CH627778A5 - Process for accelerating the solidification of fats or fat-containing compositions - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Beschleunigung der Erstarrung von Fetten oder fetthaltigen Zubereitungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Erstarrungsbeschleuniger mindestens ein feinpulveriges einsäuriges Triglycerid oder symmetrisches Triglycerid gesättigter Fettsäuren der Kettenlänge Ciò bis C20 als ohne Verschmelzen oder Einlösen in fester Form verbleibende Stoffe in der noch flüssigen Fettschmelze, bevor diese selbst eigene Fettkristalle bildet, verteilt. The invention relates to a process for accelerating the solidification of fats or fat-containing preparations, which is characterized in that at least one finely powdered monoacid triglyceride or symmetrical triglyceride of saturated fatty acids of chain length Ciò to C20 is used as the solidification accelerator as substances remaining in solid form without melting or redissolving in the still molten fat melt before it forms its own fat crystals.
Nach der Zugabe der Erstarrungsbeschleuniger werden im allgemeinen die Bedingungen bei der Erstarrung der Fette oder fetthaltigen Zubereitung eingehalten, welche fabrikatorisch für die jeweiligen Produkte ausgeführt werden, daher z. B. ruhende Erstarrung unterhalb der Erstarrungstemperatur bei gleichbleibender oder absinkender Temperatur oder auch eine Kühlung bei gleichbleibender oder absinkender Temperatur oder auch eine Kühlung bei gleichbleibender oder sinkender Temperatur unter Rühren, Kneten usw. After the solidification accelerator has been added, the conditions for the solidification of the fats or fat-containing preparation are generally observed, which are carried out by the manufacturer for the respective products. B. static solidification below the solidification temperature at a constant or falling temperature or cooling at a constant or falling temperature or cooling at a constant or falling temperature with stirring, kneading, etc.
Durch das Verfahren wird ausser der wesentlichen Beschleunigung der Erstarrung auch eine verbesserte Erstarrung und lagerstabile Produkte erreicht. Wesentlich ist, dass bei der Ausführung des Verfahrens und der anschliessenden Erstarrung, für das jeweilige Produkt die Bedingungen gewählt werden, bei denen kein oder kein wesentliches Schmelzen, Einschmelzen der Beschleuniger oder deren Lösen in dem Produkt erfolgt. In addition to the substantial acceleration of solidification, the process also achieves improved solidification and products that are stable in storage. It is essential that when carrying out the process and the subsequent solidification, the conditions are selected for the respective product under which there is no or no significant melting, melting of the accelerators or their dissolution in the product.
Es hat sich gezeigt, dass die genannten Triglyceride, unter Verfahrensbedingungen zugesetzt, bei der Erstarrung der Produkte eine sehr geringe und in auffälliger Weise etwa gleich geringe Löslichkeit haben. It has been shown that the triglycerides mentioned, added under process conditions, have a very low solubility in the solidification of the products and, in a striking manner, approximately the same low solubility.
Da die Schmelztemperaturen der Produkte verschieden hoch sind und demgemäss die Erstarrung bei verschiedenen Temperaturen vorgenommen wird, sind zweckmässig jeweils solche Erstarrungsbeschleuniger auszuwählen, deren Schmelzpunkt 20 °C oder mehr über der Erstarrungstemperatur des Produkts liegt. Since the melting temperatures of the products are different and accordingly the solidification is carried out at different temperatures, it is advisable to select such solidification accelerators whose melting point is 20 ° C. or more above the solidification temperature of the product.
Die bekannten Schmelzpunkte der ß-Formen oder ß-rei-chen Formen können bei der Auswahl als Anhalt dienen, so The known melting points of the ß-forms or ß-rich forms can serve as a guide in the selection, so
627 778 627 778
dass Tricaprin mit Sp. 29 bis 29,8 und Trilamin mit Sp. 43 bis 43,7 vor allem für recht niedrig schmelzende, Trimyristin mit Sp. 53 bis 53,5 und vor allem Tripalmitin mit Sp. 61 bis 62,0 und Tristearin mit Sp. 67 bis 67,9 für höher schmelzende, aber auch für niedrig schmelzende Fette zweckmässig sind. Hierdurch sind die zugesetzten Erstarrungsbeschleuniger als feinverteilte Festkörperchen koexistent in der noch flüssigen Schmelze. Daher sind sie in der Lage, unverzüglich die Erstarrungskristallisation der Fettschmelze einzuleiten, also zu einem Zeitpunkt, bei dem noch keine Fettkristalle aus der eigentlichen Schmelze vorhanden sind. that tricaprine with col. 29 to 29.8 and trilamine with col. 43 to 43.7 especially for very low melting, trimyristin with col. 53 to 53.5 and especially tripalmitin with col. 61 to 62.0 and tristearin with Sp. 67 to 67.9 are appropriate for higher melting but also for lower melting fats. As a result, the solidification accelerators added as finely divided solid bodies are coexistent in the still liquid melt. They are therefore able to immediately initiate the solidification crystallization of the fat melt, ie at a point in time when there are still no fat crystals from the actual melt.
Da unabhängig von der Teilchengrösse von jedem einzelnen Triglyceridkristall ein Impfimpuls ausgeht, ist die Wirkung einer gegebenen Zusatzmenge (Gewichtsmenge) um so grösser, je kleiner die Teilchengrösse ist, weil die Teilchenzahl im umgekehrten Verhältnis zu ihrer Grösse steht. Since, regardless of the particle size, each individual triglyceride crystal emits an inoculation pulse, the smaller the particle size, the greater the effect of a given additional amount (amount by weight), because the number of particles is inversely related to its size.
Als Fette oder fetthaltige Zubereitungen kommen solche Produkte in Frage, welche bei Zimmertemperatur fest oder überwiegend fest sind und durch darin enthaltene Fette und/ oder Öle die für Lipide typische Hemmung der Kristallisatoren bzw. Verzögerung der Erstarrung besitzen. Products which are solid or predominantly solid at room temperature and which contain fats and / or oils which inhibit crystallizers or delay solidification, which are typical of lipids, are suitable as fats or preparations containing fat.
Auf dem Gebiet der Nahrungsmittel sind Beispiele Schokolade, Fettglasuren, Couvertüre u. a. Nahrungsfette wie Kokos-und Palmfette, Backfette, fetthaltige Lecithin-Zubereitungen usw., auf medizinischem Gebiet fetthaltige oder mit Fett überzogene Dragees, Suppositorien u. a. auf dem Gebiet der Futtermittel gewisse Milchaustauschfutter, Mastfutter und zahlreiche weitere. In the field of food, examples are chocolate, icing, couverture and the like. a. Dietary fats such as coconut and palm fats, shortenings, fatty lecithin preparations, etc., in the medical field fatty or coated tablets, suppositories and the like. a. in the field of feed, certain milk exchange feed, fattening feed and many others.
Die Verkürzung der Erstarrungszeit lässt sich durch verschiedene Verfahren demonstrieren. Neben einer allgemein üblichen Prüfung der Konsistenz in Abhängigkeit von der Zeit durch Penetrationsmessungen, ist das nachfolgend beschriebene Messverfahren gut zu einer quantitativen Aussage über die Wirkungsweise der erfindungsgemäss zu verwendenden Erstarrungsbeschleuniger geeignet. Hierbei wird die Fettschmelze zunächst unter definierten Bedingungen (sowohl thermisch als auch mechanisch) vorbehandelt und danach unter völlig gleichmässigem Rühren in einem Messkneter auf eine vorgewählte Erstarrungstemperatur abgekühlt. Jeder Widerstand, den die Knetschaufeln in der zu untersuchenden Fettschmelze oder deren Zubereitung finden, äussert sich als Reaktivkraft im Gehäuse des Antriebmotors, welcher sich in der zur Drehrichtung des Motors entgegengesetzten Richtung zu drehen versucht. Diese Drehmomente werden über ein Hebelsystem auf eine Schreibvorrichtung übertragen und als Kraft/Zeit-Diagramm registriert (Brabender-Farinograph-Messtrog S 300 N). So kann die Zeit ermittelt werden, die eine Fettschmelze bei vorgegebener Erstarrungstemperatur benötigt, um einen definierten Verfestigungsgrad anzunehmen, der als Drehmomentzunahme in der Dimension Meterpond (mp) ausgedrückt ist. The shortening of the solidification time can be demonstrated by various methods. In addition to a generally customary examination of the consistency as a function of time by penetration measurements, the measurement method described below is well suited for a quantitative statement about the mode of action of the solidification accelerators to be used according to the invention. Here, the fat melt is first pretreated under defined conditions (both thermally and mechanically) and then cooled to a preselected solidification temperature in a measuring kneader with completely uniform stirring. Any resistance that the kneading blades find in the fat melt to be examined or its preparation manifests itself as a reactive force in the housing of the drive motor, which tries to rotate in the opposite direction to the direction of rotation of the motor. These torques are transferred to a writing device via a lever system and registered as a force / time diagram (Brabender-Farinograph measuring trough S 300 N). In this way, it is possible to determine the time it takes for a fat melt at a given solidification temperature to assume a defined degree of solidification, which is expressed as an increase in torque in the dimension meter-pond (mp).
Dieser für einen anderen Zweck, nämlich für die Messung der Konsistenz und Zähigkeit von Backteig entwickelte Vorrichtung erlaubt daher - nach Erhöhung und Verfeinerung des Messbereichs der Registriervorrichtung - eine in der Praxis bis dahin nicht gegebene aussagefähige und reproduzierbare Messung. This device, which was developed for another purpose, namely for measuring the consistency and toughness of batter, therefore allows - after increasing and refining the measuring range of the registration device - a meaningful and reproducible measurement that was not previously available in practice.
Dieses Prüfverfahren erlaubt eine objektive Verfolgung und Beurteilung des Erstarrungsverlaufs von Fettschmelzen und somit auch quantitative Bewertung aller Zusätze, die das Erstarrungsgeschehen beeinflussen. This test procedure allows an objective tracking and assessment of the solidification process of fat melts and thus also a quantitative evaluation of all additives that influence the solidification process.
Beispiel 1 (Vergleich) Example 1 (comparison)
Es wurden jeweils 500 g Kakaomasse der Sorten «Ghana», «Arriba», «Trinidad» und «Bahia» im Messkneter S 300 N (Bra-bender) bei 55 °C aufgeschmolzen (Thermostat 1,60 Minuten), dann wurde der Kneter eingeschaltet, und bei Beibehaltung der Temperatur (TI = 55 °C) 60 Minuten gerührt. Danach wurde 500 g cocoa mass of the varieties "Ghana", "Arriba", "Trinidad" and "Bahia" were melted in the measuring mixer S 300 N (Bra-bender) at 55 ° C (thermostat 1.60 minutes), then the mixer was kneaded switched on, and stirred for 60 minutes while maintaining the temperature (TI = 55 ° C). After that was
3 3rd
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
627 778 627 778
auf den Thermostat 11 umgestellt, der den Kneter auf die vorgewählte Erstarrungstemperatur von genau 28,0 °C abkühlt und diese Temperatur für die Dauer der eigentlichen Messung konstant hält. Nach einer leichten Zunahme des Drehmoments am Anfang der Kühlphase verläuft das Kraftzeitdiagramm infolge der Abkühlung zunächst horizontal. Je nach der Qualität der Kakaomassen, bedingt durch die unterschiedlichen Erstarrungseigenschaften des darin enthaltenen Kakaofettes («Erstarrungsfreudigkeit») erfolgt nach einer geringen Zunahme des Knetwiderstandes, welcher die ersten Kristalle anzeigt, eine progressive Zunahme des Knetwiderstandes, also des Drehmomentes, sobald massive Erstarrung und Verfestigung einsetzt. Die anfänglich leicht fliessende Schmelze wird plastisch und fest. Sowohl der Erstarrungsverlauf als auch die quantitative Auswertung der Versuchsergebnisse geht anschaulich aus dem Diagramm der Fig. 1 hervor. switched to the thermostat 11, which cools the kneader to the preselected solidification temperature of exactly 28.0 ° C and keeps this temperature constant for the duration of the actual measurement. After a slight increase in torque at the beginning of the cooling phase, the force-time diagram initially runs horizontally as a result of the cooling. Depending on the quality of the cocoa mass, due to the different solidification properties of the cocoa fat contained in it ("solidification joy"), after a slight increase in the kneading resistance, which indicates the first crystals, there is a progressive increase in the kneading resistance, i.e. the torque, as soon as massive solidification and solidification starts. The initially easy flowing melt becomes plastic and solid. Both the course of solidification and the quantitative evaluation of the test results can be seen clearly from the diagram in FIG. 1.
Fig. 1 veranschaulicht den Erstarrungsverlauf der genannten Kakaomassen, wie er sich unter den beschriebenen Versuchsbedingungen ohne die Mitverwendung eines Erstarrungsbeschleunigers darstellt. 1 illustrates the solidification process of the cocoa masses mentioned, as it appears under the test conditions described without the use of a solidification accelerator.
Beispiel 2 Example 2
Fügt man den Kakaomassenschmelzen nach Beispiel 1 unmittelbar nach Beginn der Abkühlphase (also zum Zeitpunkt «0», des Diagrammes) 1 Gewichtsprozent mikrokristallines Tristearin in Pulverform zu, so erfolgt die Erstarrung der Kakaomassen wesentlich rascher. Der Erstarrungsverlauf dieser mit einem Erstarrungsbeschleuniger behandelten Kakaomassenschmelzen veranschaulicht Fig. 2. If 1% by weight of microcrystalline tristearin in powder form is added to the cocoa mass melts according to Example 1 immediately after the start of the cooling phase (ie at time “0”, the diagram), the cocoa mass solidifies much more quickly. The course of solidification of these cocoa mass melts treated with a solidification accelerator is illustrated in FIG. 2.
In der folgenden Tabelle I sind als Ergebnis der Beispiele 1 und 2 die Erstarrungszeiten der vier untersuchten Kakaomassen zusammengestellt im Vergleich zu den entsprechenden Messwerten für mit mikrokristallinem Tristearin als Kristallisationsbeschleuniger behandelten Massen. Als Bezugsgrösse für den Erstarrungszustand wurde diejenige Festigkeit zugrunde gelegt, die unter den angegebenen Bedingungen ein Drehmoment von 100 mp ausmacht. In the following Table I, the result of Examples 1 and 2 are the solidification times of the four cocoa masses compared in comparison to the corresponding measured values for masses treated with microcrystalline tristearin as a crystallization accelerator. The strength that constitutes a torque of 100 mp under the specified conditions was used as the reference parameter for the solidification state.
Beispiel 4 Example 4
Unter den in Beispiel 1 und 2 beschriebenen Versuchsbedingungen wurde die Erstarrungszeit von 400 g ungehärtetem, handelsüblichen Kokosöl getestet. Ohne Erstarrungsbeschleu-5 niger betrug die Verfestigung bezogen auf 20 mp 43 Minuten, mit Kristallisationsbeschleuniger (1% mikrokristallines Tristearin) verkürzte sich die Erstarrungszeit auf 28 Minuten. The setting time of 400 g of uncured, commercially available coconut oil was tested under the test conditions described in Examples 1 and 2. Without the solidification accelerator, the solidification was 43 minutes based on 20 mp, with the accelerator (1% microcrystalline tristearin) the solidification time was reduced to 28 minutes.
Beispiel 5 Example 5
io Ein ganz überwiegend Glycerintricaprinat enthaltendes Fett (Schmelzpunkt ca. 30,0 °C) wurde nach den Prüfbedingungen der Beispiele 1 bis 3 hinsichtlich der Erstarrungszeit untersucht. Ohne Kristallisationsbeschleuniger benötigte die Schmelze 172 Minuten um den Erstarrungszustand 20 mp zu 15 erreichen, mit Tristearin als Kristallisationsbeschleuniger wurde die Erstarrungszeit auf 80 Minuten verkürzt. A fat containing predominantly glycerol tricaprinate (melting point approx. 30.0 ° C.) was examined according to the test conditions of Examples 1 to 3 with regard to the setting time. Without a crystallization accelerator, the melt needed 172 minutes to reach the solidification state of 20 mp, with tristearin as the crystallization accelerator the solidification time was reduced to 80 minutes.
Beispiel 6 Example 6
Eine Schokoladencouvertüre 70-30-40 wurde entspre-20 chend Beispiel 1 behandelt und die Erstarrungszeiten bei Zusatz verschiedener einsäuriger Triglyceride (ETG) der Myri-stinsäure (Cm), der Palmitinsäure (Ciò) und der Stearinsäure (Cm) bestimmt. A chocolate coupon 70-30-40 was treated in accordance with Example 1 and the solidification times were determined when various monoacid triglycerides (ETG) of myristic acid (Cm), palmitic acid (Ciò) and stearic acid (Cm) were added.
[-25 [-25
Tabelle II Table II
Gew.-% % By weight
ETG-Art ETG art
Erstarrungszeit 60 mp/28 °C Solidification time 60 mp / 28 ° C
0 0
Kontrolle control
162 min 162 min
1 1
ETG-Cm ETG-Cm
102 min 102 min
1 1
ETG-Cie ETG-Cie
82 min 82 min
1 1
ETG-Cis ETG cis
73 min 73 min
Tabelle I Table I
Kakaomasse Sorte Cocoa mass variety
Erstarrungsz. EZ/28,0 °C / D = 100 mp Arriba Trinidad Ghana Bahia Solidification time EZ / 28.0 ° C / D = 100 mp Arriba Trinidad Ghana Bahia
K = Kontrollversuch K = control attempt
115' 115 '
125' 125 '
155' 155 '
190' 190 '
ohne Zusatz without addition
B Zusatz 1% Tristearin B Add 1% tristearin
52' 52 '
60' 60 '
62' 62 '
81' 81 '
Verkürzung der Shortening the
Erstarrungszeit in Min. Solidification time in min.
63' 63 '
65' 65 '
93' 93 '
109' 109 '
Erstarrungszeit in % Solidification time in%
55% 55%
52% 52%
60% 60%
57% 57%
Verkürzung der Shortening the
Erstarrungszeit auf % Solidification time to%
45 45
49 49
40 40
43 43
35 Beispiel 7 35 Example 7
Die Schokoladencouvertüre des Beispiels 6 wurde in der Messvorrichtung nach Beispiel 1 zunächst bei 55 °C, dann zur Erstarrung bei 28,0 °C gebracht. Der Kontröllversuch (100 mp) war nach 102 min die Erstarrung erfolgt. The chocolate couverture of Example 6 was first set at 55 ° C in the measuring device according to Example 1, then solidified at 28.0 ° C. The control test (100 mp) had solidified after 102 min.
Das als Erstarrungsbeschleuniger verwendete ETG-Cis wurde in feinkristalliner, aufgelockerter und versiebter Form der mikrokristallinen Kristalle verwendet. 1 Gew.-% Zusatz ergab eine Erstarrungszeit (EZ) von 67 min, 0,5 Gew.-% Zusatz eine EZ von 75 min, 0,25 Gew.-% eine EZ von 87 min und mit 0,05 Gew.-% war sogar noch eine EZ von 92 min erreichbar. The ETG-Cis used as a solidification accelerator was used in the finely crystalline, loosened and sieved form of the microcrystalline crystals. 1% by weight of additive gave a solidification time (EZ) of 67 minutes, 0.5% by weight of additive gave a EZ of 75 minutes, 0.25% by weight gave a EZ of 87 minutes and 0.05% by weight. % even reached a single room of 92 min.
40 40
45 45
Beispiel 3 Example 3
400 g handelsübliche Kakaobutter wurde hinsichtlich des Erstarrungsverlauf nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren geprüft, und zwar sowohl ohne als auch mit 1% mikrokristallinem Tristearin als Kristallisationsbeschleuniger. Bei 28,0 °C Kühltemperatur (= Messtemperatur) war noch nach 10 Stunden überhaupt keine Erstarrungstendenz festzustellen, während die mit dem Kristallisationsbeschleuniger versetzte Schmelze nach 207 Minuten den Verfestigungsgrad von 40 mp erreicht hatte. Die gleiche Kakaobutter erstarrte bei 26,0 °C in 496 Minuten, dagegen mit dem Kristallisationsbeschleuniger bereits in 54 Minuten, somit in etwa 10% der ursprünglichen Zeit. 400 g of commercial cocoa butter were tested for the solidification process according to the procedure described in Example 1, both without and with 1% microcrystalline tristearin as the crystallization accelerator. At a cooling temperature of 28.0 ° C (= measuring temperature) there was no tendency to solidify after 10 hours, while the melt with the crystallization accelerator reached the degree of solidification of 40 mp after 207 minutes. The same cocoa butter solidified at 26.0 ° C in 496 minutes, on the other hand with the crystallization accelerator in 54 minutes, thus in about 10% of the original time.
55 55
Beispiel 8 Example 8
Zu jeweils 500 g geschmolzener Couvertüre 70-3044 wurden unter den im Beispiel 1 genannten Bedingungen unmittelbar am Beginn der Kühlphase (bei 28,0 °C) 0,1 Gew.-%, 0,25 Gew.-%, 0,5 Gew.-% und 1,0 Gew.-% ein mikrokristallines Gemisch aus etwa 80 Gew.-% l,3-Distearoyl-2-palmitoyl-glyce-rin und l,3-Dipalmitoyl-2-stearoyl-gIycerin und etwa 20 Gew.-% Tristearin und Tripalmitin zugesetzt. Die gemessenen Erstarrungszeiten, bezogen auf den Erstarrungszustand 100 mp, sind in der nachstehend aufgeführten Tabelle angegeben im Vergleich zu der Erstarrungszeit, die für die unbehandelte Couver-türenschmelze ermittelt wurde. For each 500 g of melted couverture 70-3044, 0.1% by weight, 0.25% by weight, 0.5% by weight was added under the conditions mentioned in Example 1 immediately at the beginning of the cooling phase (at 28.0 ° C) .-% and 1.0 wt .-% a microcrystalline mixture of about 80 wt .-% l, 3-distearoyl-2-palmitoyl-glycerin and l, 3-dipalmitoyl-2-stearoyl-glycerin and about 20 wt .-% tristearin and tripalmitin added. The measured solidification times, based on the solidification state 100 mp, are given in the table below in comparison to the solidification time which was determined for the untreated couverture melt.
Ohne Zusatz Without addition
Zusatzmengen des Gemisches Additional quantities of the mixture
EZjoomp/ EZjoomp /
119 min 119 min
0,1 0,25 0,5 l,0Gew.-% 0.1 0.25 0.5 l, 0% by weight
28,0 °C 28.0 ° C
106 98 93 90 min o 106 98 93 90 min o
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