DE1719418B2

DE1719418B2 -

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Publication number: DE1719418B2
Application number: DE1719418A
Authority: DE
Inventors: Jens Dipl.Ing. Hoejbjerg Andreasen; Kristian Stistrup Dipl.Ing. Brabrand Jensen
Original assignee: GRINDSTEDVAERKET AARHUS (DAENEMARK) AB
Current assignee: GRINDSTEDVAERKET AARHUS (DAENEMARK) AB
Priority date: 1964-01-13
Filing date: 1965-01-09
Publication date: 1974-01-03
Also published as: NL6500245A; SE336136B; IT1050402B; CH470143A; NL149689B; IL22767A; DK112247B; BE658245A; ES308044A1; DE1719418A1; GB1082283A

Description

Bei der Herstellung verschiedener Futtermittel und Nahrungsmittel oder Erfrischungsgetränken sowie bei der Herstellung einer Anzahl pharmazeutischer Zusammensetzungen ist es bei irgendeiner Herstellungsstufe des Produkts erforderlich, einen Emulgator einzuverleiben, um ein gleichmäßiges Produkt, wie z. B. eine Suspension oder Dispersion, beispielsweise vom öl-in-Wasser- oder Wasser-in-öl-Typus zu erhalten. Beispiele Tür solche Erzeugnisse sind Salatsoßen, Gelees, Fruchtmus, Marmeladen, ßratensoßen, Mandelsüöspeisen, Puddings, Schlagsahne, Milch enthaltende Nahrungsmittel und Tiernahrung, Sirupe, Suspensionen oder Dispersionen mit pharmakologisch wirksamen Substanzen und in vielen Fällen auch Teige oder Eierteige zum Brotbacken oder für andere Bäckereierzeugnisse. Es sind eine große Anzahl von Emulgierungsmitteln für diese Zwecke bekannt, die oft Mono-, Di- oder Triester von Glycerin oder anderen mehrwertigen Alkoholen mii Fettsäuren enthalten, obgleich z. B. auch Äther solcher Verbindungen und während der letzten Jahre auch Ester von Zuckern mit Fettsäuren verwendet werden. Die Verwendbarkeit eines bestimmten Emulgators für einen bestimmten Zweck hängt teilweise von seinen physiologisch möglichen Wirkungen und teilweise und besonders vom Gleichgewicht zwischen seinen lipophilen und hydrophilen Eigenschaften oder Gruppen ab.

In einigen Fällen rührt jedoch die Verwendung eines Emulgators allein dadurch zu einer unbefriedigenden Wirkung, daß es ihm daran mangelt, eine entsprechend gleichmäßige Dispersion, Emulsion oder Suspension zu bilden. Für solche Fälle ist es bekannt, dem Endprodukt neben dem Emulgator einen sogenannten Stabilisator in irgendeiner Stufe während der Herstellung zuzusetzen. Es ist auch bekannt, Stabilisatoren in Erzeugnissen anzuwenden, in denen ein Emulgator benutzt wird. Die Stabilisatoren sind Substanzen mit hohem Molekulargewicht, gewöhnlich auf der Basis von Kohlenwasserstoffen oder Proteinen tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, in einigen Fällen zum Teil gereinigt oder zweckmäßig nach chemischen Verfahren modifiziert. Die meisten bekannten Stabilisatoren sind amorph; sie sind Kolloide oder bilden kolloidale Lösungen in Wasser.

Sie wirken in mehr als einer Weise. Teilweise tragen sie wenigstens in einigen Fällen selbst dazu bei, die Dispersion oder Suspension von zwei unmischbaren Substanzen zu fördern,und teilweise tragen sie dazu bei, eine einmal gebildete Dispersion oder Suspension zu erhalten,- in diesem Falle wirken sie wahrscheinlich als Schutzkolloide, insbesondere in denjenigen Fällen, in denen die Produkte auch einen Emulgator enthalten. Teilweise dient der Stabilisator dazu, die Viskosität der flüssigen oder kontinuierlichen Phase eines Vielphabensystems zu erhöhen und macht es fest oder halb-

fest Diese Wirkung hat eine besondere Bedeutung z. B. bei der Herstellung von Eiscremes, Fleischsoßen, Gelees und verschiedenen Arten von Desserts, wie Mandelsüßspeisen, Marmeladen und Fruchtmus. Eine weitere Wirkung des Stabilisators besteht darin, die Bildung und Beibehaltung einer gasförmig-flüssigen Dispersion zu fördern. Diese Eigenschaft ist neben anderen bedeutsam bei der Herstellung von Schlagsahne, bestimmten Arten von Eiscremes und Desserts, die gewöhnlich als lockere Cremes bezeichnet werden.

Der Zusatz von Stabilisatoren ist auf diese Weise von großer Bedeutung bei der Herstellung vieler Nahrungsmittel und Getränke und auch bei Fett enthaltenden und fettfreien Erzeugnissen.
Die Wirkung des Stabilisators hängt ¹On seinen kolloidalen Eigenschaften ab. Sie sind in allen Fällen Substanzen mit einem verhältnismäßig hohen Molekulargewicht mit einer beträchtlichen Anzahl hydrophiler Gruppen. Um in Wasser oder in wäßrigen Medien dispergiert oder gelöst zu werden, müssen die Stabilisatoren imstande sein, Wasser zu absorbieren oder in den hydratisierten Zustand überzugehen.

Diese Hydratisierung erzeugt jedoch beträchtliche Schwierigkeiten, da die bekannten Stabilisatoren eine ausgesprochene Neigung besitzen, Klumpen zu bilden, wenn sie in Berührung mit Wasser kommen, Klumpen, die pastenähnlich in ihrer Peripherie und trocken oder beinahe trocken innerhalb der pastenähnlichen Außenschicht sind. Es wurde versucht, diese Schwierigkeit durch sorgfältiges Anfeuchten der Stabilisatoren zu überwinden, in einigen Fällen mit Hilfe besonderer Anfeuchtungsmittel vor dem Inberührungbringen mit dem wäßrigen Medium, in das sie einverleibt werden. Aber auch in solchen Fällen konnte eine Neigung zur Klumpenbildung beobachtet werden, d. h. in einer solchen Weise, daß der Stabilisator verhältnismäßig große, weiche, halbfeste Massen bildet, die nicht in d«;; Produkten der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie oder in pharmazeutischen Produkten vorhanden sein dürfen und die daneben eine Neigung haben, die zur Herstellung der Endprodukte verwendeten Vorrichtungen zu verstopfen. Darüber hinaus machen es diese Klumpen unmöglich, ein gleichmäßiges und homogenes Produkt zu er-

halten, und das Endprodukt besteht aus Teilen mit hoher und anderen Teilen mit niederer Viskosität.

Es wurde vorgeschlagen, diese Nachteile durch Suspendiemng des Stabilisators zusammen mit einem Suspendierungsmittel in einer nicht wäßrigen organischen Flüssigkeit, wie z. B. Äthylalkohol, flüssige mehrwertige Alkohole, Äther, Aldehyde oder verätherte öle auszuschalten. Dies schließt zahlreiche Nachteile ein; zunächst ist es dahei notwendig, den Stabilisator in Form einer Flüssigkeit zu lagern und zu transportieren, was teilweise größeren Transportraum und auch eine beträchtliche Erhöhung der Transport- und Verpackungskosten zur Folge hat. Zweitens muß der Stabilisator dabei in Form einer Flüssigkeit angewendet werden, während es gewöhnlich zweckmäßig ist, ihn in Form einer festen Masse zu verwenden.

Das letztere ist insbesondere wichtig in denjenigen Fällen, in denen ein Emulgator und ein Stabilisator verwendet werden soll. Der Emulgator ist gewöhnlich in Form einer festen Masse verfügbar, und da die Mengen, in denen der Stabilisator und Emulgator im Endprodukt vorhanden sind, normalerweise in derselben Größenordnung vorliegen (gewöhnlich von wenigen Promille bis zu wenigen Prozent), ist es von allen Gesichtspunkten aus betrachtet erfahrungsgemäß am besten, sie in der gleichen Form zu verwenden, auch weil die Mengen an Stabilisator und Emulgator gewöhnlich aufeinander eingestellt werden sollten.

Es ist möglich, den Verbraucher mit einer trockenen Mischung des Stabilisators und des Emulgators zu versorgen, in der diese beiden Bestandteile in einem dem Verwendungszweck angepaßten Verhältnis anwesend sind. Einige der erwähnten Nachteile werden auf diese Weise vermieden, da solche trockenen Gemische, z. B. ein Granulat oder ein Puder, in Fässern, Behältern, Säcken, Beuteln oder anderen geeigneten, verhältnismäßig billigen Verpackungen gelagert und transportiert werden können. Dabei tritt jedoch ein anderer Nachteil auf; während des Transports tritt die Neigung in Erscheinung, daß sich die zwei Komponenten mehr oder weniger trennen, insbesondere, wenn die Teilchengröße und die Verteilung der Teilchengröße von einer Komponente zur anderen unterschiedlich ist, und es tritt dabei die Gefahr ein, daß der Stabilisator und der Emulgator nicht in dem genauen Verhältnis in das Endprodukt gelangen. Darüber hinaus ist das Problem im Hinblick auf die Neigung zur Klumpenbildung auf diese Weise nicht gelöst.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, alle diese Nachteile durch die Schaffung eines kombinierten Emulgierungs- und Stabilisierungsmittels mit erhöhter Viskosität zu schaffen, das für alle Zwecke in der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt werden kann.

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines feinverteilten kombinierten Emulgierungs- und Stabilisierungsmittels mit erhöhter Viskosität für die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, bestehend aus mindestens einer Einul gator- und einer Stabilisatorkomponente in jedem Korn, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Schmelze aus mindestens einem Emulgator auf der Basis eines Fettsäureester eines mehrwertigen Alkohols herstellt, in der Schmelze mindestens einen Stabilisator des Kohlenwasserstoff- oder Proteintyps in einem Verhältnis von mindestens einem Gewichtsteil Emulgator zu einem Gewichtsteil Stabilisator dispergiert und die so erhaltene Dispersion durch schnelles Trocknen verfestigt. Das nach dem Verfahren hergestellte Produkt zeigt keine oder nur eine sehr geringe Neigung zur Klumpenbildung und zum übergang in eine sandige Konsistenz, und des weiteren läßt es sich in wäßrigem Medium leicht lösen oder dispergieren.

Es ist nicht bekannt, auf welche Weise diese überraschende Wirkung erzeugt wird. Eine mögliche Erklärung dürfte darin zu sehen sein, daß die langen

ίο Stabilisatormoleküle, die neben einer großen Anzahl hydrophiler Gruppen auch eine geringe Anzahl oleophiler Gruppen enthalten, normalerweise eine Neigung besitzen, sich zu drehen oder Spiralen zu bilden, wobei bekannt ist, daß Proteinmoleküle dies tun.

Dabei werden die hydrophilen Gruppen nach außen gedreht.

Diese auswärts gedrehten hydrophilen Gruppen werden bei Berührung mit dem wäßrigen Medium hydratisiert, versperren aber zur selben Zeit den Zutritt des Wassers zu den inneren Teilen der Spirale, und auf diese Weise bleiben die inneren Teile trocken. Dies geschieht nicht, wenn der Stabilisator gemäß dem Verfahren der Erfindung einverleibt wird, und es kann angenommen werden, daß die Stabilisatormoleküle in gestrecktem Zustand an den Emulgatorkristallen und zwischen diesen angeordnet sind. Normalerweise sind die hydrophilen Gruppen nach auswärts in die Umgebung gerichtet und gelangen mit möglichen lipophilen Gruppen in eine mehr oder weniger innige Berührung mit den lipophilen Gruppen des Emulgators. Der gestreckte Zustand hat wahrscheinlich die Wirkung, daß der Stabilisator in seiner Gesamtheit fähig ist, Wasser zu absorbieren, d. h. beinahe unmittelbar hydratisiert zu werden, wenn er in Berührung

mit dem Wasser des wäßrigen Mediums gebracht wird. Diese Annahme wird durch die Tatsache gestützt, daß es durch mikroskopische Analyse der Teilchen, die den Emulgator und den Stabilisator enthalten, nicht möglich ist, die Anwesenheit des Stabilisators sicherzustellen. Es muß bemerki werden, daß die Erfindung nicht an diese Annahme gebunden ist. In jedem Falle führt ein kombinierter Stabilisator und Emulgator wie beschrieben zu einer beträchtlich größeren Zunahme der Viskosität als sie erhalten wird bei Ver-Wendung des Stabilisators allein oder beim Zusatz des Stabilisators und des Emulgators zum Produkt auf getrenntem Wege; dies wird in den Beispielen erläutert. Die die Emulsion stabilisierende Wirkung der beschriebenen Zusammensetzung ist außergewohnlich.

Die relativen Mengen der beiden Komponenten können in weiten Grenzen variieren, obwohl wie beschrieben die Menge des Emulgators normalerweise wenigstens etwa ein Gewichtsteil pro Gewichtsteil des Stabilisators betragen soll; das Verhältnis Stabilisator zu Emulgator wird meistens 1:1 bis 1:10 sein. Es ist besonders vorteilhaft, daß das Verhältnis Stabilisator zu Emulgator zwischen 1 : 1 und 1:4 liegt, besonders zweckmäßig bei etwa 1 : 2. Es können Variationen von einem Teil /aim anderen möglich sein, aber sie sollen gering sein.

Es ist sehr vorteilhaft, in die Anteile auch eine geringe Menge einer Seife einzuverleiben, z. B. Natrium-

(15 stearat in etwa 2 bis 5 Gewichtsprozent der Zusammensetzung. Dieser Zusatz einer Seife erleichtert die Dispersion der Zusammensetzung in einem wäßrigen Medium.

Geeignete Stabilisatoren in der Zusammensetzung sind die bekannten Stabilisatoren des Kohlenwasserstoff- oder Proteintyps. Als Beispiele sind zu erwähnen Pflanzengummi oder Pflanzenschleim, wie Guaranagummi, Tragantgummi, Karobengummi oder Karayagummi. Andere zweckmäßige Gruppen hochmolekularer gelbildender und in Wasser dispergierbarer Substanzen, die zur Verwendung in der Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung geeignet sind, sind Kohlenwasserstoff ähnliche Substanzen, die als »Seetangkolloide« bekannt sind, wie z. B. Irländisches Moos, Agar und Alginate. Eine Anzahl dieser Substanzen enthalten oder bestehen aus Gelosen oder Galaktomannanen, aber die Erfindung ist nicht auf diese beschränkt. Abgesehen von den zahlreichen Arten von Gummi kann die Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung auch solche gelbildenden Substanzen enthalten, die keine Exsudate oder Auszüge sind, sondern normale Komponenten, z. B. von Zellwänden oder auf dem Lande lebender Pflanzen. Als Beispiele dieses Typs von Stabilisatoren sind Pektine, verschiedene Typen von Cellulose und Stärke und ihre Derivate, z. B. Carboxymethylcellulose, Carboxymethylstärke und deren Salze zu nennen.

In all diesen Fällen wird die gewünschte Wirkung erzielt, nämlich, daß eine Klumpenbildung des Stabilisators vermieden wird und daß er gleichmäßig in dem Medium verteilt wird, das dabei eine beträchtliche Erhöhung bezüglich der Viskosität erlangt, eine Zunahme, die größer ist, als diejenige, dL' man mit Hilfe des Stabilisators allein oder bei getrennter Zugabe des Stabilisators und des Emulgators erhält.

Eine besondere Gruppe von Stabilisatoren enthält Alginsäure und insbesondere Derivate, nämlich Salze der Alginsäure. Besonders geeignet und häufig angewendet sind wasserlösliche oder dispergierbare Alginate, nämlich Natrium-, Kalium- und Ammoniumalginate.

Bisher war es sehr schwierig, Alginate in Produkten mit Calciumverbindungen, z. B. Leitungswasser, Milch oder Mischungen mit wesentlichen Mengen an Milchtrockenmasse zu lösen oder zu dispergieren. Durch Zumischen oder Rühren von Alginaten in solchen Flüssigkeiten wird unmittelbar ein gewöhnlich sandiger Niederschlag von Calciumalginat gebildet. Die einzige Möglichkeit, dieses Problem zu lösen, bestand bisher in dem Zusatz von Ortho- oder Pyrophosphaten zum Endprodukt, gewöhnlich gleichzeitig mit dem Alginat unter inniger Mischung mit demselben. Dies ist jedoch ein Nachteil, teils weil es eine andere überflüssige Komponente im Produkt erforderlich macht und teils deswegen, weil die Kosten des Produkts, wenigstens in den Fällen, in denen es sich um Nahrungsmittel oder Getränke handelt, infolge der Anwendung der Phosphate in hochgereinigtem Zustand, zu hoch liegen. Es wurde jedoch überraschenderweise gefunden, daß dieses Problem auch vollständig gelöst werden kann, wenn die Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung als Stabilisator ein wasserlösliches Alginat enthält. Es wurde gefunden, daß sich u in diesem Falle der Stabilisator in derselben Weise wie andere Stabilisatoren verhält, d. h. beträchtlich die Viskositäl der kontinuierlichen Phase erhöht: Einzelheiten werden aus den Beispielen offenbar. In einer Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung, die z. B. Natrium-, Kalium- oder Ammoniumalginat als Stabilisator enthält, ist es nicht notwendig, der Niederschlagsneigung von Calciumalginat durch Zusatz von Phosphat entgegenzutreten, weil diese Neigung dadurch ausgeschaltet wird, daß das Alginat einen Anteil der beschriebenen Zusammensetzung bildet.

Als Stabilisatoren können auch jene des Proteintyps, wie Gelatine oder Milchproteine, z. B. Kasein, verwendet werden.

Als Emulgatoren in der beschriebenen Zusammensetzung ist es möglich, bekannte Emulgatoren auf der Basis von Fettsäureestern mehrwertiger Alkohole, einschließlich mehr oder weniger verätherter Alkohole, wie Sorbitan (teilweise verätherter Sorbitol) oder andere teilweise verätherte oder nicht verätherte mehrwertige Alkohole, besonders penta- und hexavalente Alkohole, zu verwenden. Als Fettsäurebestandteil in solchen Estern können alle normalerweise verwendeten Fettsäuren, sowohl gesättigte als auch ungesättigte, benutzt werden. Besonders können Säuren mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen benutzt werden, obwohl auch Säuren mit einer kürzeren Kohlenstoffkette vorteilhaft sind. In der Praxis sind die Fettsäurereste in den meisten Fällen hauptsächlich Stearin- und Palmitinreste, oft in Verbindung mit einer geringen Menge Oleinsäurerest, da diese Säuren und Produkte, die sie enthalten, zu den am leichtesten zugänglichen gehören. Auf diese Weise sind zweckmäßige Emulgatoren z. B. Teilfettsäureester des Glycerins, ζ. B. Diglycerinmonoester von Fettsäuren oder Pentaglycerinmonoester von Fettsäuren. Der Fettsäurebestandteil kann identisch sein in allen Emulgatormolekülen, kann aber für gewöhnlich in gewissem Grade variieren, weil solche Emulgatoren oft aus natürlichen Fetten und nicht aus reinen Fettsäuren hergestellt werden. Auch Teilester von Glykol können einen Teil der Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung sowie Zuckerester, d. h. Ester von Rohrzucker oder anderen Zuckern mit Fettsäuren, bilden.

Eine Art von Emulgatoren, die besonderes Interesse wecken, sind die sogenannten Monoglyceride, d. h. Glycerin, in dem nur eine Hydroxylgruppe mit einem Mol Fettsäure verestert ist. Viele Monoglyceride sind im Handel erhältlich; in der Praxis sind sie gewöhnlich klassifiziert entsprechend den Gehalten an Monoglycerid. Nicht konzentrierte Monoglyceride enthalten verhältnismäßig geringe Mengen, z. B. 20, 30, 40 oder sogar etwa 50% Glycerinmonoester der Fettsäure, wobei das Gleichgewicht hauptsächlich durch Diglycerid mit einer geringen Menge an Triglycerid und möglicherweise einer geringen Menge freier Fettsäure und freien Glycerins hergestellt ist. Solche nicht konzentrierten Monoglyceride werden in ausgedehntem Maße als Emulgatoren verwendet und sind besonders geeignet zur Einverleibung in die Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung.

In früheren Jahren kamen jedoch die sogenannten destillierten oder konzentrierten Monoglyceride in Gebrauch, d. h. Produkte mit einem hohen Gehalt an Monoester von Glycerin mit Fettsäuren, z. B. einem Gehalt von etwa 50,70,80,90% oder mehr an a-Monoglycerid. Diese konzentrierten Monoglyceride besitzen in vielen FäMen bessere Emulgiereigenschaften als die nicht konzentrierten, aus welchem Grunde es besonders wünschenswert ist, diese anzuwenden. Es besteht jedoch eine gewisse Schwierigkeit in der Anwendung der konzentrierten Monoglyceride, die nicht auftritt, wenn die nicht konzentrierten verwendet werden. Die konzentrierten Monoglyceride haben eine ausgesprochene Neigung, eine bestimmte Menge Was-

weil
das
ien-

7 8

ser zu absorbieren und eine geleeartige Masse zu bil- durch eine anderweitige, nicht auftretende Neigung zu

den, die danach nicht gelöst oder in Wasser oder Bildung von Klumpen eintreten kann.

anderen wäßrigen Medien verteilt werden kann. Da- Die Zusammensetzung nach dem Verfahren de

durch werden Geleeklumpen in den Endprodukten Erfindung kann leicht in Wasser oder wäßrigen Me

gebildet, und diese Klumpen können nicht voll- 5 dien verteilt oder gelöst werden, deren Temperatu

ständig zerkleinert werden. Aus diesem Grunde ist bei oder über dem Schmelzpunkt des Emulgator;

es im wesentlichen unmöglich, das konzentrierte liegt, die für konzentrierte Monoglyceride bei 68⁰C

Monoglycerid, d.h. den Emulgator gleichmäßig in liegt.

dem gesamten Produkt zu verteilen. Es sind schon Das Herstellungsverfahren gemäß Erfindung wire

verschiedene Versuche zur Lösung dieses Problems _Io in den folgenden Beispielen näher erläutert.

unternommen worden, z. B. einen solchen Emulgator

einer sehr heftigen mechanischen Einwirkung zu Beispiele

unterwerfen oder die konzentrierten Monoglyceride 1. Es wurde ein Gemisch, bestimmt zur Her

in Pasten einzuverleiben (besonders Tür Backzwecke), stellung von Eiscreme, mit folgender Zusammenset

aber die Verfahren sind schwierig und die Ergebnisse _l5 zung (Gewichtsteile) hergestellt:

nicht immer befriedigend. ...... ._„

Es wurde jedoch überraschenderweise gefunden, c „r · w-i u"i V_n/

daß selbst dieses Problem in befriedigender Weise ge- £^ett[^rele Milchtrockenmasse 1 %

löst werden kann, wenn die nach dem Verfahren der w "Ά ifvw

Erfindung hergestellte Zusammensetzung als Emulga- ₂₀ wasser, ad IW /0

tor einen oder mehrere konzentrierte Monoester von Das Gemisch wurde in drei Teile geteilt, die ge

Fettsäuren mit Glycerin enthält. Es wurde gefunden, trennt unter heftigem Rühren erhitzt wurden. Be

daß die Anwesenheit des Stabilisators in dieser Zu- 50° C wurden folgende Zusätze, je einer zu jedem Teil

sammensetzung und innig gemischt mit dem Emulga- gemacht:

tor in denselben Anteilen die beschriebene Neigung zur _2S , nim/*T · 1 ■ ,r, _L-i- «

Klumpenbildung aufhebt, wodurch die Zusammen- ^a 0 15% Natnumalginat (Stabilisator)

setzung in ihrer Gesamtheit gleichmäßig in dem in ^b> J¹⁵% Natnumalguiat (Stabilisator) und 0,30°/

Frage stehenden Medium verteilt werden kann, selbst Emulgator, enthaltend 60% FelUäuremonogly

wenn der Emulgator aus konzentrierten Monoglyce- «^nd <^etw,^a ''* ^df^s Fettbestandteil« ist Palm.tin

riden besteht. Es wurde beobachtet, daß selbst in den ₃₀ saure und etwa ²/₃ Stearinsäure), der Stabilisatoi

konzentrierten Monoglyceriden oft eine gewisse Menge »^{nd der} Emulgator wurden trocken gemischt

Diglycerid, Triglycerid und möglicherweise Fett- d. h. als getrennte Anteile zugesetzt von dener

säure und Glycerin anwesend ist und daß hochkonzen- ^{der e}'^{ne den} «^{nen und der andere den anderer}

triertes destilliertes a-Monoglycerid immer eine ge- ^i/" ^&τ u λ μ

wisse Menge von /i-Monoglycerid enthält. ₃₅ ^c> J-J^5% ?^ineJ _fi ^Zuf^ammff ^ι™^ηβ ^{nach dem}, ^Ver

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des ^fah«ⁿ der Erfindung, d. h. Anteile mit Emulgaloi

Verfahrens der Erfinduni wird eine Schmelze des und Stabilisator in innigem Gemisch: der Gehal·

Emulgator zweckmäßig unter Zusatz einer geringen betrug ein Toi Natnumalginat und zwei Teile

Menge Seife gebildet, um den Stabilisator sorgfältig Emulgator derselben Art wie unter b) beschrieben

in der Schmelze zu verteilen und anschließend zu _A0 Das Erhitzen wurde fortgeführt bis die drei Ge

verfestigen und die ganze Masse schnell zu trocknen. mische eine Temperatur von 80°C hatten, worauf sit

Dabei erhält man mit großer Sicherheit und verhält- bei 200 kg/cm² homogenisiert, auf 5 C gekühlt unc

nismäßig geringen Kosten eine sehr gleichmaßige und bei dieser Temperatur 20 Stunden stehengelasser

innige Mischung der Komponenten. Die Sprühtrock- wurden. Danach wurde ihre Viskosität mit einerr

nung ist sehr zweckmäßig, obgleich auch eine T rock- ₄₅ Brockfield - Synchro - Lectric - Viskositätsmessei

nung auf Bändern oder Trommeln vorteilhaft ist. Type RVF mit einer Spindel mit 2 und 10 Umdrehun

Im letzteren Falle werden dünne Blättchen oder Filme gen pro Minute gemessen. Folgende Viskositäten wur

erhalten, die danach in Teilchen entsprechender Größe den ermittelt:

"ε"isr^eau^dc^eh die Anwendung von zwei oder mehr _s0 ^¹™⁵* ^m* J^usa|^za). *⁴°^€ζ

verschiedenen Emulgatoren oder zwei oder mehr ver- ' gemisch mi Zusa ζ b 14OcP

schiedenen Stabilisatoren in derselben Zusammen- ^{Gemisch mit Zusatz} ^c) ¹⁷²°^cP

setzung möglich, wenn dies im Hinblick auf den ge- Der Versuch zeigt, daß Natriumalginat (ohn<

planten Zweck der Zusammensetzung vorteilhaft er- Phosphat) zusammen mit dem Emulgator eine Er

scheint. 55 höhung der Viskosität gegenüber derjenigen ergibt

Die Teilchengröße kann innerhalb weiter Grenzen die man durch den Stabilisator allein orhält. daß abei

variieren, liegt aber gewöhnlich wenigstens nach der die Zunahme an Viskosität größer wird, wenn dei

Sprühtrocknung zwischen 10 μ und 1 mm (die Teil- Stabilisator und der Emulgator zusammen in einei

chengröße hier und im folgenden ist durch die Ma- Zusammensetzung entsprechend den vorgenannter

schenweite in einem Sieb bestimmt, durch das die 60 Erfordernissen verwendet wird. Auf diese Weise mach

Zusammensetzung hindurchgeführt wird), liegt aber es die beschriebene innige Mischung der beider

oft zwischen 100 und 600 μ. In vielen Fällen ist es Komponenten möglich, bis zu einem weit größerer

zweckmäßig, die Zusammensetzung mit einer solchen Maße als sonst den Stabilisator in wirksamer Weis«

Teilchengröße herzustellen, daß die Mehrzahl der anzuwenden.

Teilchen zwischen 200 und 500 μ liegt. Bei Trommel- 65 2. Es wurde ein Gemisch zur Herstellung vor

trocknung und nachfolgender Granulierung ist es Eiscreme derselben Zusammensetzung wie im Bei

schwierig, eine homogene Teilchengröße zu erzielen. spiel 1 verwendet. Des weiteren wurde derselbe Emul

Die Teilchengröße soll nicht zn ijering sein, weil da- gator und dasselbe Verfahren angewendet, aber al:

¹⁷¹

Stabilisator wurde Natriumcarboxymethylcellulose benutzt. Die drei Zusätze waren wie folgt:

a) 0,35% NatriumcarboxymeUiyleellulosc (Stabilisator),

b) 0,35% Stabilisator und 0,70% Emulgator wie im Beispiel J,

c) i.05% hydratisierbarer Zusatz nach dem Verfahren der Erfindung, bestehend aus einem Teil Stabilisator und zwei Teilen Emulgator wie in b), aber in innigem Gemisch in bezug auf alle Anteile vorhanden.

Bei der Viskositätsmessung wie im Beispiel 1 wurden folgende Werte ermittelt:

a) 148OcP

b) 232OcP

c) 278OcP

3. Beispiel 2 wurde wiedeiholt mit derselben Menge des Zusatzes, aber mit dem Unterschied, daß Karohcngummi als Stabilisator verwendet wurde. Die Ergebnisse waren wie folgt:

a) !56OcP

b) 276OcP

c) 316OcP

4. Nach dem Verfahren gemäß Beispiel I wurde eine Anzahl Kombinationen von verschiedenen Emulgatoren und verschiedenen Stabilisatoren geprüft. Die Versuche wurden mit zwei verschiedenen Gemischen zur Herstellung von Eiscreme durchgeführt, nämlich einem Gemisch wie im Beispiel 1 beschrieben (nachfolgend mit 10-%-Gemisch bezeichnet) und einem Gemisch mit geringem Fettgehall, auch bestimmt zur Herstellung von Eiscreme; dieses Gemisch wird 3-%-Gemisch genannt und besitzt die folgende Zusammensetzung:

Milchfett 3%

Fettfreie MUchlrockenrnasse 12.5",,

Zucker Il %

Wasser, ad 100%

In allen Versuchen wurden die Zusätze (Stabilisator und Emulgator) in derselben Weise wie im Beispiel 1 beschrieben zugesei/t, und in allen Fällen wurde die Viskosität bei 5' C in derselben Weise wie im Bei-

" τ — τ —

Emulgator Gemisch

0.5% H
0.6% H
0.3% J
0.6% H
0.6% K
0.6% L
0.6% H
0.4% I
0.27% J

Zunahme im Vergleich mil Stabilisator allein

Θ41Θ

spiel 1 erklärt und außerdem nach 16 Stunden gemessen. Die Viskositäten wurden in Centipoisc mit einer Genauigkeit von ±20cP gerncssen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgerührt; in der Tabelle sind die verschiedenen Stabilisatoren mit Buchstaben wie folgt bezeichnet:

a = Natriumcarboxymethylcellulose (Substitutionsgrad:0,7).

b = Karobengummi,
c = Natriumalginal.
d = Irlandmoos.
e = Guaranagummi.
f = Pektin.
g = Natriumalginat mit 15% sekundärem Natriumalginat.

Die Emulgatoren sind in der Tabelle mit großen Buchstaben wie folgt aufgeführt:

Stabilisator	a
0.25%	a
0.30%	a
0.30%	a
0.30%	a
0.30%	a
0.30%	a
0.30" π	a
0.30" ο	a
0.30%
Summe:

H = 40% Monoglycerid.

I = 60% Monoglycerid.

J = 90% Monoglycerid.

K = Diglycerinmonoester mit Fettsäure.

¹S L = Pentaglycerinmonoeslcr mit Fettsäure.

In der Tabelle sind die Mengen an zugesei/tcm Stabilisator und Emulgator aufgeführt und bcicchnet in bezug auf das Gewicht des Gemisches, in den drei letzten Spalten der Tabelle sind die gefundenen Viskositäten mit dem Stabilisator allein, Stabilisator und Emulgator in trocken gemischtem Zustand zugesetzt und Stabilisator und Emulgator in Form von Teichen. die sowohl innig gemischt und im wesentlichen in

konstantem Verhältnis vorlagen (was von den eisten zwei Spalten der Tabelle abgeleitet werden k.tiin) aufgeführt.

In einigen Fällen sind die Viskositätswerte fiii cmc Anzahl einfacher Versuche unter Verwendung li.^scl-

AO ben oder irn wesentlichen desselben Stabilisator aufgeführt und die Zunahme in Centipoise bei Zus;>i .· de> Stabilisators und des Emulgators in trocken gen lischtem Zustand und als Zusammensetzung nach den" Verfahren der Erfindung im Vergleich zur ViskoMtai

in Centipoise angegeben, wie man sie erhall, uenr man nur den Stabilisator verwendet unter Zugrunde legung einer Berechnung in Prozent.

Stabilisator
allein

10%	840
3%	400
3%	400
in"	560
3%	560
3%	Sf)O
3%	560
3 %	560
T 0, J 0	560
	5(HK)

cP bei 5 C	nach In Sld.
trockenes Gemisch
1000
520
360
720
720
560
760
620
520
Zusammen setzung gcm/.! Verfahren der Erfindung
1100
720
560
7«)
6KO
600
800
640
600

57«)

1 5.6%

6460

Stabilisator

0,25% b
0,25% b
0,35% b
0,35% b
0,35% b
0,35% b

Summe:

Emulgator

0,5% L
0,5% K
0,7% K
0,7% H
0,7% K
0,7% L

Fortsetzung

Gemisch

10% 10% 3% 3% 3% 3% Viskosität in cP bei 5 C nach 16 Sld.

Stabilisator
allein

980
740
520
560
560
560

3920

Zunahme im Vergleich mit Stabilisator allein trockenes
Gemisch

760
840
700
960
720
600

4580
16,8%

Zusammensetzung gemäß Verfahren der Erfindung

920 980 700 960 760 680

5000

27,5%

0,1% c	0,2% J	10%	520	640	640
0,2% c	0,33% J	3%	600	640	760
0,2% c	0,46% I	3%	600	530	680
0,15% g	0,30% I	10%	800	1080	1080
0,2% g	0,80% H	3%	500	1200	2560
0,2% g	0,80% K	3%	500	820	1840
0,2% g	0,80% L	3%	500	800	1520
Summe:			^020	5710	9080

Zunahme im Vergleich mit Stabilisator allein 42,0%

126%

0.40% e	0,80% H	3%	640	1160	1480
0,25% f	0,5% L	3%	640	680	980
0,25% f	0.5% L	3%	640	720	1000
0,25% f	0,5% H	3%	640	1040	1040
Summe:			1920	2440	3020

Zunahme im Vergleich mit Stabilisator allein 27,1%

57,0%

0,025% d
+ 0.225% i!

0.5% H

3% 660

Die Versuche, von denen einige doppelt durch gefiihri wurden, zeigen, daß die Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung eine beträchtliche Zunahme an Viskosität gegenüber derjenigen besitzt, die man bei Verwendung desselben Stabilisators und Emulgators und in denselben Mengen, aber in !rocken gemischtem Zustand, erhält. Wie vorerwähnt, ist diese Wirkung besonders ausgeprägt bei Verwendung von Natriumalginat in der Zusammensetzung im Vergleich zur λ erwendung von Natriumalginat allein.

Es muß bemerkt werden, daß bei keinem der Vor suche, in welchem konzentrierte Monoghceride als Emulgatoren angewendet wurden, irgendeine Klumpen- oder Gelbildung stattfand, so daß eine mangelhafte Verteilung des Emuigators eintrat, während konzentrierte Monoclyceride allein mit Hilft; besonderer Maßnahmen. /. B unter Verwendung von Zuhnmd-1040

1120

pumpen. Kolloidmühlen od. dgi..verteilt werden müssen.

5. Es wurde ein 10-%-Gemisch für Eiscreme mit derselben Zusammensetzung wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Es wurde in eine Anzahl Anteile aufgeteilt, und den Anteilen wurden verschiedene Zusätze unter Rühren bei 80 C und unter denselben Bedingungen wie in den vorangehenden Beispielen

ho zugefügt. In einer ersten Reihe von Versuchen wurden konzentrierte Monoglyceride in vier verschiedenen Konzentralionen, nämlich 90, RO. 70 und 60% n-Monoglycerid (in der nachfolgenden Tabelle mit CMG bezeichnet) und in allen Fällen in einer Menge von

h< 0.25%. bezogen auf den Gehall der Mischung, zugesetzt.

Der Rest des Ennilgators bestand hauptsächlich aus ,-i-Monughverid und Diulvcend. In einer

parallelen Versuchsreihe wurde konzentriertes Monoglycerid in denselben Konzentrationen und denselben Mengen zugesetzt, aber in Form einer Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung, d. h. in Form von Körnern oder Teilchen mit dem Emulgator und einem Stabilisator. Der Stabilisator war Natriumalginat und die Menge desselben die gleiche wie die des Emulgators. Schließlich wurden in einer dritten Versuchsreihe die gleichen beiden Komponenten zugesetzt, aber in trocken gemischtem Zustand als getrennte Teilchen. Alle Versuche wurden wenigstens in zweifacher Ausführung durchgeführt.

Nach Abkühlen aller erhaltenen Erzeugnisse, d. h. des Eiscremegemisches mit dem Zusatz, wurden diese getrennt durch Siebe mit einer Maschenweite von entweder 0,5 mm oder 0,25 mm filtriert. Das auf den

s Sieben zurückgehaltene Material wurde getrocknet und gewogen; das Gewicht wurde berechnet als Prozentzahl der zugefügten Menge an Zusatz (d. h. Emulgator allein; Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung mit Emulgator und Stabilisator; und

,ο trockengemischtem Emulgator und Stabilisator). Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.

Auf dem Filter zurückbleibendes Material, %-Zusatz

	I. Emulgator allein	0,25 mm	II. Zusammensetzung gemäß	0,25 mm	III. Troö.enes Gemisch	0.25 mm
Emulgatortyp	Maschenweite	98	Verfahren der Erfindung	0	Einulgalor und Stabilisator	570
	0,5 mm	65	Maschenweiti·	0	Maschen weile	160
	65	40	0.5 mm	0	0,5 mm	80
90% CMG	20	4	0	0	220	60
80% CMG	5	0	80
70% CMG	1	0	0
60% CMG	0	0

Ein Vergleich zwischen der Reihe 1 und der Reihe 11 zeigt, daß die Einverleibung von konzentriertem Monoglycerid in einer Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung die Neigung des konzentrierten Monoglycerids ausschaltet, Klumpen zu bilden, und die Reihe I zeigt besonders, daß die Klumpneigung insbesondere des hochkonzentrierten Monoglycerid-Emulgators sehr hoch ist.

Die Reihe III zeigt, daß der Zusatz von konzentriertem Monoglycerid zu einem zu emulgierenden Gemisch, insbesondere der Zusatz von 80 und 90% Monoglycerid-Emulgator in einem trockenen Gemisch (im Gegensatz zur Zusammensetzung nach dem Verfahren der Erfindung) mit dem Stabilisator zu verheerenden Ergebnissen mit einer ausgesprochenen Neigung zur Klumpenbildung führt. Der Grund, weshalb die Menge von Trockenmasse auf dem Sieh in einigen Fällen viel höher ist als die Menge an Stabilisator, besteht darin, daß die Geleeklumpen des

Monoglycerids große Mengen der anderen Komponenten des Eiscremegemisches einfangen und zurückhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines feinverteilten kombinierten Emulgierun^s- und Stabilisierungsmittels mit erhöhter Viskosität für die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, bestehend aus mindestens einer Emulgator- und einer Stabilisatorkomponente in jedem Korn, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze aus mindestens einem Emulgator auf der Basis eines Fettsäureesters eines mehrwertigen Alkohols herstellt, in der Schmelze mindestens einen Stabilisator des Kohlenwasserstoff- oder Proteintyps in einem Verhältnis von mindestens einem Gewichtsteil Emulgator zu einem Gewichtsteil Stabilisator dispergiert und die so erhaltene Dispersion durch schnelles Trocknen verfestigt.

2. Verfahren nach Anspruch ], dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gewichtsverhältnis Stabilisator zu Emulgator zwischen 1:1 und 1 :4 auswählt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Schmelze des Emulgators zweckmäßig unter Zusatz einer geringen Menge Seife bildet.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen oder mehrere Monoester von Fettsäuren mit Glycerin in konzentrierter Form als Emulgator verwendet.