DE1492956A1 - Verfahren zur Herstellung von Margarine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Margarine mit gutem Schmelzverhalten Im Hunde· Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von.Margarine, die hinslohtllch Konsistenz und Sohmelzverhalten im Munde einer flblloh hergestellten Margarine überlegen 1st und Butteijähnelt.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zur Herstellung von Margarine, bei welchem eine öl« bzw· Fett und Wasser enthaltende Emulsion mit gekühlten Fetten oder Fettgemisohen vermischt wird, 1st daduroh gekennzeichnet, daß die Fette bzw· Fettgeulscho durch Kühlung unter mechanischer Bearbeitung vorkristallisiert werden, die entstandene Kristalli-

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satlons- und Reibungswärme aus dem vorkristallisierten Fett durch weitere Kühlung bis zur Erreichung einer Temperatur von unter 20⁰C abgeführt wird, das in dieser Weise behandelte Fett mit der Emulsion vermischt und schonend bearbeitet wird, wonach die sich ergebende Mischung in an sich bekannter V/eise homogenisiert und abgefüllt wird·

' Die Fette oder Fettgemische werden vor der Vermischung mit der Emulsion vorzugsweise so weit gekühlt ' und in einem Kristallisator behandelt, bis 5 - 20 % auskristallisieren·

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung können als Emulsion die verschiedenen bekannten Eaulslonstypen verwendet werden·

Verfahren zur Herstellung von Margarine durch Einmischen von Emulsionen in die Fettphase sind bereits bekannt. *

Nach einem dieser bekannten Verfahren soll eine Fett-Seruamischung sehr schnell gekühlt und sofort vor irgendeiner mechanischen Bearbeitung mit einer rahmähnlichen Emulsion vermischt werden« Die rahmähnliche Emulsion soll bei der Vermischung, mit den Fett keinerlei Phasenumkehr erleiden· Ober Einzelheiten, die für die Gewinnung einer Margarine, die über eine längere Lagerzelt hinaus eine butterähnliche Struktur beibehält, wesentlich sind, 1st Im

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Zusammenhang mit dieser Arbeltsweise nlchWbekannt, Im übrigen hat das bekannte Verfahren den Nachteil, daß es hinsichtlich der einzuhaltenden Verfahronsbedlnßungen wie ü.B. Temperaturführung und Venal3chungsgeschwindigke it der beiden Phasen, Insofern Einschränkungen unterworfen ist, als nur durch ganz bestimmte geregelte Bedingungen eine Phasenumkehr gänzlich vermieden werden kann·

Es 1st ferner ein Verfahren zur Herstellung von Margarine unter Verwendung von Emulsionen bekannt, bei welchem die Emulsion auf möglichst tiefe Temperaturen - ζ·Β· unter O⁰C gekühlt, während die Fettphase auf solchen Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten gehalten wird, daß sie bis zur Vermischung fließfähig bleibt und eine Kristallisation des Fettes vor den Vermischen mit der Emulsion auf Jeden Fall vermieden wird· Es ist offensichtlich, daß die EInhaltung derartiger Bedingungen auf verfahrensnäßige Schwierigkeiten trifft, well die Kühlung der Emulsion - z.B. bei Verwendung einer hochkonzentrierten ül-ln-Wasser (0/W) Emulsion - sehr schnell zu einer völligen Phasenumkehr führt. Bei Kühlung einer V/asser-in-Ol (W/0) - Emulsion auf derartig tiefe Temperaturen - wie z.B. etwa 0⁰Q - würde die Viskosität zu groß werden, um eine so weitgehende DIspergicrung der gekühlten Emulsion zu erreichen, wie es zur Heratellung einer Margarine nach diesem bekannten Vorfahren erforderlich wäre·

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überraschenderweise wurde nun gefunden, daß Margarine mit gutem Schmelzverhalten im Munde durch Vermischen von öl bzw. Fett und Wasser enthaltenden Emulsionen mit gekühlt era, vorkristallisiertem Fett hergestellt werden kann· Dieser Effekt einen sehr schnellen angenehmen Schmelzens der Margarine im Kunde ist dann besonders ausgeprägt, wenn als Emulsion, bei den Verfahren geraäß der Erfindung,hauptsächlich eine Emulsion vom Typ einer O/W-Emulslon verwendet wird.

In Jedem Fall soll das zur Anwendung kommende Fett vor der Verwischung mit der Emulsion auf unter 20⁰C gekühlt, und möglichst 3tark.vorkristallisiert werden. Die Kühlung wird üblicherweise im Votator durchgeführt, Ee kann in manchen Fällen vorteilhaft sein, die Kühlung langsam durchzuführen, zumal durch langsames Kühlen an sich

■t wünschenswerte gröbere Kristalle entstehen, wodurch eine Verbesserung des Schmelzverhaltens der Margarine erzielt wird.

Bei der Ausführung des Verfahrens geciäß der Erfindung kann man ζ ,B₄ zunächst in an sich bekannter V/eise eine Emulsion aus Wasser -und/oder Magermilch sowie pflanzlichen und/oder tierischen ölen und/oder Fetten in zur Emulsionsherstellung üblicher Welse benutzten Homocenisatoren oder geeigneten Pumpen wie Räderpumpen herstellen. Wenn naeh\der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Emulsion,

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dl« vorwiegend von O/W-Typ ist, verwendet wird, wird zweckroäßlgerwcise bei deren Herstellung als Wasserphase ebenfalls gesäuerte Milch - wie bei der Margarineherstellung auch sonst üblich - verwendet und der pH-Wert der sich er-, gebenden Emulsion auf etwa 4,4 - 6,5 eingestellt· Bei pH-Werten, wie s.B· pH 5 oder höher, ist es erwOnscht, Konservierungsmittel wie z.B. Sorbinsäure zuzusetzen. ^f

Der Fettgehalt der Emulsion kann in weiten Grenzen variiert werden.

Als Emulgatoren und Stabilisatoren dienen bei der Herstellung der Emulsion die natürlichen Inhaltsstoffe der Milch, wie zum Beispiel das Milcheiweiß oder natürliche Eiweißstoffe anderer Herkunft, z.B. Hühnereiweiß, Sojaprotein, Eigelb od.del. oder Emulgatoren wie z.B. Lecithin, wobei auch Phosphate und Polyphosphate in geringen Kengen anwesend sein können. Wenn erflndungsgeraäß eine 0/W-Emulslon zur Anwendung kommt, soll der Eiweißgehalt 5 - 20 Ji, bezogen auf den wässerigen Teil der Emulsion, betragen· Bei -Anwendung einer W/O-Emulslon können die für diesen Emulsions typ Üblichen Emulgatoren, wie zum Beispiel Monoglyceride, Lecithin, Eigelb, in Konzentrationen von 0,1.- 2 Ji, bezogen auf die wässerige Phase der Emulsion, zum Einsatz kommen.

In Jedem Falle muß darauf geachtet werden, daß durch Vermischen Bit der entsprechenden Menge des in nachfolgend beschriebener Velse vorbehandelten Fettes ein Produkt ei

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halten wird, das der Zusammensetzung von Margarine entspricht» und beispielsweise einen festgelegten Wassergehalt von 20 % hat.

Je nach Art der gewünschten Margarine können die verschiedensten, geeigneten öle bzw. Fette verwendet werden, Beispiele für geeignete&e und/oder Fette sowohl für die kontinuierliche Fettphase als auch für den Fettanteil der verwendeten Emulsion sind Erdnußöl, Bauxawollsaatöl, Sonnenblumenöl, Palmöl, Kokosfett, Palnkernfett u.a. in gehärteter und nichtgehärteter Fora, welche in geeigneten Mengenverhältnissen gemischt werden kdnnen.

Das »it der Emulsion zu vermischende Fett (Fettphase) kann gemäß der Erfindung vor den Veraischen folgender Behandlung unterworfen werden:

Zn einen in der Kargarinc-Inüustrie«üblichen Votator-

t System wird der vorzukristallisierende Fettanteil in einen oder mehreren gekühlten Zylindern, welche in üblicher Weise mit Rotor- und Schabevorrichtungen versehen sind, auf Temperaturen unter 20⁰C gekühlt. Das gekühlte Fett gelangt dann aus dem oder den gekühlten Zylindern In einen oder Mehrere mit Rotor versehene XrIstallisatoren, wo es bei hoher Utodrehungsgeschwlndigkeit des Rotors - etwa 400 bis 800, vorzugsweise 500 bis 700 U/mln, mechanisch bearbeitet und stark vorkristallisiert wird· Das gekühlte, vorkristallisierte Fett wird aus den Kristallisator bxw, diesen

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satoren in einen oder mehrere weitere gekühlte Zylinder ein« geführt, worin die Kristallisationswärme und die aus raecha-.nischer Arbelt entstandene Wärme wieder abgeführt werden· Aus dem Kühlzylinder bzw. den Kühlzylindern wird das gekühlte und stark vorkristallisierte Fett durch ein entsprechendes Rohrsystem geleitet und in einer Mischvorrichtung, beispielsweise einer Mischdüse, mit der in oben geschilderter Weise hergestellten Emulsion ZAisammengeführt· Das Fett weist bei der Vermischung eine Temperatur von etwa 5 - 20⁰C, vorzugsweise 7 - 18°C auf und die Emulsion eine Temperatur von unterhalb 25°C, vorzugsweise 17 - 23⁰C. Das erhaltene Genisch wird anschließend in einemzweiten Kristallisator vollständig gemischt und schonend bearbeitet« Der Rotor dieses ζ vielten Kristallisators wird hierzu auf eine relativ geringe Umdrehungsgeschwindigkeit eingestellt, so daß bei diesem Vorgang nur eine geringe Reibungswärme und eine entsprechend geringe Temperaturerhöhung auftritt· Das dabei erhaltene fertige Produkt wird anschließend vorzugsweise flüssig in Becher abgefüllt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert·

Beispiel 1

In einer Vorrichtung, wie sie in Abb· 3 der Zeichnung schematise!» dargestellt ist, wird zunächst eine Fett- Λ zusammensetzung in einer Dosierkolbenpumpe in die Anteile

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I βθ % . und

II 4θ %

proportioniert· Die Fettzusammensetzung let durch folgende Kennzahlen charakterisiert:

Stelgschnielzpunkt	29	- 30°C
Dilatation bei 200C	315	- 3*5
300C	85	-100
360C	20	- 35

Der Fettanteil I wurde bei einem Durchsatz von 576 kg/Std, über die !fahrleitung y den Kühlzylinder 1 zugeführt, und dort von 36⁰C auf 13,5⁰C gekühlt. Mit dieser Temperatur, bei der es zu kristallisieren beginnt, gelangte das Fett in den Kristal-lisator 2 und wurde dort bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors von 500 U/min bearbeitet und stark vorkristallisiert, wobei die Temperatur bei einer Zunahme von 7⁰C auf 20,5⁰C anstieg» In einer dea Fett beim Verlassen des Kristallisatore 2 entnommenen Probe wurde kein weiterer messbarer Temperaturanstieg durch freiwerdende Kristallisationwärme beobachtet. Die Fettkristalle waren unter dem Lic h.t mikroskop in polarisiertes» Licht sichtbar. Es 1st daher anzunehmen daß das KrlstallisationsechnelZElGichcewicht bei dieser Temperatur nahezu erreicht war. Unter dieser Annahme ergibt eich aus der Fest-Flüssiß-

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Vertellung&kurve, wie sie in Abb· I der Zeichnung dargestellt ist, ein kristallisierter Anteil von etwa 11 %.

Anschließend gelangte das Fett nacheinander in die Kühlzylinder 3 und 4, in welchen die Temperatur durch weitere Kühlung wieder auf 7°C gebracht wurde·

Der Fettanteil II wurde bei 36°C in der Emulgiervorrichtung 5 mit gesäuerter Magermilch von 1O°C (pH-Wert H_$k) zu einer O/W-Eaulsion alt einer Temperatur von 22°C vermischt. Als Emulgiervorrichtung wurde eine Zahnradpumpe. (Fabrikat Neidig, Typ LUS Standard 2/35) benutzt.

Die gesäuerte Magermilch wurde von einem Kolben der Dosierkolbenpumpe so dosiert, daß mit den Fettanteil II eine 61,5 % Fett enthaltende O/W-Emulsion entstand. Die

Emulsion wurde mit einem Durchsatz von 624 kg/h aus der

t Zahnradpumpe durch die Rohrleitung χ mit den durch die

Rohrleitung r fließenden vorkristallisierten und gekühlten

Fettanteil I zusammengeführt und dieses Gemisch dann mit einem Durchsatz von 1200 kg/Std· in dem Kristalliaator 6 vollständig gemischt und schonend bearbeitet· Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors dieses Misch-Krietallisators betrug während des Bearbeitungsvorganges 55 U/min·

Die fertige Margarine «Zeichnete sich durch gute ; Streichbarkeit sowohl bei Zimmertemperatur als auch bei Kühlschranktemperatur und vor allem durch ein ungewöhnlich gutes Sclimelxverhalten la Kund· aus, welches stark an Butte]

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erinnert, d.h. sie schmilzt sehr schnell und hinterläßt einen kühlen, creraartigen Geschraackseintiruck iia Munde. Iu übrigen wies sie cute geschmackliche Haltbarkeit und gute Beibehaltung der Konolatenz auf. Gleichzeitig wurden die Aroma- und sonstigen Geschraaekastoffe - überraschenderweise gerade die in der wässerigen Phase enthaltenen - besonders schnell und intensiv wirksam. Da3 Schselzverhalten dieser Margarine war decineuväü von demjenigen üblicher Margarine in charakteristischer Weise verschieden, und erwies sich als besonders vorteilhaft und erwünscht·

Durch mikroskopische Untersuchungen konnte festgestellt werden, daß die Rahrastruktur in der margarine teilweise erhalten geblieben 1st, d.h. die Margarine enthält vereinzelt in der kontinuierlichen Fettphase verteilte mit einer Wasserhülle versehene öltropfen (sogenannte "Butter-

kügelchen").

Beispiel 2

In einer Vonlchtung, wie sie in Abb. 3 schematise!* dargestellt ist, jedoch ohne Emulgiervorrichtung 5» wird zunächst eine Fettzifcarr.iaensetzung in einer Dosierkolbenpumpe in die Anteile _N

\ I 60 % und -·₍

Ii ^o i '·\^Ν

proport lon ler t · \i

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Die Fettzusammensetzung war die folgende:

35 % Baumwollsaatöl

15 % Kokosfett

10ί gehärtetes Baumwollsaatöl - Stelgsehmelzpunkt 33-35⁰C 20 % gehärtetes Plschöl - Stelgschmelzpunkt 36-38°C 20 %■ gehärtetes Sojaöl - Steißschraelzpunkt 40-42⁰C

Der Fettanteil I wurde bei einem Durchsatz von 576 kg/Std. über die Rohrleitung y dem Kühlzylinder 1 züge-'·, führt und dort von 36⁰C auf 11°C gekühlt. Mit dieser Temperatur , bei der es bereits kristallisierte, gelangte das Fett In den Krlstalllsator 2 und wurde dort bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Rotors von SOO U/uin bearbeitet und stark vorkri3tallisiert, wobei die Temperatur »It einem Anstieg von 7,5⁰C auf l8,5°C anstieg» In einer dea Fett beim Verlassen des Krictallisators entnommenen Probe viurde kein weiterer messbarer Temperaturanstieg durch freiwerdende Kristallisationswärme beobachtet. Aus der Fest - Flüsalß-Verteilunßckurve, wie sie in Abb. 2 der Zeichnung gezeigt ist, ergab sich bei dieser Temperatur ein kristallisierter Anteil von etwa 16 %,

Der Fettartteil II wurde bei 36⁰C nit gesäuerter Magermilch von 10⁰C (pH-Wert k_tk) zu einer Uasser-in-ül-Eaulslon mit einer Teiuperatur von 23⁰C ohne Verwendung besonderer EiaulGiorvorrichtunßen verniecht. Die Gesäuerte Kagonnilch

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wurde von einem Routen der Doaiorkolbcnpunpo so dosiert_# daß mit dem Fettanteil II eine 61,5 % Fett enthaltende Wasser-in-öl-Eraulsion entstand. Die Emulsion wurde mit einem Durchsatz von 624 kc/Std. aua der Dosierkolbenpumpe durch die Rohrleitung χ mit dem durch die Rohrleitung r fließenden, vorkristallisierten und gekühlten Fettanteil I zusammengeführt und dieses Gemisch dann alt einem Durchsatz von 1 200 kß/2td. in den Kristallisator gemischt und schonend bearbeitet. Die Umdrehungsgeschwindigkeit dos Rotors dieses Ilisch-Kristallisators betruf* während des ßearbeitunGSVorßanges 55 U/min.

Die sich ergebende fertige Emulsion gelangte mit eine; Temperatur von 20⁰C aus dem Kristallisator 6 bei einem Durchsatz von 1200 kg/Std. durch ein entsprechendes Rohrsystem über eine Homogenisierdüse 7_i roit einem Durehlaßquersclinitt von 3 nn» zur Verpackungsmaschine, νοέ die Margarine-Emulsion inlt einer Temperatur von 20,5°C halbflüssig in Becher abgefüllt wurde.

Der Druck unmittelbar vor der 3 mm Düse betrug 20 atü

Beispiel 3

Gemäß der in der US-Patentschrift 2 605 Iß5 beschriebenen Arbeiteweise wurde eine Margarine aus der gleichen Pettsusammensetzung wie in Beispiel 2 hergestellt. DftbWi wurde ebenfalls eine 6l,5 % Fett enthaltende tf/0-EmulsioV

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und reines Fett in den in Beispiel 2 angegebenen Mengenverhältnissen getrennt gekühlt, vermischt und diese Mischung weiter gekühlt. Im Gegensatz zu Beispiel 2 wurde hier Jedoch die Emulsion auf eine Temperatur von 13,5⁰C gekühlt. Das Fett hingegen wurde so weit gekühlt, da2> es noch fließfähig war, d.h. es noch nicht kristallisierte (19°C). Ohne Vorkrietallisation des Fettes wurden dann die beiden Komponenten In einer Rohrleitung unmittelbar vor Eintritt in einen weiteren Kühlzyllntier zusammengeführt und die Mischung auf eine Temperatur von 13°C gekühlt. Nach den Kühlen gelangte die fertige Emulsion mit einer Temperatur von 13 - I¹I⁰C bei einen Durchsatz von 1200 kg/Std. durch ein Rohrsystem über eine Homogenisierdüse mit eint-ra Durchlaßquerschnitt von 3 »m zur Verpackungsmaschine, wo sie mit einer Temperatur vpn 13 - I²J⁰C halbflüssig in Becher abgefüllt wurde. Der Druck unmittelbar vor. der 3 mn Düse betrug 20 atü.

Die Temperatur stieg in Bechex"durch freiwerdende ^x Kristallisationowärnso un etwa 3⁰C auf l6,5°C an.

Die Eigenschaften der nach den Beispielen 2 und 3 erhaltenen Margarineprodukte sind In der nachstehenden Tabelle gegenüber gestellt: ; .

Physikalische Daten; Beispiel 2 Beispiel 3 ,

Konsistenzwerte (Pließpkt, g/qcra)

bei 8⁰C 1350 2350

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Dfc Fließpunkte wurden mit dem hierfür üblichen Kegelpenetroiaeter bestimmt. Die Methode ist in: "Journal of Am.Chen.Soc." 3£ (1959), Seite 3¹JS bis 3^8 beschrieben. Die Fließpunktv/erte bedeuten:

1500 ' nicht mehr streichfähig 800 - 1500 "bedinßt streichfähig 100 - 800 gut stiGLchfähig

(vgl. "Fette, Seifen, Anstrichmittel" 6^ (1963), Seite 481),

Wie die Tabelle zeigt, ist der Streichfähigkeitsbereich der erfindunßsgenäßen Margarine (Beispiel 2) grüfer als derjenige der nach dem aus der US-Patentschrift 2 605 185 bekannten Verfahren hergestellten Margarine (Beispiel 3).

Gemäß der Erfindung können in ähnlicher Weis% wie in den Beispielen beschrieben, unter Anwendung der verschiedensten Fettzusammensetzungen und unter Änderung des Fett/ Emulslons-Verhitltnisses Margarineprodukte erhalten werden, die ebenfalls die geschilderten vorteilhaften Eigenschaften aufweisen.

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Claims (11)

- 15 - U92956 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Margarine mit gutem' Schmelzverhalten im Munde durch Vermischen einer öl bzw. Fett und Wasser enthaltenden Emulsion mit gekühlten Fetten oder Fettgemischen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fette bzw. Fettgemische unter Kühlung und mechanischer Bearbeitung vorkristallisiert, die entstandene Kristallisation- und Reibungswärme aus dem vorkristallisierten Fett durch weitere Kühlung bis zur Erreichung einer Temperatur von etwa 5° bis 2D⁰C abführt, das in dieser Weise behandelte Fett mit einer vorwiegend den O/W-Typ aufweisenden Emulsion vermischt und schonend bearbeitet, wonach die sich ergebende Mischung in an sich bekannter Weise homogenisiert und abgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 5 20 i» der Fette bzw. Fettgemische vor dem Vermischen mit der_: Emulsion auskristallisiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch V oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulsion auf einen pH-Wert von 4,4 oder höher eingestellt wird.

909836/0539 Noue Unterlagen m 7 § ι Ab₈._{2 N},, sau 3 c«, Änderung , ₄. g. ■»

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4. Verfahren nach einem der .Ansprüche 1 Ms 3» dadurch gekennchnet, daß die Emulsion mit eini
C in das Fett eingemischt wird.

zeichnet, daß die Emulsion mit einer Temperatur von 17° -

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Fett vor Vermischung mit der Emulsion in Kratzkühlern auf 7° - 18⁰G gekühlt und in einem oder mehreren mit Rotor versehenen Kristallisatoren vorkristallisiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkristallisation des Fettes in den Kristaliisatoren bei einer Drehzahl des bzw. der Rotoren von etwa 500 - 700 U/min ausgeführt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6,-dadurch gekennzeich-

net", daß die vollständige Vermischung von gekühltem, vorkristallisiertem Fett mit der Emulsion in einem Kristallisator bei einer Drehzahl des Rotors von etwa 30 - 100 U/min erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Margarine vor Abfüllung mittels einer Düse homogenisiert wird.

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9. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der .Ansprüche 1 - 8, gekennzeichnet durch einen über eine Rohrleitung (x) mit einer Dosierpumpe verbundenen Kristallisator (6) und einen über eine Rohrleitung (y) mit einem Kratzkühler (1) verbundenen Kristallisator (2), welcher wiederum über eine Leitung (z), Kratzkühler (3) und (4) und eine Leitung (r) mit dem Kristallisator (6) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kratzkühler (1), (3) und (4) aus einer oder mehreren Kühleinheiten bestehen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine mit rundem Durchlass von 3 mm Durchmesser versehene

" Homogenisierdüse (7)» welche mit dem Kristallisator (6) und mit einer Verpackungsmaschine mittels Rohrleitungen verbunden ist.

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