DD257581A1 - Verfahren zur herstellung von staerkehaltigen lebensmittelzusatzstoffen, vorzugsweise von staerkehaltigen dickungsmitteln - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von staerkehaltigen Lebensmittelzusatzstoffen, vorzugsweise von staerkehaltigen Dickungsmitteln in Granulatform unter Einsatz von staerke- und proteinhaltigen Rohstoffen zur Wasserstabilisierung von Lebensmitteln. Erfindungsgemaess wird ein staerkehaltiges Traegermaterial in einem Wirbelschichtgranulator vorgelegt und darauf proteinhaltige Loesungen und gegebenenfalls weitere Aromastoffe und Wuerzmittel enthaltende Loesungen aufgesprueht. Als Traegermaterial werden vorzugsweise Kartoffel-, Weizen-, Mais- oder Reisstaerken eingesetzt. Das Verhaeltnis von Staerke zu Protein betraegt 90:10 bis 30:70 im granulierten Stoffgemisch.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von stärkehaltigen Lebensmittelzusatzstoffen unter Einsatz von stärke- und gegebenenfalls proteinhaltigen Rohstoffen zur Wasserstabilisierung, insbesondere von Lebensmitteln mit hohem Feststoffgehalt.
Bekanntlich werden Lebensmittel mit einem vergleichsweise hohen Feststoffgehalt, wie z. B. Fleisch- oder Fischerzeugnisse, unter Verwendung von Zusatzstoffen zur Erzielung bestimmter technologischer, ökonomischer und qualitativer Effekte hergestellt. So werden bei der Produktion von Brühwürsten sogenannte Kutterhilfsmittel, ζ. Β. Polyphosphate (0,3-0,5%), zur Stabilisierung der Wasserbindung und damit zur Verbesserung der Ausbeute eingesetzt. Des weiteren ist für den gleichen Zweck der Einsatz von Stärken (1-3%) und anderen Hydrokolloiden (Xanthan, Carrageenan, Johannisbrotkernmehl) sowie auch von cellulosehaltigen! Material beschrieben worden. Ebenso ist die Einarbeitung von proteinhaltigen Materialien tierischer, pflanzlicher und mikrobieller Provenienz in Form von Lösungen, Trockenprodukten (Konzentrate, Texturate, Isolate, Samenmehle) und Gelen in Erzeugnissen aus zerkleinertem Fleisch bekannt (Kroll u. Gaßmann, Nahrung 27,699, [1983]). Bezüglich des Einsatzes von Mischungen in unterschiedlicher Form und Zusammensetzung unter Verwendung von Stärke zur Wasserstabilisierung in Fleischerzeugnissen und/oder zur partiellen Substitution von Fleischproteinen liegen zahlreiche Befunde vor, wie z.B. aus den folgenden Patentschriften zu entnehmen ist: USP 3469995, USP 4071 635, DE-OS 2421 541, DE-OS 3444642.
Die zur Stabilisierung der Wasserbindung in den genannten Lebensmittelsystemen erforderlichen Zusatzmengen der Mischungen sind zumeist so hoch, daß sie zu sensorischen Beeinträchtigungen führen können. Vor allem aber wird eine mögliche Wechselwirkung der einzelnen Komponenten und damit eine Beeinträchtigung der gewünschten funktionellen Eigenschaften außer acht gelassen.
Das Ziel der Erfindung besteht demzufolge in der Herstellung von Lebensmittelzusatzstoffen bzw. Stoffgemischen (Compounds), die gezielte Wechselwirkungen zwischen den jeweiligen ausgewählten Komponenten induzieren und Strukturen erzeugen, die zur Wasserbindung und-stabilisierung in besonderer Weise befähigt sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von stärkehaltigen Lebensrnittelzusatzstoffen, vorzugsweise von stärkehaltigen Dickungsmitteln in Granulatform, bevorzugt geeignet zur Stabilisierung der Wasserbindung in Lebensmitteln, besteht darin, daß in einem Wirbelschichtgranulator ein stärkehaltiges Trägermaterial vorgelegt und darauf ein Protein in Form einer proteinhaltigen Lösung und gegebenenfalls weitere, Aromastoffe und/oder Würzmittel enthaltende, Lösungen aufgesprüht werden.
Durch die dargelegte Verfahrensweise wurden im Wirbelschichtgranulator bei Temperaturen von 35 bis 6O0C solche Reaktionsbedingungen erzielt, die zu Wechselwirkungen zwischen dem stärkehaltigen Trägermaterial und der aufgesprühten Proteinlösung bzw. den darin enthaltenen Proteinen führen.
Diese Wechselwirkungen sind neben den Eigenschaften Korngröße, Quellvermögen, Verkleisterungstemperatur, Löslichkeit der Stärkeprodukte und dem Verhältnis von Amylose zu Amylopektin vor allem von der Art (Globuline oder Albumine), von ausgewählten Eigenschaften (Verhältnis von hydrophoben/hydrophilen Gruppen, Geleigenschaften, Denaturierungsgrad) sowie im hohen Maße von der Konzentration der Proteine in den Lösungen abhängig und somit gezielt beeinflußbar. Die in heterogener Phase (fest/flüssig) ablaufenden Vorgänge unter den speziellen Bedingungen der Wirbelschichtgranulierung führen zur Ausbildung eines in Granulatform vorliegenden Stoffgemisches (Compound) mit speziellen, zur Wasserbindung in besonderer Weise befähigten, mikroskopisch gut erkennbaren schwammartigen Strukturen. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß die so hergestellten Stoffgemische ein wesentlich höheres Wasseraufnahmevermögen bzw. Wasserstabilisierungsvermögen aufweisen als die darin enthaltenen Einzelkomponenten. Das wird besonders dann deutlich, wenn diese Compounds Brühwürsten zugesetzt werden.
Wesentlich zur Erzielung solcher synergistischen Effekte zwischen dem stärkehaltigen Trägermaterial und den gelösten Proteinen, die sich vor allem im Hinblick auf eine gegenüber den Ausgangskomponenten bedeutend verbesserten Wasserbindungsfähigkeit bemerkbar machen, ist das Massenverhältnis von Stärke zu Protein im granulierten Stoffgemisch. Bei einem Anteil von Stärke zu Protein->90:10 dominieren die Stärkeeigenschaften, während bei einem Proteinanteil >70 das Granulat mehr das Proteinverhalten bezüglich Wasserbindung bzw. Löslichkeit aufweist. In beiden Fällen treten synergistische Effekte bzw. Wechselwirkungen zurück.
Das Verhältnis der beiden Hauptkomponenten Stärke und Protein ist neben der Korngröße der Stärke vor allem von der Konzentration und den Nebenbestandteilen der Proteinlösungen abhängig. Große Stärkepartikel (>80μηη) mit vergleichsweise kleiner Oberfläche und großer Masse führen zu einem Compound mit einem Verhältnis von Stärke: Protein > 60:40. Ein höherer Proteinanteil ist nicht aufsprühbar, da der fluide Zustand des Wirbelschichtbettes nicht aufrechterhalten werden kann. Bei Einsatz von stärkehaltigen Trägermaterial mit vergleichsweise kleiner Korngröße (<80μιτι) wird ein Stärke:Protein-Verhältnisvon < 60:40 erhalten. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß beim Aufsprühen von höher viskosen Proteinlösungen (> 10 mPa · s) höhere Proteinanteile in das Stoffgemisch eingebracht werden können als das beim Aufsprühen von niedrig viskosen Proteinlösungen der Fall ist. Gleichzeitig läßt sich über den Proteingehalt der Lösungen die Struktur der Compounds beeinflussen. Proteinlösungen niedriger Konzentration führen zu einer feineren Porigkeit.
Weiterhin ist gefunden worden, daß niedermolekulare Nebenbestandteile von Proteinlösungen einen negativen Effekt bezüglich des Proteinanteils des granulierten Stoffgemisches und im Hinblick auf die Ausbildung der Compound-Struktur aufweisen. Das wird dann offensichtlich, wenn z.B. Molke mit einem Proteingehalt von 0,5-0,8% und einem Laktosegehalt von 4,5-5,5% auf einen stärkehaltigen Träger aufgesprüht werden soll. Unter diesen Bedingungen enthält das anfallende Granulat nur einen vergleichsweise niedrigen Proteinanteil (Verhältnis Stärke:Protein etwa 90:10 bis 80:20) und die schwammartigen Strukturen sind infolge von Laktoseeinlagerungen nur unzureichend ausgebildet. Um mit derartigen, einen hohen Anteil an Nebenbestandteilen enthaltenen Proteinlösungen ein erfindungsgemäß hergestelltes Stoffgemisch zu erhalten, ist eine teilweise Abtrennung dieser niedermolekularen Bestandteile notwendig. Dazu eignet sich in besonderer Weise das Verfahren der Ultrafiltration (UF). Mit diesem Membrantrennverfahren gelingt die teilweise oder vollständige (bei Anwendung der Diafiltration) Abtrennung der Laktose und anderer niedermolekularer Molkebestandteile. Wird das resultierende UF-Retenat auf ein stärkehaltiges Trägermaterial aufgesprüht, dann lassen sich gut strukturierte Compounds mit hohen Proteinanteilen herstellen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrensweise besteht darin, daß auf ein stärkehaltiges Trägermaterial gleichzeitig oder nacheinander zwei oder mehrere Proteinlösungen aufgesprüht werden können, wobei es neben Stärke-Proteinweiterhin zu Protein-Protein-Wechselwirkungen kommt. Außerdem gestattet diese Verfahrensvariante eine gezielte Modellierung des Proteinanteils des Stoffgemisches, was auch aus ernährungsphysiologischer Sicht von Interesse ist, wenn z. B. neben Pflanzenproteinextrakten (Cerealien-, Ölsamen- oder Leguminosenproteine) mit einem limitierenden Anteil an ausgewählten essentiellen Aminosäuren (z. B. Lysin, Methionin, Tryptophan) höherwertige tierische Proteinlösungen (z. B. Molke, Blutplasma) aufgesprüht werden.
Eine weitere Verbesserung der Eigenschaften und der Einsatzmöglichkeiten der Stoffgemische wird dadurch erzielt, daß auf das stärkehaltige Trägermaterial vor oder nach dem Aufsprühen der proteinhaltigen Lösung ein Aroma oder Würzmittel enthaltender Extrakt und/oder eine Emulgatoren enthaltende Lösung aufgesprüht wird. Diese Stoffe können auch direkt der Proteinlösung zugegeben und mit dieser gemeinsam aufgesprüht werden. Die unter Verwendung von Emulgatoren, wie z. B. Citronensäure- und Milchsäureester von Partialglyceriden hergestellten Stoffgemische eignen sich neben der Stabilisierung der Wasserbindung vor allem zur Verminderung bzw. Verhinderung des Fettabsatzes bei Kochwürsten.
Als stärkehaltige Trägermaterialien sind neben Kartoffel-, Weizen-, Mais- oder Reisstärke, Getreidemehle oder -schrote einsetzbar. Neben Proteinlösungen pflanzlicher oder tierischer Herkunft in Form von wäßrigen Lösungen unterschiedlicher lonenstärke, -art und pH-Werten lassen sich auch fein dispergierte Proteinsuspensionen, wie sie z. B. nach isoelektrischer Fällung von Globulinen vorliegen, auf die festen Träger aufsprühen
Die Erfindung wird anhand derfolgenden Beispiele näher erläutert.
Ausführungsbeispiele
Auf 2kg Kartoffelstärke (Partikelgröße < 80/xm) wird in einem Wirbelschichtsprühgranulator bei Lufteingangstemperaturen von 9S°C und -ausgangstemperaturen von 350C soviel Rinderblutplasma (gewonnen durch Separierung von Rinderblut in Gegenwart des Antikoagulans Stagesal, einem Polyphosphatgemisch) mit einem Proteingehalt von 7,1 % und einer Viskosität von 2,7 mPa · s aufgesprüht, bis im granulierten Stoffgemisch ein Masseverhältnis Stärke:Protein von 54:46 resultiert. j
Das stärkehaltige Stoffgemisch wird einem Brühwurst (Lyoner) ähnlichen Fleischmodellsystem folgender Rezeptur zugesetzt: i
32 Teile Schweinefleisch S Il 43 Teile Rindfleisch RII 15 Teile Schweinebacke 7 Teile Speck 3 Teile Schwarte
33 Teile Schüttwasser
1,5 Teile stärkehaltiges Stoffgemisch (Gesamtspeisesalzgehalt 1,5%)
In einem Parallelversuch wird an Stelle des granulierten stärkehaltigen Stoffgemisches eine pulverförmige Mischung von Kartoffelstärke und getrocknetem Rinderblutplasma (Masseverhältnis Stärke:Protein von 54:46) dem Modellsystem zugegeben.· Nach einer Wärmebehandlung (800C, 35 min) wird nach der Abtropf- und der Zentrifugenmethode der Kochverlust ermittelt (Methodenbeschreibung siehe Kroll u.a. Nahrung 27, 589, [1983]).
Ergebnis Kochverlust der nach Zusatz des granulierten Stoffgemisches hergestellten Probe: a) Abtropfmethode 4,9%
b) Zentrifugenmethode 9,5% Kochverlust der nach Zusatz der pulverförmigen Mischung hergestellten Probe: a) Abtropfmethode 10,8%
b)' Zentrifugenmethode 16,8%
Auf 2kg Weizengrieß (Partikelgröße >80/xm) wird in einem Wirbelschichtgranulator bei Lufteingangstemperaturen von 1050C und -ausgangstemperaturen von 40°C soviel Magermilch aufgesprüht, bis im granulierten Stoffgemisch ein Masseverhältnis Stärke:Protein von 69:31 resultiert. Das stärkehaltige Stoffgemisch wird einer Hackfleischmasse (Kochklops) folgender Rezeptur zugesetzt:
8,5 Teile Schweinefleisch SII 1,5 Teile Schweinebacke 1,5 Teile Vollei, frisch 1,4 Teile Semmelmehl, trocken 0,8 Teile Zwiebeln geschwitzt 2,8 Teile Fremdwasser 0,15 Teile stärkehaltiges Stoffgemisch (Gesamtkochsalzgehalt 1,5%)
In einem Parallelversuch wird an Stelle des granulierten Stoffgemisches eine pulverförmige Mischung von Weizengrieß und Magermilchpulver (Masseverhältnis Stärke:Protein von 69:31) der Hackfleischmasse zugegeben. Nach einer Wärmebehandlung (80°C, 15min) wird der Kochverlust bestimmt.
Ergebnis Kochverlust der nach Zusatz des granulierten Stoffgemisches hergestellten Probe: 4,5% Kochverlust der nach Zusatz der pulverförmigen Mischung hergestellten Probe: 8,7%.
Auf 2 kg Maisstärke (Partikelgröße <80μιη) wird in einem Wirbelschichtgranulator bei Lufteingangstemperaturen von 1020C und -ausgangstemperaturen von 380C soviel flüssiges Magermilchkonzentrat (gewonnen durch Ultrafiltration und nachfolgende Diafiltration von Magermilch, Konzentrierungsverhältnis 1:2) mit einem Proteingehalt von 9,8% aufgesprüht, bis im granulierten Stoffgemisch ein Masseverhältnis Stärke:Protein von 51:49 resultiert.
Das stärkehaltige Stoffgemisch wird einem Brühwurst (Lyoner) ähnlichen Fleischmodellsystem (Rezeptur gemäß Beispiel 1) zugesetzt.
In einem Parallelversuch wird an Stelle des granulierten Stoffgemisches eine pulverförmige Mischung von Maisstärke und sprühgetrocknetem Magermilchkonzentrat (Masseverhältnis Stärke:Protein 51:49) zugegeben.
Nach einer Wärmebehandlung (80°C, 35 min) wird nach der Abtropf- und der Zentrifugenmethode der Kochverlust ermittelt.
Ergebnis
Kochverlust der nach Zusatz des granulierten Stoffgemisches hergestellten Probe: a) Abtropfmethode 6,1%
b) Zentrifugenmethode 10,9%
Kochverlust der nach Zusatz der pulverförmigen Mischung hergestellten Probe: a) Abtropfmethode 11,3%
b) Zentrifugenmethode 17,9%.
Auf 2kg Maisgrieß (Partikelgröße >80μηη) werden in einem Wirbelschichtgranulator bei Lufteingangstemperaturen von 1100C und -ausgangstemperaturen von 41 °C soviel konzentriertes Sojaproteinextrakt (gewonnen durch Ultrafiltration und Diafiltration von Sojaproteinextrakt, Konzentrierungsverhältnis 5:1, Diafiltrationsverhältnis 1:2) mit einem Proteingehalt von 11,2% und einem Gehalt von 1 % Fleischaromakonzentrat sowie 0,25% Glutamat aufgesprüht, bis im granulierten Stoffgemisch ein Masseverhältnis Stärke: Protein von 62:38 resultiert. Das stärkehaltige Stoffgemisch wird einem Modellsystem aus zerkleinertem Fleisch folgender Rezeptur zugesetzt:
5,5 Teile Schweinefleisch SII 1,5 Teile Fett
8,0 Teile Wasser
0,3 Teile stärkehaltiges Stoffgemisch (Gesamtkochsalzgehalt 1,5%)
In einem Parallelversuch wird an Stelle des granulierten Stoffgemisches eine pulverförmige Mischung aus getrocknetem konzentriertem Sojaproteinextrakt und Maisgrieß (Masseverhältnis Stärke:Protein von 62:38) dem Modellsystem zugegeben. Nach einer Wärmebehandlung (80°C, 30 min) wird nach der Abtropfmethode und Zentrifugenmethode der Kochverlust bestimmt (siehe Beispiel 1)
Ergebnis
Kochverlust der nach Zusatz des granulierten Stoffgemisches hergestellten Probe: a) Abtropfmethode 11,5%
b) Zentrifugenmethode 18,2%
Kochverlust der nach Zusatz der pulverförmigen Mischung hergestellten Probe: a) Abtropfmethode 15,3%
b) Zentrifugenmethode 24,6%.
Claims (8)
- Patentansprüche:1. Verfahren zur Herstellung von stärkehaltigen Lebensmittelzusatzstoffen, vorzugsweise von stärkehaltigen Dickungsmitteln in Granulatform, bevorzugt geeignet zur Stabilisierung der Wasserbindung in Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Wirbelschichtgranulator ein stärkehaltiges Trägermaterial vorgelegt und darauf ein Protein in Form einer proteinhaltigen Lösung und gegebenenfalls weitere, Aromastoffe und/oder Würzmittel enthaltende Lösungen aufgesprüht werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als stärkehaltige Trägermaterialien Kartoffel-, Weizen-, Mais- oder Reisstärken eingesetzt werden.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als stärkehaltige Trägermaterialien Getreidemehle oder -schrote eingesetzt werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als proteinhaltige Lösungen tierische oder pflanzliche Proteinlösungen eingesetzt werden.
- 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als tierische Proteinlösungen Schlachttierblut sowie daraus in an sich bekannter Weise gewonnene Fraktionen aus Blutplasma und/oder Blutserum, oder Milchproteinlösungen, wie Vollmilch, Magermilch und Molke, eingesetzt werden.
- 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als pflanzliche Proteinlösungen Albumine und/oder Globuline enthaltende Pflanzenextrakte aus Cerealien-, Ölsamen- oder Leguminosenproteinen eingesetzt werden.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Masseverhältnis von Stärke zu Protein im granulierten Stoffgemisch 90:10 bis 30:70, vorzugsweise 70:30 bis 50:50, beträgt.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf das stärkehaltige Trägermaterial vor oder nach bzw. gleichzeitig mit dem Aufsprühen der proteinhaltigen Lösung ein Aroma- oder Würzmittel enthaltender Extrakt und/oder eine Emulgatoren enthaltende Lösung bzw., daß der proteinhaltigen Lösung Emulgatoren, Salze, Aroma- oder Würzmittel vor dem Aufsprühen zugesetzt werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD30003387A DD257581A1 (de) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Verfahren zur herstellung von staerkehaltigen lebensmittelzusatzstoffen, vorzugsweise von staerkehaltigen dickungsmitteln |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD30003387A DD257581A1 (de) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Verfahren zur herstellung von staerkehaltigen lebensmittelzusatzstoffen, vorzugsweise von staerkehaltigen dickungsmitteln |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD257581A1 true DD257581A1 (de) | 1988-06-22 |
Family
ID=5586919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD30003387A DD257581A1 (de) | 1987-02-19 | 1987-02-19 | Verfahren zur herstellung von staerkehaltigen lebensmittelzusatzstoffen, vorzugsweise von staerkehaltigen dickungsmitteln |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD257581A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000044826A1 (de) * | 1999-01-28 | 2000-08-03 | Apack AG für Biologische Verpackungen | Zusammensetzung zur herstellung von biologisch abbaubaren formkörpern |
-
1987
- 1987-02-19 DD DD30003387A patent/DD257581A1/de unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000044826A1 (de) * | 1999-01-28 | 2000-08-03 | Apack AG für Biologische Verpackungen | Zusammensetzung zur herstellung von biologisch abbaubaren formkörpern |
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