<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze ter bereiding van vetmengsels.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bereiding van vetmengsels, in het bijzonder vetmengsels, die geschikt zijn als smeersel voor brood en sandwiches, en die in vergelijking met margarine en boter een relatief laag percentage aan vet (niet meer dan ongeveer 60%) en een relatief hoog percentage aan eiwit (niet minder dan ongeveer 2%) bevatten,, waarbij de rest van het mengsel hoofdzakelijk bestaat uit water of wei. Deze mengsels zullen onderstaand worden aangeduid als smeersels met een lage calorische waarde.
Alle in deze beschrijving vermelde percentages hebben
<Desc/Clms Page number 2>
betrekking op het gewicht, tenzij anders vermeld.
Het voornaamste doel van de uitvinding is de vervaardi- ging van een smeersel met een lage calorische waarde, dat bestaat uit een water-in-olie emulsie en waarvan de textuur en de smeerbaar-, heid gelijk zijn aan die van margarine en boter. Bij het ontwerpen van een geschikte methode daartoe vormde de voorwaarde, dat de water- fase, diet het eiwit bevat, de disperse fase moet zijn en het vet de continue fase, een .aanzienlijke moeilijkheid.
Het is mogelijk, een smeersel de maken door het bereiden van een olie-in-water emulsie van de vette en de waterige componen- ten, aangezien de vorming van zulk een emulsie bevorderd wordt door de eigenschap van de eiwitten, een stabiliserende werking uit te oefenen op de olie-in-water emulsie. Een dergelijk smeersel is ech- ter volkomen ongeschikt voor het doel van de aanvrage, omdat de houdbaarheid daarvan zeer beperkt is. De eiwithoudende waterfase vormt n.l. een uitstekend milieu voor micro-organismen. Van bepaalde emulgatoren is bekend, dat zij de vorming van een water-in-olie emulsie bevorderen, doch deze emulgatoren geven dikwijls een onge- wenste smaak en geur aan het product, terwijl tevens het gebruik ervan uit fysiologisch oogpunt ongewenst kan zijn.
Het is nu mogelijk gebleken, een vetmengsel van het j gewenste water-in-olie type te bereiden, met een relatief laag gehalte aan vet en een relatief hoog gehalte aan eiwit, dat een op- vallende gelijkenis vertoont met boter en margarine wat betreft uiterlijk en smeerbaarheid, onder gebruikmaking van emulgatoren, die bij de vervaardiging van margarine gebruikelijk zijn, zoals fosfatiden en partiële glyceriden.
De mengsels volgens de uitvinding kunnen van 40 tot 55 of 60%, bij voorkeur ongeveer 50% vet bevatten, waarbij de rest bestaat uit wei of water, dat eiwit en toegevoegde zouten bevat. Hot gehalte aan eiwit kan variëren tussen 4 en 20%, bij voorkeur tussen 10 en 15%? van de waterfase en bedraagt bij voorkeur ongeveer 7 tot 8% van het totale gewicht van de compositie. Kleine hoeveelheden koolhydraten, b.v. tot 2 of 3% vau het totale gewicht, alsmede
<Desc/Clms Page number 3>
smaak- en geurverbeterende stoffen kunnen -aanwezig zijn. Eveneens zijn aanwezig geschikte emulgatoren, zoals b.v. monoglyceriden (welke term ook mengsels van mono- en diglyceriden omvat) en leci- thine. Het vet vormt de continue fase van de emulsie.
De verbran- dingswaarde van het vet, uitgedrukt in calorieën per 100 g., kan lager zijn dan 400, doch zal in het algemeen lager zijn dan 600, b.v. 400 tot 500 of 550.
Het type vet kan gekozen worden naar gelang van de eisen, die aan het product worden gesteld. Mengsels van vetten, die ook vetten omvatten, welke door harding, fractionering of catering gemodificeerd zijn, Mals die gebruikt worden bij de bereiding van margarine, kunnen ook hier worden toegepast.
Men kan ook smeersels vervaardigen onder gebruikmaking van speciale vetmengsels, 'zoals 1) mengsels, die gekenmerkt worden donnr een hoog gehalte aan linol- zuur, b.v. 20 tot 30% of meer, 2) mengsels, die gekenmerkt worden door een laag gehalte aan onver- zadigde trans-zuren, b.v. 0 tot 5%, 3) botervet.
Hoewel zowel plantaardige als dierlijke eiwitten kunnen worden gebruikt, wordt de voorkeur gegeven aan dierlijke eiwitten, zoals caseine en bloedalbumine, die een goede smaak en een hoge voedingswaarde bezitten, en daardoor bijdragen tot de kwaliteit van het product.
De bereiding van een goed product volgens de uitvinding hangt in hoge mate af van de bereiding van de waterfase, welke het eiwit bevat. In het bijzonder kunnen hoge eiwitgehalten van de waterfase aanleiding geven tot moeilijkheden, omdat de viscositeit van de waterfase snel toeneemt met het gehalte aan eiwit. Ook moet het eiwit zelf van zeer goede kwaliteit zijn om een volwaardig product te verkrijgen. Om deze reden verdient het de voorkeur, het eiwit te bewerken zodra het uit de ondermelk is afgescheiden.
Voor de bereiding van de waterfase wordt het eiwit, b.v. caseïne, neergeslagen (b. v. uit ondermelk) door middel van een
<Desc/Clms Page number 4>
zuur, welk zuur een niet- toxisch organisch of anorganisch zuur kan zijn, zoals melkzuur, citroenzuur of chloorwaterstofzuur. De oaselnevlokken kunnen gewassen worden, teneinde lactose, alsmede elke overmaat aan zuur te verwijderen, waarna de neerslag geconcen- treerd wordt door middel van filteren of centrifugeren. Na op deze wijze geconcentreerd te zijn, kan de zure caseïne in een colloldale oplossing worden gebracht met behulp van alkalisch reagerende stof- fen, zoals natriumhydroxide, natriumfosfaat,
natriumbicarbonaat of natriumcitraat. De colloldale oplossing kan dan verhit worden tot ongeveer 65 tot 80 C, teneinde ze schenkbaar te maken, waarbij zij ongeveer 10 tot 30 minuten op deze temperatuur gehouden wordt om te bereiken, dat zij gepasteuriseerd wordt, de pH moet tussen 5 en 6 liggen, bij voorkeur tussen 5,2 en 5,4. Het is niet aanbe- velenswaardig, de pH hoger in te stellen, aangezien dan de micro- biologische houdbaarheid van het smeersel nadelig beïnvloed kan worden.
Voor het geval wassen niet noodzakelijk geacht wordt, is een concentratie van de neergeslagen caseïne door middel van flotatie een geschikte werkwijze. Er is gevonden, dat door middel van krachtig roeren, b.v. met behulp van een roerder van het pro- peller-type, zoveel lucht in de ondermelk geslagen wordt, dat bij sneele aanzuring met b. v. citroenzuur de caselnevlokken op de ondermelk drijven en een tamelijk vaste koek vormen, waardoor de heldere wei kan worden afgetapt zonder filtratie.
Door de juiste hoeveelheid wei af te tappen, kan men gemakkelijk een eiwitgehalte van 18 à 19% verkrijgen; Deze methode biedt het voordeel, dat zij enerzijds zeer snel kan worden uitgevoerd, hetgeen in het bijzonder van belang is voor de microbiologische toestand van de waterfase, en dat anderzijds de verliezen aan caseïne zeer gering zijn, zodat een hogere opbrengst wordt verkregen.
De producten volgens de uitvinding kunnen worden bereid door eerst een olie-in-water emulsie te bereiden van het vetmengsel en de waterfase bij een temperatuur, waarbij het vetmengsel vloei- baar is, en vervolgens een fase-omkeer van deze emulsie tot stand
<Desc/Clms Page number 5>
te brengen in een gesloten systeem, door middel van koeling en mechanische bewerking. Deze fase-omkeer kan b. v. bewerkt worden in een gesloten warmtewisselaar, die in staat is, het mengsel tegelij- kertijd te koelen en te kneden, zoals een votator. Andere typen apparaten kunnen echter ook gebruikt worden, zoals b. v. de zogenaam- de complector, vooropgesteld dat de bewerkingen worden uitgevoerd in een gesloten systeem.
De mate van bewerking en koeling van het vetmengsel moet zorgvuldig worden aangepast aan de eigenschappen van het vetmengsel, .aangezien anders de fase-omkeer onvolledig is of zelfs in het geheel niet tot stand komt.
Het is eveneens mogelijk een product te maken, waarbij men door middel van een partiële kristallisatie van de vetfase direct de water-in-olie emulsie verkrijgt, die dan geplastificeerd wordt door middel van koeling en bewerking in een gesloten systeem, zoals een votator of een ander geschikt apparaat. De figuren 1 en 2 stellen schematische tekeningen voor ter illustratie van de twee genoemde methoden ter bereiding van het product volgens de uitvin- ding. In deze figuren duiden de cijfers 1 en 2 de voorraadtanks van de vet- en de waterfase aan, 3 en 5 zijn A-units, 4 is een ktistallisator en 6 is een B-unit. De A-unit 3 is bij voorkeur van grotere Afmeting dan de A-unit 5. De B-unit bestaat uit een rechthoekige buis.
In fig. 1 is schematisch de werkwijze aangegeven, waarbij eerst een olie-in-water emulsie wordt gemaakt, die vervolgens tot een water-in-olie emulsie wordt omgeslagen. De olie-in-water emulsie in de voorraadtank n 1, die bereid is door de vetfase in de water- fase te dispergeren bij een temperatuur, waarbij het vet vloeibaar is onder gebruikmaking van krachtig roeren, wordt geleid in de A-unit 5 en dan via een verdeler naar een kristallisator. De compo- sitie passeert vervolgens een tweede A-unit en wordt geëxtrudeerd uit de B-unit 6. Door de capaciteit van en de verblijftijd in de kristallisator te variëren kan men de consistentie van het product beïnvloeden.
Voor het tot stand brengen van de fase-omkeer is het noodzakelijk, dat de olie-in-water emulsie niet al te stabiel wordt
<Desc/Clms Page number 6>
gemaakt,
In fig. 2 is schematisch de werkwijze aangegeven, waarbij direct een water-in-olie emulsie wordt gevormd. De vetfase uit de voorraadtank n 1 wordt door de A-unit 3 geleid, terwijl in hetzelf- de tempo de waterfase, die uit de voorraadtank n 2 komt, in de voorgekoelde vetfase wordt geïnjecteerd via de verdeler in de kris- tallisator 4. De gevormde water-in-olie emulsie wordt geplastifi- ceerd in A-unit 5 en passeert vervolgens de B-unit 6. Onder goed gekozen condities wordt een behoorlijk vast product verkregen, dat geen waarneembaar los vocht bevat.
De producten volgens de uitvinding zijn water-in-olie emulsies, die zowel een zeer goede zmeerbaarheid als een neutrale smaak bezitten en die uit fysiologisch oogpunt volkomen acceptable zijn. Zij bezitten een aanzienlijk lagere calorische waarde dan boter en margarine en kunnen worden samgegesteld uit vetten, die een relatief hoog gehalte aan zogenaamde essentiële vetzuren bevatten.
In verband met de tegenwoordige Inzichten betreffende arteriosclero-, se en de wenselijkheid tot het beperken van het verbruik van voe- dingsmiddelen met een hoge calorische waarde, zijn de onderhavige producten van aanzienlijk belang. Zij kunnen worden gebruikt voor het bakken van cakes, in welk geval een ietwat grotere hoeveelheid van het product gebruikt behoort te worden dan wanneer men boter of margarine bebruikt, maar aan de andere kant minder eiwit, in de vorm van eieren, vereist is om een cake met een goede structuur te ver- krijgen. Het product biedt eveneens bepaalde voordelen bij de bereiding van consumptie-ijs, daar het zowel vet als eiwit bevat en slechts een gering gehalte aan lactose heeft in vergelijking met gecondenseerde melk. Daarnaast kan het gebruikt worden als groente- saus.
In verband met hetfeit, dat het product volgens de uitvinding ! een betrekkelijk hoog gehalte aan eiwit bevat, moet men erop bedacht' zijn, bacteriële infectie van het product te voorkomen. Hoewel de houdbaarheid van het product ruin voldoende is, aangezien de eiwit- houdende waterfase geemulgeerd wordt in het vet, verdient het aanbe- veling, bepaalde maatregelen te nemen om de houdbaarheid te ver-
<Desc/Clms Page number 7>
groten op een zodanige wijze, dat geen moeilijkheden worden onder- vonden bij een langdurige opslag van het product. Dit kan op gesohik te wijze bereikt worden door wat zout in het product te verwerken, .alsmede een eetbaar conserveermideel, zoals sorbinezuur, en de pH op een bepaalde de in te stellen. De zoutoplossing dient aan de waterfase te worden toegevoegd.
Voor het verkrijgen van een goed houdbaar product is het vereist, dat de totale waterfase gepasteuri- seerd wordt gedurende ongeveer 30 minuten bij 70 C. Het product wordt bij voorkeur verpakt met behulp van aluminiumfoelies of andere films, die geen water,waterden? of lucht doorlaten. Het is gebleken, dat een zoutgehalte van tenminste 0,5%, berekend op het gewicht van het product, tezamen met een sorbinezuurgehalte van tenminste 0,15%, berekend op het gewicht van het product, bij een pH van 5,2 of lager een zeer geschikt product geeft.
In de volgende boorbeelden wordt de uitvinding nader toegelicht.
VOORBEELD 1.- @
Een smeersel werd bereid, waarvan de vettase bestond uit een mengsel van zonnebloemolie, geharde aardnotenolie en geharde palmolie, en waarvan het eiwit caseïne was. De waterfase werd .als volgt bereid: aan 300 kg verse gepasteuriseerde ondermelk werd bij een temperatuur van 25 C, 13,5 liter van een waterige citroenzuur- oplossing toegevoegd, die 100 g citroenzuurmonohydraat per liter bevatte, om de pH op 4,6 - 4,8 te brengen. Onder langzaam roeren van het mengsel werd een neerslag van caseïne verkregen. Nadat het mengsel uitgezakt was, werd de wei (180 kg) afgetapt.
Vervolgens werd de caseïne tweemaal gewassen met 120 kg leidingwater, totdat de zuurgraad van het waswater niet meer bedroeg van 2,0 ml N natriumhydroxide per 100 ml. De gewassen wrongel werd gefiltreerd in zakken van filterdoek, totdat de eiwitconcentratie méér bedroeg dan 16%. Onder krachtig roeren werd 1250 ml N natriumhydroxide toegevoegd, waarna het goed gemengde mengsel langzaam werd verhit tot 70 C. en gedurende ongeveer 30 minuten op deze temperatuur werd gehouden. Vervolgens werd 0,27% kaliumsorbaat toegevoegd en de
<Desc/Clms Page number 8>
Aldus bereide waterfase afgekoeld tot 50 C. Er werd ongeveer 50 kg watertase verkregen met een eiwitgehalte van 15,5 - 16% (welk gehalte geregeld kan worden door toevoeging van water) en een pH van 5,3 a 5,5.
De vetfase bestond uit een mengsel van 55 delen zonne- bloemolie, 33 delen geharde grondnotenolie (smeltpunt 35 C) en 12 delen geharde palmolie (smeltpunt 45 C).Aan 100 kg van deze vetfase werden toegevoegd 0,3 kg lecithine van sojabonen, 5 g van een 20%- ige beta-caroteen dispersie in olie en 1 kg gedestilleerde mono- glyceriden van palmitine en stearinezuur. Geur- en smaakstoffen alsmede vitamineconcentraten werden eveneens toegevoegd.
Met behulp van een krachtige roerder werd 50 kg van de vetfase gedispergeerd bij een temperatuur van 50 C in 48 kg water- fase, totdat een olie-in-water emulsie werd verkregen. De pH van de emulsie werd ingesteld op 5,15 - 5,20 met behulp van een oplossing van melkzuur (ongeveer 600 ml 10%-ig melkzuur), waarna 1,67 1 pekel (300 g keukenzout per liter) werd toegevoegd. Deze olie-in-water emulsie werd gepompt in een gesloten systeem bestaande uit een votator A-unit, een menger met staafvormige slagorganen, een tweede A-uniteneen votator B-unit. Door koelen en machinaal kneden van de olie-in-water emulsie werd een water-in-olie emulsie verkregen, die onmiddellijk verpakt kan worden. De eerste A-unit had een koel- opervlak van 5,3 dm2 en een inhoud van 300 ml.
De draaisnelheid van de schraapmessen was 750 omwentelingen per minuut. De menger had een inhoud van 700 ml, waarbij de draaisnelheid van de pennen 750 omwentelingen per minuut bedroeg. De tweede A-unit had een koel- oppervlak van 2,3 dm2 en een inhoud van 170 ml. De draaisnelheid van de schraapmessen was 750 omwentelingen per minuut. De B-unit bestond uit een buis met een rechthoekige dwarsdoorsnede van 6 x 4 cm2 en een lengte van 20 cm. De koeling werd bewerkstelligd met een calciumchloride-oplossing bij een temperatuur van -15 tot -18*C. De capaciteit bedroeg 40 kg per uur. Het mengsel werd in de eerste A-unit geleid bij een temperatuur van 40 C en verliet deze unit bij een temperatuur van 18 - 20 C.
Na de B-unit was de
<Desc/Clms Page number 9>
temperatuur 15 -16 C. Het verkregen product vertoonde een verrassen- de gelijkenis met boter en gargarine wat betreft uiterlijk en smeer- baarheid. Het smolt snel in de mond en vertoonde een licht aromati- sche, ietwat zoute, neutrale smaak, en was geschikt voor alle soor- ten sandwiches. Het product vertoonde geen neiging tot water- of Olieafscheiding bij kamertemperatuur. Na 6 weken opslag bij 20*C kon geen aanwas van microbiologische aard worden ontdekt.
VOORBEELD 2. -
Aan 60 kg verse gepasteuriseerde ondermelk werd bij een temperatuur van 35*C, 2750 ml waterige citroenzuuroplossing van de in voorbeeld 1 gespecificeerde concentratie toegevoegd onder roeren.
De wei (52 kg) werd afgetapt via een zeef, en aan de caseine-neerslag werd 525 ml N natriumhydroxide toegevoegd. Na grondig gemengd te zijn werd de massa gedurende 30 minuten tot 70 C verhit en vervol- gens .afgekoeld tot 50 C.
Een vetiase werd bereid, bestaande uit een mengsel van 55 delen zonnebloemolie, 33 delen geharde walvisolie (smeltpunt t 35 C), 12 delen geharde palmolie (smeltpunt 45 C). Aan 100 kg van deze vetfase werden toegevoegd 1 kg monoglyceriden, 0,3 kg lecithine van sojabonen, 0,3 kg sorbinezuur en 5 g van een 20%-ige beta- caroteen dispersie in olie, alsmede geur- en smaakstoffen en vita- mineconcentraten. 12 kg van deze vetfase werd bij een temperatuur van 50 C gedispergeerd in de waterfase, en aan de verkregen olle-in- water emulsie werd 400 ml pekel (300 g keukenzout per liter) toege- voegd. Deze olie-ln-water emulsie werd gekoeld en bewerkt in een gesloten systeem zoals beschreven in voorbeeld 1. Er werd een uit- stekend product verkregen.
Bij vergelijking met boorbeeld 1 valt op te merken, dat de caseïne, na'e zijn neergeslagen met citroenzuur, niet gewassen werd, doch dat iets meer loog moest worden toegevoegd. Deze methode geeft een hogere opbrengst van eiwit en ook een aanmerkelijke tijdsbesparing. Bovendien was het niet nodig om de pH van de olie- in-water emulsie te verlagen door toevoeging van melkzuur, aangezien
<Desc/Clms Page number 10>
aan de vetfase sorbinezuur werd toegevoegd. Het verkregen product bevatte 2% lactose, hetgeen een lager vochtgehalte aanduidt, VOORBEELD 3.-
Dezelfde waterfase werd bereid als in voorbeeld 2.
De vetfase bestond uit botervet, verkregen door het smelten van boter, waaraan werden toegevoegd, per 100 kg, 1 kg monoglyceride, 0,3 kg @ lecithine van sojabonen, 0,3 kg sorbinezuur, alsmede geur- en smaak. stoffen. 12 kg van deze vetfase werd gedispergeerd in 11,5 kg waterfase bij een temperatuur van 50 C en aan de verkregen olie-in- water emulsie werd 400 ml pekel (300 g keukenzout per liter) toege- . voegde
Deze olie-in-water emulsie werd gekoeld en bewerkt in een gesloten systeem als in voorbeeld l, waarbij een water-in-olie emulsie werd verkregen.
Het aldus bereide eindproduct bleek zeer goed smeerbaar te zijn.
VOORBEELD 4.-
Een vetfase van de samenstelling als gespecificeerd in voorbeeld 2 werd bij een temperatuur van 40 C in een A-unit van een votator geleid. In een menger met staafvormige slagorganen werd de ; uit de votator A-unit komende gekoelde vetfase bij 15 C gemengd met een watertase, welke bereid was als beschreven in voorbeeld 2, waarna de water-in-olie emulsie verder werd afgekoeld in een tweede
A-unit. Het via een B-unit van de votator uittredende product kon omiddellijk machinaal verpakt worden.
VOORBEELD 5. -
Aan 300 kg verse gepasteuriseerde ondermelk werd bij een temperatuur van 35 C, 13,5 lgwaterige citroenzuuroplossing, welke
100 g citroenzuurmonohydraat per liter bevatte, snel toegevoegd, onder krachtig roeren met een roerder van het propellertype. Gedu- rende deze bewerking werd zo veel lucht in het mengsel gelsagen, dat de neergeslagen caseïne practisch volledig op de wei dreef op het moment, dat de toevoeging beendigd was en met roeren gestopt werd. 250 Kg heldere wei kon vlot worden afgetapt.
<Desc/Clms Page number 11>
2650 ml N natriumhydroxide-oplossing werd grondig met de neerslag gemengd. Het daaruit verkregen mengsel werd tot 70 C verhit en gedurende circa 30 minuten op deze temperatuur gehouden.
Na toevoeging van 2,2 1 pekel (300 g keukenzout per liter) werd de waterfase afgekoeld tot beneden 25 C.
De vetfase werd bereid van 55 delen zonnebloemolie 33 delen aardnotenolie, gehard tot een smeltpunt van 35*C 12 delen palmolie, gehard tot een smeltpunt van 45 C
0,3 delen lecithine van sojabonen
1 deel gedestilleerde monoglyceriden
0,3 delen sorbinezuur 0,005 delen 20%-ige beta-caroteen dispersie in eetbare olie geur- en smaakstoffen en vitamineooncentraten.
De vetfase werd afgekoeld door haar door een A-unit van een votator te leiden. Gelijke gewichtshoeveelheden waterfase en vetfase werden vervolgens gemengd in een menger met staafvormige slagorganen. De aldus verkregen water-in-olie emulsie werd afgekueld in een tweede A-unit en geextrudeerd na door een votator B-unit te zijn geleid. Zij kon onmiddellijk machinaal verpakt worden.
EMI11.1
Voony,LL]2 6.-
De drijvende caseïne werd verkregen als beschreven in voorbeeld 5. 250 g natriumbicarbonaat werd toegevoegd en de neerslag werd goed gemengd. Het aldus verkregen mangsel werd verhit tot 70 C en gedurende 30 minuten op deze temperatuur gehouden.
Een pekeloplossing werd toegevoegd en de waterfase, welke tot 25 C was afgekoeld, werd in het voorgekoelde vet geïnjecteerd, waarna de aldus verkregen emulsie verder werd bewerkt als beschreven in voorbeeld 5.