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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft kugelförmige Produkte mit kleinem Durchmesser zum Einsatz in Nahrungsmitteln. Weiterhin befasst sich die vorliegende Erfindung mit einer Nahrungsmittelformulierung, die ein solches kugelförmiges Produkt enthält und einem Verfahren zur Herstellung eines solchen Produkts sowie einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Nahrungsmittelformulierung.
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Hintergrund der Erfindung
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Nahrungsmittel des modernen Konsums werden vielfach so formuliert, dass sie beim Verzehr zahlreiche und vom Konsumenten als abwechslungsreich und interessant empfundene sensorische Eindrücke hervorrufen. Das bedeutet insbesondere, dass ein Nahrungsmittel nach dem Verzehr nicht nur das primäre Ziel der Nahrungsaufnahme, nämlich ein Sättigungsgefühl, hervorrufen soll, sondern der gesamte Vorgang der Nahrungsaufnahme als mit angenehmen und interessanten Eindrücken verbunden empfunden wird.
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Dazu soll das Nahrungsmittel in optisch und olfaktorisch (d. h. über den Geruchssinn wahrnehmbar) ansprechender Form dargeboten werden und so bereits vor dem eigentlichen Verzehr positiv wahrgenommen werden bzw. zum Verzehr anregen. Zudem soll der Verzehr als solcher, d. h. der Vorgang der Aufnahme des Nahrungsmittels in den Mund und der Aufenthalt des Nahrungsmittels in der Mundhöhle während des Kauens und Schluckens, als angenehm und interessant wahrgenommen werden. Dabei sind die sich während des Aufenthalts des Nahrungsmittels in der Mundhöhle entfaltenden gustatorischen (d. h. der über den Geschmackssinn wahrnehmbaren) und (fortgesetzten) olfaktorischen Sinneseindrücke von Bedeutung.
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Von großer Bedeutung sind zudem die durch das Nahrungsmittel hervorgerufenen taktilen (d. h. die über die Oberfläche des Körpers bzw. einer Körperhöhle mechanisch wahrnehmbaren) Sinneseindrücke. Im Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme werden taktile Sinneseindrücke durch Kontakt des Nahrungsmittels mit den Lippen und der die Mundhöhle, insbesondere die Zunge und den Gaumen, bedeckenden Haut vermittelt.
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Das Hervorrufen unterschiedlicher taktiler Sinneseindrücke bei der Nahrungsaufnahme haben sich im Vergleich zu dem Hervorrufen eines einzigen taktilen Sinneseindrucks als vorteilhaft erwiesen, da die Wahrnehmung unterschiedlicher taktiler Sinneseindrücke vom Konsumenten als interessanter und der Verzehr eines solchen Nahrungsmittels somit als angenehmer und das Nahrungsmittel selbst als attraktiver wahrgenommen wird. Die Gesamtheit der taktilen Sinneseindrücke in der Mundhöhle wird dabei auch als „Mundgefühl” bezeichnet.
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Es hat sich gezeigt, dass unterschiedliche taktile Reize beim Verzehr eines Nahrungsmittels hervorgerufen werden können, indem das Nahrungsmittel so formuliert wird, dass es mehrere Phasen unterschiedlicher Konsistenz, d. h. Bereiche unterschiedlicher Festigkeit und Viskosität, enthält.
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Beispielweise wird Eiscreme der Geschmacksrichtung Schokolade vielfach mit kleinen Schokoladenstücken mit unregelmäßiger polyedrischer Form („Splitter”) oder mit in mindestens einer Dimension rundem Querschnitt („zylindrisch” oder „kugelförmig”) formuliert, um beim Verzehr den sensorischen Eindruck, der entsteht, wenn die kalte Eiscreme beim Erwärmen in der Mundhöhle schmilzt und somit ihre Konsistenz, d. h. ihre Viskosität und Festigkeit, verändert, durch den sensorischen Eindruck zu ergänzen, der durch die Schokoladenstücke hervorgerufen wird, die bei der Konsistenzänderung der sie umgebenden Eiscreme zunächst unverändert bleiben und erst beim weiteren Erwärmen in der Mundhöhle ihre Konsistenz zu ändern beginnen.
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Aus ähnlichen Gründen wird Eiscreme einer fruchtigen Geschmacksrichtung vielfach mit fruchtgeleeartigen. Einlagerungen oder Fruchtstücken formuliert, die während und nach dem Schmelzen der Eiscreme in der Mundhöhle einen weiteren sensorischen Eindruck hervorrufen.
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Auch Eiscreme einer nussartigen Geschmacksrichtung (also beispielweise der Geschmacksrichtung Haselnuss oder Walnuss) wird vielfach mit kleinen Nussstücken formuliert, um den sensorischen Eindruck der schmelzenden Eiscreme durch den sensorischen Eindruck der im Mund nicht schmelzenden Nussstücke zu ergänzen.
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Die beim Verzehr entstehenden sensorischen Eindrücke können komplexer und damit für den Konsumenten noch interessanter gestaltet werden, indem die Phasen unterschiedlicher Konsistenz zusätzliche unterschiedliche olfaktorische und/oder gustatorische Eindrücke hervorrufen.
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Beispielsweise können die in Eiscreme einer nussartigen Geschmacksrichtung enthaltenen Nussstücke zusätzlich beispielsweise mit einer zuckerhaltigen Schicht umhüllt sein, die weitere Aromastoffe enthalten kann, um beim Verzehr nicht nur zusätzliche taktile Eindrücke, sondern auch zusätzliche gustatorische Eindrücke zu erzeugen.
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Eine Eiscreme der Geschmacksrichtung Vanille kann mit den bereits beschriebenen Schokoladenstücken formuliert werden, so dass beim Schmelzen der Eiscreme in der Mundhöhle nicht nur der bereits beschriebene unterschiedliche taktile Sinneseindruck hervorgerufen wird, sondern auch die olfaktorischen und gustatorischen Sinneseindrücke sich mit fortschreitender Verweilzeit in der Mundhöhle von der Wahrnehmung von Vanillearomen zur Wahrnehmung von Schokoladenaromen verändern.
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Die Nutzung unterschiedlicher sensorischer Eindrücke beim Verzehr von Nahrungsmitteln zur Steigerung der Attraktivität des Nahrungsmittels ist somit grundsätzlich bekannt und wird seit langem genutzt.
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Ein typisches Beispiel für diese Nutzung sind Pralinen, die typischerweise aus einer festen Hülle aus einer Schokoladenformulierung und einer in der Hülle eingeschlossenen Füllung bestehen, die eine unterschiedliche Konsistenz aufweist und unterschiedliche Aromen enthält. Die Füllung kann beispielsweise aus einer unterschiedlichen kakaohaltigen Formulierung wie Nougat oder einer frucht- und weinbrandhaltigen Formulierung bestehen. Da Schokoladenformulierungen in der Regel Fett als einen Hauptbestandteil enthalten, können Pralinen als Produkte mit einer hydrophoben Hülle und einer ebenfalls hydrophoben Füllung (im Fall einer nougathaltigen Formulierung) oder einer hydrophilen Füllung (im Fall einer frucht- und weinbrandhaltigen Formulierung) charakterisiert werden.
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Kugelförmige Produkte mit kleinem Durchmesser, die in Nahrungsmitteln eingesetzt werden, bieten den Vorteil, dass sie interessante taktile Sinneseindrücke in der Mundhöhle hervorrufen können. Der maximale Durchmesser solcher kugelförmigen Produkte wird dabei dadurch begrenzt, dass die Produkte ausreichende Formstabilität aufweisen müssen, um gelagert und verarbeitet werden zu können, und beim Verzehr auch unzerkaut gefahrlos verschluckt werden können müssen. Zudem ist es mit zunehmendem Durchmesser der kugelförmigen Produkte technisch aufwändig, geringe Toleranzen bei der Herstellung einer Kugelform einzuhalten. Unter diesen Gesichtspunkten sollten kugelförmige Produkte zum Einsatz in Nahrungsmitteln einen Durchmesser von 15 mm oder weniger aufweisen.
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Kugelförmige Produkte mit kleinem Durchmesser, deren Hüllenmaterial sich vom Kernmaterial unterscheidet, bieten zudem die Möglichkeit, mit zunehmender Verweildauer in der Mundhöhle unterschiedliche Aromen freizusetzen und so vorteilhafte olfaktorische und/oder gustatorische Sinneseindrücke hervorzurufen.
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Pralinen können kugelförmig sein. Ein bekanntes Beispiel sind so genannte Mozartkugeln, die als erste Praline weitgehende Kugelform, d. h. keine Abflachung durch die Lagerung beim Abkühlen der Hülle aus einer Schokoladenformulierung, aufwies. Mozartkugeln und kugelförmige Pralinen im Allgemeinen weisen einen Durchmesser auf, der gewöhnlich so groß ist, dass es nicht möglich ist, das Produkt in einer Nahrungsmittelformulierung zu verzehren. Mozartkugeln werden hergestellt, indem einem festen Kernmaterial eine Kugelform verliehen wird und das Kernmaterial durch Eintauchen in ein geschmolzenes Hüllenmaterial und anschließendes Abkühlen und Erstarrenlassen des Hüllenmaterials mit einer durch die Form des Kerns bedingten kugelförmigen Hülle versehen werden.
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Das Herstellungsverfahren ist für das Umhüllen eines flüssigen Kernmaterials nicht geeignet, da einem flüssigen Kernmaterial nicht kugelförmig vorgeformt werden kann, um anschließend unter Bildung eines kugelförmigen Produkts umhüllt zu werden. Zudem ist das Herstellungsverfahren vergleichsweise aufwändig und daher für die kostengünstige Herstellung von Produkten in großer Stückzahl nicht geeignet.
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Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Pralinen umfasst das Herstellen einer hohlen Kugelform aus dem Hüllenmaterial, wobei die Kugelform eine Öffnung aufweist, durch die die hohle Kugelform mit einem Kernmaterial befüllt wird. Nach erfolgter Befüllung wird die Öffnung durch Einbringen von Hüllenmaterial in geschmolzener Form verschlossen. Da die Öffnung eine bestimmte Mindestgröße aufweisen muss, um eine reibungslose Befüllung mit Kernmaterial zu ermöglichen, ist es nur mit hohem Aufwand oder gar nicht möglich, diese Öffnung so zu verschließen, dass die Hülle eine äußere Form erhält, die von einer idealen Kugelform möglichst wenig abweicht.
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Somit sind diese Verfahren zur kostengünstigen Herstellung von kugelförmigen Produkten mit kleinem Durchmesser und einem flüssigen Inhalt nicht geeignet.
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Weitere bekannte Beispiele von kugelförmigen Produkten, die aus einer Hülle und einem Kern bestehen können, sind Alginatkugeln und Gelatinekugeln.
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Alginatkugeln und deren Herstellung werden beispielweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 41 25 133 A1 beschrieben. Alginatkugeln bestehen aus Alginat, d. h. Salzen der Alginsäure, einem Polysaccharid, das aus Guluronsäure- und Mannuronsäure-Einheiten besteht. Die in einer wässrigen Alginsäure-Lösung enthaltenen Alginsäureketten können durch Zusetzen von Calciumionen dreidimensional vernetzt werden, so dass sich ein wasserhaltiges Gel bildet. Die in
DE 41 25 133 A1 beschriebenen Alginatkugeln werden gehärtet, indem man kugelförmige Tropfen einer Alginatlösung in eine CaCl
2-Lösung fallen lässt und so durch dreidimensionales Vernetzen der Alginsäureketten härtet.
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Dabei ist es grundsätzlich denkbar, einphasige Kugeln herzustellen, indem man die Ca-Ionenhaltige Lösung so lange auf die Tropfen der Alginatlösung einwirken lässt, dass eine vollständige Härtung des gesamten im Kugelkörper enthaltenen Alginats erreicht wird. Zweiphasige Alginatkugeln, d. h. mit flüssigem, nicht gehärtetem Inhalt, können hergestellt werden, indem die Einwirkzeit der Ca-Ionenhaltigen Lösung so angepasst wird, dass nur die äußeren Bereiche der Alginattropfen gehärtet wird, jedoch keine vollständige Härtung stattfindet.
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Die gelartige Konsistenz der Alginatkugeln in Nahrungsmitteln, die bei tiefer Temperatur gelagert und konsumiert werden, wie beispielsweise Eiscreme, kann kaum beibehalten werden, da das im Alginat gebundene Wasser gefriert. Da Alginatkugeln beim Erwärmen (beispielsweise in der Mundhöhle) nicht schmelzen und Aromen, die in dem gehärteten Alginat gebunden sind, somit nicht freigesetzt werden können, wird das Mundgefühl im Allgemeinen nicht als interessant empfunden. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Alginsäure und ihren verschiedenen Salzen ist, dass sie kennzeichnungspflichtige Lebensmittelzusatzstoffe sind und Lebensmittel, die in der EU angeboten werden sollen und Alginsäure und ihre Salze enthalten, daher durch Angabe der sogenannten E-Nummern (E400 bis E405) kenntlich gemacht werden müssen. Der Verbraucher steht Produkten, die Lebensmittelzusatzstoffe enthalten jedoch skeptisch gegenüber.
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Gelatinekugeln bestehen aus einer Hülle, die im Wesentlichen Gelatine enthält. Gelatine ist ein Protein, das aus dem Bindegewebe von Tieren, insbesondere Rindern und Schweinen gewonnen wird. In Wasser quillt Gelatine und löst sich beim Erwärmen in Wasser mit einer Temperatur von ca. 50°C auf und bildet beim Abkühlen ein Gel. Die Gelbildung ist reversibel, d. h. beim erneuten Erwärmen geht das Gel wieder in eine Lösung über, so dass Gelatineprodukte den vorteilhaften Eindruck der Konsistenzänderung beim Erwärmen in der Mundhöhle hervorrufen können. Aufgrund ihres Quellverhaltens weist Gelatine jedoch den Nachteil auf, dass sie zur Umhüllung von hydrophilen und somit im Regelfall auch wasserhaltigen Materialien wenig geeignet ist. Aus diesem Grund sind Gelatinekugeln für den Einsatz in wasserhaltigen Nahrungsmitteln ebenfalls wenig geeignet. Gelatine weist ferner den Nachteil auf, dass sie aufgrund ihrer Gewinnung aus dem Bindegewebe von Rindern und Schweinen einerseits mit der Rinderkrankheit BSE in Verbindung gebracht wird, deren vermutliche Erreger beim Menschen möglicherweise die tödlich verlaufende Creutzfeld-Jakob-Krankheit auslösen. Die aus dem Bindegewebe von Schweinen gewonnenen Gelatineprodukte gelten in islamisch geprägten Kulturkreisen als unrein („haram”). Aus diesen Gründen ist wird Gelatine in Lebensmitteln vom Verbraucher nur in sehr gegrenztem Umfang akzeptiert.
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Die Herstellung von zweiphasigen Produkten, die eine Hülle aus Gelatine und einen hydrophoben, also im Regelfall im Wesentlichen aus Fett bestehenden Kern aufweisen, der auch bei Tiefkühltemperaturen flüssig ist, ist kaum möglich, da die Fettkomponente(n) des Kernmaterials in der Regel bereits wenig unterhalb von Raumtemperatur fest ist.
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Es besteht daher ein Bedarf nach kugelförmigen Produkten mit kleinem Durchmesser, die aus einer Hülle und einem Kern bestehen, in wasserhaltigen Nahrungsmitteln stabil sind und in der Mundhöhle eine als angenehm empfundene Konsistenzänderung („Schmelz”) hervorrufen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein solches Produkt zur Verfügung zu stellen. Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ein Nahrungsmittel zur Verfügung zu stellen, das ein solches Produkt enthält.
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Weitere Ziele der vorliegenden Erfindung sind, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen kugelförmigen Produkts sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittels, das ein solches Produkt enthält, zur Verfügung zu stellen.
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Beschreibung der Erfindung
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein kugelförmiges Produkt für den Einsatz in Nahrungsmitteln, gekennzeichnet durch
- (a) eine Hülle aus einem festen hydrophoben Material,
- (b) einen Kern aus einem hydrophilen Material,
wobei die Hülle einen äußeren Durchmesser von 2,5 bis 15 mm aufweist.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Nahrungsmittelformulierung enthaltend ein kugelförmiges Produkt gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung.
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Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Produkts gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Nahrungsmittelformulierung, die ein Produkt gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält.
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Nachfolgend wird die Erfindung im Detail beschrieben.
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(1) Kugelförmiges Produkt
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(a) Hülle
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Die Hülle des kugelförmigen Produkts gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besteht aus einem hydrophoben Material, d. h. aus einem Material, dass die Tendenz aufweist, nicht in Wasser einzudringen und darin zu verbleiben, so dass auch die Diffusion von Wasser verlangsamt oder verhindert wird.
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Hydrophobe Materialien, die als das Material der Hülle des kugelförmigen Produkts geeignet sind, bestehen vorzugsweise zu 40 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise zu 60 bis 100 Gew.-%, weiter bevorzugt 70 bis 100 Gew.-% relativ zum Gesamtgewicht des Hüllenmaterials aus Fett oder Öl, das zum menschlichen Verzehr geeignet ist.
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Die Begriffe „Fett” und „Öl” bezeichnen dabei insbesondere Triglyceride, d. h. Triester des Glycerins und einer oder mehrerer Fettsäuren. Der Begriff ”Fettsäure” bezeichnet insbesondere Monocarbonsäuren mit 8 oder mehr Kohlenstoffatomen, die einen Kohlenwasserstoffrest mit 0 bis 3 Doppelbindungen und einer terminalen Carboxylgruppe bilden. Der Kohlenwasserstoffrest ist vorzugsweise im Wesentlichen geradkettig, kann jedoch Verzweigungen, insbesondere in Form von Methylgruppen, enthalten.
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Weitere, zusätzlich zu dem Fett bzw. Öl zu verwendende Komponenten des hydrophoben Materials, aus dem die Hülle besteht, können aus Zuckern, d. h. Mono-, Di-, Oligo und Polysacchariden, wie etwa Glucose, Fructose, Lactose, Saccharose, Stärke, Cellulose etc., Süßstoffen und Zuckeraustauschstoffen, Milchbestandteilen wie etwa Molkepulver, Milchpulver und anderen Trockenmolkeerzeugnissen und Trockenmilcherzeugnissen, die beispielweise in den Abschnitten IX und X der Anlage 1 zu §1 Abs. 1 der Verordnung über Milcherzeugnisse (Milcherzeugnisverordnung – MilchErzV, in der Fassung vom 15. Juli 1970 (veröffentlicht im Bundesgesetzblatt I, Seite 1150) zuletzt geändert durch Art. 6 der Verordnung vom 14. Juli 2010 (veröffentlicht im Bundesgesetzblatt I, Seite 929)) genannt werden, Kakaobestandteilen wie etwa Kakaopulver oder Kakaomasse, Emulgatoren, Farb- und Aromastoffen ausgewählt werden. Die Mengen dieser Stoffe werden dabei so gewählt, dass sie den hydrophoben Charakter des Hüllenmaterials nicht beeinträchtigen.
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Dies bedeutet, dass der Gehalt an Emulgatoren vorzugsweise 2 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hüllenmaterials, beträgt.
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Der Gehalt an Farb- und Aromastoffen beträgt, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hüllenmaterials, vorzugsweise 5 Gew.-% oder weniger.
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Das hydrophobe Material weist vorzugsweise eine Schmelztemperatur in einem Bereich von –10 bis +40°C, insbesondere bevorzugt in einem Bereich von 0 bis +37°C, weiter bevorzugt in einem Bereich von +10 bis +35°C, am meisten bevorzugt in einem Bereich von +25 bis +35°C auf. Die Schmelztemperatur wird gemäß DIN ISO 6321-2002 bestimmt.
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Wenn das kugelförmige Produkt beim Verzehr der es enthaltenden Nahrungsmittelformulierung insbesondere taktile Eindrücke in der Mundhöhle hervorrufen soll, ist es besonders bevorzugt, dass die Schmelztemperatur des Hüllenmaterials in einem Bereich von +25 bis +35°C liegt, da die Hülle dann erst nach einer Verweilzeit in der Mundhöhle schmilzt, so dass das kugelförmige Produkt vor dem Schmelzen der Hülle taktile Eindrücke hervorrufen kann.
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Wenn das kugelförmige Produkt beim Verzehr der es enthaltenden Nahrungsmittelformulierung keine taktilen Eindrücke in der Mundhöhle hervorrufen soll, sondern bereits vor der Aufnahme in die Mundhöhle beispielsweise olfaktorische Eindrücke hervorrufen soll, indem die Hülle schmilzt und das Kernmaterial freisetzt, ist es erforderlich, dass die Schmelztemperatur des Hüllenmaterials so gewählt wird, dass die Hülle des kugelförmigen Produkts bereits vor der Aufnahme in die Mundhöhle schmilzt. Das bedeutet, dass die Schmelztemperatur etwa +10 bis +20°C beträgt, wenn die Nahrungsmittelformulierung, die das kugelförmige Produkt enthält, gekühlt (d. h. bei einer Temperatur von 5°C oder darunter) gelagert und zum Verzehr auf Raumtemperatur erwärmt wird. Als Beispiel einer solchen Nahrungsmittelformulierung können verzehrbereite Kuchen- und Tortenprodukte genannt werden, die gekühlt gelagert und vom Konsumenten vor dem Verzehr auf Raumtemperatur erwärmt werden.
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Wird die gekühlt gelagerte Nahrungsmittelformulierung vor dem Verzehr auf eine Temperatur von +60°C oder mehr erwärmt, kann die Schmelztemperatur des Hüllenmaterials bis zu +40°C betragen. Als Beispiel einer solchen Nahrungsmittelformulierung können verzehrbereite Backprodukte wie etwa Pizzen genannt werden, die gekühlt gelagert und vom Konsumenten vor dem Verzehr auf eine Temperatur von +60°C oder mehr erwärmt werden.
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Damit die Form der Hülle des kugelförmigen Produkts stabil ist, muss die Schmelztemperatur des Hüllenmaterials oberhalb des Temperaturbereichs liegen, in dem das Produkt nach der Herstellung und vor der weiteren Verwendung gelagert, mit einem Nahrungsmittel formuliert und nach der Formulierung gelagert werden soll. Das bedeutet, dass die Temperatur, bei der das Produkt nach der Herstellung und vor der weiteren Verwendung gelagert, mit einem Nahrungsmittel formuliert und nach der Formulierung gelagert wird, so eingestellt wird, das die Schmelztemperatur des Hüllenmaterials nicht erreicht oder überschritten wird.
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Der äußere Durchmesser der Hülle beträgt 2,5 bis 15 mm. Die Obergrenze des Durchmessers wird durch die Größe eines kugelförmigen Produkts festgelegt, die es erlaubt, das Produkt mit einem Nahrungsmittel formuliert in den Mund zu nehmen. Die Untergrenze wird durch die minimale Wandstärke der Hülle, die erforderlich ist, um dem Produkt die für die Lagerung vor der weiteren Verwendung und die Formulierung mit einem Nahrungsmittel erforderliche Stabilität zu verleihen, und durch den wünschenswerten minimalen Durchmesser des von der Hülle umschlossenen Raums, d. h. des Kerns, festgelegt. Der Durchmesser des Kerns sollte im Regelfall 1,5 mm nicht unterschreiten, da andernfalls das Volumen des Kerns zu klein ist, um die gewünschten sensorischen Effekte zu erzielen. Die Wandstärke der Hülle sollte im Regelfall 0,5 mm oder mehr betragen, um der Hülle ausreichende Stabilität zu verleihen.
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Vorzugsweise beträgt der Durchmesser der Hülle 2,5 bis 8 mm, weiter bevorzugt 3 bis 7,5 mm, noch weiter bevorzugt 3,5 bis 7 mm, am meisten bevorzugt 4 bis 6,5 mm. Der Durchmesser der Hülle wird mittels einer Mikrometerschraube gemessen und als arithmetischer Mittelwert aus dem Durchmesser, der für die Hülle von 10 kugelförmigen Produkten bestimmt worden ist, angegeben.
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Die Hülle ist kugelförmig, d. h. sie weicht nur geringfügig von der Form einer Kugel als geometrischem Körper ab. Eine geringfügige Abweichung von der idealen Kugelform im Sinne der vorliegenden Erfindung liegt vor, wenn das Verhältnis des größten Durchmessers der Hülle zum kleinsten Durchmesser der Hülle nicht mehr als 1,3 beträgt. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis des größten Durchmessers der Hülle zum kleinsten Durchmesser der Hülle nicht mehr als 1,2 und weiter bevorzugt. nicht mehr als 1,1. Am meisten bevorzugt beträgt das Verhältnis 1,05 oder weniger.
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(b) Kern
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Der Kern des kugelförmigen Produkts gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung besteht aus einem hydrophilen Material, d. h. aus einem Material, dass die Tendenz aufweist, in Wasser einzudringen und darin zu verbleiben.
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Das Material des Kerns kann fest oder flüssig sein. Vorzugsweise ist das Material des Kerns flüssig bei der Temperatur, bei der die Lagerung des kugelförmigen Produkts nach der Herstellung und vor der weiteren Verwendung, die Formulierung in einem Nahrungsmittel und die anschließende Lagerung der Nahrungsmittelformulierung erfolgt, da der feste Kern zu einer Stabilisierung der Hülle und somit des kugelförmigen Produkts insgesamt beiträgt. Besonders bevorzugt ist es, dass das Material des Kerns bei der Temperatur flüssig ist, bei der das Nahrungsmittel verzehrt wird, da in diesem Fall ein interessantes und angenehmes Mundgefühl erzeugt werden kann, wenn das Hüllenmaterial beim Erwärmen in der Mundhöhle seine Konsistenz ändert und das flüssige Kernmaterial freigibt.
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Besonders bevorzugt ist es, dass der Gefrierpunkt des Materials des Kerns 0°C oder weniger, weiter bevorzugt –5°C oder weniger, noch weiter bevorzugt –10°C oder weniger, noch weiter bevorzugt –15°C oder weniger, am meisten bevorzugt –20°C oder weniger beträgt.
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Das Material des Kerns kann beispielsweise einen Sirup enthalten, d. h. eine konzentrierte wässrige Lösung eines Zuckers wie etwa Glucose, Fructose, Saccharose oder Mischungen davon.
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Die Konzentration des Zuckers in dem Sirup bewirkt eine Erniedrigung des Gefrierpunkts gegenüber Wasser als dem reinen Lösungsmittel. Diese Erniedrigung des Gefrierpunkts ist im Regelfall desto höher, je höher die Konzentration des Zuckers ist. Bevorzugt wird die Konzentration des Zuckers so gewählt, dass das Material des Kerns nicht gefriert, auch wenn die Lagerung des kugelförmigen Produkts nach der Herstellung und vor der weiteren Verwendung, die Formulierung in einem Nahrungsmittel und die anschließende Lagerung bei tiefer Temperatur, d. h. bei 0°C oder darunter erfolgen. Es ist somit bevorzugt, dass der Gefrierpunkt des Materials des Kerns 0°C oder weniger beträgt, weiter bevorzugt –5°C oder weniger, noch weiter bevorzugt –10°C oder weniger, besonders bevorzugt –15°C oder weniger, am meisten bevorzugt –20°C oder weniger beträgt.
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Wenn der Gefrierpunkt des Materials des Kerns 0°C oder weniger beträgt, ermöglicht das Material die Herstellung kugelförmiger Produkte, die einen flüssigen Kern aufweisen, obwohl sie bei einer Temperatur von beispielsweise 0°C oder weniger gelagert und ohne gezielte Erwärmung konsumiert werden (wie beispielsweise Eiscreme). Wie oben beschrieben, ergeben solche Konsistenzunterschiede wünschenswerte sensorische Eindrücke, so dass kugelförmige Produkte, deren Kern nicht fest ist und sich somit von der Konsistenz der festen Hülle unterscheidet, eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind.
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Neben dem Sirup kann das Kernmaterial natürliche oder synthetische Aromen, Fruchtsäfte, Fruchtsaftkonzentrate, Karamelsirup, Säurerungsmittel wie etwa Zitronensäure oder Äpfelsäure, Salze, Milchbestandteile wie etwa Magermilch, Alkohol, wäßrige und alkoholische Extrakte als weitere Bestandteile enthalten. Die Auswahl dieser Bestandteile erfolgt entsprechend den sensorischen Eindrücken, die der Sirup hervorzurufen soll.
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(2) Nahrungsmittelformulierung enthaltend das kugelförmige Produkt
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Der zweite Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Nahrungsmittelformulierung umfassend ein Nahrungsmittel und das kugelförmige Produkt gemäß dem vorstehend beschriebenen ersten Aspekt der Erfindung.
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Das Nahrungsmittel, das mit dem kugelförmigen Produkt formuliert wird, ist nicht sonderlich beschränkt, sondern es kann sich um nahezu jedes denkbare Nahrungsmittel handeln. Als Beispiele können Molkereiprodukte wie Joghurt, Kefir, Quark, Frucht-Zubereitungen wie Marmeladen, Konfitüren, Gelees, Würzzubereitungen wie Fertigsaucen, Dips, Backwaren und Speiseeis genannt werden.
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Die Nahrungsmittelformulierung kann ein Tiefkühlprodukt sein, d. h. ein Produkt, das bis zum Verbrauch bei einer Temperatur von –18°C oder weniger gelagert wird. Dabei kann das Tiefkühlprodukt derart sein, dass es vom Konsumenten bei einer tiefen Temperatur, d. h. bei einer Temperatur von 0°C oder weniger, beispielweise bei einer Temperatur im Bereich von 0°C bis –18°C, verzehrt wird. In einer anderen Ausführungsform wird das Tiefkühlprodukt unmittelbar vor dem Verzehr aufgetaut, d. h. das Produkt wird durch Lagerung bei einer Temperatur über 0°C auf eine Temperatur von 0°C oder mehr erwärmt.
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Die Menge des kugelförmigen Produkts in der Nahrungsmittelformulierung ist nicht sonderlich beschränkt und wird im Allgemeinen so angepasst, dass die gewünschten sensorischen Effekte in gewünschtem Umfang hervorgerufen werden. Typischerweise enthält die Nahrungsmittelformulierung gemäß der vorliegenden Erfindung das kugelförmige Produkt in einer Menge von 0,1 Gew.-% oder mehr, beispielsweise 10 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das Gesamtgewicht der Nahrungsmittelformulierung. Wenn die Nahrungsmittelformulierung Speiseeis ist, kann das kugelförmige Produkt in einer Menge von 5 bis 20 Gew.-% bezogen auf das Gesamt der Nahrungsmittelformulierung enthalten sein.
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(3) Verfahren zur Herstellung des kugelförmigen Produkts
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Die kugelförmigen Produkte gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Verbindung können über ein sogenanntes Prillverfahren unter Verwendung einer Zweistoffdüse hergestellt werden. Dieses Prillverfahren ist gekennzeichnet durch das Zertropfen einer Schmelze in einzelne Tropfen, deren Abkühlung und Verfestigung.
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Das Verfahren ist gekennzeichnet durch die Schritte
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- (i) Fördern des Hüllenmaterials in verflüssigtem Zustand und des Kernmaterials in flüssigem Zustand durch eine Düse derart, dass
– ein Strahl des verflüssigten Hüllenmaterials mit ringförmigem Querschnitt konzentrisch um einen Strahl des Kernmaterials in flüssigem Zustand gebildet wird und dieser konzentrische vereinigte Strahl die Düse in Richtung der Gravitationskraft verlässt und durch Einwirkung der Graviationskraft frei fällt, und
– eine harmonische Störschwingung in den konzentrischen vereinigten Strahl aus verflüssigtem Hüllenmaterial und Kernmaterial in flüssigem Zustand eingekoppelt wird, beispielsweise indem man die Düse in Richtung der Gravitationskraft vibrieren lässt oder indem man Druckschwankungen in dem Strahl des Kernmaterials hervorruft, bevor der Strahl des verflüssigten Hüllenmaterials mit ringförmigem Querschnitt konzentrisch um den Strahl des Kernmaterials gebildet wird,
so dass der konzentrische vereinigte Strahl nach dem Verlassen der Düse in Tropfen zerfällt;
- (ii) Abkühlen der gebildeten Tropfen unter die Erstarrungstemperatur des Hüllenmaterials unter Bildung eines kugelförmigen Produkts, während die Tropfen frei fallen;
- (iii) Sammeln des kugelförmigen Produkts.
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Damit das Hüllenmaterial und das Kernmaterial durch die Düse gefördert werden können, müssen beide Materialien in einem flüssigen Zustand vorliegen. Um die Materialien in einen flüssigen Zustand zu bringen, werden die Materialien auf eine geeignete Temperatur gebracht, d. h. auf eine Temperatur, bei der jedes Material eine Viskosität aufweist, die eine Förderung durch die Düse erlaubt.
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Das Einkoppeln der harmonischen Störschwingung in den konzentrischen vereinigten Strahl aus verflüssigtem Hüllenmaterial und Kernmaterial kann beispielsweise auf zwei alternative Arten erfolgen:
- (a) Hervorrufen einer Vibration der Düse in Richtung der Gravitationskraft, d. h. die Düse wird in Richtung der Gravitationskraft hin- und herbewegt.
- (b) Hervorrufen von Druckschwankungen in dem Strahl des Kernmaterials. Die Druckschwankungen können durch Hin- und Herbewegen eines Stempels innerhalb des Strahls des Kernmaterials erzeugt werden, bevor der Strahl des verflüssigten Hüllenmaterials mit ringförmigem Querschnitt konzentrisch um den Strahl des Kernmaterials gebildet wird.
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Nachdem der konzentrische vereinigte Strahl aus verflüssigtem Hüllenmaterial und Kernmaterial die Düse verlassen hat, erfolgt der durch Einkoppeln der harmonischen Störschwingung induzierte Zerfall des konzentrischen vereinigten Strahls in Tropfen, während der Strahl frei, d. h. unter Einwirkung der Gravitationskraft, fällt. Die so gebildeten Tropfen nehmen eine Kugelform an. Durch Abkühlen des geschmolzenen Hüllenmaterials unter die Schmelztemperatur wird das Hüllenmaterial verfestigt, so dass die gebildeten Tropfen ihre Kugelform beibehalten.
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Das Abkühlen des Hüllenmaterials erfolgt, indem man die gebildeten Tropfen durch Einwirkung der Gravitationskraft durch ein Kühlmedium fallen lässt, dessen Temperatur unter der Erstarrungstemperatur des Hüllenmaterials liegt. Das Medium kann gasförmig oder flüssig sein. Beispielweise kann das Gasvolumen, durch das die aus dem konzentrischen Strahl gebildeten Tropfen fallen, auf eine Temperatur gekühlt werden, die unterhalb der Erstarrungstemperatur des Hüllenmaterials liegt. Alternativ ist es beispielweise möglich, dass ein flüssiges Kühlmedium in die Fallstrecke gesprüht wird.
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Die Distanz, die die gebildeten Tropfen in dem Kühlmedium fallend zurücklegen, wird so eingestellt, dass die Falldauer in dem Kühlmedium ausreichend ist, um das Hüllenmaterial unter die Erstarrungstemperatur abzukühlen und vollständig zu verfestigen.
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Ein Prillverfahren wird beispielweise in
„Herstellung monodisperser Partikel aus einer wässrigen Lösung mittels Fluidprillen/Gefriertrocknen oder chemischer Reaktion", Dissertation von A. F. Berger, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 2001, und in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 41 25 133 A1 beschrieben.
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(4) Verfahren zur Herstellung einer Nahrungsmittelformulierung enthaltend das kugelförmige Produkt
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Das kugelförmige Produkt gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung kann nach bekannten Verfahren mit einem Nahrungsmittel vermischt werden, um eine Nahrungsmittelformulierung enthaltend das kugelförmige Produkt bereitzustellen.
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Es ist ebenfalls möglich, das kugelförmige Produkt gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung auf eine Oberfläche des Nahrungsmittels aufzubringen, beispielsweise durch Aufstreuen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4125133 A1 [0022, 0022, 0066]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Milcherzeugnisverordnung – MilchErzV, in der Fassung vom 15. Juli 1970 (veröffentlicht im Bundesgesetzblatt I, Seite 1150) zuletzt geändert durch Art. 6 der Verordnung vom 14. Juli 2010 (veröffentlicht im Bundesgesetzblatt I, Seite 929) [0038]
- DIN ISO 6321-2002 [0041]
- „Herstellung monodisperser Partikel aus einer wässrigen Lösung mittels Fluidprillen/Gefriertrocknen oder chemischer Reaktion”, Dissertation von A. F. Berger, Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, 2001 [0066]