DD218271A1 - Verfahren zur herstellung von fettemulsionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fettemulsionen durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von Speisefetten und/oder Speiseoelen. Die Emulsionen sind in Form von Margarine, Butter oder Mayonnaise und ihren Zubereitungen in der Lebensmittelindustrie und im Haushalt anwendbar. Ziel der Erfindung ist es, physikalisch und mikrobiell stabile Emulsionen aus Speisefetten und Speiseoelen unter Zusatz von Proteinen herzustellen. Erfindungsgemaess erfolgt die Herstellung von Fettemulsionen vom Typ Fett in Wasser oder Wasser in Fett durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von pflanzlichen und/oder tierischen Speisefetten und/oder -oelen, Wasser und Ingredienzien unter Zusatz von hydrophobierten und hydrophylierten pflanzlichen, tierischen und/oder mikrobiellen Proteinen in Form langkettiger Acylderivate von Proteinen mit Fettsaeuren, vorzugsweise der Oel- und Palmitinsaeure einerseits sowie kurzkettiger Acylderivate von Proteinen mit Karbon- und Dikarbonsaeuren, vorzugsweise Essig- und Bernsteinsaeure andererseits.

Description

Verfahren zur Herstellung von Fettemulsionen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fettemulsionen vom Typ Fett- in Wasser oder Wasser- in Fett für Nahrungszwecke, vorzugsweise von energiereduzierten Emulsionen durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von Speisefetten und/ oder -ölen, Wasser sowie Ingredienzien unter Zusatz chemisoh modifizierter Proteine, ggf# in Kombination mit oberflächenaktiven Lipiden und/oder Hydrokolloiden als Emulgatoren bzw· Stabilisatoren« · . '

Die Emulsionen sind in Form von Margarine, Butter oder Mayonnaise und ihren Zubereitungen, wie Soßen, Dressings, Rahm- und Kremprodukten, in der Lebensmittelindustrie und im Haushalt verwendbar«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung von Fettemulsionen, auch entsprechender energiereduzierter Produkte, sind zahlreiche Verfahren bekannt, die auf Emulgierung und/oder Homogenisierung unter Zusatz oberflächenaktiver Lipide und Proteine basieren, wobei im Falle energiereduzierter Erzeugnisse mit hohem Wassergehalt zusätzlich Hydrokolloide erforderlich sind·

Speziell un^er Zusatz von Proteinen hergestellte Emulsionen weisen in der Regel den Nachteil einer geringen physikalischen Stabilität bei Gefrier-, Tau- und Erhitzungsprozessen infolge

1983*099033

von Konformationsveränderungen an Proteinen auf, die auf deren funktioneile Eigenschaften rückwirken_e

Bei kombinierter Anwendung von Proteinen und lipidischen Emulgatoren oder Hydrokolloiden treten darüber hinaus oft unerwünscht© Wechselwirkungen (z, B» Komplexbildung) auf, die zur Veränderung des Löslichkeitsverhaltens von Proteinen und damit des YerteilungsVerhältnisses an den Phasengrenzflächen der Emulsionen führen^ wodurch die physikalische Stabilität herabgesetzt wird» derartige Wechselwirkungen können im Übrigen auch mit lipidischen Begleitstoffen, insbesondere freien Fettsäuren und Phosphatide^ auftreten«, Darüber hinaus wird die Stabilität der Emulsionen infolge molekularer Veränderungen von Proteinen durch denaturierende Einflüsse von Ingredienzien, insbesondere Salzen und Säuren, sowie thermischen Streß bei der Pasteurisation und Sterilisation, wie auch Kühlschock bei der Emulsionsherstellung und Lagerung negativ beeinflußt« Das wirkt sich hauptsächlich bei wasserreichen Emulsionen, bei denen Erhitzungs- oder Kühlprosesse zwecks Hintanhaltung des mikrobiellen Verderbs und Hydrokolloide bzw* Coemulgatoren zwecks Stabilitätserhöhung erforderlich sind, besonders ungünstig aus« Es sind daher auch Verfahren beschrieben worden,, die auf eine Erhöhung der physikalischen Stabilität der unter Zusatz von Proteinen hergestellten Emulsionen abzielen, wobei ein hydrolytischer oder mechanolytischer Abbau, eine Fraktionierung durch selektive Lösung^ Fällung oder Ultrafiltration und eine chemische Derivatisierung der eingesetzten Proteine dafür geeignete Maßnahmen darstellen«

In letztgenannten Zusammenhang und im Rahmen der Erfindung besonders relevante Patentschriften betreffen dabei die Acylierung von Proteinisolaten₈ insbesondere die Einführung von Acetyl» und Succinylgruppen® Weiterhin ist die Einführung von Acylresten mit einer Kettenlänge von 4 bis 10 Kohlenstoffatomen zur Herstellung von Emuleionsstabilisatoren beschrieben worden, ohne daß die bereits erörterten Nachteile vermieden werden konnten*

Ziel der Erfindung

Das Ziel- der Erfindung ist daher die Herstellung physikalisch und mikrobiell stabiler Emulsionen aus Speisefetten und -ölen sowie Wasser und Ingredienzien unter Zusatz von Proteinen zwecks Erzielung variabler Gebrauchseigenschaften· Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, welche unter Einsatz von Proteinen bzw· von modifizierten Proteinen diese Zielstellung zu realisieren gestatten»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung von Pettemulsionen vom Typ Fett- in Wasser oder Wasser- in Fett durch Emulgieren und/ oder Homogenisieren von pflanzlichen und/oder tierischen Speisefetten und/oder -ölen, Wasser und Ingredienzien unter Zusatz von hydrophobierten und hydrophylierten pflanzlichen, tierischen und/oder mikrobiellen Proteinen in Form langkettiger Acylderivate von Proteinen mit Fettsäuren mit Kettenlängen von 10-18 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise der Öl- und Palmitinsäure einerseits, sowie kurzkettiger Acylderivate von Proteinen mit Karbon- und Dikarbonsäuren, vorzugsweise Essig- und Bernsteinsäure, andererseits. Das jeweilige Mengenverhältnis der hydrophobierten und hydrophylierten Proteine, der Acylierungsgrad und die Gesamtkonzentration der Proteine in der Emulsion hängt vorrangig vom Fett- bzw· Wassergehalt des zu emulgierenden Systems, dem gewünschten Emulsionstyp und der Art der acylierten Proteine ab« Es ist zweckmäßigerweise im Einzelfall in Vorversuchen zu er-

mitteln« Das Mengenverhältnis beläuft sich dabei auf 1:4 bis 4s1, vorzugsweise 1:2 bis 2:1, der Acylierungsgrad, bezogen auf den Anteil reaktiver Aminogruppen der Proteine, auf 10-90 %, vorzugsweise 30-80 %_t und die Gesamtkonzentration in der Emulsion auf 0,25-2,5 %, vorzugsweise 0,5-1,0%.

Die chemische Modifizierung der einzusetzenden Proteine erfolgt nach einschlägigen Verfahren des Umsatzes von Proteinen mit den SäureChloriden oder -anhydriden der ausgewählten kurz- und langkettigen Karbonsäuren sowie Dikarbonsäuren*

Die Emulsionsherstellung wird in an sich bekannter Weise nach Vor» emulgierung bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes der Fettmischung, vorzugsweise bei 30-50 ⁰C₉ vorgenommen, wobei hydro·=» phobierte Proteine und fettlösliche Ingredienzien zuvor zvaeckmäßigerweise in die Fettphase, hydrophylierte Proteine und wasser™» lösliche Ingrediensiea suvor zweckmäßig in die Wasserphase dis»» pergiert werden*.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Herstellung von Fett- in Wasser-Emulsionen werden hydrophylierte, d« h« acetylierte oder euccinylierte Proteine im Gemisch mit hydrophobieren Proteinen, d» h» mit durch Fettsäuren acylierte Proteinej im Mischungsverhältnis von lsi - 4s1» in einer für Wasserin Fett-Emulsion bevorzugten Ausführungsform im Verhältnis von IgI - 1?4 eingesetzt«. Die Gesamtkonzentration und der Aoylierungs~ grad der Proteine richten sich nach dem Fett- bzw«. Wassergehalt und dem Typ der Emulsion» Bei wasserreichen, energiereduzierten Fetteraulsionen werden den erfindungsgemäß hergestellten stabilisierten Emulsionen in an sich bekannter Weise pflanzliche und mikrobielle Hydrokolloide_s vorzugsweise Gummen, Stärken, Alginate und Pektinate₈ in Konsentrationen von O₉5-5 %_t vorzugsweise 1-2 SS, zugesetzte .

In speziellen Mllen^ insbesondere bei milchähnlichen Zubereitungen» erweist sich der Einsatz nichtionogener lipidischer Goemulgatoren mit unterschiedlichen HLB-Werten₉ vorzugsweise Fettsäurepartialester von Glycerol* Polyglycerolen₉ Polyglykolen, Sorbit und deren Ethylenoxydaddukten_s in Konzentrationen von 0₉1-1j0 %, vorzugsweise 0₉2-0₉5 %% als vorteilhaft« Wie bei Applikationsversuchen gefunden veurde_s zeichnen sich die unter erfindungsgemäßeia Zusatz von acylierten Proteinen hergestellten Emulsionen nicht nur durch eine hohe physikalische Stabilität gegenüber denaturierenden Einflüssen bei Gefrier-, Tau- .' und Kochprozessen₉ sondern auch durch eine hohe Beständigkeit bei veränderten Milieubedingungen sowie Zusatz lipidischer Co» emulgatoren und Eyärokolloide aus₀

Wie weiterhin gefunden wurde, ist die Erfindung auch auf Fettemulsionen mit stark differenzierter Zusammensetzung hinsichtlich des Fettgehaltes und der Fettzusammensetzung anwendbar, so daß wahlweise in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet Emulsionen mit einem Fettgehalt von 1-99 %, vorzugsweise 5-85 $'i sowie flüssiger oder kristalliner Fettphase und unterschiedlicher Konsistenz hergestellt werden können» Als modifizierte Proteine werden dabei acylierte, proteinreiche oder proteinangereicherte Produkte pflanzlicher, tierischer und/ oder mikrobieller Herkunft, vorzugsweise von Milch oder Leguminosen eingesetzt·

Als Fette finden pflanzliche und/oder tierische Produkte, wie raffinierte Pflanzenöle, Hartfette, Weichfette, Schlachtfette oder Butterfette Anwendung«

Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausführungsbeispiele näher erläutert:

AusfUhrungsbeispiele

Beispiel 1 ' .,

Mittels Horaogenisator werden 20 Masseteile Wasser, 0,25 Masseteile acetyliertes Ackerbohnen-Proteinisolat (Aoetylierungsgrad 80 %) und wasserlösliche Ingredienzien 1 min bei 30 ⁰C dispergiert· Der Dispersion werden unter Homogenisieren innerhalb 4 min 80 Masseteile Sojaöl, in das vorher 0,75 Maaseteile durch Ölsäure acyliertes Sojabohnen-Proteinisolat (Acylierungsgrad 60 %) und öllösliche Ingredienzien dispergiert wurden, zugesetzt« Nach 5 min Homogenisieren werden 3 Masseteile 10%iger Gärungsessig hinzugefügt, und es wird 1 min nachhomogenisiert. Die resultierende Mayonnaise wird durch 15 minütiges Erhitzen auf 80 ⁰C pasteurisiert und abgefüllt· .

Beispiel 2

Mittels Homogenisator werden 75 Masseteile Wasser, 0,75 Masseteile sucoinyliertes Sojabohnen-Proteinisolat (Suocinylierungsgrad 50 %), 2 % Weizenstärke und wasserlösliche Ingredienzien 1 min bei 30 ⁰G dispergiert· Der Dispersion werden innerhalb

von 2 min 25 Masse teile Sonnenblumenöls, in das vorher 0,25 Masse teile \durch Ölsäure acyliertes Sonnenblumen-Proteinisolat (Aeylierungsgrad 50 %) und öllösliche Ingredienzien dispergiert , wurden, zugesetzt, und es wird 5 rain nachhomogenisiert· Die resultierende energiereduzierte Mayonnaise wird 10 min bei 120 ⁰G sterilisiert und nach Abkühlung abgefüllt.

Mittels Intensivrührwerk werden 40 Masseteile Wasser* 0,3 Masse?= teile sucoinyliertes Ackerbohnen-Proteinisolat (Suecinylierungsgrad 70 %) und wasserlösliche Ingredienzien 10 min bei 40 ⁰C dispergiert« Der Dispersion werden unter intensivem Rühren 60 Masseteile einer aufgeschmolzenen Margarinefettmischung, in die vorher 0,7 Masseteile eines durch Stearinsäure acylierten Raps·» samen-Proteinisolates (Acylierungsgrad 80 %) und fettlösliche Ingrediensien dispergiert wurden^ zugesetzt» Nach 15 min Rühren wird die energiereduzierte Margarine unter Kühlung zum Erstarren gebracht und abgefüllt«

Mittels Homogenisator werden 60 Masseteile Wasser, 0₉5 Masseteile acetyliertes Kasein (Acetylierungsgrad 60 %) und wasserlösliche Ingredienzien 2 min bei 40 ⁰C dispergiert« Der Dis- , persion werden unter Homogenisieren 40 Masseteile Butterschmalz₈ in die vorher 0,5 Masseteile durch Ölsäure acyliertes Kasein (Acylierungsgrad 50 %), 2 % Magermilchpulver und fettlösliche Ingrediensien dispergiert wurden^ Wgeset.zt_e Es wird 5 min nachhomogenisiert und die energiereduzierte Butter wird nach Kühlung abgefüllt«

Mittels Homogenisator «erden 95 Masseteile Wasser^ 1 % Sojabohnenproteinisolatj, 1 % Karboxymethylcellulose, 1 % acetyliertes Sojabohnen-Proteinisolat (Acetylierungsgrad 50 %) und wasserlösliche Ingredienzien 1 min bei 30 ⁰G dispergiert»

Der Dispersion werden unter Homogenisieren 5 Masseteile Sojaöl, in das vorher 0,1 Masseteil durch Ölsäure acyliertes Sojabohnen-Proteinisolat (Aoylierungsgrad 90 %) dispergiert wurde, zugesetzt·

Es wird 5 min nachhomogenisiert, 15 min bei 90 ⁰G unter Rühren pasteurisiert und die simulierte Milch wird nach Kühlung abgefüllt.

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von Fett emulsionen vom Typ Fett«· in Wasser oder Wasser·*· in' Fett durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von Speisefetten und/oder -ölen, Wasser sowie Ingredienzien unter Zusatz chemisch modifizierter Proteine, gegebenenfalls in Kombination mit oberflächenaktiven Lipiden und/oder Rydrokolloiden als Emulgatoren bzw« Stabilisatoren dadurch gekennzeichnet, daß hydrophobierte und hydrophylierte Proteine in Form von Acy!derivaten von Proteinen mit langkettigen Fettsäuren mit Kettenlängen von 10 bis 18 Kohlenstoff atomen, vorzugsweise der Öl- und Palmitinsäure, sowie Acylderivate von Proteinen mit kurzkettigen Karbon- und Dikarbonsäureüj vorzugsweise der Essig- und Bernsteinsäure, während der Emulsionsbereitung eingesetzt werden*

   Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß ein Mengenverhältnis von hydrophobierten zu hydrophylierten Proteinen von 1s4 bis At1, vorzugsweise 1s2 bis 2s1, mit einem Acylierungsgrad von 10 bis 90 %, vorzugsweise 30 bis 80 %„ bei einer Gesamtkonzentration₉ bezogen auf die Gesamtmasse von 0₉25 bis 2„5 '%» vorzugsweise 0_?5 bis 1,0 %, eingesetzt wird*

   3· Verfahren nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Hydrokollo.ide neben den hydrophobieren und hydrophylierten Proteinen pflanzliche und mikrobielle Polysaccharide, vorzugsweise Gumme η, Stärken, Alginate und Pektinate, in Konzentrationen von 0,5 bis 5 %, vorzugsweise 1 bis 2 %, eingesetzt werden.

   4· Verfahren nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als Coemulgatoren nichtionogene Lipide, vorzugsweise Pettsäurepartialester von Glycerol, Polyglycerolen, Polyglycolen, Sorbit und deren Ethoxylenaddukte, in Konzentrationen von 0,1 bis 1 %_t vorzugsweise 0,2 bis 0,5 %_t eingesetzt werden·