DD246302A1

DD246302A1 - Verfahren zur herstellung von modifizierten staerken

Info

Publication number: DD246302A1
Application number: DD28630886A
Authority: DD
Inventors: Bernd Kettlitz; Manfred Richter; Friedrich Schierbaum; Baerbel Koenig
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1986-01-20
Filing date: 1986-01-20
Publication date: 1987-06-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von modifizierten Staerken fuer Nahrungszwecke durch Umsetzung mit chemischen Vernetzungsreagenzien. Erfindungsgemaess wird das Reaktionsprodukt nach dieser Umsetzung neutralisiert und auf einen Restfeuchtegehalt von 10 bis 30% eingestellt. Danach erfolgt bei Temperaturen von 50 bis 140C ueber einen Zeitraum von 0,5 bis 24 Stunden eine hydrothermische Behandlung und eine anschliessende Trocknung des Reaktionsproduktes. Als eingesetzte Staerke wird vorzugsweise eine amylosehaltige native oder partiell substituierte Staerke verwendet. Die gewonnenen Reaktionsprodukte zeichnen sich durch verzoegertes Quellvermoegen und zugleich hoher Nachdickung aus und eignen sich daher fuer den Einsatz als Dickungs- und Bindemittel in Lebensmitteln.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von modifizierten Stärken mit zugleich verzögertem Quellvermögen und hoher Nachdickung durch chemische und physikalische Behandlung von nativen Stärken zur Anwendung als Dickungs- und Bindemittel Tn Lebensmitteln. *-

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Eine verzögerte Verdickungsleistung von Stärken wird besonders dann gewünscht, wenn ein guter Wärmedurchtritt durch die Zubereitung notwendig ist, wie z. B. bei Hitzesterilisation, und im fertiggestellten Produkt auch nach der Hitze-Druck-Behandlung ausreichende Dickung gewährleistet sein muß. Verzögerte Viskositätsausbildung ist ebenfalls wünschenswert, wenn das Dickungsmittel in heißer Flüssigkeit klumpenfrei dispergierbar sein soll und nach entsprechender Zeit sämige Konsistenz in Zubereitungen wie Suppen und Soßen gefordert wird.

Zur Dickung von Sterilkonserven sind eine Vielzahl von chemisch vernetzten Stärkederivaten entwickelt worden (z. B. Distärkephosphate, Distärkeadipat, Distärkeglycerol), die gegebenenfalls noch hydrophil substituiert sind (US-PS 4000128). Diese Produkte werden zumeist auf der Rohstoffbasis von Wachsmaisstärke hergestellt und angewandt. Nachteil ist dabei jedoch, daß mit der gewünschten zunehmenden Verzögerung der Konsistenzausbildung eine immer intensivere und längere Hitzebehandlung erforderlich wird und schließlich der ebenfalls erforderliche Nachdickungseffekt ausbleibt. Die Stärke hat dann ihre Quellfähigkeit und ihr Bindevermögen verloren.

Günstigere Nachdickung zeigen Stärken, insbesondere Kartoffelstärken, die einer hydrothermischen Behandlung, d. h. einer zeitlich begrenzten Wärmebehandlung bei verminderter Gutsfeuchte unterzogen wurden (DE-OS 2930664). Diese Stärken besitzen bei intensiver Behandlung in sauren Zubereitungen oder Sterilkonserven nicht die gewünschte Konsistenzstabilität. Nachteil beider Verfahren ist somit, daß bei gewünschter zunehmender Verzögerung der Viskositätsausbildung bei höheren Temperaturen auch der Nachdickungseffekt im Falle längerer Hitzebehandlung bzw. Temperaturerhöhung gering wird. Eine beliebige Konzentrationserhöhung zur Erzielung der gewünschten Endkonsistenz ist nicht möglich, da in diesem Fall auch die Anfangsviskosität höher ist und Wärmedurchstritt bzw. Vermeidung von Klumpenbildung nicht gewährleistet sind. Um diesen „Dünn-Dick-Effekt" zu erhöhen, wird in der DE-AS 2345341 ein Verfahren beschriebenen dem vernetzte Stärke in zwei Stufen hergestellt wird, die 2 Arten von chemischen Vernetzungen besitzt, von denen die eine Art leichter (d.h. bei niedriger Temperatur) und die andere schwerer aufbrechbar ist. Diese Verfahrensweise ist technisch aufwendig und hat den Nachteil, daß wegen der stärkeren Substitution mit chemischen Agenzien die gesundheitliche Unbedenklichkeit nicht gewährleistet ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Stärke in der Weise zu modifizieren, daß sie zeitlich verzögerte Verdickungsleistung und gleichzeitig einen hohen Nachdickung'seffekt zeigt.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen zur Herstellung von modifizierten Stärken zur Anwendung als Dickungs-und Bindemittel in Lebensmitteln aufzuzeigen.

Zur Herstellung von modifizierten Stärken für Nahrungszwecke wird Stärke zunächst in bekannter Weise mit einem Vernetzungsreagens umgesetzt. Als Vernetzungsreagenzien dienen dabei vorzugsweise Phosphoroxychlorid, Natriumtrimetaphosphat oder Epichlorhydrin.

Erfindungsgemäß wird das Reaktionsprodukt nach dieser Einwirkung neutralisiert und auf einen Restfeuchtegehalt von 10 bis 30%, vorzugsweise 15 bis 25%, eingestellt, wonach eine hydrothermische Behandlung bei Temperaturen von 50 bis 140°C, vorzugsweise 90 bis 120°C, über einen Zeitraum von 0,5 bis 24 Stunden, vorzugsweise 1 bis 8 Stunden, und anschließende Trocknung des Reaktionsproduktes erfolgt.

Dabei hat es sich gezeigt, daß als Ausgangsstärke besonders vorteilhaft eine amylosehaltige native oder partiell substituierte Stärke ist. Die hydrothermische Behandlung kann im technischen Prozeß ohne Zwischentrocknung der vernetzten Stärke vorgenommen werden, wenn der Trocknungsprozeß in der Weise gesteuert wird, daß eine längere Behandlung unter den Bedingungen hydrothermischer Umsetzungen gewährleistet wird (z. B. Wirbelschichtverfahren).

Dem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich chemisch vernetzte Stärken durch außerordentliche Konsistenz hinsichtlich der Vorgänge der Quellung und Verkleisterung sowie der Dispersionseigenschaften auszeichnen. Diese Veränderlichkeit der funktionellen Eigenschaften, insbesondere die Stabilität des Dickungseffektes ist die Zweckbestimmung ihrer Herstellung. Überraschend wurde festgestellt, daß solche chemisch vernetzten Stärken in ihrem Quellverhalten und den Konsistenzeigenschaften der Dispersionen dann verändert werden können, wenn sie einer Wärme- oder Hitzebehandlung in Gegenwart von Feuchtigkeit (allgemein als hydrothermische Behandlung bezeichnet) unterzogen wird. Durch diese Behandlung, die an sich nur auf native Stärken, insbesondere native Kartoffelstärken, erfolgreich angewandt wird und dort zu verminderter Quellfähigkeit und herabgesetzter Konsistenz der Dispersionen führt, werden die Eigenschaften der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten.Stärken in gewünschter Weise verändert: Verzögerte Konsistenzausbildung und wesentlich stärkere Nachdickung. Diese Effekte sind stärker ausgeprägt, als sie durch chemische Vernetzung oder durch die hydrothermische Behandlung allein möglich wären. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenen Produkte zeichnen sich dadurch aus, daß sie sich in siedender wäßriger Flüssigkeit klumpenfrei dispergieren lassen und im Vergleich zu in gleicherweise hydrothermisch behandelter nativer Stärke einen mindestens doppelt so hohen Nachdickungseffekt aufweisen. Im Vergleich mit chemisch vernetzter Stärke zeigt sich der Vorteil, daß die erfindungsgemäßen Stärken in einem Sterilisationsprozeß langsamer dicken als nur chemisch vernetzte Stärke (d.h. der Wärmedurchtritt ist schneller) und nach dem Sterilisationsprozeß die gleiche bzw. eine höhere Viskosität als diese aufweisen. Darüber hinaus sind sie stabil in Lebensmittelsystemen, die Genußsäuren enthalten. Demzufolge eignen sich diese Stärken ausgezeichnet als Dickungsmittel für Sterilkonserven und heißdispergierbare Soßen-urrd Suppengrundlagen. .

Im Gegensatz zum in der DE-AS 2345341 beschriebenen Verfahren zeichnet sich das neue Verfahren dadurch aus, daß lediglich eine chemische Vernetzung notwendig ist. Der gewünschte „Dünn-Dick-Effekt" wird nicht durch Kombination chemische Vernetzung — chemische Vernetzung sondern durch Kombination chemische Vernetzung — „physikalische Vernetzung" erzielt

Die Erfindung soll an folgenden Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

600g (T.S.) nativer Kartoffelstärke werden in 900ml Wasser suspendiert. Der Suspension werden 30g Kochsalz und 15g Soda zugefügt und anschließend den pH mittels 4%iger Natronlauge auf 11 eingestellt. Die Suspension wird dann unter Rühren auf 45°C erwärmt und 0,6g Natriumtrimetaphosphat zugefügt. Nach einer Stunde bei 45°C wird die Reaktion durch Absenken des pH-Wertes auf 6,0 mittels 10%iger Salzsäure abgebrochen. Die vernetzte Stärke wird durch mehrfaches Aufschlämmen in Wasser und Filtration salzfrei gewaschen und 48h bei Zimmertemperatur getrocknet (Feuchte = 17%). Teile dieser Stärke werden im gut abgedeckten Glasgefäß in einen auf 100°C temperierten Trockenschrank gegeben und dort mehrere Stunden belassen. Nach dem Abkühlen werden sie zur Viskositätscharakterisierung im Brabender-Viskographen untersucht. Zum Vergleich wird in gleicher Weise hydrothermisch behandelte native Stärke mit untersucht. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden von der Tabelle 1 erfaßt.

Tabelle 1

Charakteristische Brabenderviskositätswerte (BE) hydrothermisch (17% Feuchte, 100°C) behandelter Stärken (Konz. 3,3%)

Hydrothermisch behandelte native Hydrothermisch behandelte vernetzte

Kartoffelstärke , Kartoffelstärke (0,1 %Trimetaphosphat)

Behandlungsdauer	Oh	2h	4h	Oh	2h	4h
Quellungsbeginn (⁰C)	65	79	91	69	80	91
BE96A	860	280	130	1400	620	80
BE96E	410	320	240	2 060	1680	820
BEg6E/BEg6A	0,48	1,14	1,85	1,47	2,70	10,2
BE₆₀	430	410	370	2700	2470	1480

A = Anfangsviskosität E = Endviskosität

Obwohl der verzögerte Viskositätsanstieg der 4h behandelten Proben bei der gleichen Temperatur von 91⁰C beginnt, ist die Viskosität der vernetzten hydrothermisch behandelten Stärke 0, nach 30 min bei 96°C3,4mal höher als die der nativen hydrothermisch behandelten Stärke.

Im Gegensatz zu den anderen Varianten ließ sich die 4h hydrothermisch behandelte vernetzte Kartoffelstärke klumpenfrei in siedende Flüssigkeit einrühren.

Beispiel 2

Die vernetzte Stärke aus Beispiel 1 und die native Kartoffelstärke werden bei einer Feuchte von 25% 2 h bei 100⁰C hydrothermisch behandelt. Die Brabenderviskositätswerte der 5%igen wäßrigen Systeme sind in der Tabelle 2 angegeben.

-3- 24Ö3UZ

Quellungsbeginn°C	95°C
BE96A	70
BEgeE	380
BE₉₆e/BE_96A	-5,4.
BE₅₀	660

Tabelle 2

Brabenderviskositätswerte hydrothermisch behandelter Stärken (25% Feuchte, 2 h, 100°C) (Konz.: 5%)

Hydrothermisch behandelte Hydrothermisch behandelte jiative Kartoffelstärke vernetzte Kartoffelstärke

95°C 70

1920 27

3260

Die vernetzte hydrothermisch behandelte Stärke weist extremen „Dünn-Dick-Charakter" auf und besitzt nach 30min bei 96⁰C eine5mal höhere Viskosität wie in gleicherweise nur hydrothermisch behandelte native Kartoffelstärke. In siedender Flüssigkeit läßt sie sich klumpenfrei dispergieren und ergibt sämige Konsistenz.

Eigenschaften des erfindungsgemäßen Produktes im Vergleich zu Ausgangsprodukten chemisch vemetzter und

hydrothermisch behandelter Kartoffelstärke

In Figur 1 soll demonstriert werden, in welch unterschiedlichem Maße der Nachdickungseffekt chemisch vemetzter, hydrothermisch behandelter bzw. der erfindungsgemäßen hydrothermisch behandelten vernetzten Stärke bei gleicher erzielbarer Anfangsviskosität BE_96A ausgeprägt ist:

Figur: Viskositätskurven unterschiedlich modifizierter Kartoffelstärken gleicher Anfangsviskosität BE_96A

1 = hydrothermisch vernetzte Stärke; 2 = phosphatvemetzte Stärke; 3 = phosphatvernetzte + hydrothermisch behandelte Stärke

Beispiel 3 Verwendung des erfindungsgemäßen Produktes als sterilisationsfestes Dickungsmittel

Um die Sterilisationsstabilität der erfindungsgemäßen Produkte zu testen, wurden Modelluntersuchungen an einer Tomatentunke (pH 4,0) im Vergleich zu einer chemisch vernetzten Kartoffelstärke durchgeführt. Der auf die Tunkenmenge bezogene Stärkeeinsatz betrug 4%. Die Tunken werden zunächst auf 90 bis 95°C erwärmt und dann in den vorgeheizten Laborautoklaven gegeben. Bei 90⁰C bildete die nur chemisch vernetzte Stärke bereits eine viskose Tunke, während die hydrothermisch behandelte vernetzte Stärke noch keine merkliche Dickung verursachte. Nach 60 min Sterilisation bei 120⁰C wurden die Tunken auf 5O⁰C abgekühlt und ihre relativen Viskositäten (bezogen auf die nicht angedickte Tunke) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgezeigt.

Tabelle 3 Relative Viskosität mit Stärke behandelter Tunke

Art der Stärkebehandlung relative Viskosität derTunke

A mit 0,1 %TMP vernetzte Kartoffelstärke4,6 BwieA + 2hbei120°Cund16%Feuchte vorbehandelt 6,0

Die erfindungsgemäß modifizierte Stärke B bewirkt demnach neben der erwünschten verzögerten Viskositätsausbildung auch noch eine verbesserte Dickung der sterilisierten Tunke im Vergleich zur Stärke A.

Claims

Erfindungsanspruch: . ·

1. Verfahren zur Herstellung von modifizierten Stärken für Nahrungszwecke durch Einwirkung von chemischen Vernetzungsreagenzien, vorzugsweise Phosphoroxychlorid, Natriumtrimetaphosphat oder Epichlorhydrin, auf die eingesetzte Stärke, dadurch gekennzeichnet, daß nach dieser Einwirkung das Reaktionsprodukt neutralisiert und auf einen Restfeuchtegehalt von 10 bis 30%, vorzugsweise 15 bis 25% eingestellt wird, wonach eine hydrothermische Behandlung bei Temperaturen von 50 bis 140⁰C, vorzugsweise 90 bis 120°C, über einen Zeitraum von 0,5 bis 24 Stunden, vorzugsweise 1 bis 8 Stunden und eine anschließende Trocknung des Reaktionsproduktes erfolgt.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als eingesetzte Stärke vorzugsweise eine amylosehaltige native oder partiell substituierte Stärke verwendet wird.