DD218832A1 - Verfahren zur herstellung von fett- und wasser-emulsionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fett- und Wasser-Emulsionen durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von Speisefetten und/oder Speiseoelen. Das Anwendungsgebiet erstreckt sich auf die Herstellung von Margarine, Mayonnaise, Speiseeis, Creme- und Rahmprodukte und aehnlichen Zubereitungen in der Lebensmittelindustrie. Ziel der Erfindung ist es, Emulsionen mit variabler Zusammensetzung und Phasenverteilung sowie hoher physiko-chemischer Stabilitaet herzustellen und Vermeidung hoher Einsatzkonzentrationen an Emulgatoren und Stabilisatoren bei gleichzeitigem Verzicht oekonomisch aufwendiger Emulgator- und Stabilisatorsysteme. Erfindungsgemaess werden Fett- und Wasser-Emulsionen mittels bekannter Emulgier- oder Homogenisiertechniken hergestellt, indem als Emulgatoren in der waessrigen Phase dispergierte, vorher bei Temperaturen von 70 bis 100 C hydratisierte und in Gegenwart eines Gases verschaeumte Partialglyceride sowie in der Fettphase geloeste oder dispergierte nichthydratisierte Partialfettsaeureester von Glycerol, Polyglycerolen und/oder deren Derivaten eingesetzt werden. Bei energiereduzierten Emulsionen werden daneben Proteine und/oder Polysaccharide mit vorgegebenen Denaturierungs- bzw. Verkleisterungsgrad als Costabilisatoren eingestzt.

Description

Verfahren zur Herstellung von Fett— und Wasser-Emulsionen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Pett- und Wasser-Emulsionen vqm Typ Pett in Wasser und/oder Wasser in Pett durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von Speisefetten und/oder Speiseölen sowie deren Verarbeitungsprodukten mit Wasser oder wäßrigen Medien unter Zusatz von Ingredienzien, Stabilisatoren und Emulgatoren· Die Emulsionen sind vorzugsweise in der Lebensmittelindustrie in Porm von Margarine, Mayonnaise, Speiseeis, Creme- und Rahmprodukten sowie ähnlichen, auch energiereduzierten Zubereitungen, wie Dressings und Soßen, einsetzbar·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Hera teilung von 3?ett- und Wasser-Emulsionen für Uahrungszwecke erfolgt bekanntlich in der Regel durch Dispergieren einer fett- und einer wasserhaltigen Phase, wobei die physikochemische Stabilisierung des emulgierten Systems durch Homogenisierung und/oder Zusatz oberflächenaktiver lipidischer Verbindungen, ggf. auch weiterer Stabilisatoren, vorgenommen wird·

in der wissenschaftlichen und Patentliteratur ist eine Vielzahl von Homogenisatoren, wie auch Emulgator- und Stabilisator-Kombinationen beschrieben worden, die ein für den jeweiligen Emulsionstyp und die angestrebte Emulsionszusammensetzung geeignetes Verfahrensregime ermöglichen·

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-λ-

Fett-in-Wasser-Emulsionen werden danach hauptsächlich durch wasserlösliche lipidische Emulgatoren mit hohen HLB-Werten, vorzugsweise partiell veresterte Ethylenosydaddukte von PoIyalkpholen stabilisiert, wogegen für Wasser-in-Pett-Emulsionen fettlösliche Verbindungen mit niedrigen HLB-Werten, vorzugsweise Pettsäurepartialglyceride, prädestinierte Emulgatoren sind·

Von nahezu universeller Bedeutung sind darunter einmal PoIyoxyethylensorbitan-Fettsäureester und Phosphatide, zum anderen Mono- und Diglyceride sowie Polyglycerol-Pettsäureester· Im allgemeinen finden jedoch Emulgator-Stabilisator-Gemische Anwendung, die auf spezifische Effekte gegenüber milieu-, thermisch- oder mechanischbedingten Streßfaktoren bei Emulsionen abzielen· In diesem Zusammenhang ist im weiteren der Zusatz von Co-Stabilisatoren auf Basis speziell gewonnener oder modifizierter Proteine und Polysaccharide zum Stand der Kenntnisse zu zählen·

Insbesondere im Falle der Herstellung energiereduzierter Emulsionen mit hohem Gebrauchswert, wie Gefrier-, Tau- und Kochstabilität, sind erforderliche relativ hohe Einsatzmengen eines aus unterschiedlichen Emulgatoren und Stabilisatoren zusammengesetzten Gemisches (Compounds) und/oder hocheffektive Homogenisiertechniken als nachteilig anzusehen, da dadurch vergleichsweise hohe Produktionskosten entstehen· Ein weiterer Uaehteil mit lipidischen Emulgatoren sowie nichtlipidischen Stabilisatoren hergestellter Emulsionen ist die hohe Affinität der Zusatzstoffe bezüglich unerwünschter Wechselwirkungen, die eine Ooaleszenz der dispergierten Teilchen und damit Destabilisierung der Emulsionen bewirken.

Ziel der Erfindung ,

Das Ziel der Erfindung besteht demzufolge in der Herstellung von Emulsionen mit variabler Zusammensetzung und Phasenverteilung sowie hoher physiko-chemischer Stabilität unter Vermeidung hoher Einsatzkonzentrationen an Emulgatoren und Stabilisatoren bei gleichzeitigem Verzicht auf komplexe

Emulgator- und Stabilisator-Systeme, bei denen die Synthese oder Gewinnung der Einzelkomponenten oder Gemische ökonomisch

aufwendig ist· Der Erfindung liegt- daher die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen und Emulgator-Stabilisator-Kombinationen aufzuzeigen, die die Zielstellung zu realisieren gestatten·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß werden Pett- und 7iasser-Emulsionen vom Typ Pett in Wasser und/oder Wasser in Pett, vorzugsweise als Lebensmittel oder Lebensmittelzubereitung, unter Einsatz von pflanzlichen und/oder tierischen Petten und/oder Ölen, Wasser, Milch oder anderen wäßrigen Medien, gebräuchlichen Zusatzstoffen, einschließlich von Aromen und weiteren Ingredienzien, sowie Emulgatoren auf Basis der Pettsäurepartialester von Glycerol, PbIyglycerolen und/oder deren Derivaten, gegebenenfalls auch Stabilisatoren auf Basis von Proteinen und/oder Polysacchariden mittels bekannter Emulgier- oder Homogenisiertechniken hergestellt, indem als Emulgatoren in der wäßrigen Phase dispergierte, vorher bei Temperaturen von 70 - 100 ⁰C hydratisierte und in Gegenwart eines Gases verschäumte Partialglyceride mit einem Monoglyceridanteil = 25 % sowie in der Pettphase gelöste oder dispergierte nichthydratisierte Partialfettsäureester von Glycerol, Polyglycerolen und/oder deren Derivaten eingesetzt werden, .., wobei sich das Mengenverhältnis von hydratisieren, verschäumten Partialglyceriden auf 4 ? 1 bis 1:4» vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 2, bei einer Gesamtkonzentration von 0,1 bis 1,0 %, vorzugsweise 0,2 bis 0,5 %t bezogen auf die Masse der Emulsion, und das Massenverhältnis der Emulsionskomponenten Pett und Wasser auf 10 : 90 bis 80 : 20 beläuft.

Als speziell für die Stabilisierung energiereduzierter Emulsionen notwendige Zusatzstoffe werden daneben partiell denaturierte Proteine mit einem Stickstofflöslichkeitsindes bei pH 8,0 zwischen 20 und 60, vorzugsweise walzengetrocknetes Magermilchpulver in Kombination von 0,2 bis 2,0 %, vorzugsweise 0,5 bis 2,0 und/oder partiell verkleisterte Stärken mit einer Viskosität zwischen 300 und 1000 H«s (Rheotest II, System S 1, Schergefälle

m² 27,0, 3,3%ige Dispersion),

vorzugsweise walzengetrocknete Maisstärke, in Konzentrationen von 0,5 bis 5,0 %, vorzugsweise 1,0 bis 3,0 %, eingesetzt·

Erfindungsgemäß hergestellte Emulsionen sind vorzugsweise für die Lebensmittelindustrie in Form von Margarine, Mayonnaise, Speiseeis, Creme- und Rahmprodukten sowie ähnlichen, auch energiereduzierten Zubereitungen, wie Saucen und Dressings, bestimmt. '

Bei den einzusetzenden Fetten und Ölen handelt es sich um pflanzliche und/oder tierische Speisefette bzw· -öle sowie deren Verarbeitungsprodukte, wie hydrierte und umgeesterte Fette, Süß- und Sauerrahm, Butter- und Schweineschmalz.

Wie nämlich überraschenderweise gefunden wurde, lassen sich bei erfindungsgemäßem Einsatz von hydratisieren verschäumten Monoglyceriden in Kombination mit nichthydratisierten Fettsäurepartialestera von Glycerol, Polyglycerolen und/oder deren Derivaten als Goemulgatoren, im Falle energiereduzierter Emulsionen auch zusätzlicher Costabilisatoren, d. h. Proteinen und/oder Polysacchariden mit vorgegebenem Denaturierungs- bzw. Verkleisterungsgrad nicht nur Fett-in-Wasser- und Wasser-in-Fett-, sondern auch Doppelemulsionen mit einer hohen Variabilität in ihrer Zusammensetzung, Viskosität und Stabilität herstellen, ohne daß komplizierte Emulgiertechniken oder nach aufwendigen Verfahren hergestellte Emulgatoren oder Stabilisatoren erforderlich sind.

Wesentliche Erfindungsmerkmale sind dabei einmal der Einsatz verschäumter hydratisierter Monoglyceride, zum anderen deren Kombination mit nichthydratisierten Partialglyceriden zwecks Ausbildung auch gasförmiger Grenzflächen in der Emulsion. Ein wichtiges Erfindungsmerkmal ist weiterhin der Einsatz von Costabilisatoren mit vorgegebenem Denaturierungs- und Yerkleisterungsgrad, d. h. Stickstofflöslichkeitsindes: bzw. Viskosität, deren negative Wechselwirkungen mit lipidischen Emulgatoren infolge hydrophober Bindung an Proteine oder Einlagerung in Stärke gegenüber nativen Produkten vergleichsweise gering sind, so daß selbst bei relativ geringen Emulgator- und/oder Stabilisatorkonzentrationen eine hohe physikochemische Stabilität und Viskosität verschiedenartiger Emulsionen resultiert.

Als kritische Einflußgröße auf die Emulsionsstabilität fungiert neben der Gesamtkonzentration des Emulgatorgemisch.es vor allem die Konzentration des hydratisieren verschäumten Partial- >. glycerids, wogegen die Viskosität der Emulsionen vorrangig von der Konzentration des Stabilisators abhängt· Art und Menge der eingesetzten Coemulgatoren und Gostabilisatoren werden wiederum von der Zusammensetzung, dem Typ und den Gebrauchseigenschaften der gewünschten Emulsionen bestimmt und sind zweckmäßigerweise in Torversuchen zu ermitteln. \

In einer zur Herstellung von Pett-in-Wasser-Bmulsionen mit Fettgehalten 60 % besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden orientierungsgemäß hydratisierte Partialglyceride in Anteilen = 50 % eingesetzt, wogegen bei entsprechenden Wasser-in-Fett-Emulsionen deren Anteil = 50 % ist; die ,günstige Gesamtkonzentration der Emulgatoren beträgt dabei = 0,5 %·

In einer bei energiereduzierten Emulsionen mit Fettgehalten = 60 % besonders bevorzugten Ausführungsform sind der Anteil ari hydratisieren Partialglyceriden = 50 % und die Gesamtkonzentration der Emulgatoren bei beiden Emulsionstypen jeweils = 0,5 %· Die Art und Menge des einzusetzenden Cost abilisajors richtet sich vorrangig nach dem eingestellten Wassergehalt und der angestrebten Konsistenz der Emulsion.

Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausführungsbeispiele näher erläutert.

AuaführungsbeisDiele

I .

Beispiel 1

Zur Herstellung einer kalorienreduzierten Salatcreme werden 44 kg Wasser, 3,5 kg einer thermisch aufgeschlossenen Maisstärke, 11,4 kg geschmacksbeeinflussende und Konservierungsmittel, wie Zucker, Senf, gemahlener schwarzer Pfeffer, Zitronenessenz, Speisesalz, Kaliumsorbat und 0,3 kg eines Monoglycerid-haltigen Emulgators (Gehalt an alpha-Monoglycerid 62 %), der zuvor durch Behandlung mittels Ultra-Türras mit der 2Ofachen Wassermenge bei Temperaturen über dessin Schmelzpunkt (48 ⁰G) und unter Einleiten von Stickstoff hydratisiert

..<· - 6 -

und verschäumt worden iat, mit einer Emulgierpumpe homogenisiert« Danach gibt man bei laufendem Homogenisator 33 kg Sonnenblumenöl, in dem 0,3 leg eines Zitronensäureester von Mono- und Diglyce.riden enthaltenden Emulgators gelöst sind. Abschließend werden 7,5 kg Speiseessig zugegeben, und es wird noch weitere 3 min nachhomogenisiert·

Beispiel 2

Zur Herstellung eines für die Bereitung von Konditoreierzeugnissen geeigneten Cremefettes wird aus 30,0 kg Wasser, 0,5 kg Walzenmagermilchpulver und 0,3 kg eines Monoglycerid-haltigen Emulgators (Gehalt an alpha-Ionoglycerid 48 %), der zuvor wie in Beispiel 1 beschrieben hydratisiert und verschäumt worden ist, die Wasserphase hergestellt· Gleichzeitig bereitet man bei 40 ⁰G aus 71 kg Margarine-Fettmischung und 0,2 kg eines Polyglycerol-Fettsäureesters die Fettphäse. Die beiden Phasen werden unter Rühren vereinigt und im Margarine-Kombinator zum Erstarren gebracht* . /

Beispiel 3

Zur Herstellung einer Margarine wird aus 25,5 kg Wasser, 0,8 kg Walzenmagermilchpulver, den der Rezeptur entsprechenden Anteilen an Aromastoffen und Genußsäuren sowie 0,2 kg eines Monoglycerid-haltigen Emulgators (Gehalt an alpha-Monoglycerid 62 %), der zuvor wie in Beispiel 1 beschrieben hydratisiert und verschäumt worden ist, die Wasserphase hergestellt· Aus 72 kg Margarine-Fettmischung, 0,1 kg eines Polyglycerol-Fettsäureesters, 0,1 kg Lecithin und den der Rezeptur entsprechenden Mengen an Yitaminen, Färb- und Aromastoffen-wird bei 45 ⁰G die Fett phase herge'stellt· Beide Phasen werden vereinigt und im Margarine-Kombinator zu Margarine verarbeitet·

Beispiel 4

Zur Herstellung einer kalorienreduzierten Margarine wird aus 55 kg Wasser, 1 kg Walzen-Magermilchpulver, 1 kg einer thermisch partiell aufgeschlossenen Weizenstärke, den der Rezeptur entsprechenden Anteilen an Aromastoffen und Genußsäuren sowie 0,3 kg eines Monoglycerid-reichen Emulgators (Gehalt an alpha-

Monoglycerid 86 %), der zuvor wie in Beispiel 1 beschrieben hydratisiert und verschäumt worden ist, die Wasserphase hergestellt. Aus 40 kg linolsäurereicher Margarine-Fettmischung, 0,2 kg eines Zitronensäureesters von Mono- und Diglyceriden. und den der Rezeptur entsprechenden Mengen.an Vitaminen, Farb- und Aromastoffen wird die Fettphase bei 40 ⁰Q hergestellt. Die beiden Phasen werden vereinigt und im Margarine-Kombinator zu einer linolsäurereichen, kalorienreduzierten Delikateßmargarine verarbeitet.

Beispiel 5

Zur Herstellung einer rekonstituierten, kalorienreduzierten Butter stellt man die Wasserphase aus 50,5 kg Wasser, 1,5 kg Walzen-Magermilchpulver, 2,5 kg einer thermisch aufgeschlossenen Maisstärke, den der Hezeρtür entsprechenden Anteilen an Aromastoffen und Genußsäuren sowie 0,2 kg eines Monoglycerid- reichen Emulgators (Gehalt an alpha-Monoglycerid 86.$), der zuvor durch Homogenisieren mittels Ültraschall-Homogenisator mit der 10fachen Wassermenge bei 80 ⁰C und unter Einleiten von Stickstoff hydratisiert und verschäumt worden ist, zusammen. Die Fettphase wird aus 45 kg Butterschmalz, in dem 0,1 kg eines Zitronensäureesters von Mono- und Diglyceriden und 0,1 kg eines Polyglycerolesters sowie den der Rezeptur entsprechenden Mengen an.Vitaminen, Färb- und Aromastoffen bei 35 ⁰C hergestellt. Die beiden Phasen werden vereinigt und im Margarine-Kombinator zu einer kalorienreduzierten Butter verarbeitet.

Beispiel 6

Zur Herstellung eines kalorienreduzierten Schweineschmalzes wird aus 470 g Wasser, 20 g Magermilchpulver und 5 g eines Monoglycerid-reichen Emulgators (Gehalt an alpha-Monoglycerid 86 %), der zuvor durch Homogenisieren mittels Messerhomogenisator mit der 10fachen Wassermenge bei 70 ⁰G und unter Einleiten von Kohlendioxid hydratisiert und verschäumf worden ist, die Wasserphase bereitet. In 500 g Schweineschmalz werden 5 g Ricinolsäureester von Polyglycerolen gelöst. Man gibt bei laufendem Messerhomogenisator die Wasserphase zu dem aufgeschmolzenen Schmalz. Danach kühlt man unter Rühren durch Kühlung mit einer Eis-Kochsalz-Mischung ab.

- 8 - ^ , Beispiel 7 . ,

Zur Herstellung eines_; Salatdressings werden 8 kg Tomatenmark, 3 kg.Paprikamark, 4 kg Senf, 5 kg Zucker, 2 kg Salz, 0,5 kg, lagermilchpulver, 3,5 kg thermisch aufgeschlossene Weizenstärke sowie 1 kg Gewürze, Aromen und Farbstoffe zusammen mit 57,5 kg Wasser und 0,3 kg Monoglycerid-haitigern Emulgator (Gehalt an alpha-Monoglycerid 48 %)» der zuvor wie in Beispiel 1 beschrieben hydratisiert und verschäumt worden ist, in den Vorratsbehälter einer Emulgierpumpe gegeben. ÜTach gleichmäßiger Verteilung der Ingredienzien gibt man bei laufendem Homogenisator 10 kg Sonnenblumenölj in dem 0,2 kg Monoglyceridhaltiger Emulgator gelöst sind, in den Vorratsbehälter· Abschließend werden 5 kg Essig zugegeben, und,die fertige Emulsion wird weitere 3 min homogenisiert·

Beispiel 8 '

Zur Herstellung eines Vanille-Speiseeiaes werden 7 kg Magermilch mit 1 kg Zucker, 0,1 kg einer thermisch aufgeschlossenen Maisstärke, 0,03 kg eines Monoglycerid-haltigen Emulgators (Gehalt an alpha-Monoglycerid 62 %), der zuvor wie in Beispiel 1 beschrieben hydratisiert und verschäumt worden ist, sowie 0,47 % an Aromen und geschmacksgebenden Substanzen mittels Planetrührwerk vermischt· Dazu gibt man 1,4 kg aufgeschmolzene Margarine (Fettgehalt 72'%), die überwiegend mit Partialglyceriden stabilisiert ist und stellt durch intensives Rühren die Emulsion her· lach Pasteurisieren (10 min 72 ⁰C) gibt man die Eismasse in einen Freezer und erhält eine homogene Vanille-Eiskrem·

Beispiel Q

Zur Herstellung einer rekonstituierten, kalorienreduzierten Schlagsahne wird unter Verwendung des Schneebesens einer Küchenmaschine aus 10 g Walzen-Magermilchpulver, 407,5 g .Vollmilch, 2,5 g Gelatine (vorgequollen) und 2,5 g eines Monoglycerid-reichen Emulgators (Gehalt an alpha-Monoglycerid 86 %), der zuvor wie in Beispiel 1 beschrieben hydratisiert und verschäumt worden ist, die Wasserphase hergestellt· Anschließend gibt man 75 g aufgeschmolzenes Butterschmalz,

in dem 2,5 g des Monoglycerid-reichen Enrulgatora gelöst sind, dazu, erhitzt 10 min auf 80 ⁰C und stellt unter Rühren mit dem Schneebesen eine Emulsion her. Hach einer Reifezeit im Kühlschrank von 24 h läßt sich das Produkt zu einer kalorienreduzierten Schlagsahne aufschlagen·

Claims (2)

1. Erfindungsansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung von Pett- und Wasser-Emulsionen vom Typ Fett-in-fasser und/oder Wasser-in-Pett, vorzugsweise als Lebensmittel oder zur lebensmittelzube.reitung, unter Einsatz pflanzlicher und/oder tierischer Pette und/ oder Öle, Wasser, Milch oder anderer wäßriger Medien und gebräuchlichen Zusatzstoffen, einschließlich von Aromen und weiteren Ingredienzien, sowie Emulgatorgemischen auf Basis der Pettsäurepartialglyceride von Glycerol, PoIyglycerolen und/oder deren Derivaten, gegebenenfalls auch Proteinen und Polysacchariden als Costabilisatoren dadurch gekennzeichnet, daß in der wäßrigen Phase dispergierte, vorher hydratisierte und verschäumte Pettsäurepartialglyceride sowie in der Ölphase gelöste oder dispergierte nichthydratisierte Pettsäurepartialester von Glycerol, Polyglycerol und/oder deren Derivaten als Go-Emulgatoren sowie speziell bei energiereduzierten Emulsionen daneben Costabilisatoren auf Basis partiell denaturierter Proteine und/oder partiell verkleisterter Polysaccharide eingesetzt werden.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Temperaturen von 50 bis 100 ⁰C hydratisierte Partialglyceride mit einem Monoglyceridanteil = 25 % in Gegenwart eines Gases verschäumt werden.

   3·· Verfahren nach Punkt Λ und 2 dadurch gekennzeichnet, daß hydratisierte und nichthydratisierte Pettsäurepartialester in einem Mengenverhältnis von 4 : 1 bis 1 : 4, vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 2, bei einer Gesamtkonzentration, bezogen auf die Masse der Emulsion, von-0,1 bis 1,0 %,

   - 11 vorzugsweise 0,2 bis 0,5 %, eingesetzt werden·

   Verfahren nach Funkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Costabilisatoren Proteine mit einem vorgegebenen Denaturierungsgrad, ausgedrückt als Stickstofflöslichkeitsindex von 20 bis 60, vorzugsweise walzengetrocknetes Magermilchpulver, in Konzentrationen von 0,2 bis 2,0 %, vorzugsweise 0,5 bis 1,0 %, und/oder Polysaccharide mit vorgegebenem Verkleisterungsgrad, ausgedrückt durch eine Viskosität von 300 bis 1000 N, s.,

   vorzugsweise walzengetrocknete Maisstärke, in Konzentrationen von 5»0 bis 0,5 %, vorzugsweise 1,0 bis 3>0 %, eingesetzt werden·

   Verfahren nach Punkt 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet-, daß die Emulsionskomponenten Wasser und Fett in einem Masseverhältnis von 90 : 10 bis 20 :. 80 eingesetzt werden.