DE19732134A1

DE19732134A1 - Gefrorenes Nahrungsmittelprodukt

Info

Publication number: DE19732134A1
Application number: DE19732134A
Authority: DE
Inventors: Richard Anthony Fenn; David Needham; Keith Smallwood
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1996-07-26
Filing date: 1997-07-25
Publication date: 1998-01-29
Also published as: IT1293768B1; US6793952B2; AR008410A1; ZA976478B; GB2315661A; ITMI971753A1; US20010048962A1; GB2315661B; UY24644A1; PA8434301A1; FR2751512A1; GB9714409D0; FR2751512B1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittelprodukts, das GSPe enthält, und Nahrungs mittelprodukte, die GSPe enthalten.

Hintergrund der Erfindung

Gefrierschutzpeptide (GSPe) sind zur Verbesserung der Ge friertoleranz von Nahrungsmitteln vorgeschlagen worden.

Gefrierschutzproteine sind in der Literatur beschrieben wor den, siehe z. B. Marilyn Griffith und K. Vanya Ewart in Biotechnology Advances, Bd. 13, Nr. 3, S. 375-402, 1995. Ge frierschutzproteine besitzen im allgemeinen eine oder meh rere der folgenden Eigenschaften: Thermische Hysterese, In hibierung von Eisrekristallisation, Kontrolle der Kristall form von Eis und Wechselwirkung mit Eiskeimbildnern.

Die thermische Hysterese ist die bekannteste Eigenschaft von GSPen und die Eigenschaft wird normalerweise verwendet, um auf die Anwesenheit von GSPen hin zu prüfen. Die thermische Hysterese ergibt sich aus einer Erniedrigung der scheinbaren Gefriertemperatur einer Lösung, die ein in thermischer Hy sterese aktives GSP enthält, ohne die Schmelztemperatur zu beeinflussen. Die Identifizierung von GSP-Quellen durch thermische Hysteresetests ist in der Literatur umfassend be schrieben, siehe z. B. John G. Duman in Cryobiology 30, 322-328 (1993).

Die Inhibierung von Eisrekristallisation ist eine andere Ei genschaft von GSPen. Diese Aktivität wird auch als Eiskri stallwachstumsunterdrückung bezeichnet. Diese Eigenschaft kann durch Vergleich der Eiskristallgröße von Kristallen in Gegenwart von GSP und in der Abwesenheit von GSP an einem bestimmten Punkt in der Zeit getestet werden. Die Anwendung dieser Methode beim Testen von Fisch-GSPen wird in dem US-Patent 5,118,792 (DNA Plant Technology Corporation) beschrieben.

Eine dritte Eigenschaft von GSPen ist ihre Fähigkeit, die Form von Eiskristallen zu beeinflussen. Diese Eigenschaft rührt von der selektiven Bindung von GSPen an bestimmte Flä chen des Eiskristalls und das damit begrenzte Kristallwachs tum in bestimmte Richtungen her. Das Vorliegen von Eiskri stallen mit einer hexagonal bipyramidalen Form wird dann als Anzeichen für das Vorliegen von GSP angenommen. Dieses Ver fahren wird z. B. zum Testen der Aktivität von extrazellulä ren Winterroggen-GSPen in der WO 92/22581 (University of Waterloo) beschrieben.

Eine vierte Eigenschaft von GSPen ist ihre Fähigkeit, die Aktivität von eiskeimbildenden Substanzen zu inhibieren.

Diese Wechselwirkung zwischen einem GSP und einem Eiskeim bildner kann z. B. zu erhöhter thermischer Hysterese führen. Diese Eigenschaft wird z. B. in der WO 96/40973 (University of Notre dame du Lac) getestet.

GSPe sind zur Steigerung der Gefriertoleranz von Produkten vorgeschlagen worden. Viele Anwendungen sind in diesem Zu sammenhang vorgeschlagen worden.

Zum Beispiel sind GSPe zur Verbesserung der Cryokonservie rung von biologischen Materialien vorgeschlagen worden (WO 91/12718, Agouron Pharmaceuticals, WO 91/10361, The Regents of the University of California). Auch sind GSPe zum Verhin dern des Auslaufens aus Liposomen z. B. in Kosmetika oder pharmazeutischen Mitteln vorgeschlagen worden (siehe WO 96/20695). Eine weitere mögliche Anwendung ist es, die Gefriertoleranz von Pflanzen durch Einschluß von einem GSP darin (oder das transgenetische Erzeugen eines GSP darin) zu erhöhen (siehe J. Cell. Biochem. Suppl. Bd. 14e, 1990, S. 303 XP002030248, Lee et al., Abstract R228). Auch Fisch-GSPe sind für eine Verwendung in Nahrungsmittelprodukten vorge schlagen worden, z. B. in gefrorenem Yoghurt oder Eiscreme (US 5,620,732 Pillsbury und WO 96/11586, HSC Research and development limited partnership).

Bis jetzt ist die Verwendung von GSPen jedoch nicht in einem kommerziellen Maßstab angewandt worden. Die Anmelder sind der Meinung, daß einer der Gründe für das Fehlen einer kommerziellen Implementierung darin besteht, daß, obwohl viele GSPe beschrieben worden sind, in der Praxis die Implementierung in tatsächliche kommerzielle Produkte ernste Probleme mit sich bringt.

Die Anmelder haben gefunden, daß einer der Schlüsselgründe für diese Probleme darin besteht, daß aus der großen Anzahl von GSPen, die in der Literatur beschrieben worden sind, nur eine begrenzte Gruppe von GSPen für jede Anwendung geeigne terweise angewandt werden kann; auch haben die Anmelder ge funden, daß diese Auswahl geeigneter GSPe von der gewünsch ten Anwendung und/oder den zu erreichenden Produkteigen schaften abhängig ist.

Die WO 90/13571 offenbart Gefrierschutzpeptide, die chemisch oder durch rekombinante DNA-Techniken hergestellt sind. Die GSPe können geeigneterweise in Nahrungsmittelprodukten wie Eiscreme verwendet werden. Beispiel 3B zeigt modifizierte Eiskristallformen, wenn eine Wasser-Eis-Mischung in Kombination mit 0,01 Gew. -% GSP zu einem Film gefroren wird.

Die WO 92/22581 offenbart GSPe aus Pflanzen. Dieses Dokument beschreibt auch ein Verfahren zum Extrahieren einer Polypep tidzusammensetzung aus extrazellulären Räumen von Pflanzen durch Infiltration von Blättern mit einem Extraktionsmedium ohne die Pflanzenzellen zu zerreißen.

Die WO 94/03617 offenbart die Herstellung von GSPen aus Hefe und ihre mögliche Verwendung in Eiscreme. Die WO 96/11586 beschreibt Fisch-GSPe, die durch Mikroben hergestellt wer den.

Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, gefrorene Nah rungsmittelprodukte zur Verfügung zu stellen, die eine rela tiv harte und brüchige Textur aufweisen, wobei die Textur bei längerer Lagerung bei niedrigen Temperaturen beibehalten wird.

Eine Anzahl von Literaturstellen hat vorgeschlagen, daß GSPe möglicherweise für eine vorteilhafte Beeinflussung der Tex tureigenschaften von gefrorenen Konfektprodukten wie Eis creme verwendet werden können. Die meisten dieser Dokumente stellen jedoch keine Lehre zur Verfügung, wie diese vorteil haften Eigenschaften tatsächlich in der Praxis erreicht wer den können.

Die WO 96/11586 (nicht vorveröffentlicht) lehrt die Anwen dung von Fisch-Gefrierschutzpolypeptiden in gefrorenen, fer mentierten Nahrungsmittelprodukten. Harte und brüchige Pro dukte werden nicht erwähnt.

Die WO 96/39878 (nicht vorveröffentlicht) beschreibt die An wendung von GSP in Eiscreme unter Verwendung eines speziel len Einfrierverfahrens. Geeignete GSPe für diese Anwendung können aus Blut und Muskelgewebe antarktischer Fische, ark tischer Fische, Würmern und Insekten stammen. Wiederum werden harte und brüchige Produkte nicht erwähnt.

Man hat überraschend gefunden, daß GSPe bequem in gefrorene Nahrungsmittelprodukte eingearbeitet werden können, um zu den gewünschten Produkteigenschaften zu führen, solange das Produkt und die Verarbeitungsbedingungen so variiert werden, daß die Eiskristallform bestimmte Anforderungen erfüllt.

Demgemäß betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines gefrorenen Nahrungs mittelprodukts, das GSP umfaßt, worin die Bedingungen so gewählt sind, daß die Eiskristalle in dem Produkt ein Seitenverhältnis von mehr als 1,9, bevorzugt von 1,9 bis 3,0, haben.

Wenn Nahrungsmittelprodukte eingefroren werden, bilden sich Eiskristalle überall in dem Produkt. Wenn GSPe in einzufrie rende Nahrungsmittelprodukte eingeschlossen werden, kann dies im allgemeinen zu einem vorteilhaften Wechsel der Eis rekristallisationseigenschaften führen. Die Aggregation der Eiskristalle von GSP-enthaltenden Produkten kann die Brü chigkeit des Produkts verursachen.

Viele Verbraucher bevorzugen relativ harte und brüchige ge frorene Nahrungsmittelprodukte oder Bestandteile davon, wie Eiscreme oder Wassereis. Zum Beispiel kann knuspriges Was sereis als ein attraktiver Bestandteil in gefrorenen Kon fektprodukten verwendet werden, auch wird relativ harte Eis creme von einer großen Gruppe von Verbrauchern gemocht.

Überraschenderweise haben wir gefunden, daß GSPe die Mög lichkeit bieten, gefrorene Nahrungsmittelprodukte zu formu lieren, die einerseits relativ hart und brüchig sind und an dererseits verbesserte eisrekristallisationsinhibierende Ei genschaften aufweisen. Die Anmelder haben gefunden, daß diese vorteilhafte Kombination von Eigenschaften überra schenderweise erreicht werden kann, wenn das Seitenverhält nis der Eiskristalle in dem Produkt oberhalb 1,9 ist, bevor zugt zwischen 1,9 und 3.

Das Seitenverhältnis von Eiskristallen ist als das Verhält nis der Länge und der Breite der Eiskristalle definiert. Ein Seitenverhältnis oberhalb 1,9, bevorzugt zwischen 1,9 und 3 entspricht länglichen Eiskristallen, die in ihrer Form nicht gerundet sind. Das Seitenverhältnis von Kristallen kann durch jedes geeignete Verfahren bestimmt werden. Ein bevor zugtes Verfahren wird in den Beispielen veranschaulicht. Be vorzugt ist das Verhältnis zwischen 2,0 und 2,9, am bevor zugtesten zwischen 2,1 und 2,8.

Bevorzugt ist das gefrorene Produkt der Erfindung brüchig. Bevorzugt ist die minimale Schichtdicke, bei der ein Bruch verhalten beobachtet werden kann, weniger als 10 mm, bevor zugter von 1 bis 5 mm. Das Bruchverhalten kann entweder durch das Herstellen von Schichten verschiedener Dicke und Bestimmen bei welcher minimalen Dicke ein Bruchverhalten auftritt, gemessen oder aus dem Young′s Modul, wie in den Beispielen beschrieben, berechnet werden.

Während der Formulierung und dem anschließenden Einfrieren von Nahrungsmittelprodukten können mehrere Parameter das Seitenverhältnis der sich bildenden Eiskristalle beeinflus sen. Beispiele für Faktoren, die das Seitenverhältnis beein flussen, sind unten angegeben. Die Anmelder glauben, daß es gut innerhalb der Fähigkeiten des Fachmanns liegt, solche Bedingungen auszuwählen, daß das Seitenverhältnis der Eis kristalle in den gewünschten Bereich fällt.

Ein Faktor, der das Seitenverhältnis von Eiskristallen be einflußt, ist die Geschwindigkeit des Einfrierens des Pro dukts. Allgemein gesprochen, führt eine Erhöhung der Ein friergeschwindigkeit zu einer Erniedrigung im Seitenverhält nis für die Eiskristalle. In diesem Zusammenhang kann die Einfriertemperatur die Einfriergeschwindigkeit beeinflussen und damit das Seitenverhältnis der Eiskristalle. In diesem Zusammenhang sind Gefrierverfahren, die einen Härteschritt, z. B. bei einer Temperatur unter -34°C (-30 Fahrenheit) ein schließen, manchmal bevorzugt. Die Lagertemperatur und Lagerzeit kann ebenso das Seitenverhältnis beeinflussen, wo bei höhere Lagertemperaturen und/oder längere Lagerzeiten die Bildung hoher Seitenverhältnisse begünstigen.

Ein anderer das Seitenverhältnis von Eiskristallen beein flussender Faktor ist die Mobilität des Produkts während des Einfrierens. Wenn z. B. ein flüssiges Wassereis oder eine flüssige Eiscrememischung eingefroren werden soll, wird ein ruhiges Einfrieren zu einem ziemlich hohen Seitenverhältnis für die Eiskristalle führen, während Rühren zu einem niedri geren Seitenverhältnis führt. Ein Mischen unter hoher Scherung wird zu sogar noch niedrigeren Seitenverhältnis sen führen.

Ein anderer Faktor zur Beeinflussung des Seitenverhältnisses der Eiskristalle ist die Anwesenheit und die Menge von Be standteilen. Zum Beispiel kann die Anwesenheit von Bestand teilen, die zur Bildung einer Netzwerkstruktur in dem Pro dukt (z. B. Gummis oder Fette) neigen, zu einem niedrigeren Seitenverhältis führen, als dasjenige in Produkten ohne diese Bestandteile. Auch andere Bestandteile können zu nied rigeren Seitenverhältnissen führen, z. B. hohe Feststoffkon zentrationen, z. B. Zuckerkonzentrationen können zu niedrigen Seitenverhältnissen führen.

Schließlich kann die Art und die Menge der vorliegenden GSPe zu einer Änderung der Seitenverhältnisse führen. Einige GSPe scheinen die Bildung kleiner Seitenverhältnisse zu begünsti gen, während andere GSPe höhere Seitenverhältnisse zu verur sachen scheinen. Ein geeigneter Test zur Auswahl dieser GSPe wird in den Beispielen beschrieben. Eine Veränderung der Menge der GSPe kann auch zu einer Änderung der Seitenver hältnisse führen.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines gefrorenen Nahrungsmit telprodukts, das GSP umfaßt, worin die Formulierungs-, Ein frier- und Lagerbedingungen so gewählt sind, daß die Eiskri stalle in dem Produkt ein Seitenverhältnis von 1,9 bis 3 ha ben.

Das Verfahren der Erfindung kann auf jedes gefrorene Nah rungsmittelprodukt, das GSPe enthält, angewandt werden. Bei spiele für geeignete Produkte sind Soßen, Mahlzeiten etc. Bevorzugte Nahrungsmittelprodukte sind gefrorene Konfektpro dukte, wie Eiscreme und Wassereis.

Die Anmelder haben gefunden, daß die GSPe zur Anwendung in dem Verfahren der Erfindung aus einer Vielzahl von Quellen kommen können, wie beispielsweise Pflanzen, Fische, Insekten und Mikroorganismen. Sowohl natürlich vorkommende Arten kön nen verwendet werden, als auch Arten, die durch genetische Veränderung erhalten worden sind. Zum Beispiel können Mikro organismen oder Pflanzen genetisch verändert werden, um GSPe zu exprimieren und die GSPe können dann gemäß der vorliegen den Erfindung verwendet werden.

Die genetischen Manipulationstechniken können zur Herstel lung der GSPe wie folgt verwendet werden: Eine geeignete Wirtszelle oder -organismus würde durch eine Genkonstruktion transformiert, die das gewünschte Polypeptid enthält. Die Nucleotidsequenz, die für das Polypeptid codiert, kann in einen geeigneten Expressionsvektor, der die notwendigen Elemente für die Transkription und Translation codiert und in einer solchen Art und Weise eingebracht werden, daß sie unter geeigneten Bedingungen exprimert werden (z. B. in rich tiger Orientierung und in richtigem Leserahmen und mit ge eigneter Ziel- und Expressionssequenz). Die zur Erzeugung dieser Expressionsvektoren benötigten Verfahren sind dem Fachmann wohl bekannt.

Eine Anzahl von Expressionssystemen kann verwendet werden, um die Polypeptid-Codierungssequenz zu exprimieren. Diese schließen ein, sind aber nicht darauf beschränkt: Bakterien, Hefe, Insektenzellsysteme, Pflanzenzellenzuchtsysteme und Pflanzen, alle mit den geeigneten Expressionsvektoren trans formiert.

Eine breite Vielzahl von Pflanzen und Pflanzenzellsystemen kann mit den Nucleinsäurekonstruktionen der gewünschten Po lypeptide transformiert werden. Bevorzugte Ausführungsformen würden einschließen, sind aber nicht darauf beschränkt: Mais, Tomaten, Tabak, Karotten, Erdbeere, Rapssamen und Zuckerrüben.

Für den Zweck der Erfindung bevorzugte GSPe stammen aus Fisch (d. h. sie werden entweder direkt aus Fisch erhalten oder die Fischproteine sind transgenetisch von anderen Organismen produziert). Besonders bevorzugt ist die Verwen dung von Fischproteinen des Typs III, am bevorzugtesten HPLC 12, wie in unserem nicht-vorveröffentlichten Fall PCT/EP96/02936 (WO 97/2343) beschrieben.

Aus einigen natürlichen Quellen können die GSPe aus einer Mischung aus zwei oder mehreren verschiedenen GSPen bestehen.

Bevorzugt werden solche GSPe ausgewählt, die signifikante Eisrekristallisationsinhibierungseigenschaften aufweisen. Bevorzugt stellen GSPe gemäß der Erfindung eine Eisteilchen größe beim Rekristallisieren - bevorzugt gemessen gemäß den Beispielen - von weniger als 20 µm, bevorzugter von 5 bis 15 µm zur Verfügung. Man nimmt an, daß die kleine Eiskristall größe zusammen mit dem speziellen Seitenverhältnis besonders vorteilhaft ist, um die wünschenswerten Struktureigen schaften zu erhalten.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung be trifft Produktformulierungen, die so gewählt sind, daß in der Herstellung des Produkts ruhige Einfrierbedingungen ver wendet werden können, während immer noch das oben definierte Seitenverhältnis erhalten wird.

Beispiele für solche Nahrungsmittelprodukte sind: Gefrorene Konfektmischungen, wie Eiscrememischungen und Wassereismi schungen, die dazu bestimmt sind, bei Raum- oder Kühl schranktemperatur gelagert zu werden. Geeignete Pro duktformen sind z. B.: Eine Pulvermischung, die z. B. in einem Beutel oder in einem Tütchen verpackt ist. Diese Mischung ist in der Lage, die Basis des gefrorenen Nahrungsmittelpro dukts zu bilden, z. B. nach Zugabe von Wasser und wahlweise anderen Bestandteilen und - wahlweise - Belüftung.

Ein anderes Beispiel für eine geeignete Mischung könnte eine flüssige Mischung (wahlweise belüftet) sein, die, wenn not wendig, nach Zugabe weiterer Bestandteile und wahlweise wei teren Belüftens eingefroren werden kann.

Der klare Vorteil der oben genannten Mischungen besteht darin, daß die Gegenwart des GSP-Bestandteils die Mischungen in die Lage versetzt, unter ruhigen Bedingungen z. B. in einer Laden- oder Heimgefriertruhe, eingefroren zu werden.

Sehr bequem werden diese Mischungen in geschlossene Behälter (z. B. Schachteln, Beutel, Dosen, Plastikbehälter etc.) ver packt. Für einzelne Portionen wird die Packungsgröße im all gemeinen von 10 bis 1000 g sein. Für Mehrfachportionen kön nen Packungsgrößen von bis zu 500 kg geeignet sein. Im allgemeinen wird die Packungsgröße von 10 g bis 5000 g rei chen.

Wie oben angegeben, sind die bevorzugten Produkte, worin die GSPe verwendet werden, gefrorene Konfektprodukte wie Eis creme oder Wassereis. Bevorzugt ist der Gehalt der GSPe von 0,0001 bis 0,5 Gew.-%, basierend auf dem Endprodukt. Wenn Trockenmischungen oder Konzentrate verwendet werden, kann die Konzentration höher sein, um sicherzustellen, daß der Gehalt in dem gefrorenen Endprodukt in dem oben angegebenen Bereich liegt.

Überraschenderweise hat man gefunden, daß Zusammensetzungen der Erfindung sehr geringe Mengen an GSPen enthalten können, während sie weiterhin von guter Qualität sind.

Bislang hat man allgemein angenommen, daß ziemlich hohe Kon zentrationen an GSPen benötigt werden, um eine angemessene Verbesserung der Rekristallisationseigenschaften zu erhal ten. Der Grund hierfür ist, daß allgemein geglaubt wird, daß die GSPe auf wesentliche Teile der Oberfläche der Eiskri stalle wirken und daher mit ziemlich hohen Konzentrationen, z. B. 0,01 Gew.-% oder mehr vorliegen müssen, um eine angemessene Wirkung zu erhalten.

Überraschenderweise hat man nun auch gefunden, daß für ge frorene Produkte verbesserte Rekristallisationseigenschaften und eine erhöhte Temperaturtoleranz bereits erreicht werden kann, wenn niedrige Konzentrationen von GSPen verwendet wer den.

Überraschenderweise hat man gefunden, daß die Konzentration von GSPen so niedrig wie 0,1 bis 50 ppm sein kann, während immer noch angemessene Rekristallisationseigenschaften und eine angemessene Temperaturtoleranz in gefrorenen Kon fektprodukten zur Verfügung gestellt werden. Obwohl die Anmelder in keinem Fall an eine Theorie gebunden sein möchten, kann der Grund hierfür sein, daß die Wechselwirkung zwischen den Feststoffen des gefrorenen Konfekts und den GSPen einen exzellenten Mechanismus zur Inhibierung des Kristallwachstums zur Verfügung stellt. Am brauchbarsten ist die Konzentration von GSP von 1 bis 40 ppm, besonders bevorzugt von 2 bis 10 ppm.

Für den Zweck der Erfindung schließt der Begriff gefrorenes Konfektprodukt Milch, die gefrorenes Konfekt enthält, wie Eiscreme, gefrorener Joghurt, Fruchteis, Sorbet, Milcheis und gefrorene Eiercreme, Wassereissorten, Granitas und ge frorene Fruchtpürees ein. Für einige Anwendungen ist die Verwendung von GSPen in gefrorenen, fermentierten Nahrungs mittelprodukten weniger bevorzugt.

Bevorzugt ist der Gehalt an Feststoffen in dem gefrorenen Konfekt (z. B. Zucker, Fett, Geschmacksstoffe, etc.) mehr als 4 Gew.-%, bevorzugt mehr als 30 Gew.-%, bevorzugter von 40 bis 70 Gew.-%.

In einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wer den die harten und knusprigen gefrorenen Konfektformulierun gen dazu verwendet, einen Texturkontrast in Eiskonfekt zu erzeugen. Bevorzugt enthalten solche Eiskonfekte als dis krete Elemente in ihrer Struktur die GSP-enthaltende Zusam mensetzung gemäß der Erfindung. Zum Beispiel kann ein rela tiv weicher Eiscremekern mit einer dünnen Schicht der erfin dungsgemäßen Zusammensetzung überzogen werden, womit eine relativ harte und knusprige Schicht, die den Eiscremekern umgibt, zur Verfügung gestellt wird. Eine andere Ausfüh rungsform könnte die Einarbeitung der erfindungsgemäßen For mulierung als Einschlüsse in Eiskonfekte sein. Eine dritte Ausführungsform wäre die Abwechslung von Eiscremeschichten mit der erfindungsgemäßen Formulierung, um dünne, knusprige Schichten zu erzeugen, die sich mit den Eiscremeschichten abwechseln.

Beispiel I

Eine Vormischung für die Herstellung von Eiscreme wurde her gestellt durch Mischen von:

Bestandteil
Gew.-%
Magermilchpulver
10,00
Saccharose	13,00
Maltodextrin (MD40)	4,00
Johannesbrotgummi	0,14
Butteröl	8,00
Monoglycerid(palmitat)	0,30
Vanillin	0,01
GSP (Typ III HPLC-12, siehe WO 97/2343)	0,01 oder keines (Kontrolle)
Wasser	Ausgleich

Diese Mischung kann bequem bei Raumtemperatur z. B. in einem Plastikbehälter gelagert werden.

Die Mischungen können bei der Herstellung einer Eiscreme durch Homogenisieren bei 13 790 kN/m² (2000 psi) und 65°C gefolgt von einer Alterung über Nacht bei 5°C verwendet wer den. Die Mischung wurde unter Verwendung eines Gefrierappa rats (MF50 SSHE Technohoy, ausgerüstet mit einem mit 240 UpM rotierenden Feststoffschläger) eingefroren. Die Extrudier temperatur betrug -4,5°C, der Überlauf war 110%. Das Produkt wurde dann bei -35°C eingefroren und bei -80°C gelagert.

Nach zwei monatiger Lagerung hatte die erfindungsgemäße Zu sammensetzung eine ausgesprochen bessere Textur als die Kon trollprobe.

Beispiel II

Eine Eiscreme wurde nach der folgenden Formulierung herge stellt:

Bestandteil
Gew.-%
Magermilchpulver
10,00
Saccharose	13,00
Maltodextrin (MD40)	4,00
Johannesbrotgummi	0,14
Butteröl	8,00
Monoglycerid(palmitat)	0,30
Vanillin	0,01
GSP (Typ III HPLC-12)	0,01 oder keines (Kontrolle)
Wasser	Ausgleich

Das Herstellungsverfahren war wie in Beispiel I.

Proben beider Produkte wurden bei -18°C in einer Prolan-Kli makammer für etwa 12 Stunden äquilibriert. Mikroskopobjekt gläser wurden durch Schmieren einer dünnen Schicht Eiscreme aus dem Zentrum auf dünne Glasplatten angefertigt.

Jedes Objektglas wurde auf einen temperaturgeregelten Mikroskoptisch (bei -18°C) überführt, wo Bilder von Eiskri stallen (etwa 400 einzelne Eiskristalle) aufgenommen und durch eine Videokamera zu einem Bildspeicher- und Analyse system übertragen wurden.

Die gespeicherten Eiskristallbilder wurden durch Herumzeich nen um die äußere Begrenzungslinie manuell hervorgehoben, was dann den ganzen Kristall hervorhebt. Bilder der hervor gehobenen Kristalle wurden dann unter Verwendung der Bild analyse-Software vermessen, die die Anzahl der Pixel zählt, die benötigt werden, um die längste gerade Linie (Länge), die kürzeste gerade Linie (Breite), und das Seitenverhältnis (Länge/Breite) zu vervollständigen.

Das mittlere Seitenverhältnis der Kristalle wurde berechnet.

Für die Kontrollprobe war das Seitenverhältnis 1,45.

Für die GSP-enthaltende Probe war das Seitenverhältnis 2,24.

Beispiel III

Die Brüchigkeit der Eiscreme aus Beispiel II wurde durch Be rechnungen an dem Bruchverhalten der Eiscreme bestimmt. Unter Verwendung eines 3-Punkt-Biegetests wurde der Young′s Modul gemessen.

Der Young′s Modul wurde durch Herstellung von Eiscremestrei fen, das Äquilibrieren dieser Streifen für 18 Stunden in einer Gefrierkammer und das Überführen dieser Streifen in eine Temperaturkammer gemessen. Die Streifen wurden auf ein 3-Punkt-Biegegestell gelegt, wie in Handbook of Plastics Test Methods (2nd Edition), Hrsg. R.P. Brown, George Godwin Ltd, 1981, beschrieben. Das Testen der Probe wurde sofort mit einer Deformationsgeschwindigkeit von 50 mm/min ausge führt. Aus der Kraft-Deformationskurve wurde die Anfangs steigung gemessen und zur Berechnung des Young′s Modul gemäß der folgenden Gleichung verwendet:

- worin L = Balkenspannweite (110 mm), B = Probenbreite, W = Probenhöhe. Normalerweise wurden acht Proben getestet, um einen mittleren Young′s Modul-Wert zu ergeben.

Unter Verwendung der von Williams & Cawood in Polymer Testing 9 15-26 (1990) beschriebenen Berechnungen kann die Bruchzähigkeit berechnet werden.

Die Ergebnisse waren wie folgt: Für die Kontrollprobe wurde eine Dicke von 966 m als notwendig berechnet, um eine brü chige Schicht zu erhalten. Für die GSP-enthaltende Probe wurde eine Brüchigkeit (Bruchverhalten) bereits bei einer Dicke von 3 mm gefunden. Dies zeigt klar die verbesserte Brüchigkeit von Produkten der Erfindung. Beide Proben erga ben relativ weiche Produkte.

Beispiel IV

Dieses Beispiel beschreibt eine Methodik zur Auswahl solcher GSPe, die die Bildung von in der Erfindung bevorzugten Eiskristallformen begünstigen.

Das Eiskristallwachstum findet unter normalen Bedingungen entlang der a-Achse des Kristalls statt. Wenn GSPe anwesend sind, ändert sich das Wachstum. Diese selektive Beeinflus sung der Eiskristallform kann durch die Tatsache erklärt werden, daß GSPe dazu neigen, an bestimmte Teile des Eiskri stalls zu binden und dadurch, daß sie dies tun, das Wachstum des Eiskristalls in bestimmten Richtungen inhibieren. Die Bindung kann z. B. an den Prismaebenen (senkrecht zu der a-Achse) oder an den Pyramidalebenen (aus diesen Ebenen her ausragend) stattfinden.

Die Anmelder haben gefunden, daß GSPe, die die Bildung von Seitenverhältnis sen gemäß der vorliegenden Erfindung begün stigen, z. B. durch Auswahl solcher GSPe gefunden werden können, die dazu neigen, an der Prismaebene zu binden. Die Methodik zur Auswahl dieser spezifisch bindenden GSPe kann jede geeignete Methodik sein. Ein geeigneter Test verwendet das sogenannte "Single ice crystal "hemisphere" growth experiment", das auf der in Knight C.A., C.C. Cheng und A.L. DeVries, Biophys. J. 59 (1991) 409-418, Adsorption of a-helical antifreeze peptides on specific ice crystal surface pianes, beschriebenen Arbeitsweise beruht.

Ein gut isolierter 5 l Plastikbecher wurde mit entionisier tem Wasser gefüllt und in eine temperaturkontrollierte Kam mer bei -1°C gestellt. Man ließ ihn dann langsam von oben einfrieren. Nach 2 Tagen bedeckte ein etwa 4 cm dicker Ein kristall aus Eis den Becher. Die kristallographische Orien tierung des Kristalls wurde unter Verwendung von Einkri stall-Röntgenbeugungsmethoden bestimmt. Eiswürfel von etwa 2 cm Abmessung wurden aus dem großen Einkristall geschnitten, so daß eine Oberfläche parallel zu der Prismaebene und eine andere parallel zu der Basisebene war. Somit wurden orien tierte Einkristalle aus Eis hergestellt.

Es wurde eine Apparatur verwendet, die aus einem Messing kühlfinger (etwa 1 cm Durchmesser) bestand, auf den ein orientierter Kristallkeim gefroren war. Der Keim wurde zunächst ausgehöhlt, so daß der Kristallkeim um ihn herum passen würde. Ein Kühlmittel wurde dann durch den Finger ge leitet und der Keim fror daran fest.

Der Finger mit dem Kristallkeim wurde dann in einen isolier ten 100 ml Becher eingetaucht, der eine Lösung des unter suchten Materials enthielt. Die Anfangstemperatur der Lösung war Raumtemperatur (∼ 18°C), und die einzige Kühlung wurde durch den Kühlfinger zur Verfügung gestellt. Anfänglich schmolz der Kristallkeim teilweise, aber dann wuchs er in eine einzige Kristallhemisphäre. Nach mehreren Stunden (6-8) wurde eine Hemisphäre mit einem Durchmesser von 5-7 cm ge bildet.

Das Experiment wurde mit verschiedenen GSP-Lösungen ausge führt. Die verwendeten GSP-Lösungen hatten eine GSP-Konzentration von 10^-3 mg/ml.

Die Hemisphäre wurde dann von dem Kühlfinger entfernt und in eine temperaturkontrollierte Kammer bei -15°C überführt. Die Oberfläche wurde abgekratzt und man beließ sie mindestens über Nacht (16 Stunden oder mehr) in der Kammer. Luft wurde mittels eines Gebläses durch die Kammer zirkuliert. Während dieser Zeit trat ein Verdampfen der Oberflächenschichten des Eises auf. Die Oberfläche der Eishemisphäre bekam somit eine glatte Spiegeloberfläche. Für eine GSP-enthaltende Hemisphäre werden jedoch rauhe Flecken auf der Oberfläche gesehen. Diese entsprechen den Flecken, an denen das GSP an die Oberfläche der Hemisphäre gebunden hat. Die großen GSP-Moleküle hindern die Eismoleküle am Verdampfen und so baut sich eine rauhe Matte aus GSP-Molekülen auf der Oberfläche auf, an der Oberfläche, an der eine bevorzugte Bindung an das Eis auftritt. Da die Orientierung der Hemisphäre bekannt ist und der Winkelabstand zwischen diesen rauhen Flecken und den Basis- und Prismarichtungen mittels eines optischen Go niometers gemessen werden kann, kann die Beschaffenheit der Bindungsebene leicht bestimmt werden.

Dieser Test kann dazu verwendet werden, um solche GSPe aus zuwählen, die zu einer Bindung an die primären oder sekun dären Prismaebenen neigen. Zum Beispiel neigt das GSP Typ I aus Winterflunder oder aus Alaskascholle zu einer Bindung an die (2 0-2 1)¹-Bindungsstelle, während GSPe aus antark tischem Kabeljau dazu neigen, an die (1 0-1 0)³ oder ⁵- Bindungsstelle zu binden, während das GSP III aus antarkti schem Hammelfleischfisch dazu neigt an die (1 0-1 0)² oder ³-Bindungsstelle zu binden.

Der Fachmann wird wohl in der Lage sein, den oben genannten Test zur Bestimmung solcher GSPe zu verwenden, die dazu nei gen, die Bildung von hohen Seitenverhältnissen von Eiskri stallen zu begünstigen. Zum Testen ihrer Geeignetheit in ge frorenen Produkten der Erfindung kann das tatsächliche Pro dukt hergestellt werden und das Seitenverhältnis der Kri stalle in dem Produkt kann bestimmt werden.

Beispiel V Test zur Bestimmung der Eiskristallgröße bei der Rekristallisation

Eine Probe einer GSP-enthaltenden Lösung in Wasser wird auf einen Saccharosegehalt von 30 Gew.-% eingestellt (wenn der Anfangsgehalt der Probe größer als 30% ist, wurde dies durch Verdünnen gemacht, wenn der Anfangsgehalt niedriger war, wurde Saccharose auf einen Gehalt von 30% zugegeben).

Allgemein kann der Test auf jede geeignete Zusammensetzung, die GSP und Wasser enthält, angewandt werden. Im allgemeinen ist der Gehalt an GSP in einer solchen Testzusammensetzung nicht sehr kritisch und kann z. B. von 0,0001 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugter von 0,0005 bis 0,1 Gew.-%, am bevorzugtesten von 0,001 bis 0,05 Gew.-% reichen, z. B. 0,01 Gew.-%.

Ein 3 µl Tropfen der Probe wird auf ein 22 mm Deckglas pla ziert. Ein Deckglas mit 16 mm Durchmesser wird dann darauf gelegt und ein 200 g Gewicht wird auf die Probe gelegt, um eine gleichmäßige Objektglasdicke sicherzustellen. Die Ecken des Deckglases werden mit klarem Nagellack versiegelt.

Das Objektglas wird auf einen Linkham THM 600 temperaturge regelten Mikroskoptisch gelegt. Der Tisch wird schnell (50°C pro Minute) auf -40°C gekühlt, um eine große Menge kleiner Kristalle zu erzeugen. Die Tischtemperatur wird dann schnell (50°C pro Minute) auf -6°C erhöht und bei dieser Temperatur gehalten.

Die Eisphase wird bei -6°C unter Verwendung eines Leica Aristoplan-Mikroskops beobachtet. Bedingungen polarisierten Lichts in Verbindung mit einer Lambda-Platte wurden verwen det, um den Kontrast der Eiskristalle zu erhöhen. Der Zu stand der Eisphase (Größe der Eiskristalle) wird durch 35 mm Photomikrographie bei T = 0 und T = 1 Stunde aufgezeichnet. Da bei zeigt eine durchschnittliche Teilchengröße (visuell be stimmt, Zahlenmittel) von unter 20 µm, bevorzugter zwischen 5 und 15 µm, bevorzugte GSPe zur Verwendung in erfindungsge mäßen Produkten an.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines gefrorenen Nahrungsmit telprodukts, das ein GSP umfaßt, worin die Bedingungen so gewählt sind, daß die Eiskristalle in dem Produkt ein Seitenverhältnis von mehr als 1,9 haben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Seitenverhältnis von 1,9 bis 3,0 reicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Bedingungen zur Be einflussung des Seitenverhältnisses ausgewählt sind aus der Gruppe aus: Einfriergeschwindigkeit, Beweglichkeit des Produkts während des Einfrierens, Lagertemperatur und -zeit, Formulierung des Produkts und Art und Menge der GSPe und Kombinationen davon.

4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das gefrorene Nahrungs mittelprodukt ein gefrorenes Konfektprodukt ist.

5. Gefrorenes Konfektprodukt, umfassend von 0,0001 bis 0,5 Gew.-% GSPe, wobei das Produkt ein Eiskristallseitenver hältnis von mehr als 1,9 hat.

6. Gefrorenes Konfektprodukt nach Anspruch 5, worin das Seitenverhältnis von 1,9 bis 3,0 reicht.

7. Gefrorenes Konfektprodukt nach Anspruch 5, worin das GSP vorzugsweise an die primären oder sekundären Prisma ebenen der Eiskristalle bindet.

8. Gefrorenes Konfektprodukt mit einem Texturunterschied, wobei das Produkt diskrete Elemente eines Konfektpro dukts nach Anspruch 5 umfaßt.

9. Gefrorenes Konfektprodukt nach Anspruch 8, umfassend dünne Eiscremeschichten, die sich mit dünnen Wassereis schichten abwechseln, worin die Wassereisschichten von 0,0001 bis 0,5 Gew.-% GSPe umfassen und ein Eiskristall seitenverhältnis von 1,9 bis 3,0 haben.

10. Eiscrememischung, geeignet für eine Verwendung bei der Herstellung eines gefrorenen Konfektprodukts nach An spruch 5.