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Die Erfindung betrifft die Verwendung eines pflanzlichen getrockneten Nahrungsmittelprodukts aus stärkehaltigen Pflanzenteilen, das gezielt an wasserlöslichen/wasserauswaschbaren Bestandteilen abgereichert – unter Erhalt eines Nahrungsmittelprodukts mit erhöhtem Faseranteil – hergestellt wurde. Diese abgereicherten Materialien werden nachfolgend als „Nahrungsmittelprodukt” bezeichnet. Als Amylose-Nahrungsmittelprodukte werden solche bezeichnet, die aus Pflanzen mit erhöhtem Amylose-Anteil (Amylosegehalt > 60 Gew.% der darin enthaltenen Stärke) hergestellt werden, während Amylopektin-Nahrungsmittel solche sind, die aus Pflanzen mit einem Amylopektingehalt von > 80 Gew.%, bevorzugt > 85 Gew.% der darin enthaltenen Stärke hergestellt wurden. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie an Stärke, Zucker, manchen Proteinen und Aminosäuren etc. abgereichert sind, aber die unlösliche Faser erhalten bleibt – was zu einem faserreichen Nahrungsmittelprodukt führt.
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Pflanzliche Nahrungsmittelprodukte aus stärkehaltigen Pflanzenteilen sind in verschiedensten Formen gebräuchlich und im Handel erhältlich. So werden in den traditionellen lokalen Küchen bzw. Futtermitteln verwendet: Sojamehle, Sojaflocken, Getreideflocken, Kartoffelflocken, Kichererbsenmehl, Reismehl, Rübenschnitzel, Bananenchips oder getrocknete Bananen, Tapiokamehl und viele mehr.
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Es ist nun für verschiedene Lebensmittelanwendungen erwünscht, stärkehaltiges Material mit erhöhtem Faseranteil zu haben. Dies kann zu Stärkeüberzügen mit besserer Elastizität aber auch zu Material mit erhöhtem Absorptionsvermögen (bspw. bei Diäten) – aber auch als Mehlersatz mit erhöhtem Faseranteil; ballaststoffreiches Dickungsmittel; Bestandteil von Überzugsmassen für Lebensmittel/Pharmazeutika; Bestandteil von diätetischen Nahrungsmitteln mit erhöhtem Faseranteil verwendet werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung im Wesentlichen insofern, als sie Amylopektin-Pflanzen betrifft, anhand von Kartoffeln erläutert, die Schritte sind aber genauso auf andere stärkehaltige Pflanzenteile, wie Erbsen, Rüben, Süssgräser (z. B. Zuckerrohr), Mango, Datteln, Feigen, Bananen, anwendbar. Sie ist auch für solche einsetzbar, die als Amylosepflanzen bezeichnet werden. Insbesondere eignet sie sich aber erfindungsgemäß auch zur kostengünstigen Herstellung von amyopektin/faserreichen oder amylosereichen/faserreichen Materialien für Überzugsmassen, Folien, Adsorptionsmitteln, diätetische Nahrungsmittel oder Kleber.
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Das Verfahren zur Herstellung des gezielt abgereicherten Nahrungsmittelprodukts, das spezifisch in der
PCT/IB2013/059358 beschrieben ist und auf deren Offenbarung in vollem Umfang Bezug genommen wird, eignet sich prinzipiell für alle stärkehaltigen Pflanzenteile, insbesondere auch für Pflanzen, die einen erhöhten Gehalt an bestimmten Stärkeformen, wie Amylopektin oder Amylose, aufweisen. Derartige Pflanzen sind bei erhöhtem Amylopektingehalt als „Waxy”-Pflanzen oder „Amylopektin-Pflanzen” und bei erhöhtem Amylose-Gehalt als Amylose-Pflanzen bekannt. Sie wurden über gentechnische Verfahren hergestellt und neuerdings über Züchtungsverfahren, wie TILLING erhältlich. So werden in der
WO 200400551 A1 ,
WO 9720040 A1 und
WO 9211376 A1 genetisch veränderte Kartoffeln, welche gegenüber unveränderten Kartoffeln andere Amylopektin-Typen bzw. andere Verhältnisse von Amylopektin/Amylose aufweisen, beschrieben, die sich ausdrücklich für die Nahrungsmittelanwendung eignen. Es sind nun aber auch nach dem Tilling-Verfahren oder anderen Züchtungsverfahren erhaltene Varietäten von Stärkepflanzen auf dem Markt, welche nicht gentechnisch hergestellt sind und daher frei in Lebensmittelanwendungen eingesetzt werden können. Es gibt auch Amylose-Pflanzen, bspw. Markerbsen oder Amyloseerbsen (pisum sativum L.), die einen Amylose-Gehalt von mehr als 60 Gew.% haben. Auch Amylomais ist erhältlich.
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Amylopektin/Faserreiche Mischungen können als Andickungsmittel eingesetzt werden – bspw. als Saucenbinder oder Mehlschwitzeersatz. Sie können auch für glutenfreies Mehl verwendet werden, wobei Amylopektin aufgrund seines hohen Wasserbinde-vermögens in wasserhaltigen Zusammensetzungen zu Expansion bei erhöhter Temperatur führt (Knusprigkeit bei gebackenen/gebratenen Nahrungsmitteln und deren Überzügen) (J. A. de Vries „NIEUWE MOGELIJKHEDEN MET AMYLOPECTINE-AARD-APPELZETMEEL" VOEDINGSMIDDLEN TECHNOLOGIE, NL, NOORDER-VLIET B. V. ZEIST, Vo. 28, Nr. 23, Nov. 1, 1995, S. 26 27 (ISSN: 0042-7934).
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In anderen Fällen ist ein erhöhter Amylosegehalt erwünscht – bspw. für Überzüge. Amylose bildet Foliee, deren Eigenschaften durch Faserzusatz verbessert werden können. Für die Amyloseherstellung eignen sich besonders Amylosepflanzen, wie Amylomais oder Amyloseerbsen mit erhöhtem Amylosegehalt, die hervorragende Überzugsmassen und Foliee liefern, die als bspw. als Gelatineersatz oder für Überzüge eingesetzt werden können.
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Unter Amylosepflanzen werden solche verstanden, die einen Amylosegehalt von > 60 Gew.% haben. Typische Vertreter sind amylosereiche Erbsen, wie Markerbsen mit einem Amylosegehalt von > 60 Gew.%., oder auch Amylomais.
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Unter Amylopektinpflanzen werden solche verstanden, deren Stärke zu > 80 Gew.%, bevorzugt > 85 Gew.% aus Amylopektin besteht. Auf dem Markt sind bspw. Mais, Kartoffeln, Tapioka aus Gentechnik und auch aus Züchtungsverfahren (TILLING) erhältlich. So hat das Fraunhofer-Instituts IME, Aachen, per „Targeting induced Local Lesions” Amylopektin-Kartoffeln bereits 2008 erzeugt, die das Gen für Amylose nicht mehr exprimieren und nur noch Amylopektin herstellen. Damit stehen nun Pflanzen, die nicht durch umstrittene Gentechnik verändert wurden, zur Verfügung.
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Unter Nahrungsmittel wird im Zusammenhang mit dieser Anmeldung alles für Mensch und Tier eßbare Material verstanden – wie Pharmazeutika, Lebensmittel, Spezialnahrung und Futtermittel bzw. Nahrungsergänzung, verzehrbare Verpackungen. Wie hier verwendet, soll ”Lebensmittel” Nahrungsmittel, Pharmazeutika, Süßwaren und andere eßbare Materialien umfassen.
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Die Verwendung von Amylose bzw. Amylopektin im Lebensmittelsektor – jeweils gemeinsam mit Fasern – ist bekannt: Dabei unterstützen die Fasern u. a. den Zusammenhalt des Materials, fördern dessen Elastizität und wirken auch adsorbierend.
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US-A-4,915,971 offenbart eine zweischichtige eßbare Folie mit Amylose und Faserzusatz.
US-A-4,543,370 ,
US-A-4,683,256 ,
US-A-4,643,894 ,
US A-4,725,441,. Und
US A-4,828,841 offenbaren viele Lebensmittel-, Pharma- und Süßwarenüberzüge, die Polysaccharide und Maltodextrine als Komponenten der Beschichtungszusammensetzung, die auch Amylose und Fasern umfassen. in den Beschichtungen enthalten sind Weichmacher, Tenside, Pigmente und wässrige Lösungsmitteln, wie Alkohole oder Ketone. Diese Überzüge sind teilweise magensaftresistent, da die Verdauung von Kohlehydraten im Darm erfolgt.
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US-A-4,636,259 offenbart eine weitere eßbare Amylose-Folie mit Sojaprotein.
US-A-4,661.359 ,
US-A-4,810,534 und
US-A-4,820533 , offenbaren eßbare Beschichtungszusammensetzungen mit geringer Feuchtigkeitsdurchlässigkeit. Aus
JP2010115174 sind Überzugszusammensetzungen für Nahrungsmittel und Essensreste mit Fasern bekannt geworden.
EP0547551 bezieht sich auf eßbare Foliee mit Amylose und Fasern die als wirksame physische Barrieren, gegen den Durchgang von Wasser-, Lipid-, gelösten, Gas-, oder Mikroben in, aus oder innerhalb von Lebensmittel-, Pharma- und andere genießbare Produkte dienen.
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Bisher wurden für derartige Anwendungen aufwändigst Pflanzen zunächst in Einzelkomponenten – d. h. Stärke, Fasern und Protein, zerlegt und später Fasern, Stärke/Protein – auch verschiedener Pflanzen – wieder zusammengebracht.
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Es ist nun Aufgabe der Erfindung, faserreiche Nahrungsmittelprodukte aus Stärkepflanzen einfacher und umweltfreundlicher herzustellen.
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Die Aufgabe wird durch die Verwendung des pflanzlichen Nahrungsmittelprodukts gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Das bisher notwendige Zusammenmischen von Einzelkomponenten für die Herstellung von Nahrungsmitteln mit erhöhtem Faseranteil kann durch das erfindungsgemässe Nahrungsmittelprodukt vereinfacht werden. Dadurch, dass gezielt nur bestimmte Bestandteile erfindungsgemäß ausgewaschen wurden, können ohne weitere Mischschritte in einfacher Weise die angestrebten Faser/Stärke Mischungen, die in Anwendungen eingesetzt werden, erhalten werden. Es werden so aufwändige und umweltbelastende Schritte vermieden.
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Die erfindungsgemäßen Nahrungsmittelprodukte führen zu einfacher herzustellenden faserreichen Nahrungsmittelprodukten, wie diätetischen Produkten mit erhöhtem Faseranteil; Stärkeüberzügen und -folien mit erhöhtem Faseranteil. Sie sind aufgrund des Abtrennens unerwünschter Bestandteile haltbar, diätetisch wertvoll, aber auch sicherer u. a. bei Back- und Bratanwendungen, Folienherstellung sowie Schaumherstellung bei traditionellen Verarbeitungsweisen zu handhaben. Diese Materialien lassen sich aufgrund der Abreicherung an leichtverderblichen bzw. leichtverdaulichen Substanzen, wie löslichen Zuckern, Fett, freier Stärke oder Protein mit guter Haltbarkeit einsetzen. Die erfindungsgemäßen Nahrungsmittelprodukte aus faser/stärkehaltigen Pflanzenteilen führen daher zu guter Lagerfähigkeit. Sie weisen noch dazu einen höheren Anteil an Fasern auf als nicht abgereicherte Produkte. Dadurch können sie einen wertvollen Beitrag in Diäten liefern, aber auch die Filmbildung unterstützen, denn sie verbessern die Elastizität und Reißfestigkeit der damit hergestellten Filme und Folien.
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Da Proteine (insbesondere auch allergieauslösende) gezielt ausgewaschen werden können, können die Nahrungsmittel für Allergiker kompatibler produziert werden. Demgegenüber steigt aber der Gehalt an Fasern und Produkten, die langsam oder gar nicht abgebaut werden und als gesundheitsfördernd gelten. Das Nahrungsmittelprodukt verfügt aber noch über Funktionalität (Textur, Hydrophilie).
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Vergleicht man das Herstellungsverfahren für die neuen Pflanzenprodukte mit den üblichen Herstellungsverfahren für Produkte aus zerkleinerten Pflanzenteilen, wie Getreideflocken oder Kartoffelflocken, bei denen separat Fremdfasern zugesetzt werden müssen, so ist ein erheblich energiesparenderer und umweltfreundlicherer Herstellungsprozess unter Erhalt eines nutritiv verbesserten Produkts geschaffen. Falls eine Temperaturbehandlung erfolgt, findet diese bevorzugt erst am abgereicherten Zwischenprodukt statt.
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Die Herstellung faserreicher Stärkeprodukte aus den Nahrungsmittelprodukten gemäß der Erfindung kann bspw. in nur einem Schritt in einem thermischen Verfahren, ggf. unter Druck und Temperatur mit geeigneten Vorrichtungen – bspw. Extrudern oder Jet-Kochern erfolgen – dies bedeutet eine erhebliche Prozessvereinfachung gegenüber der thermischen Behandlung von intakten Pflanzenteilen bei gleichzeitig reduzierten Produktionskosten und es ist zusätzliche Stärke- und Proteingewinnung gegenüber der bisherigen Verarbeitung zu Trockenprodukten möglich. Derartige Produkte sind erheblich sicherer als bisherige Mischungen, da weniger Verunreinigungsmöglichkeiten auftreten.
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Das erfindungsgemäße Pflanzenprodukt zeichnet sich u. a. durch folgende Eigenschaften aus: Es ist quellfähig aufgrund des Wasser aufnehmenden Stärke- und Cellulose(Faser-)gehalts pro Teilchen. Es hat einen gegenüber dem Roh-Pflanzenteil verringerten Stärke- und/oder Zuckergehalt („kalorienarm”) und/oder Protein- und Aminosäuregehalt, aber eine Funktionalität vergleichbar mit bekannten Produkten.
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Die stärkehaltigen Pflanzenteile können ausgewählt sein aus Wurzel- und Knollenfrüchten; Leguminosen und deren Früchten; Baumfrüchten; Stauden und Staudenfrüchten; Süßgräsern und deren Früchten sowie Algen sowie deren durch GMO- oder Züchtungsverfahren, eingeschlossen Tilling, hergestellten Sorten mit gegenüber den ursprünglichen Sorten stark verändertem Verhältnis an Amylose/Amylopektin und/oder Protein und Aminosäuren.
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Typische, für dieses Verfahren geeignete Pflanzenteile können bspw. sein: Wurzel- und Knollenfrüchte, wie: Rüben, Kartoffel, Cassava, Zichorie, Löwenzahn, Tapioka, Yams, Topinambur, Maniok, Leguminosen und deren Früchte, wie: Erdnüsse, Cashews, Linsen, Erbsen, Markerbsen, Bohnen, Soja, Lupinen, Baumfrüchte, wie: Eicheln, Esskastanien, Nüssen wie Eicheln, Esskastanien, Nüsse, Datteln; Stauden und Staudenfrüchte, wie: Bananen, Mango, Süßgräser, insbesondere stärkehaltiges Mark und Früchtel/Samen derselben, wie: Zuckerrohr, Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Hirse, Mais und Reis, Bambus; Algen – sowie deren gentechnisch oder züchtungstechnisch (bspw. TILLING-Verfahren) gegenüber den ursprünglichen Sorten so veränderte Sorten, dass sie bestimmte Stärketypen in neuen Verhältnissen herstellen – bspw. 100% Amylopektin oder > 60% Amylose.
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Diese Pflanzenteile und -früchte besitzen Stärke bzw. Amylopektin oder Amylopektin/Amylosegehalte oder Amylose sowie eine Struktur und wurden bisher überwiegend meist nur sehr partiell genutzt – bspw. Rüben und Zuckerrohr. Die nach der Isolation eines Stoffes (Zucker, Stärke, Protein) verbleibenden pflanzlichen Reste waren dann meist nur noch als Tierfutter mit kurzer Lebensdauer geeignet. Dadurch, dass nun erfindungsgemäß viele den biologischen Abbau fördernden Substanzen ausgewaschen werden, ist das verbleibende Nahrungsmittelprodukt länger lagerbar und besser zu verwerten.
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Es kann sinnvoll sein, zur verbesserten Verarbeitbarkeit – z. B. zu Herabsetzung der Staubentwicklung oder vereinfachten Nahrungsmittelproduktion – übliche Verarbeitungshilfsmittel, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Bindemitteln, Emulgatoren, Antioxidantien, Schmiermittel, Aromastoffen, Enzyme, Färbemittel zuzusetzen.
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Die Erfindung betrifft also die Verwendung teilchenförmiger Nahrungsmittelprodukte, hergestellt aus stärkehaltigen Pflanzenteilen, mit mindestens einem gegenüber dem nativen Pflanzenteil um zwischen 20–90 Gew.%, bevorzugt 30–70 Gew.% und ganz besonders bevorzugt 35–65 Gew.% des ursprünglichen Gehalts des Nahrungsmittelprodukts verringerten Gehalt eines mit Wasser entfernbaren Bestandteils; wobei der mindestens eine mit Wasser entfernbare, abgereicherte Bestandteil ausgewählt ist aus Stärke; und/oder Protein und Aminosäuren und/oder auswaschbaren Fasern für Nahrungsmittel, in Produkten, ausgewählt aus glutenfreier Mehlersatz mit erhöhtem Faseranteil; ballaststoffreichen Dickungsmitteln; Überzugsmassen für Lebensmittel/Pharmazeutika; Bestandteilen von diätetischen Nahrungsmitteln mit erhöhtem Faseranteil; faserreicher Klebstoff, eßbaren Folien; elastischen thermoplastischen Nahrungsmittelprodukten.
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Die Nahrungsmittelprodukte liegen meist in Form von getrockneten Flocken, Pulver, Granulat mit einem mittleren Durchmesser (statistisches Mittel) von 0,02 mm bis 10 mm, bevorzugt 0,05 bis 5 mm, besonders bevorzugt von 0,2 bis 4 mm vor. Es ist aber auch möglich, die faserreichen Nahrungsmittelprodukte ohne den Trocknungsschritt sofort weiterzuverarbeiten, falls dies möglich ist.
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Eine Verwendung des Nahrungsmittelprodukts ist in thermoplastischen verzehrbaren Zusammensetzungen, mit bspw. 20 bis 90 Gew.% Nahrungsmittelprodukt mit hohem Amyloseanteil, 0,5 bis 35 Gew.% Protein, 8 bis 20 Gew.% Wasser; und 0.5 bis 5 Gew.% Alkali- oder Erdalkalimetallsalze, 3,5 bis 25 Gew.% Weichmacher; 0,5 bis 2 Gew.% Schmiermittel; und 0 bis 25 Gew.% Modifizierer zur Verbesserung der mechanischen Verarbeitbarkeit des Stärke/Faser basierenden thermoplastischen Nahrungsmittelprodukts.
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Wenn diese thermoplastischen Zusammensetzungen geschäumt werden sollen, sind zu der vorgenannten Mischung Treibmittel – bspw. bis 10 Gew.% Treibmittel; und 0.5 bis 2 Gew.% Keimbildner zuzusetzen.
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Die Verwendung des Nahrungsmittelprodukts erfolgt bevorzugt gemeinsam mit zugesetzten Proteinen, wobei das zugesetzte Protein ausgewählt ist aus: Pflanzenprotein, tierischen Proteinen, Casein, Albumin, Kollagen, Gelatine und Kombinationen derselben.
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Das Nahrungsmittelprodukt kann nativ, unmodifiziert oder aber chemisch modifiziert oder pregelatinisiert/vorverkleistert oder eine Kombination davon sein.
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Chemisch modifizierte Nahrungsmittelprodukte weisen bspw. enzymatisch hydrolisierte Stärke, säureehydrolisierte Stärke, Stärkeether, Stärkeester, auf, wie Hydroxyethyl Stärke, Hydroxypropyl Stärke, acetylierte Stärke, Stärkemaleat, Stärkeoctenylsuccinat, Stärkesuccinat, Stärkephthalat, Stärkeadipat, hydroxypropylierte, kreuzvernetzte Stärke und Stärkederivate, Stärkephosphate und kreuzvernetzte Stärkephosphate; Hydroxypropyl-di-Stärkephosphat, anionische Stärke, oxidierte Stärke und oxidierte Stärkederivate und Kombinationen derselben auf.
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Ein geeignetes Alkali- oder Erdalkalimetallsalz kann ein physiologisch unbedenkliches Calciumsalz, Natriumsalz, Kaliumsalz, deren Hydrat oder eine Mischung derselben, bspw. in Form von Chlorid, Carbonat, Sulfat, Nitrat, Lactat, Oxalat, oder Acetat oder eine Kombination davon sein.
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Beim Einsatz in einem thermoplastischen Nahrungsmittelprodukt wird üblicherweise ein Weichmacher ausgewählt aus Glycerin, Ethylenglycol, 1,3-Propandiol, Propylenglycol, 1,3-Trimethylenglycol, Sorbitol, Sorbitan, Mannitol, Diglycerol, 1,2,3-Hexantriol, Butandiol, Butantriol, Glycerolmonoacetat, Glyceroldiacetat und Mischungen derselben, Glycolethern, Mannitol, Maltitol Xylitol, zugesetzt. Wenn die thermoplastische Zusammensetzung geschäumt werden soll, muss sie Treibmittel aufweisen. Geeignete Treibmittel sind bspw. Wasser, das im Extruder/Jet-Kocher *oder auch sonst bei Wärmeeinwirkung verdampft, oder komprimiertes Gas, wie CO2 oder Luft.
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Ein Schmiermittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit kann ausgewählt sein aus Rizinusöl, Maisöl, Sojaöl, Traubenkernöl, Fettsäuren, Monoglyceriden, Diglyceriden, Estern von Fettsäuren and Polyhydroxyalkoholen, Kokosöl; Palmöl; Palmkernöl; Milchfett; Kakaobutter; teil- oder vollständig hydrogenisiertem Baumwollsaatöl, Erdnußöl, Olivenöl, Sonnenblumenkernöl, Diestelöl, Sesamöl und anderen pflanzlichen Ölen, eßbaren Triglyceriden, Glycerolmonostearat, C8-C18 Fettsäuren und Wachsen und Kombinationen derselben.
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Typischerweise weist das thermoplastische Nahrungsmittel 5 bis 20 Gew.% Modifizierer auf, der bspw. Polymilchsäure, Natriumalginat, Lignose oder Kohlehydratgummi sein kann.
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Bei Einsatz des Nahrungsmittelprodukts in eßbaren Folien/Filmen sind in einigen Anwendungen bis 80 Gew.% eines Nahrungsmittelprodukts mit 20–90 Gew.% Stärke, ausgewählt aus wasserlöslicher Stärke mit mindestens 40 Gew.%, Amylose, nativ oder modifiziert; 5 bis 40 Gew.% Eiweiß, 10 bis 40% Weichmacher, 5 bis 40 Gew-% Lipide, 5 bis 40 Gew.% Wasser anwesend.
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Typische Emulgatoren sind bevorzugt lebensmittelrechtlich zugelassene, wie die Alginate; Agar-Agar, Carrageen, Furcelleran, Johannisbrotkernmehl, Guarkernmehl, Traganth, Gummi arabicum, Xanthan, Sorbit/Sorbitsirup, Karayagummi, Taragummi, Gellan, Mannit, Glycerin und Ester davon, Stearate und sonstige Salze und Ester von Fettsäuren.
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Geeignete bioverträgliche bzw. lebensmittelrechtlich zugelassene Antioxidationsmittel sind Tocopherole, Ascorbate bzw. Ascorbinsäure, Sulfit etc.
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Typische Einsatzformen des pflanzlichen Nahrungsmittelprodukts ist in Form von Flocken mit erhöhtem Faseranteil (Getreideflocken, „corn flakes”, Haferflocken, Kartoffelflocken etc.), Pulver, Granulaten.
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Erfindungsgemäßen Pflanzenprodukte sind nach dem Verfahren der
WO 2014/068433 (
PCT/IB2013/059358 ), auf die hiermit vollinhaltlich Bezug genommen wird, erhältlich durch ein Verfahren mit den Schritten: Vorlegen stärkehaltiger Pflanzenteile, Zerkleinern der Pflanzenteile zu Teilchen mit einer mittleren Teilchengröße (statistisches Mittel) von 0,02 bis 10 mm, bevorzugt 0,05 bis 5 mm, besonders bevorzugt 0,2 bis 4 mm, Zugabe von Wasser mit einem pH-Wert zwischen 5,0 und 12,0, bevorzugt einem pH-Wert zwischen 6,5 bis 8,5 unter Erhalt einer wässrigen Aufschlämmung mit zwischen 10 und 50 Gew.%, bevorzugt 15–40 Gew.% und ganz besonders bevorzugt 16–35 Gew.% Trockensubstanz; Abtrennen der Flüssigkeit unter Erhalt von Nahrungsmittel-Bestandteilen; mindestens einfaches Waschen der gewonnen Nahrungsmittelbestandteile in Wasser bis zum Erhalt einer Abreicherung an mit Wasser entfernbaren Bestandteilen von 20 bis 90 Gew.% weniger mit Wasser entfernbaren Bestandteilen; und ggf. Trocknen der so hergestellten abgereicherten Nahrungsmittelproduktteilchen.
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Bei stärkehaltigen Pflanzenprodukten können die Verfahrensschritte zu ihrer Herstellung wie folgt, durchgeführt werden:
Nach Entfernung von Schalenteilen oder Fremdbestandteilen, wird das Pflanzenteil zerkleinert/desintegriert. Nach Abschluss der Desintegration wird bei wasserhaltigen Pflanzenteilen das Fruchtwasser separiert – bspw. mittels Pressen oder Zentrifugentechnik. Nach Verdünnung des zuvor entwässerten desintegrierten Pflanzenteils mit Frischwasser können nun Stärke und noch verbliebene störende Fruchtwasserbestandteile abgetrennt werden („Stärkeseparation”).
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Verdünnung des an Stärke abgereicherten Reibsels mit Wasser und eine folgende Entwässerung mittels Preß- oder Zentrifugentechnik bilden den zweiten Waschschritt. Hierbei werden erneut noch vorhandene, störende Bestandteile abgetrennt und der Feststoffgehalt der desintegrierten Pflanzenteile zur Vorbereitung der Trocknung erhöht. Die so gewaschenen desintegrierten Pflanzenteile werden anschließend getrocknet, falls sie trocken eingesetzt werden sollen, wobei vor dem Trocknen Hilfsmittel zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit, Optik oder Haltbarkeit zugesetzt werden können oder sie einem Wärmebehandlungsschritt mit oder ohne anschließender Kühlung unterworfen werden („Konditionieren”).
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Die Trocknung der so gewaschenen desintegrierten Pflanzenteile kann in jeder bekannten Weise erfolgen und das getrocknete Produkt wird ggf. zerkleinert, klassiert und verpackt.
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Mittels dieses Verfahrens hergestellte Nahrungsmittelprodukte verfügen gegenüber konventionellen Kartoffelflocken oder -granulaten somit über weitaus geringere Gehalte an in der wässrigen Phase abtrennbaren Substanzen, wie Proteine, Glyko-alkaloide, Zucker oder Asparagin. Darüber hinaus ist die Stärke- bzw. Proteinabrei-cherung flexibel einstellbar, d. h. maßgeschneiderte Gehalte dieser Bestandteile können eingestellt und die teilabgetrennte Stärke bzw. Protein zusätzlich vermarktet werden. Typische Eigenschaften der Pflanzenteile, wie Textur nach Quellung in Wasser bleiben dabei weitgehend erhalten.
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Das Aufschlussverfahren kann unter oxidationshindernden Bedingungen, wie Schutzatmosphäre, durchgeführt werden – bspw. durch die klassische Ascorbinsäure- oder Sulfitzugabe oder Tocopherole sowie Schutzgas, um Braunwerden der Pflanzenteile zu vermeiden. Es können Oxidationsverhinderer, wie Ascorbinsäure, zugesetzt werden. Falls notwendig, können die Emulgatoren aus für die jeweiligen Lebensmittel zugelassenen, traditionell üblichen, ausgewählt werden, wie Lecithine, Molkeproteine etc.
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Die Verwendung dieser relativ hoch aufgeschlossenen Produkte kann beispielsweise in Backwaren, Panaden, Überzugsmassen oder extrudierten Snacks aufgrund des höheren „freien” Stärkegehalts zu einer wesentlich stärkeren Volumenzunahme bei der Expansion führen, als dies bei Verwendung herkömmlicher Flocken der Fall ist.
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Klassische Anwendungen der pflanzlichen Nahrungsmittelprodukte sind als faserreiches Lebensmittelausgangsmaterial, diätetisches Nahrungsmittel oder Nahrungsmittelzusatz für den menschlichen oder tierischen Genuss, als haltbare formstabile Formlinge und Folien bzw. Überzugsmasse und Schäume. So eignen sie sich bspw. zum Einsatz in Snacks, Überzugsmassen, Backwaren, Extrudaten, Tiemahrung. Verpackung pharmazeutischer Wirkstoffe oder als Mikroorganismus-Nährstoffe. Da die Verwendungen eßbar sind und Nährstoffe enthalten, sind sie verderblich. Somit werden in bestimmten Ausführungsformen typische Lebensmittel- Konservierungsmittel wie Calciumpropionat, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, Butylhydroxyanisol (BHA), Milchsäure, Benzoesäure, Natriumbenzoat, Ethyl-p-Hydroxybenzoat, Propyl-p-Hydroxybenzoat und Kombinationen von diesen und anderen bekannten Konservierungsstoffen zugesetzt.
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Im Zusammenhang mit dieser Erfindung wird Folie und Film für blattartige Strukturen verwendet, wobei Folien separat isolierbar und Filrme sich auf anderen Oberflächen bilden und dort verbleiben.
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Typische Anwendungen sind eßbare Folien und ihre expandierte Form, Schäume.
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Eine weitere Anwendung der faserreichen Nahrungsprodukte sind eßbare Folien:
Diese geschmacklich kaum wahrnehmbaren eßbaren Folien und Filme eignen sich für Nahrungsmittelsysteme. Diese Folien werden aus ”natürlichen” Zusammensetzungen hergestellt, die ausgewählte Gemische von Stärke, Protein, Fasern, Weichmacher, Wasser und ggf. Lipid aufweisen. Auf bestimmte Anwendungen zugeschnittene Folien können durch Verändern der relativen Mengen dieser Bestandteile in den Zusammensetzungen erzeugt werden. Eine besondere Variante „Stärkefolie”, kann aus modifizierten Nahrungsmittelprodukten mit modifizierter Stärke, Gelatine, Lipid, Wasser und ggf. Weichmacher, hergestellt werden, die sich als Feuchtigkeitsbarriere eignet.
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Viele bekannte Beschichtungen sollen ausdrücklich den Durchtritt eines bestimmten Gases oder Dampfes, insbesondere Sauerstoff oder Wasserdampf in oder aus einem Lebensmittel verhindern. Generell sind lipidhaltige Beschichtungen eingesetzt worden, um die Migration von Wasser in seinen verschiedenen Formen zu verzögern, während Stärke, Zellulose, Polysaccharid oder andere Kohlenhydrate als Strukturelemente von Folien, insbesondere für Oberflächenzähigkeit oder Sauerstoffbarrieren für Lebensmittel dienen. Die Zusammensetzungen der eßbaren Filme und Folien sind zur Verwendung in der Herstellung Lebensmitteln besonders wünschenswert, weil sie in Form einer Flüssigkeit, bspw. einer Dispersion mit einer Viskosität von etwa 100 bis 60.000 cps bei 80°C vorliegen können, wodurch die Zusammensetzung leicht gehandhabt und zu Lebensmitteln bei den erhöhten Temperaturen verarbeitet werden kann, die normalerweise in der Lebensmittelverarbeitung angewandt werden. Bei Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Mischung Folie rasch zu einer Folie aus Lipid, Protein, bspw. Gelatine und/oder Stärke-Komponenten Gel kristallisieren oder fest. Die Nahrungsprodukte werden hinsichtlich der darin enthaltenen Stärken zur Verwendung in diesen Filmzusammensetzungen aufgrund ihrer Wasserfestigkeit, Fähigkeit zur dauerhaften, starke Filmbildung, und die Fähigkeit zum schnellen Gelieren oder schneller Retrogradation unter den herrschenden Bedingungen, ausgewählt. Dafür eignen sich besonders Nahrungsmittelprodukte aus Amylosepflanzen.
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Die für die Zusammensetzungen der eßbaren Folie offenbarten Parameter können je nach Anwendung modifiziert werden, bspw. kann ein Lipid mit höherem Schmelzpunkt oder Stärke mit einer höheren Gelatinierungstemperatur ausgewählt werden.
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Die Zusammensetzungen der eßbaren Folie kann auch ohne Lipidkomponente für die Verwendung in Systemen hergestellt werden, wobei die Wasserdampfbarriere eine begrenzte, vorübergehende Barriere ist oder die Feuchtigkeitsprobleme gering sind (z. B. bei Einsatz der eßbaren Folie in einer Außenverpackung mit Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften) oder wenn die Anwesenheit von Lipidmaterial unerwünscht ist. In den lipidfreien Zusammensetzungen werden bevorzugt die übrigen Komponenten Stärke, Gelatine, Weichmacher und Wasser in etwa äquivalenten Mengen eingesetzt, wobei die Zugabe von Gelatine oder Weichmacher erfolgt, um Folienflexibilität bei kritischen Anwendungen sicherzustellen.
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Es wird angenommen, dass die einzigartigen Eigenschaften dieser Folie als Ergebnis des Gleichgewichts zwischen ihren Komponenten auftreten, so dass Stärkegel-Folien oder -Filme mit Fasern mit guten strukturellen Festigkeit und Wasserbeständigkeit entstehen. Ohne den Einsatz von Proteinen wie Gelatine, um eine bessere Wasserbindungseigenschaft bereitzustellen, wird jedoch der Stärkefilm zu spröde und hart bei der Lagerung. Eine Folie, die nur Protein, wie Gelatine, als strukturelle Komponente aufweist, hat andererseits unzureichende Wasserbeständigkeit und die Festigkeit ist geringer als bei Folien oder Filmen, die eine Stärke/Protein-Mischung aufweist. Die Flexibilität der Folie wird durch Verwendung eines Weichmachers, wie Glycerin verbessert. Wenn die Menge an Weichmacher zu hoch ist, wird jedoch die Folie klebrig, die Durchlässigkeit erhöht und die Folie eignet sich für manche Anwendungen nicht. Wasser ist notwendig, um der Folie Flexibilität zu verleihen, Stärke und Gelatine zu hydratisieren und die Eigenschaften dieser Komponenten in der eßbaren Folie vollständig zu entwickeln.
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Die lipidhaltige, eßbare faserhaltige Film/Folienzusammensetzung ist in vielen Produkten bevorzugt. Das Lipid verbessert die Wasserdampfundurchlässigkeit der Folie. Wenn ein relativ hochschmelzenden Lipid verwendet wird, bietet das Lipid gute Verarbeitbarkeit zu einem Gel oder Film/Folie, bei niedrigeren Temperaturen. Hohe Mengen an Lipid führen jedoch zu brüchigen Folien/Filmen mit schlechter Durchlässigkeitseigenschaften.
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Eßbare Folien/Filme mit Fasergehalt können bspw. als Verpackungen und Überzüge für Käse, frische und getrocknete Produkte, frischen Fisch, frisches Fleisch und Wurstwaren, andere Verpackungen und Behälter, die in Kontakt mit Lebensmitteln, Backwaren wie Backschalen, Eistüten, Cremes, Pizza, Süßigkeiten, Mehrkomponenten-Snack-Bars kommen, Tabletten und Kapseln für pharmazeutisch aktive Komponenten, panierte und aufgeschlagene Lebensmittel, Kaugummi, Gewürze, Trockenmischung Beutel für Saucen, Suppen, Soßen, Gewürze, Hefe, Instant-Getränke (z. B. Kaffee, Tee, Kakao), süße oder herzhafte Trockenmischungen und Snacks eingesetzt werden.
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Als eßbare, biologisch abbaubare Wassersperrfolie (”die Feuchtigkeitssperrschicht”) wird modifiziertes faserreiches amylosereiches Nahrungsmittelprodukt, Lipid, Wasser und Protein, beispielsweise Gelatine, gemischt. Die Folie umfasst ggf. Weichmacher. Die Film-Plastizität wird bevorzugt durch Wasser und durch die niedermolekularen Komponenten der ausgewählten modifizierten Stärken, die in den Wassersperre-Folien verwendet werden, erzielt.
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Expandierter Schaum kann aus dem erfindungsgemässen Stärke/Faser Produkt aus Amylosepflanzen, gemischt mit weiterem Protein (pflanzlich oder tierisch), Weichmacher, Wasser, Treibmittel, Keimbildner, Metallsalz-Hydrat, und Vernetzungsmitteln, hergestellt werden, wobei auch Modifizierer und andere Additive, wie üblich, zugesetzt werden. Die Protein/Stärke-Zusammensetzungen mit natürlichen Fasern kann bspw. durch Mischen eines Protein-abgereicherten Nahrungsmittelprodukts mit einem Stärkeabgereicherten Nahrungsmittelprodukt erhalten werden. Der Schaum kann in zwei Schritten hergestellt werden: Mischen der Bestandteile und Extrudieren zu Pellets; danach Verarbeitung der Pellets in üblicher Weise zu Schaum, wobei die Pellets als Zwischenprodukte gehandelt oder transportiert werden.
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Schaum kann aber auch in einem Schritt als expandierter faserhaltiger Protein/Stärke-Schaum hergestellt werden, bspw. in einem Doppelschneckenextruder oder einer ähnlichen Einrichtung, die sowohl das Mischen als auch die thermische Behandlung durchführt. Die Rohstoffe können vorbehandelt oder modifiziert werden, um die mechanischen Eigenschaften der Protein/Stärke-Zusammensetzung zu beeinflussen. Diese Faser/Protein/Stärke-Zusammensetzungen können zusätzliche tierische oder pflanzliche Proteine aufweisen. Leguminosenprotein, wie Sojaprotein oder Erbsenprotein ist eine bevorzugte Quelle Pflanzenprotein, aber auch Knollenfruchtprotein, wie Kartoffelprotein. Auch Gluten – wie etwa Weizen-, Hafer- oder Reisgluten, Mais-Zein, Hordein, Avenin, Kafirin, Hanfprotein oder dgl. können – auch in Kombination – eingesetzt werden. Gluten ist eine weitere bevorzugte Quelle von Pflanzenprotein. Das Pflanzenprotein sollte hochangereichert sein. Geeignete tierische Proteine sind bspw. Casein, Albumin, Collagen, Gelatine, um nur Einige zu nennen.
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Für Schaumherstellung eignet sich Stärke mit hohem Amylosegehalt (mehr als 60 Gew.%, bevorzugt mehr als 70 Gew.% Amylose). Es können auch physiologisch verträgliche Derivate des Nahrungsmittelprodukts eingesetzt werden Die Stärkemenge (Gew.%) in der fertig zu extrudierenden Mischung beträgt 20 bis 50 Gew.%. Es können auch modifizierte Nahrungsmittelprodukte und – stärken eingesetzt werden – besonders Hydroxypropylat-Hochamylosestärke, Stärkeacetate und Stärkephosphate oder vernetzte Stärke haben gute Schaumeigenschaften.
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Die Gesamtmenge an Protein/Stärke (Gew.%) in der thermoplastischen Zusammensetzung beträgt bevorzugt etwa 40 bis 65 Gew.%. Bevorzugt werden Weichmacher zur Verbesserung der Verarbeitung, Fließfähigkeit und Erhöhung der Flexibilität der Protein/Stärke/natürliche Faser-Kompositionen zugesetzt. Eine wirksame Menge Weichmacher beträgt etwa 5 bis 25 Gew.%, bevorzugt etwa 15 bis 25 Gew.%.
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Typische Weichmacher, die in den erfindungsgemässen Zusammensetzungen verwendet werden können, schließen Polyole und hochmolekularen Alkohole, wie Glycerin, Ethylenglykol, 1,3-Propandiol, Propylenglykol, Sorbit, Sorbitan, Mannit, Diglycerin, Butandiol, Harnstoff oder Mischungen davon ein. Glycerin und Propylenglykol sind derzeit häufig eingesetzte Weichmacher. Die Ester von Polyolen, wie Glycerin-Monoacetat und Glycerindiacetat können als Hilfs-Weichmacher verwendet werden. Wasser wird als Weichmacher und Treibmittel verwendet. Eine wirksame Menge Wasser verbessert die Verarbeitungsfließfähigkeit der Zusammensetzung und auch die physikalischen Eigenschaften des Schaums. Eine geeignete Wassermenge ist etwa 8 bis 20 Gew.%, bevorzugt 10 bis 18 Gew.% der zu schäumenden Mischung.
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Als physiologisch unbedenkliche Alkali- und Erdalkalimetallsalz-Hydrate für die Schäume werden meist Calcium-, Natrium-, Kaliumsalze eingesetzt, bspw. Metallsalzhydrate wie Chloride, Karbonat, Sulfate, Lactate, Acetate und deren Hydrate. Treibmittel wird verwendet, um expandierte Schaumprodukte mit den Protein/Stärke/natürliche Faser-Thermoplast-Zusammensetzungen innerhalb des Umfangs der Erfindung zu bilden. Wasser kann durch seine Verdampfung beim Erhitzen als primäres Treibmittel wirken, bevorzugt werden aber physikalische und chemische Treibmittel als Hilfstreibmittel verwendet. Physikalische Treibmittel umfassen Ethanol, sie können aber auch komprimiertes Gas sein, wie Stickstoff oder Kohlendioxid. Wenn komprimiertes Gas verwendet wird, kann es in der Protein/Stärke-Zusammensetzung mit natürlicher Faser dispergiert werden. Kohlendioxid löst sich in der oben beschriebenen Protein/Stärke-aufweisenden Mischung – besonders auch unter Druck. Eine vorteilhafte Konzentration von Kohlendioxid liegt bei etwa 0,5 bis 4 Gew.%.
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Bicarbonat/Zitronensäure sind häufig verwendete Treibmittel-Basismaterialien. Es sind Lebensmittelzusatzstoffe, die sicher in der Handhabung und Verzehr sind. Sie sind für eine gleichmäßige, feine zellulären Schaumstruktur wichtig. Typische Keimbildner umfassen gasförmige und flüssige Verbindungen, Kohlendioxid, Stickstoff, Natriumhydrogencarbonat, Citronensäure und Natriumcitrat, ein und überschneiden sich teilweise mit Treibmitteln, die mehrere Wirkungen haben können. Als physiologisch unbedenklicher Keimbildner/Nukleierungsmittel kann bspw. Natriumbicarbonat, Zitronensäure, Natriumcitrat, Siliziumdioxid, Calciumcarbonat oder eine Kombination derselben eingesetzt werden.
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Es kann eine übersättigte Lösung von Gas in der Zusammensetzung erzeugt werden, die aufgrund der Keimbildner feine Blasen vor Einsetzen der Wirkung des Treibmittels bildet. Diese Art des Keimbildners umfasst bspw. Kohlendioxid, Stickstoff, Natriumhydrogencarbonat, Citronensäure und Natriumcitrat. Weitere Keimbildner sind feindisperse organische und anorganische Pulver, die durch Bildung von ”hot spots” wirken, wie Hydrate und Calciumcarbonat. Schließlich können Keimbildner fein dispergierte Verbindungen sein, welche die Bildung von Keimbildungszentren für die gasförmige Phase des Treibmittels erleichtern, wie Siliciumdioxid usw. Bevorzugt werden Schmiermittel verwendet, um bei der Verarbeitung die notwendige physikalische Energie, bspw. das Drehmoment von Rühr- und Kneteinrichtungen – zu verringern und Verarbeitung mit geringerem Energieeinsatz zu erreichen. Die Menge an Schmiermittel in der Protein/Stärke Mischung beträgt bevorzugt etwa 0,5 bis 2 Gew.%. Geeignete Schmiermittel sind bspw. Rizinusöl, Maisöl, Sojabohnenöl, Lecithin, Fettsäuren, Monoglyceride, Diglyceride, Ester von Fettsäuren und mehrwertige Alkohole und Kombinationen davon.
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Die Zusammensetzungen können in üblicher Weise Farbstoffe, Haltbarkeitsverbesserer, Antioxidantien, Aromen, Gewürze u. dgl. aufweisen.
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Die im Nahrungsmittelprodukt enthaltenen natürlichen Fasern verbessern die physikalischen Eigenschaften von geschäumten und plastischen Produkten, wie z. B. Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Schubmodul, und verringern Schrumpfen und Verformen der Produkte bei der Verarbeitung und Verwendung. Modifizierer können verwendet werden, um die mechanischen Eigenschaften von Protein/Stärke/natürliche Faser-Zusammensetzung und auch die Verarbeitungseigenschaften, wie Schaumbildungseigenschaften, zu verbessern. Typische Modifizierer, die in der erfindungsgemässen Erfindung verwendet werden können, schließen natürliche Biopolymere, wie Natriumalginat, Lignose und Gummi ein. Typischerweise sind Modifizierer in einer Konzentration von etwa 5 bis 20 Gew.% in der Zusammensetzung vorhanden. Während der Verarbeitung zu Schaum aus Protein/Stärke/Fasern kann eine Extrusionsquervernetzungsreaktion zur Bildung von intermolekularen Vernetzungen zwischen Protein, Stärke und Fasern durchgeführt werden, bspw. mittels Kreuzvernetzern. Die physikalischen Eigenschaften des Schaums aus Protein/Stärke/natürliche Fasern, wie Steifigkeit, Wärmebeständigkeit und Wasserbeständigkeit wird durch die Vernetzungsreaktion verbessert.
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Das Vernetzungsmittel kann ein bifunktionelles Vernetzungsmittel sein, das zwei reaktive Gruppen aufweist, die eine Brücke zwischen den Seitenketten der Stärke bilden. Die Vernetzungsreaktion umfasst sowohl intramolekulare Vernetzung und intermolekulare Vernetzung mit Hydroxy- und Sulfhydryl-Gruppen. Beispiele für lebensmittelrechtlich zugelassene Vernetzer sind Halogenacetat Vernetzer, bis-N-Hydroxysuccinimidylester, Dialdehyd-Vernetzungsmittel. Das Vernetzungsmittel kann auch ein monofunktionelles Reagens, wie eine monofunktionellen Imidoester (Methylacetimidat) sein, Thiolester usw.. Bei Einsatz von Extrudern zur Folienherstellung können die Extrusionsschäum-Bedingungen wie Temperaturprofil, Durchsatz, Mischen und Abzugsgeschwindigkeit – wie dem Fachmann geläufig – variiert werden, um die mechanischen Eigenschaften des entstehenden Protein/Stärke/Faserprodukts zu steuern. Der so hergestellte expandierte Schaum kann direkt verarbeitet werden.
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Temperatur, Druck, Viskosität bei der Verarbeitung beeinflussen die Schaum-eigenschaften. Gering expandierte Schaumzusammensetzungen können in-line zu eßbaren Lebensmittelverpackungen verarbeitet werden. Andere eßbare/verfütterbare Verpackungen, zum Beispiel für Strukturschaum-Pakete Gegenstände können durch Spritzgießen oder Formpressen oder andere geeignete Formverfahren hergestellt werden.
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Die erfindungsgemäßen Protein/Stärke/natürliche Faser-Zusammensetzungen bestehen vollständig aus untoxischen Inhaltsstoffen und können sicher von Menschen oder Tieren verzehrt werden. Dies erleichtert auch das Recycling oder den biologischen Abbau der Zusammensetzungen. Schaumstoffe, die aus Protein/Stärke/natürliche Faser-Zusammensetzungen hergestellt werden, sind für eßbare/mitverzehrbare Lebensmittelverpackungen. geeignet
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Amylopektinreiche, faserreiche Nahrungsmittelprodukte aus Amylopektinpflanzen lassen sich wegen des guten Wasserbindevermögens und ihres Adhäsionsvermögens erfolgreich als Andickungsmittel und in Saucenbindern einsetzen. Wenn warme Lebensmittel, wie Reis, Brot, Nudeln sowie Curry, Eintopf und dergleichen abkühlen, werden sie hart und ihr Geschmack und Mundgefühl verändern sich. Kommerziell sind Fertigsaucendicker für Lebensmittel, wie Curry, Risotto oder Pasta, zum Verzehr geeignet für Einsatz bei einer Temperatur von 5–25°C, erhältlich. Diese enthalten ein Verdickungsmittel, wie Amylopektin, Fasern, sowie Fett und Wasser, wodurch bspw. das Lebensmittel im Mund schmilzt, wenn es aus dem Kühlschrank auf Raumtemperatur gebracht wird. Die bisherige Zumischung von Fremdfasern kann nun durch Einsatz des erfindungsgemäßen faserreichen Amylopektin-Nahrungsmittelprodukts erheblich vereinfacht und verbessert werden.
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Wenn Mehlschwitze oder Saucenbinder Fette mit niedrigem Schmelzpunkt enthalten, ist ihre Fluidität ein Problem. Daher werden erfindungsgemäß Nahrungsmittelprodukte mit hohem Faseranteil, insbesondere AmylopektinKartoffelstärke, die im Wesentlichen frei von Amylose ist, verwendet, um ein Lebensmittel geeigneter Viskosität daraus herzustellen, welches über einen größeren Temperaturbereich plastisch bleibt, ohne zu fluide zu werden. Durch Einsatz des erfindungsgemäßen amylopektinreichen, faserreichen Nahrungsmittels wird einerseits das, Brechen der Suspension/Emulsion bei Kühlschranktemperaturen unterdrückt, die Viskosität bleibt andererseits auch bei Kühlschranktemperaturen stabil. Bei höheren Temperaturen geht die Viskosität dennoch nicht verloren, denn die Fasern halten Fett und Wasser. Für die Herstellung des Nahrungsmittelprodukts werden für diesen Einsatzzweck bevorzugt Amylopektin-Pflanzen, wie Amylopektin-Kartoffeln oder Waxy-Mais, Waxy-Tapioka oder dgl. verwendet.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert, auf die sie aber keineswegs eingeschränkt ist.
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BEISPIEL 1 – Verwendung als glutenfreier Mehlersatz
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A. Herstellung glutenfreier Rührmassenteig
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30 g native Kartoffelstärke (75 Gew.% Amylopektin) werden mit 22 g Zucker, 3 Eiern; 20 g Sonnenblumenöl, 4,5 g Wasser und 2 g eines auf 75 Gew.% Stärke und 5 Gew.% Protein abgereicherten Kartoffelnahrungsmittelprodukts mit hohem Faseranteil sowie 1,4 g eines auf 3% Protein und 65 Gew.% Stärke-abgereicherten Erbsennahrungsmittelprodukts mit hohem Faseranteil, 0,3 g Hirschhornsalz und etwas Salz vermengt, zu einem Teig verarbeitet und dann bei 185°C in einem Umluftofen 45 min. gebacken. Es entstand ein lockerer, glutenfreier Kuchenteig.
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B. Herstellung glutenfreie Muffins
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30 g Kartoffelstärke nativer Kartoffeln (25% Amylose, 75% Amylopektin) wurden mit ½ Frischei, 30 g Zucker, 8 g Wasser sowie 2,0 g Stärke- und Protein abgereicherten pulverförmigen Kartoffel-Nahrungsmittelprodukts (4% Protein sowie 6% Fasern) und 1,4 g eines an Stärke und Protein abgereicherten Erbsennahrungsmittelsprodukts (70 Gew.% Stärke, 3 Gew.% Protein und 18 Gew.% Fasern) und 1 g Ammoniumhydrogencarbonat vermischt, in Muffin-Formen gefüllt und bei 180°C 20 min gebacken.
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Es entstand ein lockerer Muffin, der geschmacklich keine auffälligen Unterschiede zu mit glutenhaltigem Weizenmehl hergestellten Muffins zeigte.
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C. Herstellung glutenfreie Pasta
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- 250 g native Erbsenstärke;
- 160 g Erbsen-Nahrungsmittelprodukt (18 Gew.% Fasern, 70 Gew.% Stärke (davon
- 40 Gew.% Amylose), Rest Protein, Aminosäuren)
- 350 g Buchweizengries
- 8 Eier
- 200 g Wasser
wurden zu einem glatten Nudelteig gerührt und auf einer Bandnudelmaschine zu glutenfreien, faserrreichen Bandnudeln verarbeitet. Die Nudeln hatten zufriedenstellenden Biss, Kochverhalten und Geschmack.
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BEISPIEL 2 – Herstellung expandierten Protein/Stärke/Faserschaums
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Expandierter Schaum wurde hergestellt, in dem aus einer Vormischung erhaltene Granulate weiterverarbeitet wurden. Die Vormischung wies Protein/Amylose-Zusammensetzung mit natürlicher Faser auf. 30 Gew.% Sojaproteinisolat, 60 Gew.% Amyloerbse-Nahrungsmittelprodukt (> 20 Gew.% Fasern, 50 Gew-% Amylose; 15 Gew.% Amylopektin , 10 Gew.% Protein)); 4,5 Gew.% Glycerin, 2,5 Gew.% Zitronensäure. 2,5 Gew.% Calciumbicarbonat, und 0,5 Gew.% Lecithin wurden mit Wasser bis zum Erhalt einer viskosen Dispersion vermischt... Die Vormischung wurde in einem Extruder bei Temperaturen um 100°C granuliert, so dass der Feuchtigkeitsgehalt der Granulate (gemessen mittels eines Feuchtigkeitsmessgerätes) auf 8 bis 18 Gew.% eingestellt wurde Diese wasserhaltigen Granulate wurden in einem weiteren Extruder mit Schaumdüse verarbeitet. Der so hergestellte expandierte Schaum zeigte eine sehr gute Druckfestigkeit, Zugfestigkeit und Young-Modul. Die Ergebnisse zeigen auch geringe Dichte und gute Widerstandsfähigkeit der Kompositionen.
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BEISPIEL 3-Eßbare Folie
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Eine flüssige Mischung wurde aus 57 Gew.% Amyloerbse-Nahrungsmittelprodukt ( > 20 Gew.% Fasern, 50 Gew.% Amylose; 15 Gew.% Amylopektin, 10 Gew.% Protein)); 4,5 Gew.% Glycerin, 30 Gew.% Gelatine, 2,5 Gew.% Zitronensäure. 2,5 Gew.% Calciumbicarbonat und 0,5 Gew.% Lecithin, 3% Kokosfett hergestellt, wobei diese Mischung so lange mit Wasser versetzt und gemischt wurde, bis eine fließfähige Masse entstand. Aus dieser Masse wurde in an sich bekannter Weise eßbare Folie hergestellt, die eine wirksame Barriere gegen die Migration vieler Substanzen in und aus Lebensmitteln ist.
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Eine typische Folie wird aus ungefähr gleichen Teilen der Komponenten Nahrungsmittelprodukt, Gelatine, Glycerin und Lipid in üblicher Weise hergestellt. Die Folien zeichnen sich durch einfache Handhabung, gute Zugfestigkeit, gute Elastizität, niedrige Durchlässigkeit von Wasserdampf, flüchtigen Aromastoffen, gelöste Stoffe, Sauerstoff und Öle aus. Sie haben glatte, glänzende, nicht klebrige Oberflächen, gute strukturelle Integrität und andere wünschenswerte Eigenschaften, die bei der Formulierung von Nahrungsmitteln genutzt werden. Darüber hinaus können die Filme/Folien mikrobielle Kontamination ausschließen, entweder durch Ausschluss von Sauerstoff und Feuchtigkeit als physikalische Barriere oder durch die Zugabe eines Konservierungsmittels als optionaler Bestandteil der eßbaren Foliezusammensetzung.
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BEISPIEL 4: Feuchtigkeitssperrschicht:
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5 bis 40 Gew.% Nahrungsmittelprodukt aus Markerbsen (Amylosegehalt 60–90 Gew.%) 5 bis 40 Gew.% Gelatine, 10 bis 40 Gew.% Glycerin, 5 bis 40% Kokosöl und 5 bis 40% Wasser wurden innig vermischt. Die Mischung wurde mit einer Breitschlitzdüse zu einer eßbaren Folie extrudiert. Die eßbare Folie kann als Wasser-, Lipid-, Gas-, physikalische oder mikrobielle Barriere in Lebensmitteln dienen. Diese Zusammensetzung kann ggf. ein oder mehrere zusätzliche Weichmacher, Lipid, Stärke oder Gelatine, und ggf. mindestens ein Konservierungsmittel, Emulgator, Emulsionsstabilisator, Aroma, Farbmittel, Puffer, Säuerungsmittel, Base oder Trübungsmittel aufweisen. Die Zusammensetzungen können mindestens ein anderes Polysaccharid, wie Cellulose, Methylcellulose-Ether, Lebensmittel-Gummi, oder Pektin umfassen. Die Zusammensetzung kann ferner mindestens ein anderes Protein enthalten, wie Casein, Gluten, Albumin, Sojaprotein oder Kollagen.
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Zur Verwendung bei der Herstellung von eßbaren Folien können diese Zusammensetzungen als thermoplastisch weiterverarbeitbare/formbare Pellets, Pulver, Granulate, Folien oder feste Blöcke in den Handel gebracht bzw. angeliefert werden.
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Die Folie kann auch filmartig auf Oblaten, Tabletten oder ähnliches aufextrudiert werden, wirkt als Feuchtigkeitssperre und erhöht die Wasserbeständigkeit (z. B. als Alternative zu Wachsbeschichtungen). Der Film kann auf pharmazeutische Produkte, wie Tabletten, Kapseln, Köder mit Impfstoffen oder andere Arzneimittel – auch für Haus- und Wildtiere, aufgebracht werden und ist relativ magensaftresistent, sodass die Verdauung des derart beschichteten pharmazeutischen Produkts im wesentlichen im Darm stattfindet.
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BEISPIEL 5: Amylose-Thermoplast
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Thermoplastisches kaubares Tierfuttermittel, bspw. Kauknochen, wurde hergestellt, indem eine Mischung aus,
45–83 Gew.% Nahrungsmittelprodukt aus Amyloerbsen (Fasergehalt: 25 Gew.%;
59,5% Amylose, 10 Gew.% Amylopektin; Rest < 4 Gew.% Protein, Zucker und Aminosäuren)
0,5 bis 18 Gew.%. Glycerin,
ggf. bis 10 Gew.% Geschmacksstoffe
bis 16,5 Gew.% Erbsenprotein
bis 5 Gew.% Rinderfett (für Fleischfresser) oder andere Fette
in einem Extruder bei erhöhter Temperatur verarbeitet, durch eine Austrittdüse in Formprodukte, wie Knochen, Pellets u. dgl. extrudiert und anschließend in Portionen getrennt wurde. Die abgekühlte Masse kann bspw. als Kauknochen an Fleischfresser verfüttert werden, eignet sich aber auch für als Kauprodukt für Nagetiere oder Pferdeleckerli. Zum Vergleich wurden ähnliche Produkte ohne das erfindungsgemäße abgereicherte, amylosereiche Nahrungsmittelprodukt hergestellt und in ihren Eigenschaften mit dem erfindungsgemäßen Produkt verglichen.
| | Standard | Kartoffel | Erbse |
| Maisstärke | 30% | | |
| Reisstärke | 28% | | |
| Weizenstärke | 25% | | |
| Erbsenprotein | 16,5% | 16,5% | 16,5% |
| Glycerol | 0,5% | 0,5% | 0,5% |
| Nahrungsmittelpr. | - | 83% | 83% |
| Eigenschaft | hart | plastisch | kaufähig-elastisch |
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Das abgereicherte Nahrungsmittelprodukt obiger Vergleichstabelle bestand immer zu etwa 20 Gew.% aus Fasern und etwa 70 Gew.% aus Stärke(Amylopektin und Amylose)-Zucker, Aminosäuren/Proteine waren vernachlässigbar (unter 2 Gew.%).
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Beim Kartoffelprodukt bestand die Stärke zu 15 Gew.% aus Amylose und 85 Gew.% aus Amylopektin. Beim Erbsenprodukt bestand die Stärke zu 40 Gew.% aus Amylose und 60 Gew.% aus Amylopektin. Es ist ersichtlich, dass das amylose- und faserreiche Produkt die besten Eigenschaften als kaufähiges Tierfuttermittel hat, da es weder krümelt, noch splittert, sondern elastisch kaufähig bleibt.
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BEISPIEL 6: Fluide Dickungsmittel und Überzüge für Lebensmittel
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Aus 2 Gew. Teilen Nahrungsmittelprodukt aus Amylopektinkartoffel (ca. 75 Gew.% Amylopektin, 6 Gew.% Fasern, 15 Gew.% Wasser), 4 Gew. Teilen Apfelpektin und 15 Gew. Teilen Palmöl; 59 Gew. Teilen Wasser, Gewürzen und weiteren Ballaststoffen wurde ein gewürzter Flüssigmix hergestellt. Die Mischung wurde steril in Beutel als Binder für Saucen, Eintöpfe u. dgl. eingeschweißt.
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Der Saucenbinder wurde bei Raumtemperatur auf 150 g gekochten Reis bei Raumtemperatur gegossen. Der so behandelte Reis zeigte auch bei längerem Abkühlen ein gutes Schmelzverhalten im Mund und eine ansprechende Viskosität bei hochwertigem Geschmack. Die Mischung kann auch als Konsistenz-Konservierungs-hilfsmittel auf Essensreste aufgebracht werden, die später wieder aufgewärmt werden sollen, ohne an ursprünglicher Konsistenz zu verlieren. Durch die Verwendung der Amylpektin/Fasermischung wird eine gute, bei Eisschranktemperaturen nicht desintegrierende kolloidale Suspension erzielt.
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BEISPIEL 7: Nahrungsmittel für Diabetiker
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Ein Nahrungsmittelprodukt zur Ernährung von Diabetikern wird aus
120 g Amylose-Erbse-Nahrungsmittelprodukt (75 g Amylose, 20 g Amylopektin, sowie
15 g Faser, Rest Wasser und Protein)
45 g Maltodextrin
22 g Fructose
50 g Fett (10 g mittlere Triglyceride und 40 g einfach ungesättigtes Öl (Rapsöl, Olivenöl)
45 g Kartoffelprotein
hergestellt, indem die Zutaten gemischt und die Mischung auf 110°C erhitzt wird. Bevorzugt findet dies in dem Fachmann geläufigen Anlagen zur Herstellung von Nahrungsmittel-Formen statt, welche für den Verzehr geeignet sind. Der Zusammensetzung können Vitamine und Mineralien in üblicher Konzentration zugefügt werden.
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Die Zusammensetzung eignet sich als Diabetiker-Alleinnahrung für Notfälle und liefert 8 bis 25% ihrer Kalorien als Protein-Quelle, < 50% der Kalorien als Kohlenhydrat Quelle und 30 bis 44% als Fettquelle. Die Fettquelle enthält 40–70% der Kalorien als eine einfach ungesättigte Fettsäure, während die Kohlehydrate nur wenig zur Ernährung des Patienten beitragen und so den Insulinspiegel nicht stark erhöhen. Der hohe Ballaststoffgehalt unterstützt den Stoffwechsel zusätzlich.
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Während beispielhaft Ausführungsformen beschrieben sind, ist die Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsformen beschränkt. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind beschreibender, und nicht einschränkender Natur und es versteht sich, dass verschiedenste Abwandlungen im Rahmen der Ansprüche vorgenommen werden können, ohne vom Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Ferner können Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2013/059358 [0005, 0042]
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- WO 9720040 A1 [0005]
- WO 9211376 A1 [0005]
- US 4915971 A [0012]
- US 4543370 A [0012]
- US 4683256 A [0012]
- US 4643894 A [0012]
- US 725441 [0012]
- US 4828841 [0012]
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- US 4661359 [0013]
- US 4810534 A [0013]
- US 4820533 A [0013]
- JP 2010115174 [0013]
- EP 0547551 [0013]
- WO 2014/068433 [0042]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- J. A. de Vries „NIEUWE MOGELIJKHEDEN MET AMYLOPECTINE-AARD-APPELZETMEEL” VOEDINGSMIDDLEN TECHNOLOGIE, NL, NOORDER-VLIET B. V. ZEIST, Vo. 28, Nr. 23, Nov. 1, 1995, S. 26 27 (ISSN: 0042-7934 [0006]