DE1442027B - Zusatzmittel zu fetthaltigen Nahrungsmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zusatzmittel auf Basis von Dicarbonsäurehalbestern für fetthaltige Nahrungsmittel, z. B. zum Verhindern des Spritzens von Fetten, des Anlaufens von Schokolade wie auch zur Gefügeglättung von Speiseeis.

Es ist bekannt, daß das Zufügen von Derivaten bestimmter mehrwertiger Alkohole zu Speisefetten und -ölen die Eigenschaften von Fetten und Ölen in Kuchen, Brot und anderem Backwerk verbessert. Beispielsweise werden Größe und Gefüge von Backwaren, die flüssige oder teigige Backfette enthalten, durch die Anwesenheit von Mono- und Diglyceriden verbessert. Den Speisefetten und -ölen sind bereits andere chemische Beimengungen oder Agentien hinzugefügt worden, um ihre Wirkungsweise als Backfette in Backwaren zu verbessern. Handelsübliche Kuchengemische enthalten heute als Zusätze GIycerinlactopalmitat oder Glycerinlactostearat.

Margarine und andere Fette neigen bei den zum Kochen benötigten hohen Temperaturen zum Spritzen, was für den Benutzer lästig ist, und es sind viele Zusätze zum Verringern des Spritzens der Margarine entwickelt worden. Zum Beispiel sind Lecithin und andere Phosphatide als Mittel zum Verhindern des Spritzens bei Margarine entwickelt worden. Zu dem gleichen Zweck wurden auch verschiedene organische Ester angewendet, wie auch dafür bereits anorganische Salze der Margarine hinzugefügt worden sind.

Es gibt ferner das Problem des Anlaufens von Schokolade. Wenn die Schokolade keine Zusätze zum Verhindern des Anlaufens enthält, läuft sie beim Einwirken wechselnder Temperaturen an, was bedeutet, daß das Fett der Schokolade auf deren Oberfläche auszukristallisieren beginnt. Es gibt mehrere Mittel zum Verhindern des Beschlagens, unter ihnen Lecithin und Phosphatide. Zu dem gleichen Zweck sind außerdem Hexitester und deren Polyoxyäthylenäther benutzt worden.

Es ist bekannt, daß Speiseeis wesentlich verbessert werden kann durch Hinzufügen von Emulgiermitteln, wodurch seine Eigenschaften bezüglich Herstellung, Lagerung und Eßqualität sehr verbessert werden. Die Emulgiermittel führen hierbei zu verbessertem Gefüge während des Mischens und Schiagens von Speiseeis zum erforderlichen Volumenzuwachs und helfen, die Emulsion während der Lagerung und bei stark schwankenden Temperaturen aufrechtzuerhalten. Die Emulgiermittel sollten ferner die erwünschte Eßqualität sichern, also die Kau- und Schmelzeigenschaften beim Verzehr. Es war bisher bekannt, als Emulgiermittel neben anderen Glycerinlactopalmitat-Mischungen Lecithin und Monoglyceride zu verwenden.

Wesentliches Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines bei Nahrungsmitteln, die Fett oder öl enthalten, z. B. Speisefetten und -ölen, Schokolade und Speiseeis, anzuwendenden Mittels, das die erwähnten unerwünschten Eigenschaften solcher Nahrungsmittel weitgehend beseitigt.

Das erfindungsgemäße Zusatzmittel zu fetthaltigen Nahrungsmitteln, insbesondere Backfetten, auf der Basis von Dicarbonsäurehalbestern monoacylierter mehrwertiger Alkohole zeichnet sich dadurch aus, daß der Dicarbonsäurerest aus Bernstein-, Glutar- oder Adipinsäure stammt und der mehrwertige Alkohol Propylenglykol, Glycerin, Sorbit oder Sorbitan ist, dessen Acylgruppe von einer gesättigten Fettsäure mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen von 12 bis 24 abgeleitet ist.

Bei der Darstellung des Dicarbonsäurehalbesters

wird an Stelle der Säure vorzugsweise das Anhydrid der Dicarbonsäure mit gerader Kette verwendet. Die Anhydride der Säuren sind entweder cyclisch oder linear.

Die Darstellung des Dicarbonsäurehalbesters wird so geführt, daß nur geringe Polymerisation eintritt

ίο und der Gehalt des fertigen Produkts an Dicarbonsäurehalbester maximal ist; er ist vorzugsweise größer als etwa 70%.

Zweckmäßigerweise wird bei der Darstellung des bei der vorliegenden Erfindung angewendeten Dicarbonsäurehalbesters zunächst der Monoester des mehrwertigen Alkohols durch Veresterung des mehrwertigen Alkohols (Glycerin, Propylenglykol, Hexit, Hexitan) mit einer gesättigten Fettsäure mit paarer Kette von 12 bis 24 Kohlenstoffatomen hergestellt.

Vorzugsweise wird der Monoester des mehrwertigen Alkohols jedoch mit einer gesättigten Fettsäure mit paarer Kette von 16 bis 24 Kohlenstoffatomen verestert. Übrigens kann der mehrwertige Alkohol mit der Fettsäure in Gegenwart eines wesentlichen Über-Schusses des mehrwertigen Alkohols verbunden werden, um ein Übergewicht an Monoester zu erzielen. Natürlich wird überschüssiger mehrwertiger Alkohol nach der Reaktion entfernt.

Bei der beschriebenen Veresterung entstehen natürlich wechselnde Mengen an Di- oder Triestern der höheren Fettsäuren mit mehrwertigem Alkohol neben dem Monoester. Es wurde jedoch festgestellt, daß die Anwesenheit solcher Verbindungen nicht zur Wirksamkeit bei den im Rahmen dieser Erfindung betrachteten Nahrungsmitteln beiträgt. Die Fettsäuremonoester können aber auch einer Kurzwegdestillation zur Anreicherung des Gehalts an Monoestern unterzogen werden.

Wie zuvor angegeben, wird die Reaktion des Monoesters der höheren Fettsäure mit mehrwertigem Alkohol (Glycerin, Propylenglykol, Hexit, Hexitan) mit dem Säureanhydrid der Bernsteinsäure, Glutarsäure oder Adipinsäure oder den Säuren selbst unter geeigneten Bedingungen vorgenommen. Die Reaktion erfolgt unter derart gesteuerten Bedingungen, daß sich ausreichende Mengen an Halbester der Dicarbonsäure ergeben, zum Unterschied von Volloder Neutralester. Jedes Molekül der Dicarbonsäure reagiert zunächst an einer seiner Carboxylgruppen mit einem Molekül des Monoesters der höheren Fettsäure.

Wenn die Reaktion nicht zweckmäßig geleitet wird, werden beide Carboxylgruppen der Dicarbonsäuren von dem acylierten Polyalkohol gebunden und bilden einen Voll- oder Neutralester. Ein derartiger Ester hat keine Wirksamkeit in dem Zusatzmittel der Erfindung und wird daher bei der Darstellung des Dicarbonsäurehalbesters nach Möglichkeit unterdrückt. Die Reaktion sollte daher so geführt werden, daß die Bildung von Voll- oder Neutralestern der Dicarbonsäuren verhindert wird.

Wie oben dargestellt, kann der erfindungsgemäße Halbester auch aus den Dicarbonsäuren selbst anstatt aus ihren Anhydriden gewonnen werden. Die Reaktion der Säuren mit den Fettsäuremonoestern der mehrwertigen Alkohole geht jedoch träger vor sich als die mit den Säureanhydriden und liefert einen geringeren Anteil der Halbesterverbindungen. Daher

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wird bei der Darstellung des Carbonsäureesters die Es ist einleuchtend, daß während der oben dar-

Verwendung des Anhydrids bevorzugt. gestellten Reaktion auch andere Verbindungen als

Es wurde festgestellt, daß der wirksame Dicarbon- Glycerin-Monostearin-Monobernsteinsäureester ent-

säurehalbester gesättigte höhere Fettsäuren enthalten stehen können. Übrigens ist Glycerinmonostearat

muß und daß Carbonsäureester mit ungesättigten 5 gewöhnlich nicht als reines Reagens erhältlich, wes-

höheren Fettsäuren nicht befriedigen. Daher sollen halb die Reaktionsteilnehmer auch Teilmengen

die bei der Darstellung des Monoesters benutzten anderer als der angegebenen Verbindungen enthalten

Fettsäuren gesättigte Fettsäuren umfassen, wie z. B. können. Außerdem können, wie weiter oben gesagt,

Stearin- und Palmitinsäure. die Endprodukte Distearate und Tristearate sowie

Das bevorzugte Anhydrid der Dicarbonsäuren, das io andere Glycerinester enthalten.

außerdem einen Dicarbonsäurehalbester liefert, der Wie weiter oben angedeutet, sollen Reaktionszeit

eine wesentlich verbesserte Wirkung und keine den und -temperatur so gesteuert werden, daß die Bildung

Geschmack beeinträchtigenden Eigenschaften bei unwirksamer Verbindungen wie neutraler Ester ver-

Backwaren in Verbindung mit genießbaren Glyce- hindert wird. Wenn die Reaktion von Bernsteinsäure-

riden hat, ist das Bernsteinsäureanhydrid; Bernstein- 15 anhydrid mit Glycerinmonostearat durchgeführt wer-

säureanhydrid hat die folgende Strukturformel: den soll, wird die Reaktionstemperatur vorzugsweise

zwischen etwa 125 und etwa 190° C gehalten, und

CH₂—CH₂ die Reaktion wird fortgesetzt bis zur maximalen

I Bildung von Halbester, wie sich aus der Säurezahl

O = C C = O ²⁰ ergibt. Bei etwa 145° C ist die Bildung des gewünsch-

\ / ten Esters in etwa 35 Minuten abgeschlossen.

O Das Molverhältnis von Dicarbonsäure zu dem

Monoester in der Reaktion ist ungefähr Eins, um die

Die folgende chemische Gleichung zeigt ein Bei- Bildung unerwünschter Verbindungen möglichst zu

spiel einer Darstellung des erfindungsgemäßen Mit- 25 vermindern. Ein geringeres Molverhältnis kann an-

tels; hierbei wird Bernsteinsäureanhydrid mit GIy- gewendet werden, aber bei einem wesentlich unter

cerinmonostearat umgesetzt: 0,5 liegenden Molverhältnis kommt es unter tech-

Bernsteinsäure- Glycerin- Monobernsteinsäurehalbester

anhydrid monostearat des Glycerinmonostearats

CH₂-CH₂ O O

O = C C = O + H₂C-O-C-(C₁₇H₃₅) H₂C-O-C-(C₁₇H₃₅)

⁰ HC-OH HC- OH

H₂C-OH H₂C-O-C-CH₂-CH₂-C-OH

Il Il

ο ο

nischen Bedingungen zu einer unwirtschaftlichen anderer Stoffe in dem Nahrungsmittel, die ebenfalls

Ausbeute an gewünschtem Dicarbonsäurehalbester. die Eigenschaften des Nahrungsmittels verbessern

Die Folge der Reaktionsschritte, wie sie oben an- können. Zum Beispiel tragen Lecithin, Mono- und

gegeben ist, kann verändert werden. Ebenso können 45 Diglyceride und Milchsäure enthaltende gemischte

saure oder alkalische Katalysatoren sowie Verdün- Glyceride dazu bei, die Eigenschaften der Nahrungs-

nungsmittel verwendet werden. mittel zu verbessern, während sie nicht die Wirkung

Der Dicarbonsäurehalbester wird, wie oben er- des Dicarbonsäurehalbesters verändern,

wähnt, einem fetthaltigen Nahrungsmittel zugefügt, Um den optimalen Gehalt des Dicarbonsäurehalb-

wie z. B. Backfett, Margarine, Schokolade, Eiskrem, 50 esters in einem bestimmten Nahrungsmittel festzu-

um bestimmte Eigenschaften des Erzeugnisses zu stellen, sollte beachtet werden, daß die Dicarbon-

verbessern und bestimmte unerwünschte Eigen- säurehalbester in den meisten Fällen wirksamer als

schäften zu unterdrücken. die bisher bekannten Zusatzmittel sind. Daher kann

Die benötigte Menge an Dicarbonsäurehalbester der Dicarbonsäurehalbester nach der Erfindung im hängt von dem Nahrungsmittel ab, in dem er ver- 55 Vergleich zu bislang bekannten Mitteln in gleichem wendet wird. Wenn er z. B. in Eiskrem verwendet oder geringerem Verhältnis verwendet werden. Die wird, reicht ein Gehalt von 0,06% aus. In Margarine bisher üblichen Zahlen sind dem Fachmann bekannt, sind zum Verringern des Spritzens 0,5 % wünschens- Wenn der Dicarbonsäurehalbester zu einem Fett wert. Alle Prozentangaben sind als Gewichtsprozent oder Öl gegeben wird, das plastische oder nichtzu verstehen. Noch höhere Gehalte, nämlich etwa 60 Newtonsche Eigenschaften und die Eigenschaften 1 bis 2°/o, sind erforderlich, um das Anlaufen der eines Backfetts besitzt, kann das Fett oder öl zuSchokolade zu verhindern. bereitet werden durch Hinzufügen zu dem flüssigen

Allgemein wird für die Anwendung in Margarine, Öl (Baumwollsaatöl, Sojabohnenöl, Erdnußöl) von

Schokolade oder Speiseeis ein Dicarbonsäurehalb- _λ . , „ . _. _π „

ester bevorzugt, bei dem der mehrwertige Alkohol 65 ^a) £^{nem harten Fett}' ^{wie zB}- Baumwollsaat-

noch eine freie Hydroxylgruppe aufweist. ateann,

Die Menge des aufzuwendenden Dicarbonsäure- b) einem festen Monoglycerid,

halbesters hängt außerdem ab von der Anwesenheit oder es kann zubereitet werden

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• c) durch Härten des Öls zur Erzeugung fester für kurze Zeit Vakuum angewandt, um freie Feuchtig- ^: Ölkomponenten, wie z. B. bei den üblichen pla- keit abzuführen.

stischen Backfetten, 240 Teile Bernsteinsäureanhydrid werden unter

oder Rühren in den Behälter gegeben und der Behälter

d) durch Disproportionierung des Öls oder der ''^{5 m}it Stickstoff durchblasen. Die Reaktionswärme und Öl-Fett-Mischung, um feste Fettkomponenten die zugeführte Wärme lassen die Temperatur des im Öl zu erzielen. Reaktionsgemisches auf 165° C ansteigen. Das Reak

tionsgemisch wird etwa 30 Minuten bei 165° C ge-

■ Verschiedene Kombinationen dieser Verfahren halten, dann auf etwa 80° C abgekühlt,
sind möglich. Wenn in dem öl feste Triglyceride io 25 Teile einer 50%igen wäßrigen Lösung von sind, ist festgestellt worden, daß sie zur Ausbildung Kaliumcarbonat werden zu dem Reaktionsgemisch plastischen Fließens und der Backfetteigenschaften gegeben und die Mischung stark gerührt. Dann wird in einer Menge von mehr als etwa 1 bis 1,5% vor- die Mischung unter 30 mm Hg (abs.) gebracht handen sein sollten und daß sie bis zu 30 bis 70 % und 15 Minuten lang zum Entfernen freier Feuchtigausmachen können, je nach der geforderten Härte 15 keit gerührt.

des plastischen Backfetts. Prozente bedeuten hier Das Reaktionsprodukt hat folgende Zusammen-

immer Gewichtsprozente. Die festen Fettbestandteile Setzung und Kennzahlen:
sollten so behandelt werden, daß sie in dem Öl in tmu/ '

Suspension bleiben und vorzugsweise ein verschlun- baurezanl, mg KOH/g 91,2

genes Kristallgefüge in dem Öl bilden. 20 Verseifungszahl, mg KOH/g „ 333,3

Bei der Herstellung flüssiger Backfette ist es erfor- Schmelzbereich, ⁰C 51 bis 58

derlich, dem flüssigen Öl feste Fettsubstanzen hin- Jodwert Wiijs 0 4

zuzufügen, die langkettige gesättigte Fettsäurereste _Frdes Bernsteinsäureanhydrid," ' ⁽'

enthalten, um der Flüssigkeit Strukturcharakter zu Gewichtsprozent kein

geben und nicht-Newtonsches Fließen zu ermög- 25 _ , , '"'" .'"..""

liehen. Der Zweck dieser Stoffe ist, den Dicarbon- Gesamtes gebundenes Bernsteinsaure-

Säurehalbester gemäß der Erfindung in Suspension anhydnd, Gewichtsprozent 17,3

zu halten, Absetzen zu verhindern und darüber Bernsteinsäureanhydrid, gebunden als

hinaus das Öl luftaufnahmefähig zu machen und die Halbleiter, Gewichtsprozent 15,0

Eigenschaften als Backfett zu erhalten. Für diesen 30 Bernsteinsäureanhydrid, gebunden als
Zweck sind Monoglyceride, allein oder in Verbin- Neutralester, Gewichtsprozent ..... 2,3

dung mit Diglyceriden, geeignet, vorzugsweise mit . .

solchen, die eine Kette mit einer geraden Zahl von rs ei spiel 11

Kohlenstoffatomen zwischen 16 und 24, vorzugsweise · 1Ό00 Gewichtsteile destillierten Monoglycerids von zwischen 20 und 24, besitzen. Beispiele dieser Fett- 35 gehärtetem Schweinefett, Jodzahl etwa 1, mit 92% stoffe sind Mono- und Diglyceride von gehärtetem. . ..Monoglyceridanteil, 8% Diglyceriden und einer Fischöl, Behensäure-Monoglycerid, mit Milchsäure kleinen Menge Triglyceriden, werden in einen und höheren Fettsäuren veresterte Partialester von 378-Liter-Behälter aus rostfreiem Stahl gegeben, der Glycerin, z. B. Glycerinlactopalmitat. einen Rührer und einen dampfbeheizten Mantel beWenn flüssiges Backfett für Kuchenbäckerei und 40 sitzt. Das Monoglycerid wird auf 120° C erhitzt, und Kuchen mit hohem Zucker-Mehl-Verhältnis ver- der Behälter wird teilweise evakuiert, um freie wendet wird, sollte der Dicarbonsäurehalbester in Feuchtigkeit aus dem Monoglycerid zu entfernen, dem flüssigen Öl zu etwa 1 bis 3 % enthalten sein. Der Reaktionsraum wird mit Stickstoff durchspült,

Es können jedoch etwas niedrigere Anteile verwendet und 260 Teile Bernsteinsäureanhydrid werden schnell ■ werden, wenn der Dicarbonsäurehalbester in Verbin- 45 unter Rühren zugegeben. Die Reaktionswärme und dung mit anderen Emulgatoren angewendet wird. Bei die zugeführte Wärme lassen die Temperatur des Ge-Gehalten von mehr als 3% tritt »Über-Emulgierung« misches auf etwa 160° C ansteigen; diese Temperatur auf. wird für etwa 2 Stunden aufrechterhalten.

Zu beachten ist, daß der Dicarbonsäurehalbester Dann wird das Reaktionsprodukt auf etwa 8O⁰C

nicht notwendig als Emulgator bei den verschiedenen 50 abgekühlt und nach Zugabe von 70 Teilen einer Nahrungsmitteln, die im Rahmen dieser Erfindung 50%igen wäßrigen Kaliumcarbonatlösung für etwa betrachtet werden, wirkt, wennschon diese Ester tat- 30 Minuten bei 80° C gehalten,
sächlich eine merkliche Herabsetzung der Grenz- Dann wird das Reaktionsgefäß auf etwa 30 mm Hg

flächenspannung zwischen öl und wäßrigen Phasen (abs.) gebracht, um freie Feuchtigkeit zu entfernen, herbeiführen, wenn sie in Öl gelöst sind. Jedoch 55 und auf diesem Druck gehalten, während das Reaksollten die Dicarbonsäurehalbester in den Fett- tionsprodukt gerührt wird. Dann wird das Reaktionsbestandteilen der Nahrungsmittel in Dispersion vor- produkt aus dem Behälter gepumpt und durch Verliegen, wenn sie nachteilig wirksam werden sollen. sprühen und Abschrecken in ein frei fließendes Pulver

umgewandelt.

B e i s ρ i e 1 I ^6o Das Reaktionsprodukt hat folgende Zusammensetzung und Kennzahlen:
Der Dicarbonsäurehalbester zur Verwendung im

Rahmen der Erfindung kann beispielsweise hergestellt Saurezahl, mg KOH/g 76,5

werden aus 1000 Gewichtsteilen Monoglycerid von Verseifungszahl, mg KOH/g 336,0

gehärtetem Schweinefett, mit 92% Monoglycerid- 65 Schmelzbereich, ° C 54 bis 59

anteil, die in ein Gefäß gegeben werden, das einen Jodwert, Wiijs 0,4

Rührer und eine Stickstoff-Ausblasleitung besitzt. Freies Bernsteinsäureanhydrid,

Das Monoglycerid wird auf etwa 120° C erhitzt und Gewichtsprozent kein

Gesamtes gebundenes Bernsteinsäureanhydrid, Gewichtsprozent 17,6

Bernsteinsäureanhydrid, gebunden als

Halbleiter, Gewichtsprozent 13,7

Bernsteinsäureanhydrid, gebunden als

Neutralester, Gewichtsprozent 3,9

Beispiel III

1000 Gewichtsteile Monoglycerid von gehärtetem Schweinefett, mit 92% Monoglyceridanteil, werden durch Erhitzen auf etwa 120° C geschmolzen und dann für kurze Zeit zum Abführen freier Feuchtigkeit unter Vakuum gesetzt.

180 Teile Bernsteinsäureanhydrid werden unter Rühren in den Behälter gegeben und Stickstoff eingeblasen. Wärme von außen und Reaktionswärme lassen die Temperatur des Reaktionsgemisches auf etwa 140° C ansteigen. Die Reaktionsmischung wird für etwa 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten, dann auf etwa 80° C abgekühlt und mit 45 Teilen einer 5O°/oigen wäßrigen Lösung von Kaliumcarbonat vermischt.

Nach dem Mischen wird die freie Feuchtigkeit aus dem Behälter durch Evakuieren entfernt und die Mischung in Form von Flocken gewonnen. Der gebildete Dicarbonsäurehalbester hat folgende Zusammensetzung und Kennzahlen:

Säurezahl, mg KOH/g 74,0

Verseifungszahl, mg KOH/g 301,4

Schmelzbereich, ⁰C 52 bis 56

Jodwert, Wiijs 0,6

Freies Bernsteinsäureanhydrid,

Gewichtsprozent kein

Gesamtes gebundenes Bernsteinsäureanhydrid, Gewichtsprozent 13,9

Bernsteinsäureanhydrid, gebunden als

Halbleiter, Gewichtsprozent 13,2

Bernsteinsäureanhydrid, gebunden als

Neutralester, Gewichtsprozent 0,7

Beispiel IV

5000 g Monoglycerid von gehärtetem Schweinefett, mit 92% Monoglyceridanteil, werden in einen 12-Liter-Dreihalskolben, der einen Rührer und eine Stickstoff-Einblasleitung besitzt, gegeben. Die Substanz wird zum Schmelzen gebracht und freie Feuchtigkeit durch Anwendung von Unterdruck entfernt. Unter Rühren werden unter Stickstoff 1300 g Bernsteinsäureanhydrid zugegeben. Für die Zugabe werden 10 Minuten angesetzt, und danach wird der Kolben für 45 Minuten auf 145 bis 150° C gehalten. Danach wird das erhaltene Produkt abgekühlt und durch Ausgießen in Porzellangefäße verfestigt.

Das Produkt hat folgende Zusammensetzung und Kennzahlen:

Säurezahl, mg KOH/g 106,4

Verseifungszahl, mg KOH/g 357,5

Jodwert, Wii j s 0,5

Beispiel V

Zubereitung nach Beispiel IV, jedoch werden nach dem Abkühlen auf 80° C und vor der Verfestigung ungefähr 60 ml Wasser zugegeben und das Ganze 10 Minuten lang gerührt. Danach wird das Produkt erhitzt und unter Vakuum gesetzt, um alle freie Feuchtigkeit zu entfernen. Das getrocknete Erzeugnis wird durch Ausgießen in Porzellangefäße verfestigt. Die Zugabe von Wasser und das Umrühren garantieren die Umwandlung etwa im Produkt noch vorhandenen freien Anhydrids zu Säure.

Beispiel VI

Zubereitung wie bei Beispiel IV, jedoch wird das Produkt nach dem Abkühlen auf 80° C und vor dem Verfestigen in geschmolzenem Zustand in Wasser gegossen und 10 Minuten lang auf etwa 65° C gehalten. Das Wasser macht etwa das siebenfache Gewicht des Produkts aus. Die Suspension des Produkts in Wasser wird auf etwa 10° C abgekühlt und dann zur Gewinnung des Dicarbonsäurehalbesters filtriert. Nach der Filtration wird das Produkt im Vakuumofen 1 ^χΙϊ Tage getrocknet. Das getrocknete Erzeugnis hat folgende Kennzahlen:

Säurezahl, mg KOH/g 96,7

Verseifungszahl, mg KOH/g 348,5

Wassergehalt, % 0,16

Beispiel VII

972 g Propylenglykol-Monostearat (mit 85%Monoester) werden in einen Kolben gegeben, der einen Rührer und eine Stickstoff-Einblasleitung besitzt. Das Monostearat wird geschmolzen und Feuchtigkeit durch Anlegen von Vakuum entfernt.

240 g Bernsteinsäureanhydrid und 1,5 g Kaliumcarbonat werden in den Kolben gegeben. Das Kaliumcarbonat dient als Reaktionsbeschleuniger. Der Kolben wird mit Stickstoff durchspült, und die Reaktionsmischung wird unter Rühren auf 165° C erhitzt; auf dieser Temperatur wird die Mischung ungefähr 30 Minuten lang gehalten.

Das Reaktionsprodukt wird aus dem Kolben entfernt, kann abkühlen und wird danach in etwa 10 1 Wasser aufgeschwemmt. Die Suspension wird unter lebhaftem Rühren auf 65⁰C erhitzt und danach unter Rühren abgekühlt.

Der Dicarbonsäurehalbester setzt sich in kleinen Partikeln ab, wird aus dem Wasser nitriert und an der Luft getrocknet.

Beispiel VIII

300 g Monoglycerid von gehärtetem Schweinefett, mit 92% Monoglyceridanteil, werden in einen mit Rührer und Stickstoff-Einblasleitung ausgerüsteten Kolben gegeben. Das Monoglycerid wird geschmolzen und freie Feuchtigkeit durch Unterdruck entfernt. 90 g Glutarsäureanhydrid und 0,45 g Kaliumcarbonat als Katalysator werden unter Rühren in den Kolben gegeben. Der Behälter wird mit Stickstoff durchspült und auf 170° C erhitzt. Unter lebhaftem Rühren wird das Reaktionsgemisch etwa 45 Minuten lang auf 170° C gehalten.

Man läßt das Reaktionsprodukt abkühlen, schlämmt es danach in etwa 4 1 Wasser auf und rührt die Suspension, während sie auf 70° C gehalten wird.

Die Suspension kann dann unter Rühren abkühlen, das Reaktionsprodukt wird aus dem Wasser filtriert und an der Luft getrocknet. Die Säurezahl des Erzeugnisses ist 91.

109 517/261

Beispiel IX

175 g Adipinsäureanhydrid werden zu 550 g Monoglycerid von gehärtetem Schweinefett (Jodwert etwa 1) in einen mit Rührer und Stickstoff-Einblasleitung versehenen Kolben gegeben. Die Mischung wird auf 170° C erhitzt, und die entstehende Reaktionswärme erhitzt sie weiter auf etwa 184° C. Bei heftigem Rühren läßt man dann auf 165° C abkühlen und hält diese Temperatur etwa 20 Minuten lang unter lebhaftem Weiterrühren. Dann wird abgekühlt.

Das Reaktionsprodukt nach diesem Verfahrensbeispiel weist eine Säurezahl von etwa 99 auf.

Beispiel X

1200 g eines handelsüblichen Sorbitan-Monostearats werden in Gegenwart von 2 g Kaliumcarbonat mit 265 g Bernsteinsäureanhydrid umgesetzt. Die Reaktion wird etwa 45 Minuten lang bei 165° C in der gleichen Weise ausgeführt, wie in den vorhergehenden Beispielen dargestellt.

Das Reaktionsprodukt läßt man dann auf etwa 85° C abkühlen und wäscht es mit der sechsfachen Gewichtsmenge Wasser der gleichen Temperatur aus. Unter Rühren wird auf etwa 10° C abgekühlt. Dann wird das Produkt von der Lösung abfiltriert und an der Luft getrocknet.

Es ist zu bemerken, daß bei einigen der vorstehend angegebenen Beispiele das Reaktionsprodukt mit Kaliumcarbonat neutralisiert worden ist, während in anderen Beispielen das Reaktionsprodukt mit Wasser gewaschen wurde, jedoch nicht mit Alkali. Wenn das Reaktionsprodukt längere Zeit in Öl oder Fett zu halten ist, verursacht das Waschen mit Kaliumcarbonat einen Verlust an Wirksamkeit bei dem Produkt.

Die Reaktionsprodukte aus den Beispielen I, II, III, IV und VI wurden bewertet durch Zugabe von 2,5% jeden Reaktionsprodukts zu einem handelsüblichen Backfett, das gehärtetes Baumwollsaatöl und keine Mono- oder Diglyceride enthielt; damit wurden weiße Probekuchen gebacken. Diese Kuchen wurden mit Vergleichskuchen verglichen, nachfolgend Vergleich A genannt, die mit einem handelsüblichen Backfett gebacken waren, das ungefähr

3°

35

6,5 % Mono- und Diglyceride enthielt. Weiter wurde eine zweite Serie Vergleichskuchen zubereitet, nachfolgend als Vergleich B bezeichnet, die mit einem plastischen Backfett von 2,5 % Glycerinlactopalmitatgehalt gebacken waren. Eine dritte Serie von Vergleichskuchen, als Vergleich C bezeichnet, wurde gebacken mit einem plastischen Backfett, das 2,5% eines durch Kurzwegdestillation gewonnenen Monoglycerids von gehärtetem Schweinefett (92% Monoglyceridgehalt) enthielt.

Die Kuchen, die das Zusatzmittel der Erfindung enthielten, wurden, wie die Vergleichskuchen, in folgender Weise hergestellt.

Eine trockene Mischung folgender Zusammensetzung wurde zubereitet:

Mehl 41,9 Teile

Zucker 52,1 Teile

Salz 1,0 Teil

Backpulver 2,5 Teile

Zu 48,7 Teilen dieser trockenen Mischung wurden 10,0 Teile Backfett und 16,0 Teile flüssige Vollmilch gegeben. »Teile« bedeuten immer Gewichtsteile. Die trockene Mischung, das Backfett und die Milch wurden gut vermengt und zu dem Gemisch eine nasse Mischung aus 12,0 Teilen Eiweiß und 8,0 Teilen flüssiger Vollmilch gegeben. Das sich ergebende Gemisch wurde zu einem guten Teig vermischt, dessen spezifisches Gewicht bestimmt wurde.

420 g des Teigs wurden in eine 20-cm-Kuchenform gebracht und bei 177⁰C gebacken. Nach dem Backen wurden das Volumen des Kuchens und das Kuchenprofi] bestimmt.

Das Kuchenprofil wurde durch Messen der Kuchenhöhe an drei Stellen längs des Kuchendurchmessers ermittelt. Es wurde angenommen, daß ein Kuchen das geforderte Profil hatte, wenn die Kuchenhöhe längs des Durchmessers im wesentlichen gleich war, womit angezeigt wurde, daß der Kuchen weder eine Eintiefung noch einen übermäßigen Buckel in der Mitte hatte.

Körnigkeit und Gefüge eines jeden Kuchens wurden ebenfalls beurteilt.

Die Tabelle 1 faßt die Ergebnisse der vorstehenden

Untersuchungen zusammen:

Tabelle 1
Backergebnisse bei plastischen Backfetten

Kuchen
Bezeichnung

Teig

Spezifisches

Gewicht Kuchen
Volumen, cm³

Kuchen,

Korn
und Struktur

Kuchen
Profil

Vergleich A
Vergleich B
Vergleich C

Beispiel I .
Beispiel II .
Beispiel III .
Beispiel IV .
Beispiel VI .

0,89 0,82 0,83

0,92 0,94 0,91 0,88 0,90 1180
1080
1110

1220
1180
1210
1300
1330

fein

fein, dicht
fein, dicht

gut
gut
gut
fein
sehr fein

22 - 26 - 24
21-24-21
22 - 26 - 22

25 - 26 - 24

24 - 25 - 24

25 - 25 -24
25 - 26 - 25
25 - 27 - 25

Aus Tabelle 1 ergibt sich, daß Kuchen, die unter gleich A, bei dem ein Backfett mit 6,5% Mono- und

Benutzung eines Backfetts mit 2,5 Gewichtsprozent 65 Diglycerid verwendet wurde. Man sieht außerdem,

des Reaktionsprodukts aus den Beispielen I und II, daß das Volumen der Kuchen, die das Zusatzmittel

III, IV und VI hergestellt waren, im wesentlichen der Erfindung enthielten, wesentlich größer war als

das gleiche Volumen hatten wie der Kuchen Ver- das der Vergleichskuchen B und C, die übereinstim-

mende Mengen an Glycerinlactopalmitat bzw. destilliertem Monoglycerid enthielten.

Die Kuchen mit Dicarbonsäurehalbester rochen und schmeckten gut. Außerdem hatten sie im Vergleich zu jedem Kontrollkuchen ausgezeichnete Profile.

Die Reaktionsprodukte nach den Beispielen II, IV und VI wurden außerdem dadurch bewertet, daß die Dicarbonsäurehalbester zu einem flüssigen Pflanzenöl

in den weiter unten genannten Anteilen gegeben wurden mit 2,5% Fischöl-Mono- und Diglyceriden (Jodwert kleiner als 1); die Monoglyceride enthielten etwa ein Drittel Säurereste mit 20 oder mehr C-Atomen; weiße Probekuchen wurden mit der resultierenden Mischung gebacken. Die Art der Kuchenherstellung war dieselbe wie zuvor beschrieben. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse dieser Versuche.

Tabelle 2 Backergebnisse mit flüssigen Backfetten

"In Carbonsäureester

Teig

Spezifisches Gewicht Kuchen
Volumen, cm³

Kuchen,

Korn
und Struktur

Kuchen
Profil

Beispiel II
Beispiel IV
Beispiel VI

2,0

2,5
2,5

0,88 0,84 0,89 1210
1320
1310

sehr gut

fein

fein

23 - 25 - 24
25 - 26 - 24

24 - 26 - 25

Es ist zu erkennen, daß die hergestellten Kuchen Volumen, Profil, Korn und Struktur hatten, die vergleichbar sind mit den besten Vergleichskuchen aus Tabelle 1. Außerdem waren die Kuchen im Geschmack ausgezeichnet, zart und feucht.

Mit Dicarbonsäurehalbester nach den Beispielen VII bis X gebackene Kuchen waren besser als die Kontrollkuchen, sowohl bei Verwendung plastischer wie bei Benutzung flüssiger Backfette.

Es wurde festgestellt, daß der Dicarbonsäurehalbester bessere Brotstruktur liefert, wenn er zu einem Backfett gegeben wird, wie es zum Brotbacken verwendet wird; er vermag das Altbackenwerden des Brots weitgehend zu verhindern. Bei einem speziellen Versuch wurde der Dicarbonsäurehalbester nach Beispiel I in einem Backfett aus 20 °/o Dicarbonsäurehalbester und 80 °/o teilweise gehärtetem Sojabohnenöl verwendet. Dieses Backfett wurde für ein übliches Brotrezept mit einem Anteil von 1,6% benutzt.

Das Produkt nach Beispiel VI wurde zu Schokolade gegeben. Hierzu wurde Schokolade bei 66° C geschmolzen. Das Produkt nach Beispiel VI wurde ebenfalls geschmolzen, zu der Schokolade gegeben und bei 66° C V2 Stunde lang gerührt. Dann wurde die Mischung auf 33° C abgekühlt, bis sie breiig wurde, und anschließend bis zur Gießbarkeit auf 34° C erwärmt. Das Produkt wurde in Formen gegossen und zu Tafeln geformt. Danach wurde das Erzeugnis etwa 48 Stunden lang bei 21° C gelagert. Danach wurden die Tafeln luftdicht verschlossen und dann behandelt, indem sie in einem Raum mit 16° C 4 Stunden lang aufbewahrt wurden und dann für 4 Stunden in einen Raum mit 31° C gebracht wurden; dieses Verfahren wurde noch fünfmal wiederholt.

Die Schokolade, die keine Zusätze enthielt, wurde in gleicher Weise behandelt, gelagert, dicht eingepackt und unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt.

Die Vergleichsstücke liefen sehr erheblich an und ergaben ein unbefriedigendes Schokoladeerzeugnis, während die mit Zusatzmittel gemäß Erfindung versetzten Erzeugnisse frei von Beschlag blieben.

Bei der Herstellung von Speiseeis wurde das nach Beispiel VI hergestellte Produkt benutzt und der Speiseeismischung in einer Menge von 0,06% zugefügt. Dieses Speiseeis wurde mit einem Kontrollspeiseeis identischer Rezeptur verglichen, welches aber einen handelsüblichen Emulgator, bestehend aus einem Gemisch von Mono- und Diglyceriden, wobei die Monoglyceride etwa 60% ausmachen, in der üblichen Menge von 0,08% enthielt. Ein zweites Kontrollspeiseeis wurde aus der gleichen Speiseeismischung hergestellt, jedoch ohne Hinzufügung irgendeines Emulgators. Die Speiseeismischung, welche bei diesen Versuchen benutzt wurde, war nach dem üblichen Rezept zusammengesetzt:

11,5% Butterfett,

10,5 % fettfreie Trockenmilch,

0,13% Stabilisator,

Emulgator, wie oben angegeben.

Die Mischungen wurden bei etwa 75° C 30 Minuten lang pasteurisiert und in einem Zweistufen-Homogenisierungsapparat bei 87 kg/cm² in der ersten und 58 kg/cm² in der zweiten Stufe homogenisiert. Dann wurden die Mischungen in einem üblichen Oberflächenkühler gekühlt und über Nacht -aufbewahrt vor dem Gefrieren im Gefrierapparat. Die Proben wurden durch den Gefrierapparat geleitet, in Halblitergefäße gegeben und unter üblichen Bedingungen gehärtet.

Dann wurden die Proben auf Körper, »Kaugefühl«, Gefüge und Schmelzeigenschaften geprüft.

Die Proben, die Emulgatoren enthielten, wurden als zufriedenstellend in allen Eigenschaften beurteilt, die Probe ohne Emulgator war unbefriedigend wegen wäßrigen und käsigen Aussehens.

Um die verbesserten Eigenschaften beim Spritzen von Margarine zu prüfen, wurde das Produkt von Beispiel VI mit einer handelsüblichen Margarine vermischt. Dazu wurden 0,5 g des Produkts in einen Mörser gegeben und mit einer geringen Menge Wasser mit dem Pistill zerrieben. Zu der Paste wurden 100 g Margarine gegeben und bis zur Homogenisierung durchgearbeitet. Die Mischung wurde dann zum Erstarren gebracht. 10 g der erstarrten Mischung wurden in eine Schale getan und mit einer Heizplatte auf etwa 232° C erhitzt, bis alle Feuchtigkeit entfernt war. Ein Blatt Papier wurde um die Schale gelegt, um das während des Versuchs wegspritzende Material aufzufangen.

Zu Vergleichszwecken wurde die im beschriebenen Versuch benutzte Margarine ebenso behandelt, ohne daß der Ester in den Mörser gegeben wurde.

Die Papiere, die (a) um die Probe mit zugefügtem Ester und (b) um die Vergleichsprobe gestellt waren, wurden miteinander verglichen, wobei sich zeigte, daß das Produkt, welches das erfindungsgemäße Zusatzmittel enthielt, deutlich weniger spritzte. Ähnliche Eigenschaften hinsichtlich Verminderung des Spritzens waren bei einem Versuch mit dem Produkt von Beispiel X zu beobachten.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Zusatzmittel zu fetthaltigen Nahrungsmitteln, insbesondere Backfetten, auf der Basis von Dicarbonsäurehalbestern monoacylierter mehrwertiger Alkohole, dadurch gekennzeichnet, daß der Dicarbonsäurerest aus Bernstein-, Glutar- oder Adipinsäure stammt und der mehrwertige Alkohol Propylenglykol, Glycerin, Sorbit oder Sorbitan ist, dessen Acylgruppe von einer gesättigten Fettsäure mit einer geraden Anzahl von Kohlenstoffatomen von 12 bis 24 abgeleitet ist.