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Verfahren zur Herstellung von schnell rehydratisierbaren Trockenprodukten
aus vegetabilischen Nahrungsmitteln Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung von schnell rehydratisierbaren Trockenprodukten aus vegetabilischen
Nahrungsmitteln, wie Gemüsen, Wurzel- und Knollengemüsen und Früchten in stückiger
Form.
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Die bisher verwendeten Verfahren zur Herstellung von entwässerten
Gemüsen oder Früchten ergeben Produkte, die geschrumpft und verformt sind und eine
gehärtete Oberflächenschicht haben. Die Wiederaufnahme von Wasser erfolgt bei diesen
Produkten oft sehr langsam, und sie nehmen selten die Gestalt oder das Volumen der
ursprünglichen Erzeugnisse an. Ferner erfordern sie lange Kochzeiten, die zum Teil
sogar länger als diejenigen des unbehandelten rohen Gemüses oder der Früchte sind.
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Zur Herstellung von Kartoffeltrockenprodukten ist es bekannt, die
rohe Kartoffelmasse durch Abpressen auf einen Trockengehalt von 30 bis 609/o zu
bringen und nach Erhitzen über den Verkleisterungspunkt zu trocknen, wobei die Masse
nach dem Abpressen auf 100 bis 140° C erhitzt wird. Hierbei wird von einem Brei
aus rohen Kartoffeln ausgegangen, aus dem zweckmäßig die freigelegte Stärke ausgewaschen
wird. Das Erhitzen über den Verkleisterungspunkt hat den Zweck, die Farbe der pulverförmigen
Produkte zu verbessern. Das Kartoffeltrockenprodukt dient zur Herstellung von Kartoffelpüree
oder -klößen, Kartoffelpuffern bzw. -kuchen.
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Zur Herstellung von entwässerten und rehydratisierbaren Trockenprodukten
bedient man sich mitunter eines Gefriertrocknungsverfahrens, bei dem bei niedriger
Temperatur und Unterdruck getrocknet wird. Ein solches Gefriertrocknen bedingt die
Bereitstellung aufwendiger Apparaturen. Weiterhin ergibt sich, daß die gefriergetrockneten
Produkte nach längerer Zeit an Farbe und Geschmack verlieren. Das gefriergetrocknete
Gut kann nicht so preiswert erzeugt werden wie ein luftgetrocknetes Gut.
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Es ist weiterhin bekannt, Kartoffeln in der Weise zu behandeln, daß
der Feuchtigkeitsgehalt von Kartoffelstücken auf eine Höhe von etwa 10 bis 20 0/0
herabgesetzt wird, um danach die Kartoffelstücke so zu puffen, wie man Reis od.
dgl. pufft, d. h. das Gut einem vorbestimmten Druck zu unterwerfen, worauf es nach
plötzlichem Aufheben des Druckes gegenüber der Atmosphäre pufft. Der Trocknungsvorgang
als Vorbehandlung führt zu einer harten Beschaffenheit des Gutes, und zwar derart,
daß die getrockneten Kartoffelstücke vor dem Puffen Knochenhärte haben. Ein Puffen
unter diesen Bedingungen führt zu einer ausgesprochenen und dauernden Erhöhung der
Stückgröße. Bei den genannten Kartoffelprodukten handelt es sich ferner um fertig
zubereitete, stark expandierte geröstete Kartoffelstücke, die fertig zum Verzehr
sind.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Trockenprodukten,
wie Gemüsen (einschließlich Kartoffeln) und Früchten in stückiger Form durch Anwendung
einer Heißlufttrocknung und hat die Aufgabe, das Trockengut in einfacher und preiswerter
Weise in Produkte zu überführen, die rasch wieder Wasser aufnehmen, um im wesentlichen
ihre ursprüngliche Form wiederzugewinnen und die eine wesentlich verringerte Kochzeit
im Vergleich mit derjenigen, welche für die unbehandelten Gemüse oder Früchte notwendig
ist, erfordern, um sie in einen üblichen, verzehrfähigen Zustand zu überführen.
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Das Verfahren der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Ausgangsmaterial
auf einen Wassergehalt zwischen 20 und 60% getrocknet, darauf bei Drücken zwischen
4,5 und 1,5 kg/cm2 über Atmosphärendruck erhitzt wird, sodann der Druck plötzlich
aufgehoben wird, worauf die Produkte einer weiteren Entwässerung durch übliche Mittel
unterworfen werden.
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Die plötzliche Umwandlung eines Teils des überhitzten Wassers von
Flüssigkeit zu Dampf schafft ein teilweise entwässertes Produkt mit einer porösen
Struktur, das rasch zubereitet werden kann und eine stark verringerte Kochzeit benötigt.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß, wenn das Produkt endgültig
zu solchem Ausmaß entwässert werden soll, daß es unter gewöhnlichen Bedingungen
ohne Verschlechterung gelagert werden kann, eine
große Verringerung
der für eine solche Entwässerung erforderlichen Zeit erhalten werden kann. Bei der
in üblicher Weise vorgenommenen Entwässerung von Gemüse od. dgl. nimmt die Geschwindigkeit
der Entfernung von Wasser während der letzten Stufen der Entwässerung beträchtlich
ab. Die physikalische Form der Gemüse oder Früchte, die dem Verfahren gemäß der
Erfindung unterworfen sind, ist derart, daß die Entwässerungsgeschwindigkeit während
irgendeines Trockenvorganges fast zweimal so schnell sein kann wie bei den üblichen
Verfahren. Aus diesem Grund ermöglicht das Verfahren gemäß der Erfindung die Entwässerung
von größeren Stücken, als sie gewöhnlichen Entwässerungsverfahren mit Erfolg unterworfen
werden können.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung kann bei irgendwelchen Gemüsen oder
Früchten, welche gewöhnlich einer Entwässerung durch übliche Verfahren unterworfen
werden, zur Anwendung gelangen, z. B. bei Knollen- oder Wurzelgewächsen, wie Kartoffeln.
und Karotten, Blattgemüsen wie Kohlarten, Hülsenfrüchten, wie Erbsen und Bohnen,
und Obstfrüchten, wie Äpfeln und Aprikosen. Die größeren Gemüse oder Früchte, wie
Kartoffeln, werden vorzugsweise in kleine Stücke geschnitten, z. B. Würfel in der
Größenordnung von 1 cm, während kleinere Gemüse, wie Erbsen, als Ganzes behandelt
werden können.
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Bei einer Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung kann
das Rohgut, das zuvor geschält und in Stücke geschnitten ist, falls dies notwendig
oder erwünscht ist, entweder durch Dampf oder heißes Wasser in üblicher Weise blanchiert
oder vorgekocht werden, und zwar mit oder ohne eine zusätzliche Kühlstufe. Das Gut
kann dann, gleichgültig ob es blanchiert oder vorgekocht und gekühlt ist, in bekannter
Weise mit einer Lösung von Calciumchlorid und Natriumsulfit usw. besprüht werden,
um unter anderem die Haltbarkeitseigenschaften zu verbessern. Dies ist z. B. bei
Kartoffeln, die einen hohen Gehalt an Feststoffen haben, und bei Apfelstücken oder
-scheiben wichtig. Das Gut wird dann durch ein übliches Verfahren, z. B. in Band-
oder Tunneltrocknern auf den angegebenen Feuchtigkeitsgehalt von 20 bis 60 % teilweise
entwässert, wonach es in eine geeignete Druckkammer gebracht wird, die darauf verschlossen
wird. Der Druck innerhalb der geschlossenen Kammer wird dann rasch auf 1,5 bis 4,5
kg/cm2 über Atmosphärendruck durch die Anwendung von äußerer Wärme gebracht. Im
allgemeinen werden die höheren Drücke bei den niedrigeren Feuchtigkeitsgehalten
angewendet. Bei dem bevorzugten Verfahren wird die Kammer gedreht und Wärme mit
einer Gasflamme zugeführt. Gegebenenfalls kann Wärme durch andere Mittel, wie z.
B. mittels Dampf, in einem Mantel zur Anwendung gelangen. Bei Erreichen des gewünschten
Druckes wird die Kammer sofort gegenüber der Atmosphäre geöffnet, der Druck abgelassen
und die noch unversehrten Stücke werden herausgenommen. Die Druck-Koch-Wirkung in
Kombination mit der plötzlichen Umwandlung von Flüssigkeit in Dampf von etwas überhitztem
Wasser aus allen Teilen der Gemüse oder Früchte, bildet eine poröse Struktur. Das
Gut wird dann einem weiteren Trocknen auf einen Feuchtigkeitsgehalt, der für eine
Lagerung geeignet ist, z. B. etwa 4% und etwa 7II/o für Kartoffeln, unterworfen.
Dies kann durch irgendwelche Mittel erfolgen. Die Zeit, die für diese gewöhnlich
langsame Trockenstufe erforderlich ist, wird infolge der Porosität der Gemüse oder
der Früchte stark herabgesetz. Gegebenenfalls können die porösen Stücke, anstatt
daß sie endgültig getrocknet werden, zur Lagerung und zum Gebrauch eingefroren werden.
Das fertige Produkt behält die allgemeine Gestalt des rohen Stückes und zeigt keine
Härte der Oberflächenschicht. Bei Eintauchen in siedendes Wasser saugen die entwässerten
Gemüse oder Früchte rasch Wasser auf, quellen auf annähernd ihre ursprüngliche Größe
und werden für den Verzehr leicht in etwa 5 Minuten gekocht.
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Obwohl der Wassergehalt der Gemüse oder Früchte, bevor sie unter Druck
erhitzt werden, 20 bis 601/o betragen kann; beträgt ein bevorzugter Bereich 20 bis
50 %, und in manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, ihn innerhalb der engeren
Bereiche von 30 bis 50 % und 35 bis 50 % einzustellen.
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Wie vorstehend ausgeführt, ändert sich der tatsächlich anzuwendende
Druck mit dem Wassergehalt. In einem gegebenen Fall ist für irgendeinen besonderen
Wassergehalt ein vergleichsweise enger Druckbereich vorhanden, der ein zufriedenstellendes
Produkt ergibt, d. h. ein solches, welches die gewünschte Porosität ohne Verlust
an Unversehrtheit des Gefüges des Gemüses oder Obstes aufweist und nicht ausgedörrt
oder verbrannt ist. Das Verhältnis zwischen zufriedenstellenden Drücken für die
verschiedenen Wassergehalte innerhalb des angegebenen Bereiches ist unterschiedlich
für verschiedene Arten und für verschiedene Sorten von Gemüsen oder Früchten und
ändert sich mit der Art der Vorbehandlung, welcher sie unterworfen werden. Es können
jedoch leicht geeignete Bedingungen innerhalb der angegebenen Grenzen durch einen
einfachen Versuch in irgendeinem gegebenen Fall gefunden werden. Für Kartoffeln
ist es beispielsweise vorteilhaft, den Wassergehalt auf 40 bis 50% einzustellen
und auf einen Druck von 3 bis 2,5 kg/cm2 zu erhitzen, während für Karotten, rote
Rüben und Erbsen ein Wassergehalt von 45 bis 55 % und ein Druck von 2,5 bis 1,8
kg/cm2 zufriedenstellend ist.
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Es ist ersichtlich, daß eine ähnliche Wirkung wie diejenige, welche
durch die Entlastung des Druckes in der Erhitzungskammer auf normalen Atmosphärendruck
von etwa 1,0 kg/cm2 erhalten wird, durch irgendeine äquivalente Aufhebung von Druck
erzielt werden kann. Beispielsweise kann eine Druckherabsetzung von 4,0 kg/cm2 absolut
auf normalen Atmospärendruck von 1,0 kg/cm2 einer Herabsetzung von 3,5 kg/cm2 absolut
auf ein Teilvakuum von 0,5 kg/cm2 gleichgesetzt werden. Der Ausdruck »atmosphärischer
Druck« im vorliegenden Zusammenhang schließt daher irgendeinen Umgebungsdruck oder
einen Druck in einem dazugehörigen Gefäß ein, in welches der Druck in der Erhitzungskammer
abgelassen wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Beispielen näher erläutert.
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Beispiel 1 Kartoffeln der Sorte Sebago mit einem spezifischen Gewicht
von 1,074 entsprechend einem Feststoffgehalt von 18,6% wurden geschält und in Würfel
von 1 cm Seitenlänge geschnitten. Die Würfel wurden in Wasser bei 71° C 15 Minuten
lang vorgekocht, worauf eine Kühlung in Wasser bei 3° C
während
20 Minuten folgte. Sie wurden dann in eine wäßrige Lösung, die 0,5 Gewichtsprozent
Natriumbisulfit und 0,5 Gewichtsprozent Zitronensäure enthielt, getaucht und danach
in Schalen durch Umlaufenlassen von erhitzter Luft durch das Gut getrocknet. Die
Luft hatte eine Trockenfühlertemperatur von 71° C und eine Naßfühlertemperatur von
38° C, und die Würfel wurden auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 31% getrocknet. Die
teilweise getrockneten Würfel wurden in eine geschlossene Druckkammer gebracht,
die mit einem mit Scharnieren versehenen Deckel ausgestattet war, um ein plötzliches
Öffnen zu ermöglichen. Die Kammer wurde von außen beheizt, während sie gedreht wurde,
bis der Innendruck 4,2 kg/cm2 über Atmosphärendruck erreichte. Dies erforderte 9,6
Minuten; das Drehen wurde dann eingestellt, und der Druck wurde sofort durch Aufklappen
oder Freigabe des Deckels auf Atmosphärendruck herabgesetzt. Die Würfel wurden aus
der Kammer herausgenommen, dann in den Schalentrockner zurückgebracht und unter
den gleichen Bedingungen, wie sie bei der ersten Trockenstufe angewendet wurden,
getrocknet mit der Ausnahme, daß sie auf einen Endfeuchtigkeitsgehalt von 6 % getrocknet
wurden. Wenn die Würfel in siedendes Wasser gebracht wurden, erfolgte die Wiederaufnahme
des Wassers in 5 Minuten zu einem gleichförmigen gekochten Zustand des Erzeugnisses,
das fertig zum Essen war und seine ursprüngliche Würfelgestalt wiedergewonnen hatte.
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Beispiel 2 Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt mit der
Ausnahme, daß die Würfel in Dampf bei Atomsphärendruck 6 Minuten lang blanchiert
wurden, anstatt daß sie vorgekocht und gekühlt wurden, und daß ein Druck von 3,85
kg/cm2 an Stelle eines Druckes von 4,2 kg/cm2 angewendet wurde. Beispiel 3 Das Verfahren
gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt mit Ausnahme, daß erstens Kartoffeln der Sorte
Idaho Russet mit einem spezifischen Gewicht von 1,083 verwendet wurden, zweitens
nach dem Vorkochen und Kühlen die Würfel mit einer wäßrigen Lösung, die 1,51/o CaC12.
2H20 und genügend Natriumbisulfit enthielt, um annähernd 300 Teile je Million Sulfit
in den schließlich entwässerten Würfeln zu ergeben, besprüht wurden, drittens die
teilweise getrockneten Würfel 34 % Feuchtigkeit enthielten und viertens der angewendete
Druck 3,5 kg/cm2 betrug.
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Beispiel 4 Karotten wurden geschält und in Würfel von 1 cm Seitenlänge
geschnitten. Sie wurden in Dampf bei Atmosphärendruck 6 Minuten lang blanchiert
und dann in eine wäßrige Lösung, die 0,5 Gewichtsprozent Natriumbisulfit und 0,5
Gewichtsprozent Zitronensäure enthielt, getaucht, worauf ein Trocknen in Schalen
erfolgte, wobei erhitzte Luft durch das Bett umlaufen gelassen wurde. Die Luft hatte
eine Trockenfühlertemperatur von 71° C und eine Naßfühlertemperatur von 38° C. Die
Würfel wurden auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 37,4% getrocknet. Die teilweise
getrockneten Würfel wurden in eine Druckkammer mit einem mit Scharnieren versehenen
Deckel gebracht, welcher zum sofortigen Öffnen geeignet war. Die Kammer wurde nach
dem Verschließen von außen beheizt, während sie gedreht wurde, bis der Innendruck
2,1 kg/cm2 über Atmosphärendruck erreichte. Dies erforderte 6,2 Minuten; darauf
wurde das Drehen eingestellt, und der Druck wurde plötzlich auf Atmosphärendruck
herabgesetzt, indem der Deckel geöffnet wurde. Die Würfel wurden aus der Kammer
herausgenommen, sie wurden dann in den Schalentrockner zurückgebracht und unter
den gleichen Bedingungen wie in der ersten Stufe getrocknet, mit der Ausnahme, daß
der endgültige Feuchktigkeitsgehalt 5% betrug. Die Würfel waren, wenn sie in siedendes
Wasser gebracht wurden, in 5 Minuten gleichförmig gekocht und hatten praktisch ihre
ursprüngliche Würfelgestalt zurückgewonnen. Beispiel 5 Äpfel der Sorte York Imperial
mit einem für das Verfahren ausreichenden festen Gefüge wurden mechanisch geschält
und entkernt. Die Festigkeit wurde durch ein Meßgerät (Magness Taylor) (Stichdruckmesser)
mit einer Nadelgröße von 11 mm Durchmesser bestimmt. Das Gerät mißt die zum Eindringen
in den Apfel auf eine bestimmte Tiefe erforderliche Kraft, die in Kilogramm gemessen
wird. Äpfel in dem Bereich von 9 bis 7 kg Einsteckdruck wurden als zufriedenstellend
angesehen. Wenn Äpfel mit einem Stichdruckwert von weniger als 7 kg verwendet wurden,
wurden diese in eine Lösung von Calciumchlorid zur Erhöhung der Festigkeit getaucht.
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Die geschälten Äpfel mit herausgenommenen Kernstücken (Kernschaft,
Kern und Karpell) wurden eine Minute lang in einer wäßrigen Lösung mit 1/2 Gewichtsprozent
Natriumbisulfit (NaHS03) getaucht, um ein Bräunen der zum Schneiden vorbereiteten
gestapelten Äpfel zu verhindern. Die Äpfel wurden sodann in kleinere Teile in einem
Schneidgerät in quaderförmige Stücke von 19 - 9 - 6 mm geschnitten zur Verwendung
der Imbißteile, die trokken oder mit kalten Mehlspeisen gegessen werden. Die kleineren
so vorbereiteten Stücke wurden in einer wäßrigen Lösung von 2% NaHS03 etwa 5 Minuten
lang getaucht, damit diese Stücke im fertig getrockneten Zustand etwa 250 bis 500
Teile je Mlilion von S02 zur Bewahrung ihrer Farbe enthalten.
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Die Stücke wurden dann auf gelochten Blechen in einem erhitzten Luftstrom
getrocknet, bis ihr Feuchtigkeitsgehalt etwa 20 % betrug. Sie wurden dann in abgeschlossenen
Behältern untergebracht und über Nacht (etwa 12 Stunden) bei Raumtemperatur (etwa
21° C) verschlossen gehalten, damit die Feuchtigkeit innerhalb jedes einzelnen Stückes
und bei allen Stülcken sich ausgleichen konnte.
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Die teilweise getrockneten und so behandelten Stücke wurden sodann
in eine geschlossene Druckkammer gebracht, wobei die sich drehende Kammer von außen
erhitzt wurde, bis der Druck in der Kammer 1,5 kg/cm2 erreichte. Der Deckel der
Kammer wurde alsdann rasch geöffnet, und die Stücke wurden aus der Kammer herausgeschleudert.
Sie nahmen eine poröse Struktur infolge des plötzlichen überganges der Feuchtigkeit
in Dampf und des Entweichens eines Teils des in den Stücken enthaltenen Wassers
an. Die Stücke enthielten etwa 17 % Wasser, etwa 3 % wurden zur Schaffung des Druckes
in der Kammer oder als Verlust in Form von Dampf bei Herabsetzung des Druckes gebraucht.
Die porösen
Stücke wurden auf einem gelochten Blech gelagert und
auf einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 2 % mittels erhitzter Luft getrocknet.
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Das erhaltene Produkt hatte eine typisch weiße oder cremefarbene Farbe,
die für die verwendeten rohen Äpfel charakteristisch ist. Es war porös und knusprig
im Gefüge, löste sich schnell im Mund beim Kauen auf und ergab rasch einen ausgezeichneten
frischen Apfelgeschmack. Wenn. das Produkt mit kalten Mehlspeisen, z. B. Getreideflocken,
gemischt wurde, blieben die Apfelstücke knusprig, wenn kalte Milch hinzugefügt wurde.
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Die porösen getrockneten Apfelstücke wurden 3 Minuten lang in einem
vorteilhaft mit Zucker versetzten Wasser gesiedet. Danach waren die Apfelstücke
voll rehydratisiert, vollständig gekocht und als Apfelkompott eßfertig. Im Gegensatz
hierzu sei erwähnt, daß nur in Heißluft getrocknete Apfelstücke derselben Größe
ein langes Kochen oder Einweichen über Nacht erforderten, bevor sie ausreichend
rehydratisiert waren.