DD247835A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION AND STABILIZATION OF FOOD EMULSIONS AND DISHES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Stabilisierung von Lebensmittel-Emulsionen und -Schaeumen durch Emulgieren oder Verschaeumen von Lebensmittelzubereitungen unter Zusatz von Kombinatsprodukten verschiedenartiger Proteinfraktionen aus Leguminosensamen und ihren Verarbeitungsprodukten. Diese Kombinationsprodukte sind besonders fuer energiereduzierte physikalisch stabile Emulsionen und Schaeume, aber auch fuer Lebensmittelzubereitungen mit traditioneller Zusammensetzung geeignet. Erfindungsgemaess werden zur Stabilisierung von Lebensmittel-Emulsionen oder -Schaeumen ober- bzw. grenzflaechenaktive Kombinationsprodukte aus der nativen 7-S-Proteinfraktion und der thermisch denaturierten 11-S-Proteinfraktion von Leguminosensamen in einem vorgegebenen Verhaeltnis eingesetzt. Diese Proteinfraktionen werden in an sich bekannter Weise durch Proteinfraktionierung und -isolierung bei eingestelltem p H-Wert und Ionenstaerke gewonnen.The invention relates to a process for producing and stabilizing food emulsions and foams by emulsifying or foaming food preparations with the addition of combined products of various protein fractions from legume seeds and their processed products. These combination products are particularly suitable for energy-reduced physically stable emulsions and foams, but also for food preparations with traditional composition. According to the invention, to stabilize food emulsions or foams, top- or surface-active combination products of the native 7-S protein fraction and the thermally denatured 11-S protein fraction of legume seeds are used in a predefined ratio. These protein fractions are obtained in a manner known per se by protein fractionation and isolation with adjusted p H value and ionic strength.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung und Stabilisierung von Lebensmittel-Emulsionen und -Schäumen durch Emulgieren und/oder Verschäumen von Lebensmittelzubereitungen nach an sich bekannten Verfahrensweisen unter Zusatz von Kombinationsprodukten (Compounds) verschiedenartiger Proteinfraktionen aus Leguminosensamen, vorzugsweise Sojabohnen,.und ihren Verarbeitungsprodukten.The invention relates to a process for the preparation and stabilization of food emulsions and foams by emulsifying and / or foaming food preparations according to methods known per se with the addition of combination products (compounds) of various protein fractions from legume seeds, preferably soybeans, and their processed products.
Das bevorzugte Anwendungsgebiet derartiger Compounds sind energiereduzierte Emulsionen und Schäume; ihre Einsatzmöglichkeiten erstrecken sich aber auch auf Lebensmittelzubereitungen mit traditioneller Zusammensetzung.The preferred field of application of such compounds are energy-reduced emulsions and foams; Their applications also extend to food preparations with traditional composition.
Die Herstellung physikalisch stabiler Lebensmittel-Emulsionen oder -Schäume erfordert den Zusatz grenz- bzw. oberflächenaktiver Verbindungen, wobei für energiereduzierte, d. h. fettarme Erzeugnisse normalerweise lipidische Emulgatoren in Kombination mit Stabilisatoren auf der Basis von Proteinen und/oder Polysacchariden eingesetzt werden.The preparation of physically stable food emulsions or foams requires the addition of interfacial or surface active compounds, with energy-reduced, d. H. low-fat products are normally used lipidic emulsifiers in combination with stabilizers based on proteins and / or polysaccharides.
Im Patentschrifttum finden sich Angaben über eine Vielzahl derartiger Kombinationsprodukte, von denen einige, auch alsIn the patent literature can be found information on a variety of such combination products, some of which, as well as
sogenannte Compounds, kommerziell verfügbar sind. .so-called compounds, are commercially available. ,
Bei den proteinischen Stabilisatoren handelt es sich in der Regel um Proteinisolate vegetabilischer oder animalischer Herkunft, insbeosndere Globuline aus Öl- und Leguminosensamen sowie Phosphorproteine aus Milch und Ei, die durch isoelektrische Präzipitation aus entsprechenden Extrakten oder Lösungen zugänglich sind.The protein stabilizers are usually protein isolates of vegetable or animal origin, more particular globulins from oil and legume seeds and phosphorus proteins from milk and egg, which are accessible by isoelectric precipitation from appropriate extracts or solutions.
Daneben werden aber auch pflanzliche Albumine sowie tierische Lactalbumine und -globuline, die durch Ultrafiltration oder Komplexbildung mit polyanionischen Poysacchariden gewinnbar sind, als Stabilisatoren verwendet.In addition, however, vegetable albumins and animal lactalbuminins and globulins which can be obtained by ultrafiltration or complex formation with polyanionic polysaccharides are also used as stabilizers.
Die Effektivität von Proteinen als grenz- oder oberflächenaktive Zusatzstoffe für Emulsionen oder Schäume hängt von der Verteilung und Disponibilität hydrophiler wie auch hydrophober Gruppen oder Bereiche als molekulare Zustandsgrößen sowie der Mobilität und Flexibilität als Folge von Struktur-Wirkungs-Beziehungen ab. Demzufolge ermöglichen nach dem bisherigen Erkenntnisstand gezielte Konformationsveränderungen, speziell eine Proteindenaturierung durch Temperatur-, pH-Wert- und loneneffekte wie auch eine Proteinmodifizierung durch Hydrolyse, Proteolyse, Mechanolyse, Plästeinreaktion oder Acylierung oftmals eine Verbesserung des Grenz-bzw. Oberflächenspannungs-Erniedrigungspotentials, was wiederum eine unabdingbare Voraussetzung für die Herstellung und Stabilisierung von Emulsionen oder Schäumen ist.The effectiveness of proteins as surface- or surface-active additives for emulsions or foams depends on the distribution and availability of hydrophilic as well as hydrophobic groups or regions as molecular state variables as well as on the mobility and flexibility as a consequence of structure-activity relationships. Accordingly, according to the current state of knowledge, targeted conformational changes, especially protein denaturation by temperature, pH and ion effects, as well as protein modification by hydrolysis, proteolysis, mechanolysis, epimeric reaction or acylation, often make it possible to improve the marginal or. Surface tension lowering potential, which in turn is an indispensable prerequisite for the preparation and stabilization of emulsions or foams.
Ein gravierender Nachteil letztgenannter Manipulationen der Proteindenaturierung besteht jedoch in der potentiellen Gefahr unkontrolliertertiefergreifender Strukturveränderungen mit nachteiligen Konsequenzen für die funktionellen Eigenschaften von Proteinpräparaten, was insbesondere bei einer bevorzugten thermischen Einflußnahme zutrifft. Im besonderen Maße gilt dies für die Hauptkomponenten von Leguminosenproteinen, nämlich der 7-S- und 11-S-Globulin-Fraktionen, die eine unterschiedliche Thermostabilität aufweisen. Demgegenüber besteht der Nachtteil einer Proteinmodifizierung im erhöhten technischen Aufwand, der sich ungünstig auf die Verfahrensökonomie auswirkt.A serious disadvantage of the latter manipulations of protein denaturation, however, is the potential danger of uncontrolled deep structural changes with detrimental consequences for the functional properties of protein preparations, which is particularly true in a preferred thermal influence. This is especially true for the major components of legume proteins, namely the 7S and 11S globulin fractions, which have different thermostability. In contrast, there is the night part of a protein modification in the increased technical complexity, which has an adverse effect on the process economy.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht daher darin, ein kostengünstiges und effektives Verfahren zur Herstellung und Anwendung von Leguminosenproteinen, vorzugsweise aus Sojabohnen, zu entwickeln, die sich durch ein hohes Grenz- bzw. Oberflächenspannungs-Erniedrigungspotential auszeichnen und damit die Stabilisierung von Emulsionen und Schäumen ermöglichen.The object of the invention is therefore to develop a cost-effective and effective method for the production and application of legume proteins, preferably soybeans, which are characterized by a high surface tension lowering potential and thus enable the stabilization of emulsions and foams.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen für die Gewinnung und Applikation von Proteinpräparaten aufzuzeigen, die eine Herstellung physikalisch stabiler Lebensmittel-Emulsionen und -Schäume, insbesondere in Form energiereduzierter Zubereitungen, auch ohne übliche Zusatzstoffe, wie Emulgatoren oder Hydrokolloide, garantieren, deren Einsatz aber auch nicht ausschließen.The invention is therefore based on the object of demonstrating process conditions for the recovery and application of protein preparations, which guarantee the production of physically stable food emulsions and foams, especially in the form of energy-reduced preparations, even without conventional additives, such as emulsifiers or hydrocolloids, their use but also not exclude.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Erfindungsgemäß werden Lebensmittel-Emulsionen und -Schäume dadurch hergestellt und stabilisiert, indem' Lebensmittelzubereitungen, vorzugsweise Wasser, Kohlenhydrate, Salze und Aromen, unter Zusatz von Pflanzenproteinen als Stabilisatoren emulgiert oder verschäumt werden, wobei grenz- oder oberflächenaktive Kombinationsprodukte aus der nativen 7-S-Proteinfraktion mitderthermisch denaturierten 11-S-Proteinfraktion von Leguminosensamen, vorzugsweise Sojabohnen, und ihren Verarbeitungsprodukten eingesetzt werden.In accordance with the invention, food emulsions and foams are prepared and stabilized by emulsifying or foaming food preparations, preferably water, carbohydrates, salts and aromas, with the addition of vegetable proteins as stabilizers, with border- or surface-active combination products from the native 7-sulfonated Protein fraction with the thermally denatured 11-S-protein fraction of legume seeds, preferably soybeans, and their processed products are used.
Es wurde nämlich gefunden, daß eine hohe Emulgier- oder Verschäumungswirkung von Proteinen bei einem zugleich hohen Stabilisierungsvermögen gegenüber den emulgierten bzw. verschäumten Lebensmittelzubereitungen voraussetzt, daß zum einen eine relativ niedermolekulare native 7-S-Proteinfraktion, die sich durch eine hohe Mobilität und Flexibilität hinsichtlich ihrer Diffusion und Ausrichtung in bzw. an der Phasengrenz- oder -oberfläche auszeichnet, als wesentlicher Compoundsbestandteil fungiert. Zum anderen wurde gefunden, daß eine thermisch denaturierte 11-S-Proteinfraktion einen weiteren wichtigen Costabilisator darstellt, da diese zu hydrophoben Wechselwirkungen mit der an der Phasengrenz- bzw. -oberfläche fixierten 7-S-Proteinfraktion prädestiniert ist, wodurch eine sterische und elektrostatische Barriere errichtet wird, die einem Emulsions-oder Schaumzerfall entgegenwirkt.It has been found that a high emulsifying or foaming effect of proteins with a simultaneously high stabilizing power compared to the emulsified or foamed food preparations requires that on the one hand a relatively low molecular weight native 7-S-protein fraction, which is characterized by a high mobility and flexibility their diffusion and orientation in or on the phase boundary or surface characterized, acts as an essential Compoundsbestandteil. On the other hand, it has been found that a thermally denatured 11-S-protein fraction is another important costabilizer, since it is predestined to hydrophobic interactions with the 7-S-protein fraction fixed at the phase interface, creating a steric and electrostatic barrier which counteracts an emulsion or foam breakup.
Wie in diesem Zusammenhang schließlich festgestellt wurde, erweist sich für die thermische Freisetzung disponibler hydrophober und hydrophiler Gruppen von 11-S-Globulinen ohne nachteilige Auswirkungen auf deren Löslichkeit eine Ultrahocherhitzung der gelösten oder gefällten Proteine im Temperturbereich von 130 bis 170°C und bei Verweilzeiten von 1 bis 10sec als günstig, so daß eine solche Maßnahme als wichtige weitere Voraussetzung für eine effektive Emulgierung oder Verschäumung zu werten ist.Finally, it has been found in this connection that the thermal release of disposable hydrophobic and hydrophilic groups of 11-S-globulins without adversely affecting their solubility results in UHT of the dissolved or precipitated proteins in the 130-170 ° C temperature range and at residence times of 1 to 10 sec as low, so that such a measure is to be regarded as an important further prerequisite for effective emulsification or foaming.
Die im Rahmen der Erfindung notwendige Proteinfraktionierung und -isolierung erfolgt nach an sich bekannten Verfahrensweisen einer sukzessiven Extraktion oder Fällung, wobei die mit 11-S-Globulinen angereicherte Proteinfraktion selektiv im pH-Bereich von 6,0 bis 7,0 und lonenstärken >:0,3, und die mit7-S-Globulinen angereicherte Proteinfraktion im pH-Bereich von 4,0 bis 5,0 und lonenstärken < 0,3 isoliert wird.The protein fractionation and isolation required in the context of the invention is carried out by conventional methods of successive extraction or precipitation, the protein fraction enriched with 11-S-globulins being selectively in the pH range from 6.0 to 7.0 and ionic strengths>: 0 3, and the 7-S-globulin enriched protein fraction is isolated in the pH range of 4.0 to 5.0 and ionic strengths <0.3.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die 11 -S-Proteinfraktion nach der Isolierung von der nativen 7-S-Proteinfraktion zunächst thermisch denaturiert wird oder daß die thermische Denaturierung der 11-S-Proteinfraktion während des gemeinsamen Einsatzes dieser Proteinfräktionen vorgenommen wird.It is within the scope of the invention that the 11 -S protein fraction is first thermally denatured after isolation from the native 7-S protein fraction or that the thermal denaturation of the 11-S protein fraction is carried out during the joint use of these protein fractions.
Die Einarbeitung der solchermaßen isolierten Proteinfraktionen wird nach einer Vermischung der in die Proteinatform überführten feuchten oder getrockneten Proteinrpäparate mittels gebräuchlicher Emulgier- oder Verschäumungstectiniken vorgenommen. Dabei besteht ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß die Kombinationsprodukte zu 10 bis 50%, mindestens jedoch zu 15 bis25%aus7-S-Globulinen und zu 90 bis 50%, mindestens jedoch zu 40 bis 30% aus 11-S-Globulinen bestehen. Demgegenüber sind die Einsatzkonzentrationen der Kombinationsprodukte als weniger kritisch anzusehen; sie liegen in Größenordnungen anderer Lebensmittelzusatzstoffe und betragen bei Lebensmittel-Emulsionen 0,5 bis 5Ma.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Ma.-% und bei Lebensmittel-Schäumen 2 bis 20 Ma.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Ma.-%, wobei im Falle energiereduzierter Zubereitungen Zusatzmengen im oberen Grenzbereich vorteilhaft sind. Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausführungsbeispiele näher erläutert.The incorporation of the protein fractions isolated in this way is carried out after mixing the moist or dried protein preparations converted into the proteinate form by means of customary emulsification or foaming stectinics. An essential feature of the invention is that the combination products to 10 to 50%, but at least 15 to25% aus7-S-globulins and 90 to 50%, but at least 40 to 30% from 11-S-globulins exist , In contrast, the use concentrations of the combination products are to be regarded as less critical; they are in the order of magnitude of other food additives and are in food emulsions 0.5 to 5Ma .-%, preferably 1 to 2 wt .-% and in food foams 2 to 20 wt .-%, preferably 5 to 15 Ma .-% In the case of energy-reduced preparations, additional amounts in the upper limit range are advantageous. The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiments.
Ausführungsbeispieleembodiments
Zur Herstellung einer energiereduzierten Salatcreme mit einem Fettgehalt von 30% werden 300 g Sonnenblumenöl in 700g einer wäßrigen Phase, die Ingredienzien laut Standardrezeptur und 20g eines Kombinationsproduktes, das zu 50% aus 7-S- und zu 50% aus erfindungsgemäß gewonnen 11-S-Globulinen besteht, unter Homogenisieren einemulgiert, wobei am Ende des Homogenisierungsprozesses eine pH-Wert-Regulierung mittels Essigsäure und eine Pasteurisation durchgeführt werden. Die Salatcreme ist bei Kühlschranklagerung über einen Zeitraum von mindestens 3 Monaten koaleszenzstabil.For the production of an energy-reduced salad cream with a fat content of 30%, 300 g of sunflower oil in 700 g of an aqueous phase, the ingredients according to the standard formulation and 20 g of a combination product containing 50% of 7-S and 50% of 11-S Globulinen is emulsified with homogenization, at the end of the homogenization process, a pH regulation by means of acetic acid and a pasteurization are performed. The salad cream is stable to the cola when stored in a refrigerator for a period of at least 3 months.
Zur Herstellung einer Ei-substituierten Mayonnaise mit einem Fettgehalt von 80% werden 800 g Sojaöl in 200g einer wäßrigen Phase, die Ingredienzien laut Standardrezeptur und 10g eines Kombinationsproduktes, das zu 25% aus 7-S-und zu 75% aus erfindungsgemäß gewonnenen 11-S-Globulinen besteht, gemäß Beispiel 1 unter Homogenisieren und pH-Regulation einemulgiert, wobei ein Konservierungsmittel zugesetzt wird. · ···._.'For the production of an egg-substituted mayonnaise with a fat content of 80%, 800 g of soybean oil in 200 g of an aqueous phase, the ingredients according to the standard formulation and 10 g of a combination product which is 25% 7-S and 75% of 11- S-globulins is emulsified according to Example 1 under homogenization and pH regulation, wherein a preservative is added. · ··· ._. '
Die Mayonnaise ist bei Kühlschranklagerung über einen Zeitraum von mindestens 6 Wochen koaleszenzstabil.The mayonnaise is stable to coalescence in refrigerator storage for a period of at least 6 weeks.
Beispiele ~ :~— - : ; " ~ '"Examples ~: ~ - -:; "~ '"
Zur Herstellung einer energiereduzierten Margarine mit einem Fettgehaltvon 40% wird unter Rühren eine Voremulsion aus 400 g einer Margarine-Fettmischung und 600g einer wäßrigen Phase, in die fett- und wasserlöslichen Ingredienzien laut Standardrezeptur sowie 30 g eines Kombinationsproduktes, das zu 30% aus 7-S- und zu 70% aus erfindungsgemäß gewonnenen 11-S-Globulinen besteht, hergestellt und mittels einer Kältemischung unter mechanische Bearbeitung zur Erstarrung gebracht. Das Streichfett weist bei Kühlschranklagerung eine Mindesthaltbarkeit von 3 Monaten auf.To prepare an energy-reduced margarine with a fat content of 40%, a pre-emulsion of 400 g of a margarine fat mixture and 600 g of an aqueous phase, into the fat- and water-soluble ingredients according to the standard formulation and 30 g of a combination product which is 30% of 7 S- and 70% of 11-S-globulins obtained according to the invention, prepared and solidified by means of a cryogen under mechanical processing. The spread fat has a minimum shelf life of 3 months for refrigerated storage.
Zur Herstellung einer klassischen Margarine mit einem Fettgehalt von 80% wird unter Rühren eine Voremulsion aus 800 g einer Margarine-Fettmischung und 200g gesäuerter Magermilch, in die fett- und wasserlöslichen Ingredienzien laut Standardrezepturen sowie 10g eines Kombinationsproduktes, das zu 10% aus 7-S- und zu 90% aus erfindungsgemäß gewonnenen 11-S-Globulinen besteht, hergestellt und gemäß Beispiel 3 zur Erstarrung gebracht. Die als Streich-, Koch- und Bratfett geeignete Margarine ist unter Kühlschranklagerung mindestens 6 Monate haltbar.To prepare a classic margarine with a fat content of 80%, a pre-emulsion of 800 g of a margarine fat mixture and 200g of acidified skimmed milk, into the fat and water-soluble ingredients according to standard recipes and 10g of a combination product, which is 10% from 7-S - And 90% from inventively obtained 11-S-globulins, prepared and brought to solidification according to Example 3. The margarine, which is suitable as a spread, cooking and frying fat, can be stored for at least 6 months under refrigerated storage.
Zur Herstellung eines energiereduzierten Tortencremes mit einem Fettgehalt von 50% werden 500g einer Margarinefettmischung schaumig gerührt, und es werden 500g einer aufgeschlagenen wäßrigen Phase, die Ingredienzien und 20g eines Kombinationsproduktes, das zu 10% aus 7-S-Globulinen und zu 90% aus erfindungsgemäß gewonnenen 11-S-Globulinen besteht, unterzogenTo prepare an energy-reduced creamed cake with a fat content of 50% 500g of a margarine fat mixture are stirred foamy, and there are 500g of an aqueous phase, the ingredients and 20g of a combination product, which is 10% of 7-S-globulins and 90% of the invention 11-S globulins obtained
Der Fettcreme ist bei einwöchiger Lagerung im Temperaturbereich zwischen -18 und +40C standfest und koaleszenzstabil.The fat cream is stable for one week in the temperature range between -18 and +4 0 C and stable to coalescence.
Zur Herstellung eines energiereduzierten Schlagcremes werden 250g einer Margarine-Fettmischung in 750g Magermilch, die Ingredienzien und 40g eines Kombinationsproduktes, das zu 40% aus 7-S- und zu 60% aus erfindungsgemäß hergestellten 11-S-Globulinen besteht, einemulgiert, und es wird nach 24stündiger Reifung bei Kühlschranktemperatur aufgeschlagen. Der Schlagcreme ist über einen Zeitraum von 24h konturenfest und koaleszenzstabil.To produce an energy-reduced whipped cream, 250 g of a margarine fat blend in 750 g skim milk, the ingredients and 40 g of a combination product consisting of 40% 7-S and 60% 11-globulins prepared according to the invention are emulsified, and it is after maturing for 24 hours at refrigerator temperature. The whipped cream is contour-proof and coalescence-stable over a period of 24 hours.
Zur Herstellung einer Würzsauce mit einem Fettgehalt von 5% werden 50 g Rapsöl in 950g einer wäßrigen Phase, die Ingredienzien laut Standardrezeptur und 20 g eines Kombinationsproduktes, das zu je 50% aus nativen 7-S- und 11-S-Globulinen besteht, unter Homogenisieren und pH-Regulation einemulgiert, wobei die Hitzedenaturierung über einen Pasteurisationsprozeß vollzogen wird.For the preparation of a spicy sauce with a fat content of 5%, 50 g of rapeseed oil in 950 g of an aqueous phase, the ingredients according to standard formulation and 20 g of a combination product, each consisting of 50% of native 7-S and 11-S-globulins under Homogenizing and pH regulation emulsified, wherein the heat denaturation is carried out via a pasteurization process.
Die Würzsauce ist bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von 1 Jähr koaleszenzstabil.The seasoning sauce is stable to the cola at room temperature over a period of 1 year.
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| DD86289015A DD247835A1 (en) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | PROCESS FOR THE PRODUCTION AND STABILIZATION OF FOOD EMULSIONS AND DISHES |
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ID=5578094
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1986
- 1986-04-11 DD DD86289015A patent/DD247835A1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ENJ | Ceased due to non-payment of renewal fee |