emulsion aus Eidotter, pflanzlichen Ölen, Salz, Gewürzen und
Gewürzessig. Die Mayonnaise wird aus vorstehenden Zutaten hergeszllt.
Nunmehr wird eine übliche Konservendose am Boden mit einer runden Scheibe Pergamentpapier be- legt, die durch destilliertes Wasser gezogen und kurz abtropfen gelassen wurde. In gleicher Weise wird die
Seitenwand der Konservendose mit einem Streifen mit destilliertem Wasser benetzten Pergamentpapier aus- gekleidet. Dann wird die Mayonnaise, so wie sie hergestellt wurde, oder nach Vermischen mit einem Nah- rungsmittel, wie Fisch, Fleisch, Ei od. dgl., randvoll eingefüllt. Auf die Oberfläche der Füllung wird nochmals ein Stück mit destilliertem Wasser benetztes Pergamentpapier gelegt ; dann wird die Konserven- dose in üblicher Weise durch einen Deckel luftdicht verschlossen.
Statt des vorstehend erwähnten Pergamentpapiers kann als feuchtigkeitshaltende Auskleidung auch ein anders saugfähiges Papier, wie Filterpapier oder Leinen, verwendet werden, das mit Wasser befeuchtet und abtropfen gelassen wurde.
Nach beendeter Füllung und Verschluss der Konservendose wird die Mayonnaise oder die Zubereitung aus Mayonnaise mit Fleisch, Fisch, Gemüse, etwa 13 min in sprudelnd kochendem Wasser sterilisiert.
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Naturgemäss hängt die Kochdauer von Grösse und Form des Behältnisses ab. Die Sterilisierung kann jedoch auch im Autoklaven bei Temperaturen über 1000C erfolgen. Beim Kochprozess wölben sich oben die Dekkel der Konservendose etwas auf, springen aber nach erfolgter Abkühlung in die Ursprungslage zurück.
Eine erfindungsgemäss hergestellte Mayonnaise stellt eine Vollkonserve dar und ist unbegrenzt lager-
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Wird die Mayonnaise oder die mayonnaisehaltige Zubereitung in einer Konservendose oder in einem
Konservenglas sterilisiert, die nicht mit einer mit destilliertem Wasser benetzten Auskleidung versehen sind, oder zur Auskleidung ein nicht mit Wasser benetztes Papier verwendet wird, so wird keine unbegrenzt halt- bare Mayonnaisen-Vollkonserve erhalten.
Zur Befeuchtung der Auskleidung braucht nicht unbedingt destilliertes Wasser verwendet werden, son- dern es genügt auch gewöhnliches Leitungswasser oder es kann auch verdünnte Essigsäure verwendet wer- den. Wesentlich ist nur, dass die Auskleidung feucht gehalten wird, da bei der Verwendung einer trocke- nen Auskleidung oder ohne Auskleidung die Mayonnaise beim Sterilisierungsverfahren stets gerinnt.
Beispiel 2 : In eine Weissblechdose von 7,5 cm Höhe und 5,5 cm Durchmesser wird allseitig eine i Auskleidung aus mit Wasser angefeuchtetem Pergamentpapier gelegt. In die so vorbereitete Dose wird
Butter in solcher Menge (180 g) eingefüllt, dass die Dose vollständig ausgefüllt ist. Die Oberfläche des
Füllgutes wird ebenfalls mit einer angefeuchteten Pergamentscheibe bedeckt. Dann wird die Dose ver- schlossen und im Wasserbad oder Autoklaven zwischen 80 und 120 C, vorzugsweise auf eine Temperatur unter IOOOC bis zu 20 min erhitzt. Nach dem Erhitzen wird die Dose mit Wasser abgekühlt, wobei die Dose bewegt werden muss. Untersuchungen haben ergeben, dass während der verhältnismässig kurzen Zeit von etwa 14 min bei Erhitzung in einem Wasserbad auf 800C bereits im Kern der Dose die gleiche Tem- peratur erreicht ist.
Während sich die Butter beim Erhitzen im offenen oder geschlossenen Gefäss üblicherweise bereits bei etwa 45 - 500C in eine Milchfettschicht und eine wässerige Schicht trennt, zeigt der Inhalt der gemäss vorstehendem Beispiel behandelten und abgekühlten Dose keine erkennbare Veränderung des Emulsions- charakters der Butter. In der geschlossenen Dose erwies sich die Butter über einen Zeitraum von einigen
Wochen haltbar gegen Ranzigwerden, und selbst bei geöffneter Dose war eine im Kühlschrank aufbewahrte
Butter nach 14 Tagen noch nicht ranzig.
Beispiel 3 : Zur Sterilisation einer normalen"Prima"-Mayonnaise wird diese durch ein für Wasser- dampf permeables Rohr aus Pergament von etwa 4 cm Durchmesser, welches sich in einer Wasserdampf- atmosphäre von etwa 105 C befindet, gedrückt. Bei einer Durchgangsgeschwindigkeit von etwa 1 m in
20 sec lässt sich die Mayonnaise in äusserst kurzen Zeiten auf erwünschte Temperaturen von 80 bis 105 C erhitzen. Die Mayonnaise wird hiebei nicht zersetzt. Unmittelbar nach dem Pasteurisieren bzw. Sterili- sieren wird unter Vakuum luftdicht abgefüllt. Die Mayonnaise ist ohne jegliche Konservierung haltbar.
Der gleiche Effekt lässt sich mit Milch, Obers, Topfen, Margarine und den übrigen erwähnten Pro- dukten erzielen, ohne dass das zu sterilisierende Emulsionseiweiss zerstört wird oder dass die Eiweissteil- chen der Emulsion verbrennen und den gefürchteten Dosengeschmack erzeugen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Sterilisierung oder Pasteurisierung von zumindest zum Teil aus Fettemulsionen be- stehenden Nahrungsmitteln wie Milch, Obers, Butter, Margarine, Topfen u. dgl. durch Erhitzen in einer umgrenzten Zone mittels Wasser und bzw. oder Wasserdampf und anschliessender Abpackung unter sterilen
Bedingungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände zwischen dem Behandlungsmedium und dem zu behandelnden Gut aus einem Material bestehen, welches für ersteres nur insoweit durchlässig ist, dass während des Sterilisier-bzw. Pasteurisiervorganges eine Verdünnung der mindestens zum Teil aus Fett-