DE2030085C3

DE2030085C3 - Emulgiermittel

Info

Publication number: DE2030085C3
Application number: DE2030085A
Authority: DE
Inventors: Ernest Henry Evanston Ill. Freund; John Joseph Winnetka Ill. Jonas
Original assignee: Kraft Inc
Current assignee: Kraft Inc
Priority date: 1969-06-18
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1982-03-18
Also published as: DE2030085A1; US3673106A; CA948019A; GB1319825A; DE2030085B2

Description

Aus hydroxylierten Fettverbindungen bestehende

KllJg

3p'C C p idCH C

säureester von mehrwertigen Alkoholen, z. B. Monostearin oder Propylenglykolmonostearat sind bisher in der Nahrungsmittelindustrie in breitem Umfange verwendet worden, beispielsweise in gebackenen Nahrungsmitteln. Ferner wurden sie als Komplexbildner für stärkeenthaltende Produkte eingesetzt Außerdem kam eine Verwendung in Eiscremes sowie anderen gefrorenen Desserts in Frage. Schließlich sei noch ihre Verwendung als Komponenten in Schlagrahm sowie geschlagener Eiscreme erwähnt Auf dem pharmazeutisehen Gebiet wurden diese Emulgiermittel als nicht-toxische Stoffwechsel-Emulgiermittel in Cremes. Salben oder dergleichen eingesetzt

Die erfindungsgemäßen Emulgiermittel können für gleiche oder ähnliche Zwecke verwendet werden, wobei sie jedoch gegenüber den bekannten Emulgiermitteln und Schäumungsmitteln deutliche Vorteile bieten, die nachstehend näher erläutert werden.

Die wichtigsten Anforderungen an Nahrungsmittel-JD EmuigiernDiie] sind folgende:

1. Sie dürfen nicht toxisch sein und müssen im menschlichen Organismus leicht verdaubar sein.

2. Sie müssen leicht in Wasser löslich oder dispergierbar sein und diese Eigenschaft auch nach einer

'' längeren Lagerung bei Zimmertemperatur beibehalten.

Die partielien Ester von Polyalkoholen und höheren Fettsäuren, wie beispielsweise Mon«stearin oder Propylenglykolmonostearat erfüllen die «aierst erwähnte Anforderung. Allerdings genügen sie nicht dem zweiten Erfordernis, und zwar deshalb, da sie in dem Zustand, in welchem sie gewöhnlich auf den Markt gebracht werden, schwer löslich oder dispergierbar in Wasser oder wäßrigen Flüssigkeiten bei Umgebungstemperaturen sind. Es sind aufwendige Verfahren notwendig, um eine funktionsfähige wäßrige Suspension herzustellen.

Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an festen Emulgiermitteln, die bei Umgebungstemperatur in Wasser dispergierbar sind und ihre Löslichkeit ihr Dispersionsvermögen sowie ihre Funktionalität auch nach einem längeren Lagern bei erhöhten Temperaturen beibehalten. Die erfindungsgemäßen Emulgiermittel auf der Basis von Monoestern höherer Fettsäuren und mehrwertiger Alkohole sind in Wasser dispergierbar und auch nach einer längeren Lagerung sogar bei erhöhten Temperaturen noch funktionsfähig.

Es wurde gefunden, daß die Funktionsstabilität der Monoester-Emulgiermittel in der Weise sichergestelh werden kann, daß bestimmte Mittel, bei denen es sich um Obergangsinhibitoren handelt zugesetzt werden. Die Rolle, weiche diese Inhibitoren spielen, läßt sich am -besten dadurch erklären, daß man etwas näher auf die Kristallmorphologie von Fettmonoester-Emulgiermitteln eingeht

Es ist allgemein bekannt daß Fettmonoester-Emulgiermittel in einer Vielzahl von verschiedenen Kristallformen vorliegen können, wobei ihre Funktionalität sowie ihr Vermögen, in Wasser dispergiert werden zu können, von ihrer Kristallform abhängen.

Die Fettmonoester-Kristalle erlr^:den bekanntlich während der Verfestigung aus geschmolzenem Zustand einen morphologischen Übergang. Zuerst bilden sich niedriger scnnHzende Kristallarten, die als «- und sub-« bezeichnet werden, worauf diese Arten spontan in den thermodynamisch stabiler höher schmelzenden /?-Zu-

— ι ι-- :_ j:_ ο ty-_:..«iir_____ au ~u_A„

Dieser Übergang ist wie man weiß, die Ursache für bestimmte funktioneile Verschlechterungen dieser Emulgiermittel während der Lagerung.

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung von Emulgiermitteln, in denen die thermodynamisch instabilen, jedoch stark funktionellen Ä-Kristallarten von Fettmonoestern im wesentlichen permanent konserviert werden können.

Alle thermodynamisch instabilen Kristallformen und halbglasartigen Formen werden nachstehend als

»α-Formen« bezeichnet während die stabileren /?-Formen im folgenden als »ß-Formen« charakterisiert werden. Die α-Form und die jJ-Form der Kristalle kann man durch Röntgenstrahlenbeugung und infrarotspektroskopische Methoden unterscheiden. Nach der letzteren Methode wurde gefunden, daß der Grad der Wasserstoffbindung innerhalb des Kristalls während des Obergangs von der «- in die /?-Form ansteigt Dies deutet darauf hin, daß die α-Form in gewissem Grade Drehungsfreiheitsgrade besitzt, während die //-Form ίο typisch für Kristailformen ohne Drehungsfreiheitsgrade ist

Die α-Form ist im allgemeinen bei Umgebungstemperaturen in Wasser dispergierbar und hat eine Schaumwirkung sowie eine emulgierende Wirkung zur Folge. Die fi-Form ist im allgemeinen bei Umgebungstemperaturen in Wasser nicht dispergierbar. Ihre wäßrigen Suspensionen besitzen in geringerem Maße ausgeprägte schäumende Eigenschaften. Die /?-Form kann durch Schmelzen und erneutes Verfestigen reaktiviert werden, wobei eine Umwandlung in die «-Form erfolgt, die auf diese Weise temporär reaktiviert ist Zur Vermeidung dieser mfihseligrr Reaktivierungsstufe wurden bisher viele Versuche unternommen. Einige dieser Versuche sind auch in der Patentliteratur beschrieben.

Ferne- wurden Mischungen aus Mono- und Diglyceriden in »selbst-emulgierbarer« Form erzeugt und zwar durch Zumischen von Seifen, die als Coemulgiermittel wirken. Auch dann, wenn derartige Mischungen in Wasser dispergierbar sind, so enthalten sie dennoch Glyceride in der 0-Form. Diese Glyceride besitzen kein Emulgierungsvermögen sowie keine schaumerzeugenden Eigenschaften, und zwar im Vergleich zu den erfindungsgemälien Produkten. Werden darüber hinaus diese bekannten Produkte in höheren Konzentrationen eingesetzt dann verleiht die Seife utr Mischung einen unerwünschten Geschmack, so daß nne Verwendung in vielen Nahningsmittelprodukten entfällt Werden destillierte Monoglyceride und Seifen eingesetzt dann können wäßrige Dispersionen, welche die Monoglyceride in der α-Form enthalten, zeitweilig erhalten werden, v/obei jedoch der Übergang der α-Form in die /?-Form in wenigen Stunden oder in einigen Wochen erfolgen kann, und zwar unter Verlust der Funktionalität

Ein anderer Versuch, Monoglyceride in einer instabilen Kristallform zu stabilisieren, wird in den US-Patenr hriften 30 34 897 und 30 34 898 beschrieben. Die gemäß diesen Patentschriften bevorzugte Zubereitung ist eine Mischung aus destilliertem Glycerinmonostearat und destilliertem Propylenglykolmonostearat Die Mischung verfestigt sich nach dem Schmelzen und Vermischen schnell. Es wird angegeben, daß ernebliche Mengen des Glycerinmonostearats in der «-Kristallform während längerer Zeitspannen vorliegen, während das Propylenglykolmonostearat der Mischung von der «-Kristallform in die /J-Kristallform kurz nach der Verfestigung übergeht Aber auch der ,j.ycer:nmenoestsr ge..t _ere:t; noch einer Lagerung von nur einem Monat bei Zimmertemperatur teilweise in die j3-Form über. Als Inhibitor für das Schimmelwachstum werden Sorbinsäure oder Natriumpropionat in sehr geringen Mengen verwendet wodurch keine Stabilisierung der «-Modifikation der Monoester erreicht wird.

Die in den vorstehend genannten US-Patentschriften beschriebene Mischung wird zwar in den Handel gebraucht Es wurde jedoch gefunden, daß diese Mischungen keine ausreichende Dispergierfähigkeit in Wasser besitzen, wobei ihr Schäumungsvermögen auch nach einer relativ kurzen Lagerung erst bei 37° C einzusetzen beginnt Zur Einmengung in Nahrungsmittel, wie beispielsweise Früchte in Purree-Form, ist daher ein Vorerhitzen auf Temperaturen oberhalb ihres Schmelzpunktes erforderlich.

In der britischen Patentschrift 10 23 599 wird ein Monoglycend in trockener Form beschrieben, das in kaltem Wasser dispergierbar ist Es wird in der Weise hergestellt, daß das Monoglycend in Gegenwart eines genießbaren Trägers, wie beispielsweise Zucker, emulgiert und anschließend gefriergetrocknet wird. "Venn auch nach dieser Methode ein Dispergierungsvermögen erzielt w^d, so werden dennoch keine besonders guten Schäumungseigenschaften erhaltea Außerdem wird das Monoglycend nicht in der α-Form gehalten.

Es ist außerdem bereits ein Verfahren vorgeschlagen worden, nach welchem Propylenglykolmonostearat oder eine Mischung aus Propylenglykolmonostearat und Monostearin in der a-Kristallform stabilisiert werden, und zwar unter Verwendung eines Siabiüsierungsmittels, das aus einem ionischen grenzflächenaktiven Salz besteht das ein hohes hydrophiles/Iipophiles Gleichgewicht (HLB) aufweist (vgl. DE-OS 17 19 429). Dieses Emulgiermittelsystem ist dazu in der Lage, sowohl das Dispersionsvermögen als auch ' gute Schäumungseigenschaften und die a-Kristallform nach einer längeren Lage« ung beizubehalten. Die vorliegende Erfindung L' ?♦ jedoch, wie die nachstehenden Ausführungen zeigen ν erden, noch weitere Vorteile.

-Gegenstand der vorhegenden Erfindung ist ein Emulgiermittel nach Anspruch 1.

Das im erfindungsgemäßen Emulgiermittel enthaltene Gemisch a) aus 20 bis 60% Glycerinmonoester und 40 bis 80% 1,2-PropyIenglykoInionoester wird nachfolgend als »Monoester-Kombination« bezeichnet (alle angegebenen Werte sind Gewichts-% oder Gewichtsteile).

Vorzugsweise ist der Glycerinmonoester Glycerinmonostearat der Glykolmonoester Propylenglykolmonostearat, und insbesondere ist im erfindungsgemäßen Emulgiermittel eine Kombination &"-, Glycerinmonostearat und Propylenglykoimonostearat vorhanden.

Das erfindungsgemäße Emulgiermittel zeichnet sich gegenüber dem Stand der Technik (US-PS 30 34 898) überraschenderweise durch eine hohe Stabilität des a-Kristallzustandes aus und besitzt eine lang andauernde Funktionalität und zwar sogar nach einer Lagerung bei erhöhten Temperaturen.

Darüber hinaus übersteigt das Schäumungsvermögen die Funktionalität von Monoestern im α-kristallinen Zustand, die. keine Obergangsinhibitoren enthalten und sich thermodynamisch in einem instabilen Zustand befinden. Diese erhöhte Funktionalität, welche als »Überfunktionalität« bezeichnet wird, wird nachstehend noch näher erläutert

Bei den Schaumstabilisierungsmitteln handelt es sich "m nicht-ionisch? od?r ioTⁱi^cf*h^{fa arri>rl}?f!?cb^i>n?*k?i^iyp Mittel. Diese Substanzen besitzen einen hohen HLB-Wert Ferner kommen Löslichkeitsvermittler in Frage, die in Wasser gut lösliche Verbindungen sind.

Wenn auch in der genannten DE-OS 17 19 429 die Stabilisierung von Kristallen in der α-Form in dem Emulgiermittelsystem beschrieben wird, so sind dennoch einige Nachteile bei der Verwendung in Kauf zu nehmen. Beispielsweise kann die relativ hohe Konzentration an dem grenzflächenaktiven Mittel bei der Formulierung von Nahrungsmitteln Probleme aufwer-

fen. Außerdem sind nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel als Obergangsinhibitoren nicht wirksam.

Der vorliegende Anmeldungsgegenstand stellt eine Verbesserung des Emulgiermittels gemäß der DE-OS 17 19 429 dar. Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Verwendung bestimmter nicht-grenzflächenaktiver Salze, die diizu in der Lage sind, Wasserstoffbindungen mit der Monoester-Kombination einzugehen und als Obergangsinhibitoren zu wirken. Die im erfindungsgemäßen Mittel enthaltenen Übergangsinhibitoren sind nicht grenzflächenaktiv und setzen als solche nicht merklich die Oberflächenspannung sowie die Grenzflächenspannung her&b. Sie gehören zu einer Klasse von Verbindungen, die von McBain (Becher, Emulsions Theory and Practice, Z Auflag . Se, ιέ 24) als Typ II bezeichnet werden. Sie ur' -" '< · sich von den grenzflächenaktiven Mitteb ·" "'die letzteren

grenzflächenaktiv sind ν ; cn die Oberflächenspannung sowie die *. ι jr .,annung herabsetzen, und zwar auch dar.fi. wenn diese Verbindungen in geringen Konzentrationen, beispielsweise in Konzentrationen von 0,2—03%, vorliegen. Die zuletzt genannten Verbindungen gehören zu der Klasse, die von McBain als Verbindungen des Typs IH bezeichnet werden.

Zum Verständnis der Wirkung der e^r Indungsgemäß eingesetzten Übergangsinhibitoren soll folgende Hypothese dienen, die jedoch die Erfindung nicht beschränken solL Bei der Erläuterung der Funktion dieser Inhibitoren kann man davon ausgehen, daß während des Abkühlens einer Schmelze einer Monoester-Kombination molekulare Assoziationen gebildet werden. Die treibenden Kräfte für die Bildung dieser Assoziationen sind Bindungskräfte mit geringer Energie. Diejenigen, welche sich von den hydrophoben Moleküistellen ableiten, bilden Van der Waal'sche Bindungen. Diejenigen, welche auf die hydrophilen Stellen zurückgehen, bilden Wasserstoffbindungen. Solange diese Molekülassoziationen Drehungsfreiheiten besitzen, befinden sich die Monoester in einem halb-glasartigen oder in dem «-kristallinen Zustand. Dauert jedoch die Wirkung dieser Bindungskräfte an, dann verschwindet die Dreaungsfreiheit und es erfolgt ein Übergang in den ^-kristallinen Zustand.

Die Übergangsinhibitoren sind ionische SaJze, die mit den Monoester-Assoziationen in Wechselwirkung zu treten vermögen, und *.*var entweder über Van der Waal'sche Kräfte und/oder über Wasserrtoffbindungen. Komplexe, die durch Wasserstoffbindungen gebildet werden, können in einer homogenen festen Phase auftreten, wenn die Übergangsinhibitoren in der Monoester-Kombination löslich sind. Sie können ferner in einer heterogenen festen Phase in Erscheinung treten, falls die Inhibitoren unlöslich sind. Die gebundenen Üoergangsinhibitoren übertragen auf diese Komplexe eine elektrische Ladung, die eine Abstoßungskraft zur Folge hat, da die Komplexe gleich geladen sind. Die Abstoßung wirkt den Kräften mit niedriger Energie entgegen, weiche uicäcFi \Jbcrgsng von dcrPi <x-kn3ia!!;-nen in den ^-kristallinen Zustand verursachen.

Die Abstoßungswirkung der elektrischen Ladungen der Komplexe geht aus einem Strecken der langen Abstände der Monoester-Kombination hervor, wobei dieses Strecken durch eine Röntgenrtrahlenbeugung beobachtet werden kann. Man nimmt an, daß die verstreckten Komplexe einen höheren Grad an Drehungsfreiheit besitzen, falls sie sich in der «-Form befinden, wobei dieser Drehungsfreiheitsgrad die Überfunktiona'ttät bewirkt, die durch den Schäumungstest ermittelt wird.

Der ],2-Propyleng]ykolmonoester allein kann nicht unter Verwendung der erfindungsgemäßen Übergangsinhibitoren stabilisiert werden. Er besitzt nur eine sekundäre Hydroxylgruppe, die ein schwacher Protonendonator ist. Darüber hinaus sind die meisten der Übergangsinhibitoren nur leicht oder nicht in dem 1,2-PropyIenglykalmonoester löslich. Auf diese Weise

ίο können sie keine Van der Waal'schen Bindungen eingehen, die auf Kräfte zurückgehen, welche von den lipophilen Gruppen abstammen.

Der andere Monoester in der Kombination kann ebenfalls nicht allein stabilisiert werden, da es sich um

is einen zweiwertigen Alkohol mit wenigstens einer primären Hydrox) ^gruppe handelt Beispielsweise ist Glycennmonostearat gleichzeitig ein sterker Protonendonator und Protonenakzeptor und als .solcher dazu in der Lage, inter- und intramolekulare Wasserstoffbindüngen zu bilden, die zu dreidimensionalen wasserunlöslichen Strukturen führen. Die Bindungskräfte sind so stark, daß sie nicht durch AbstoBungskräfte ausgeglichen werden können, welche durch den Inhibitor ausgeübt werden.

Mischungen aus dem l^-Fiopylenglykolmonoester und Glycerinmonostearat sind innerhalb des definierten funktioneilen Bereiches derart starke Protonendonatoren, daß Wasserstoffbindungen mit den nicht-grenzflächenaktiven Inhibitoren in einer homogenen oder heterogenen festen Phase gebildet werden. D, se Mischungen üben Abstoßungskrafte auf die Komplexe aus, die derartig stark sind, daß ein Übergang von der «-Form in die /?-Form verhindert wird, !st jedoch die Menge des Glycerinmonostearats in der Monoester-Kombination höher als der angegebene funktioneile Bereich, dann erfolgt ein langsamer Übergang, so daß nur eine temporäre Stabilisierung stattfindet Mit steigender Menge des Glycerinmonostearats in der Monoester-Kombination verläuft der Übergang aus der «-Form in die ß-Form schneller.

Der Gehalt an dem Übergapgsinhibitci in einer Monoester-Kombination muß dazu ausreichen, ein solches elektrisches Abstoßungsvermögen zu ergeben, das dazu erforderlich ist, den Kräften, die einen Übergang bewirken, zu begegnen. Je höher daher der Gehalt an Glycerinmonostearat in der Monoester-Kombination ist, desto höher ist der erforderliche Funktionsgrad des Übergangsiahibitors. Dies läßt sich aus Tabelle (V) ersehen. Bei der Durchführ-mg des Tests

so }49A unter Verwendung einer Monoester-Kombination, die 35 Teile Glycerinmonostearat (GMS) und 65 Teile 1,2-PropyIengIykohnonostearat (PGMS) enthält, hat eine Zugabe von 1% Natriumpropionat die Wirkung, daß ein Übergang verhindert wird. Bei der Durchführung des Tests UlG, wobei eine Monoester-Kombination aus 40 Teilen GMS und 60 Teilen PGMS verwendet wird, ist sine Zugabe von 3 Teilen Natriump^ropionat notwendig, un die «-Kristallform

Sind die Hauptkomponenten des eri.ndungsgemäßen Emulgiermittels ineinander löslich, dann können sie durch ge aeinsames Erschmelzen miteinander kombiniert werden. Die abgekühlte Schmelze kann durch Vermählen oder auf andere Weise zu einem feinen Pulver zerkleinert werden. Sind die Komponenten jedoch nicht ineinander löslich oder nur teilweise löslich, dann ist es vorteilhaft, ein Hilfslösungsmittel zu verwenden, das später entfernt werden kann. So können

65 Teile Propylenglykolmonostearat (PGMS) und 35 Teile Glycerinmonostearat (GMS) sowie 2 Teile Sorbitmonostearat miteinander bei 70⁰C verschmolzen werden. Eine wäßrige Lösung von 5 Teilen Natriumpropionat gelöst in IO Teilen Wasser (das Hilfslösungsmittel), wird anschließend zugesetzt, worauf die Mischung bei 70⁰C so lange geröhrt wird, bis sie homogen ist. Das Wasser wird anschließend durch Vakuumdestillation entfernt. Die wasserfreie Mischung wird anschließend schnell abgekühlt und verfestigt, beispielsweise durch Versprühen unter Abkühlen, durch Gießen auf kalte Walzen oder durch starkes Abkühlen in einem Wärmeaustauscher und Verfestigen. Das erhaltene feste Produkt kann zu einem Produkt mit einer kleinen Teilchengröße zerkleinert werden.

Bei der Durchführung eines anderen Verfahrens werden 65 Teile PGMS. 35 Teile GMS, 5 Teile Natriumpropionat und 2 Teile Sorbitmonostearat in 300 Teilen Wasser dispergiert. Die Temperatur wird bei odpr oberhalb des Schmelzpunktes der Monoester gehalten, worauf die Mischung in einem Mischer oder in einer anderen geeigneten Anlage homogenisiert wird. Diese wäßrige Dispersion des Emulgiermittels besitzt eine hohe Funktionalität und kann während längerer Zeitspannen bei erhöhten Temperaturen, beispielsweise bei 37°C. gelagert werden. Die wäßrige Dispersion kann ferner getrocknet werden. Geeignete Trocknungsmethoden sind beispielsweise ein Sprühtrocknen, ein Schaumtrocknen, ein Gefriertrocknen oder ein Trocknen in Form einer Matte.

Die Funktionalität der Emulgiermittel läßt sich anhand eines Schäumungstests ermitteln. Es würde ein Test ausgearbeitet der reproduzierbare Werte liefert Bei der Durchführung dieses Tests wird eine 4-g-Probe des Emulgiermittels bei 2 Γ C in 20OmI Leitungswasser dispergiert worauf die Dispersion in einer 5-1-Schale auf einem Hobart N-50-Mischer so lange geschäumt wird, bis der Schaum sein maximales Volumen erreicht Der Oberlauf (Gewicht pro Volumen des Schaumes) sowie die Schäumungszeit werden notiert Der Schaum kann den Tests zur Ermittlung der Schaumsteifigkeit sowie des Ablaufens unterzogen werden. Sind Löslichkeitsvermittler in der Emulgiermittelmischung zugegen, dann wird eine proportional größere Menge dieses Emulgiermittels verwendet Emulgiermittel gemäß vorliegender Erfindung liefern Oberlaufwerte von bis zu 2000% innerhalb 1 —2 Minuten. Oberläufe von 1300% werden als zufriedenstellend angesehen. Das Emulgiermittel wird dann als nicht-befriedigend angesehen, wenn während einer Lagerung von 3 Monaten bei 37° C eine Verminderung des Überlaufs von mehr ais 30% festgestellt wird, oder wenn die Schäumungszeit um mehr als das Dreifache gegenüber der Schäumungszeit vor der Lagerung verlängert werden muß.

Die Funktionalität des erfindungsgemäßen Emulgiermittels, das gegebenenfalls Hilfskomponenten enthalten kann, ist wesentlich größer als diejenige der Monoester-Kombfnation allein, und zwar auch dann, wenn eine zeitweiBge Umwandlung in die a-KristaJlform durch erneutes Schmelzes und schnelles Abkühlen erfolgt ist Die Superfunktionalität wird anhand des Schäumungstests festgestellt und ist eine der wertvollen Eigenschaf- te ζ *&*<: grfindnngggf"⁵^ ¹⁷ Emulgiernii ttels.

Die Übelfunktionalität kann wie folgt gezeigt werden:

A) Eine Mischung aus 65 Teilen eines destillierten Propylenglykolmonostearats, 25 Teilen eines destillierten Glycerinmonostearats und 3 Teilen Natriumpropionat wird mit 300 Teilen Wasser vermischt und bei 75°C emulgiert. Die Emulsion wird schnell abgekühlt und gefriergetrocknet Das gefriergetrocknete Material liegt in der «-Kristallform vor. Der Schäumungstest ί zeigt einen Überlauf von 1780%, wobei dieser Oberlauf nach 2-minütigem Schäumen erreicht wird.

B) In Abwesenheit von Natriumpropionat wird eine Emulgiermittel-Kombination hergestellt, die mit der unter »A« hergestellten Kombination identisch ist, worauf ein Testen unmittelbar nach dem Trocknen durchgeführt wird. Obwohl eine «-Kristallform, wie anhand einer Röntgenstrahlenanaiyse hervorgeht, vorliegt, Zeigt der Schäumungstest einen Überlauf von nur 4C0% nach einer Schäumungszeit von 6 Minuten.

t5 Der im Handel erhältliche Monoester, der durch die Veresterung von 1,2-Propylenglykol mit Stearinsäure erhalten wird, ist eine Mischung aus zwei Isomeren, wobei der Monoester mit einer sekundären OH-Gruppe überwiegt Der Propylenglykolmonoester, der eine sekundäre OH-Gruppe besitzt, ist für die erfindungsgemäßen Zwecke vorzuziehen. Stearinsäure ist der bevorzugte Fettsäureanteil des Esters. Es sind jedoch auch andere Fettsäureanteile, die sich von Ölen und Fetten ableiten, wobei diese Anteile nach der Hydrierung einen hohen Gehalt an Stearinsäure aufweisen, geeignet Ungesättigte Fettsäureanteile besitzen keine funktionelle Wirkung. Beispiele für Fette und Öle, von denen sich der Stearinsäureanteil ableiten kann, sind Sojabohnenöl, Baumwollsamenöl, Schweinefett und Talg. Die Hydrierung der Fettsäureanteile kann vor oder nz λ der Bildung des Propylenglykolmonoesters durchgeführt werden. Der Hauptfettanteil nach der Hydrierung besieht aus Stearinsäure. Daher besteht eine der Hauptkomponenten dss Emulgiermittelsystems aus 1,2-PropyIenglykol-l-monostearat (PGMS).

Es ist von Bedeutung, daß das PGMS einen hohen Monoestergehalt aufweist da das Vorliegen des Propylenglykoldiesters den Obergang von dem «- in den 0-KristaIlzustand beschleunigt Daher ist PGMS.

das durch eine molekulare Destillation gereinigt worden ist die bevorzugte Verbindung.

Die in der Monoester-Kombination enthaltenen Monoglyceride sollten eine hohe Reinheit besitzen. Sie können in vorteilhafter Weise durch Molekulardestillation gsreinigt werden. Stearinsäure is* r'u bevorzugte Fettsäureanteil des Monoglycerids. Jedoch auch andere Fettquellen, die einen hohen Stearinsäuregehalt aufweisen, und welche den zur Herstellung des Propylenglykolmonoesters verwendeten Quellen ähnlich sind oder diesen entsprechen, sind ebenfalls geeignet Die Ester sollten im wesentlichen gesättigte Gruppen höherer Fettsäuren enthalten.

Die zur Stabilisierung der α-Form in den Mo'-oester-Kombinationen verwendeten Inhibitoren bestehen aus Salzen, die stark elektronegative Atome der Gruppe O, N oder F enthalten, wobei diese Atome dazu in der Lage sind, Wasserstoffbindungen mit den Hydroxylgruppen der Monoester-Kombination einzugehen. Wasserstoffbindungen werden dann gebildet wenn ein Protonendonator mit einem Protonenakzeptor zusammengebracht wird. Erfindungsgemäß besteht der Protonendonatoraus der Monoester-Kombination, während der Protonenatczeotor von dem Obergangsinhibitor gebildet wird. Wasserstoffbindungen können intramolekular und intermolekular gebildet werden. Werden im -molekulare Wasserstoffbindungen zwischen den gleic>wn Molekülarten gebildet dann werden sie als homomolekulare Wasserstoffbindungen bezeichnet Erfolgt die'Bindung

230211/36

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zwischen verschiedenen Molekülarten, dann handelt es sich um heteromolekulare Wasserstoffbindungen. Heteromolekulare Wasserstoffbindungen liegen sowohl in einem homogenen Feststoff als auch in einer heterogenen festen Phase vor. Die Salze sollten ein starkes Kation, vorzugsweise K oder Na, besitzen, wobei jedoch auch Mg oder Ca oder organische Kationen, wie Tetramethylammonium, ebenfalls geeignet sind. Beispiele für Salze organischer Säuren, welche Wassersfiffbindungen zu bilden vermögen, sind folgende: Sfca'iumacetat, Natriumpropionat, Natriumlävulinat, Dikaliurnorthophthalat. Beispiele für anorganische Salze, die Wasserstoffbindungen zu bilden vermögen, sind

Tabelle I

10

foigende: Sekundäre und tertiäre salze, Natriumnitrit und Natriur einige funktionell Emulgiermitt« in der Tabelle (I) zusammengefaß

Emulgiermittel, die verschie inhibitoren enthalten sowie il

Die Funktionalität wird aiihanc ermittelt, und zwar vor und nac 37"C während einer Zeitspanne verwendete Monoester-Kombiri Teilen PGMS und 40 Teilen GMS

Test Nr.	% Übergangsinhibitor	Vor der Lagerung	Schäumungs-	Nach der La{
		Überlauf	zeit	Über/auf
			(Minuten)
		(%)	2,0	(%)
41A	10 Kaliumalginat	1670	2,0	1640
65A	11 Natriumsalz von Carboxymethyl	2000		1640
	cellulose		1,25
U4B	5 Kaliumacetat	1780	1,25	1710
146C	5 Natriumpropionat	1740	1	1610
116C	5 Natriumcrotonat	1970	1,5	1780
116E	5 Natriummateat	1780	1,3	1740
J13F	5 Natriumoxalacetat	1780	1,0	1610
106G	5 Natriumglyoxylat	1740	1,2	1670
112B	5 Natriumhexametaphosphat	1820	1,25	1670
121F	5 Natriumnitrit	1780	1860

Übergangsinhibitoren mit einem geringen Molekulargewicht besitzen eine geringe, jedoch deutlich ausgeprägte Löslichkeit in der Monoester-Kombination, insbesondere bei erhöhten Temperaturen. Diese Löslichkeit hängt von der Zusammensetzung der Monoester-Kombination sowie von der Konzentration des Inhibitors ab.

Die in der Tabelle (II) zusammengefaßten Ergebnisse

Tabelle II

-jo werden durch Emulgieren einer ι

Natriumpropionat mit der Monoe

70⁰C, Abkühlen und Gefriertro

erhalten. Die trockene Masse v,

"geschmolzen und von dem nicht-j

45 pionat durch Filtration abgetren wird anschließend auf seinen Gehi nat untersucht

Löslichkeit von Natriumpropionat in der Monoester-Kombination

Test Nr. Zusammensetzung der Konzentration an Monoester-Kombiiiation Natriumpropionat

%PGMS %GMS Vorder Nach der Filtration Filtration

238B	60	40	2	1,59
238C	60	40	3	2,10
238D	60	40	4	2^5
239B	50	50	2	1,70
239C	50	50	3	2^7
239D	50	50	4	3,64

\2

Aus diesen Werten ist zu ersehen, daß die Monoester-Kombinatior, weiche mehr GMS (239 B. C, D) enthält, ein besseres Lösungsmittel für Natriumpropionat ist als eine Kombination, die weniger GMS (238 B, C, D) enthält.

Polymere Salze oder Produkte, die wasserlöslich sind und dazu in der Lage sind, Wasserstoffbindungen mit der Monoester-Kombinaiion zu bilden, können ebenfalls als Übergangsinhibitoren verwendet werden. Beispiele sirii folgende: Natriumalginat, CarboxymethylcelluIose-Natriumsalz, Natriumkaseinat, Pektinsalze, !Carrageenan, Agar-Agar. Salze, die etwas grenzflächenaktiv sind, können ebenfalls als Übergangsinhibitoren verwendet werden, wobei jedoch ihre HLB-Werte unterhalb 16 liegen. Da die Anzahl der Salze, weiche mit der Monoester-Kombination Wasserstoffbindungen bilden, sehr groß ist, ist es nicht möglich, alle derartigen Verbindungen aufzuzählen.

Obwohl bestimmte Sake dazu in der Lage sind.

Wasserstoffbindungen zu bilden, sind sie dennoch weniger wirksam oder nichtfunktionell als Übergangsinhibitoren. Diese Salze enthalten Prctonendonatoren zusätzlich zu 'hren Protonen-annehmenden Gruppen, wobei beispielsweise die Salze von Aminosäuren, Hydroxysäuren, wie Glykolsäure, erwähnt seien. Die wahrscheinliche Ursache besteht darin, daß eine homomolekulare Wasserstoffbindung erfolgt, so daß auf diese Weise die Anzahl der Protonenakzeptoren

ίο herabgesetzt wird, die für eine heteromoiekulare Wasserstoffbindung mit der Monoesi.er-Kombination zur Verfügung stehen. Die Testergebnisse einiger derartiger Salze sind nachstehend zusammengefaßt.

Die verwendete Monoester-Kombination besteht aus

ι j bO Teilen PGMS und 40 Teilen GMS. Der Übergangsinhibitorgehalt liegt in jedem Fall bei 5%. Die Funktionalität wird anhand des Schäumungstestes ermittelt, und zwar vor und nach einem 10 Wochen dauernden Lagern bei einer Temperatur von 37⁰C.

Tabelle /II	Übergangsinhibitor	Vor der Lagerung	Schäumungs-	Nach der	0	Lagerung
Test Nr.		Überlauf	zeit	Überlauf	1010	Sdiäumungs-
			(Minuten)		550	zeit
		(%)	10	(%)	590	(Minuten)
	Natriumglycolat	420	6,75		10
104A	Natrium-jß-hydroxybutyrat	1710	10	7
107B	Natriumglycinat	970	10	10
109C	Natriumalaninat	1155		10
109D

Wie vorstehend erwähnt läßt sich die Funktionalität auch durch physikalische Messungen bestimmen, beispielsweise durch Röntgenbeugungsanalyse. Deutliche Unterschiede zwischen der α-Form und der ß-Form lassen sich anhand dieser Methoden ermitteln.

Bei der Durchführung von Röntgenstrahlenanalysen unterscheidet man zwischen kurzen und langen Abständen. Bei einer polymorphen einzelnen Komponente oder einer Kombination derartiger Komponenten sind die kurzen Abstand im allgemeinen charakteristisch für die verschiedenen kristallinen Zustände, während die langen Abstände im allgemeinen ein Charakteristikum für die chemische Struktur und Zusammensetzung sind.

Ist ein funktionelles Emulgiermittelsystem permanent so stabilisiert, dann zeigen die kurzen Röntgenstrahlenabstände nur eine «-Form an. Ist das Emulgiermittelsystem nur zeitweilig stabilisiert, dann können die kurzen Abstände auf das Vorliegen von x- und J?-Kristallstrukturen hindeuten. Emulgiermittelsysteme, die nur eine ^-Kristallstruktur besitzen, sind nicht funktionen

Frisch hergestellte Emulgiermittel können v/ährend einer kurzen Zeitspanne nach ihrer Herstellung in einem dynamischen Übergangszustand vorliegen, während welchem die kurzen und langen Abstände sich verändern. Daher werden geeignete Meßwerte am besten dann erhalten, nachdem das System statisch geworocn 5i, was HJ den meisten FSiicJI EHicfnäib vöü 8 Tagen bei 37° C erfolgt

In der Tabelle (IV) sind die Zusammensetzung des Emulgiermittels, die Funktionalität, ausgedrückt durch die Schäumungswerte, sowie die Kristallform, ausgedrückt durch die Röntgenstrahlenwerte, zusammengefaßt Die Schäumungswerte sowie die Röntgenstrahlenwerte werden dann erhalten, nachdem die Proben längere Zeit bei 37° C gelagert worden sind.

Man stellt fest, daß weder PGMS (99A) noch GMS (99H) allein durch die erfindungsgemäßen Ubergangsinhibitoren stabilisiert werden können. Nur bestimmte Zusammensetzungen der Monoester-Kombination können gegenüber einem Übergang aus der Λ-Form in die /?-Form geschützt werden. Weiter wurde gefunden, daß ein optimaler Bereich der Verhältnisse von PGMS : GMS existiert, innerhalb dessen eine Lagerung, beispielsweise während einer Zeitspanne von mehr als 4 Monaten bei 37° C, keinen Übergang verursacht Dieser optimale Bereich liegt bei ungefähr 60 bis 75% PGMS und ungefähr 25—40% GMS. Innerhalb dieses optimalen Bereiches ist die Übergangsinhibieirung im wesentlichen permanent, wie auch aus den Beispielen 146 A-G hervorgeht Wird dieses Verhältnis verändert, dann wird nur ein temporärer Übergangsinhibitor erhalten (vergleiche die Beispiele 99 D - F und das Beispiel 146 H).

Eine derartige temporäre Übergangsinhibierung kann die «-Kristallstruktur während einer Zeitspanne von einigen Monaten sogar bei erhöhten Temperaturen konservieren, wobei die Länge der Zeitspanne von den zuvor angegebenen Bedingungen abhängt Für viele industrielle Zwecke ist nur eine temporäre Übergangsinhibierung erforderlich, während für andere Zwecke, S h

p g g

eine permanente Übergangsinhibieruiig die bevorzugte Form ist

Die Beispiele 148 A—D zeigen, daß Natriumacetat genau die gleiche fiinktionelle Wirkung als Übergangsinhibitor wie Natriumpropionat besitzt

	PC-MS	GMS	13	Kon	20	30 085	Über	Lage	14	Über	Kurzer	Langer
	(Teile)	(Teile)		zentra			lauf.	rung bei		lauf,	Absiand,	Abstand
			Inhibitor	tion			(%)	37 C	Schäu-	(%)	Zuord	in
				(Teile)	Lage	Schä'j-		(Tage)	mungs-		nung,	10"'nm
Tabelle IV	100	_		"5	rung bei	mungs-	—	147	zeii in	_	β	48,5
Probe					37 f	zeit in			Minuten
Nr.	80	20	Natrium	5	(Tage)	Minuten	1610	147	10	1210	ß	54,4
	65	35	propionat	5	73	10	1780	147		1670	a	55,2
	55	45	desgl.	5			1780	147	10	1160	ß	56 4
99A	50	50	desgl.	5	73	3	1710	147	3	970	ß	57,0
	45	55	desgl.	5	73	1,5	1640	147	10	920	ß	57,0
99B	40	60	desgl.	5	73	1,75	1075	147	10	812	ß	52,0
99C	-	100	desgl.	5	73	2,5	-	147	10	-	ß	49,5
99D	60	40	desgl.	5	73	3,5	1610	122	10	1780	a	56,1
99E	62,5	37,5	desgl.	5	73	6,0	1740	122	10	1710	a	55,5
99F	65	35	desgl.	5	73	10	1710	122	1,75	1780	σ	55,4
99G	67	33	desgl.	5	95	1,5	1710	122	2,5	1780	a	55,7
99H	67,5	32,5	desgl.	5	95	1,5	πιο	122	1,25	1780	a	55,6
146A	70	30	desgl.	5	95	1,5	1610	122	1,25	1780	a	55,5
I46B	75	25	desgl.	5	95	1,25	1640	122	1,25	1780	a	55,2
146C	80	20	desgl.	5	95	1,25	1520	122	1,25	1415	a	54,3
146D	62,5	37,5	desgl.	5	95	1,5	1780		1,5		a	56,5
146E			desgl.		95	1,5			5,0
146F	65	35	Nairium-	5	95	3	1740				a	56,4
146G	66,7	33,5	acetat	5	122	1,5	1740				a	56,2
146H	67,5	32,5	desgl.	5			1780				a	55,9
147A			desgl.	122	1,5
		desgl.	122	1,25
147B			122	1,5
147C
I47D

In der Tabelle (V) werden zwei verschiedene Zusammensetzungen von Monoester-Kombinationen mit wechselnden Mengen an Übergangsinhibitor (Natriumpropionat) verglichen.

Zur Durchführung der Reihe 149 A-G wird eine Monoester-Kombination aus 65 Teilen PGMS und Teilen GMS verwendet, wobei Übergangsinhibitor-Konzentrationen von 1—7% eingehalten werden. Nur

Tabelle V

1% des Inhibitors (149A) reichen dazu aus, einen Übergang während einer Lagerung von 4 Monaten bei 37°C zu verhindern. Zur Durchführung der Reihe wird eine Monoester-Kombination aus 60 Teilen PGMS und 40 Teilen GMS eingesetzt. Es sind minimal 3% des Übergangsinhibkors erforderlich, um einen Übergang während einer Lagerung bei 37°C (111 G) zu verhindern.

Probe	PGMS	GMS	Inhibitor	Konzen	Lagerung	Schäu-	Überlauf,	Kurz¹ ,·	Langer
Nr.	(Teile)	(Teile)		tration	bei 37 C	mungs-	(%)	Abstand,	Abstand
				(Teile)	(Tage;	zeit in		Zuordnung	in
						Minuten			10"'nm

149A
149B
149C
149D
149E
149F
149G

HlE
HlA
HlF
HlG
HlH
1111

65 65 65 65 65 65 65

60 60 60 60 60 60

35 35 35 35 35 35 35

40 40 40 40 40 40

Natriumpropionat

desgl.

desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl.

121 121 121 121 121 121 121

69 69 69 81 81 81

1,75

1,25

1,5

1,75

10 10 10

1,75 1,75 1,75

1780 1820 1910 1780 1710 1740 1670

680 970 1210 1760 1780 1740

a a a a a a a

55/ 56,0 56,5 56,0 55,7 55,9 56,7

β 50.0

β 56,1

a and j? 51,5

a 57,0

a 58,0

a 57,0

Die Tabelle (VI) beschreibt Tests unter Verwendung von Emulgiermittelsystemen, die als Obergangsinhibitoren Salze von Hydrokolloiden enthalten. Diese Verbindungen besitzen eine extrem geringe Löslichkeit in der Monoester-Kombination. Die Ergebnisse zeigen, daß 5 ß-Form festgestellt, derartige Inhibitoren sehr wirksam sind und auch dazu

in der Lage sind, eine Superfunktionalität zu erzeugen. Die Tests zeigen, daß die Emulgiermittel größtenteils die α-Form enthalten. Nur nach einer Lagerung von annähernd 2 Jahren bei 37° C werden kleine Mengen der

Tabelle VI

Probe	PGMS	GMS	Ubergangsinhibitor -	Konzen	Lage	Schäu-	Überlauf,	Kurzer Abstand,	Langer
Nr.	(Teile;	(Teile)		tration	rung	mungs-	(%)	Zuordnung	Abstand
				(Teile)	(Tage)	zeit in			in
					bei 37 C	Minuten			10" 'nm

37A	60	40	Natriumalginat	10	660	2,5	1780	hauptsächlich a	53,3
65A	60	40	Carboxymethyl-	10	130		1640	a	52,4
			zellulose, Natriumsalze
65A	60	40	desgl.	10	660	2	1440	αηηάβ	523
27A	60	40	Alkalisalze von	10	193		1710	a	52,25
			Pektinsäure				0
27A	60	40	desgl.	10	660	1440	α und ß	52,1

Man stellt fest, daß bei allen Tests, zu deren Durchführung wirksame Obergangsinhibitoren verwendet werden, die langen Abstände langer sind als bei den Tests, die unter Verwendung der einzelnen Monoester durchgeführt werden. Dies bedeutet darauf hin, daß Grenzflächenkomplexe gebildet worden sind (vergleiche den Test 111 E mit dem Test 111 F-1).

Es konnte ferner gezeigt werden, daß das Strecken der langen Abstände mit steigender Konzentration an Obergangsinhibitor bis zu einem gewissen Ausmaß ansteigt (vergleiche die Tests 111 E, A, F und 99 B — F). Diese Erhöhung steht in Beziehung zu der Löslichkeit des Inhibitors. Bei der Durchführung der Tests 149 A-G enthält die Monoester-Kombination weniger GMS und ist daher ein schlechteres Lösungsmittel für den Inhibitor. Dabei ist die Streckwirkung weniger ausgeprägt. Bei den Tests von Tabelle (VI), bei deren Durchführung Hydrokolloide als Inhibitoren verwendet werden, ist die Verstreckungswirkung noch erkennbar, obwohl die Hydrokolloide in den Monoestern nur sehr wenig löslich sind.

Die erfmdungsgemäßen Produkte, die sich in einem statischen Zustand befinden und eine Süperfunktionalität aufweisen, können durch Röntgenstrahlenanalyse in der Weise analysiert werden, daß sie eine «-Form besitzen und gestreckte lange Abstände aufweisen. Ein gestreckter langer Abstand allein zeigt, falls er nicht von der «-Form begleitet ist, daß weder eine Oberfunktionalität noch sogar eine Funktionalität vorliegen. Ist die «-Form nicht von gestreckten langen Abständen begleitet, so kann daraus geschlossen werden, daß weder eine Oberfunktionalität noch eine Stabilität gegenüber einem Übergang vorhanden ist Nur wenn sowohl gestreckte lange Abstände als auch die «-Form vorliegen, zeigen die Emulgiermittelsysteme eine Überfunktionalität. Lange Abstände gemäß vorliegender Erfindung bedeuten Abstände von mehr als 49 bis 50 -10-' um, wenn die Monoester-Kombination überwiegend die Stearatanteile enthält

Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, verbessert die Zugabe von grenzflächenaktiven Mitteln mit hohen HLB-Werten zu dem Emulgiermittel die Stabilität der Schäume, wie sich anhand der Steifigkeit sowie des Ablaufens ermitteln läßt Die Verwendung derartiger ionischer grenzflächenaktiver Mittel mit hohen HLB-Werten geschieht nicht im Hinblick auf die Stabilisierung der Mor-nester-Kombination, vielmehr erfolgt deren Stabilisierung durch den Obergangsinhibitor mit der Monoester-Kombination. Die Verwendung eines Obergangsinhibitors mit der Monoester-Kombination gemäß vorliegender Erfindung ermöglicht die Verwendung nur derjenigen Menge an grenzflächenaktivem Mittel, die zur Schaumstabilisierung zweckmäßig ist Die Menge würde nicht dazu ausreichen, einen Obergang der Monoester-Kombination aus der «-Form in die 0-Fomi beim Fehlen des Obergangsinhibitors zu verhindern. Entweder ionische oder nicht-ionische grenzflächenaktive Mittel mit hohen HLB-Werten sind vorgesehen, da diese Mittel den Schaum stabilisieren. Erfindungsgemäß erfolgt die Inhibierung des Über-

garrgs durch die Obergangsinhibitoren, die nur eine geringe oder überhaupt keine Oberflächenaktivität besitzen, während die Schaumstabilisierung durch kleine Mengen an grenzflächenaktiven Mitteln mit einem hohen HLB-Wert in dem Emulgiermittelsystem bewirkt wird.

Es wird ein Test durchgeführt um den Einfluß von Schaumstabilisierungsmitteln auf das Ablaufen sowie die Steifigkeit von Schäumen zu zeigen. Das Grundemulgiermittelsystem besteht aus 60 Teilen GMS und 40 Teilen PGMS sowie 3 Teilen Natriumpropionat Ein Schaumstabilisierungsmittel, das nachstehend angegeben ist wird zusammen mit den anderen Komponenten bei Temperaturen oberhalb ihrer Schmelzpunkte emulgiert worauf die Suspension anschließend gefriergetrocknet wird. Die Steifigkeit des bei der Durchführung des Schäumungstests erzeugten Schaums wird unter Verwendung des Brookfield-Viskosimeters (Modell RVT, Helipath-Stand, Upm 2,5, Spindel 20 mm) gemessen. Der Ablauf wird in mm gemessen, und zwar

es in der Weise, daß der Schaum dann ablaufen gelassen wird, während er während einer Zeitspanne von 18 Stunden bei 2° C in einem Trichter steht

230 211/36

Tabelle VII

Test Nr. Schaumstabilisierungsmittel

Uberiauf Schaumungszeit (Skalaablesung) Ablauf

Steifigkeit
(%) (Minuten) (ml)

208A - 1780

209A 2% Natriumsalz von succinyüertem GMS 1820

22,0
35,0

Die hohen HLB-Schaumstabiüsierungsmittel sind nur bei einer bestimmten Konzentration wirksam. Die günstigen Konzentrationsbereiche sowie die optimale Konzentration innerhalb dieser Bereiche schwanken je nach den verschiedenen SchaumstabDisieningsmittein sowie in Abhängigkeit von der Konzentration der ernndungsgeinäßen Ubergangsinhibitoren. Derartige Unterschiede gehen aus der Tabelle (VIII) hervor. Die Einmengung von 1 —2% der Schaumstabilisierungsmittel in das Emulgiermittelsystem reicht in den meisten Fällen aus. Die Schaumstabüisierutgsmittel sind ebenfalls über Bindungen mit geringer Energie an die Monoester-Kombination gebunden. Eine reine physikalische Mischung, die durch die Zugabe der Schaumstabilisierungsmittel zu der stabilisierten Monoester-Kombination in festem Zustand hergestellt worden ist, ist nicht wirksam. Beispiele für geeignete nicht-ionische Schaumstabilisierungsinittel sind Sorbitmonostearat, Sorbitmo-

Tabelle VIII

nooleat, Sorbittrioleat sowie Polyoxymethylenstearat und Polyglycerinester höherer Fettsäuren. Beispiele für geeignete ionische Schaumstabilisierungsmittel sind Natriumoleat, Natriumsiearat. Natriumpalmitat, Natri-

ummyristat, Natriumlaurylsultat, das Natriumsalz von succinyliertem Monoglycerin sowie das Nairiumsalz von Stearylmilchsäure.

Zur Bestimmung des funktionellen Konzentrationsbereiches von Schaumstabflisierungsmittelri wird ein

Emulgiermittelsystem aus 60 Teilen V^rJMS, 40 Teilen GMS sowie der angegebenen Menge des öbergangsinhibitors, und zwar Natriumpropionat, hergestellt. Alle Komponenten werden in 300 Teilen Wasser bei 75° C suspendiert, homogenisiert und gefriergetrocknet. Die

Funktionaiität wird anhand von Schäumungstests vor und nach einer Lagerung während einer Zeitspanne von 4 Monaten bei 37° C bestimmt

Ver- Test Ubergangsinhibitor, such Nr.

Teile

Schaumstabilisierungsmiael Vor der Lagerung

Nach der Lagerung

(Teile)

Oberlauf Schau- Überlauf Schäu-

mungszeit mungszeit

(%) (Minuten) (%) (Minuten)

1 15IA 2 Natriumpropionat

2 I51C 6 Natriumpropionat

3 139F 2 Natriumpropionat

4 153A 2 Natriumpropionat

5 153F 2 Natriumpropionat

6 I57A 2 Natriumpropionat

7 157G 2 Natriumpropionat

8 133A 0 Natriumpropionat

9 154A 2 Natriumpropionat

10 154B 4 Natriumpropionat

11 154C 6 Natriumpropionat

12 154D 2 Natriumpropionat

13 154E 4 Natriumpropionat

Bei der Durchführung der vorstehend geschilderten Tests werden die funktionellen Konzentrationsberciche von Schaumstabilisierungsmitteln sowie der gegenseitige Einfluß der Übergangsinhibitoren und Schaumstabilisierungsmittel gezeigt

Durch die Durchführung der Versuche 1,2 und 3 wird gezeigt, daß das Natriumsalz von succinyliertem GMS einen weiten funktionellen Konzentrationsbereich besitzt, wobei dieser Bereich im wesentlichen unabhängig

2 Natriumsalz von succinyliertem GMS	1900	2,0	1780	1,5
2 Natriumsalz von succinyliertem GMS	2000	1,8	1780	2,25
6 Natriumsalz von succinyliertem GMS	1860	2,3	1780	1,5
2 Natriumoleat	2000	1,75	1780	10,0
6 Natriumoleat	640	10,0	0	2.5
1 Natriummyristat	1710	1,5	1780	10,0
2 Natriummyristat	1860	2,25	1075	2,75
5 Natriummyristat	2000	1,25	1680	1,75
2 Sorbitmonostearat	2000	1,66	1780	3,0
2 Sorbitmonosiearai	1900	IJS	1/80	1,5
2 Sorbitmonostearat	1740	1,5	2000	1,5
2 Sorbitmonooleai	1820	1,23	1780	1,5
2 Sorbitmonooleat	1940	1,5	1780	10.0
) fcrtrHitm/\nrmIpaf	ι<πη	1 W	η

von der Konzentration des Übergangsinhibitors ist Durch die Versuche 4 und 5 wird gezeigt, daß Natriumoleat falls es in einer Konzentration von 6 Teilen in Gegenwart von 2 Teilen Natriumpropionat verwendet wird, einen Funktionalitätsverlust zur Folge

hat Die Versuche 6 und 7 zeigen, daß Natriummyristat, falls es in einer Konzentration von 2 Teilen in Gegenwart von 2 Teilen Natriumpropionat verwendet wird, einen Funktionalitätsverlust verursacht Versuch 8

zeigt, daß dieser Verlust auf das Vorliegen des Natriumpropionats zurückzuführen ist, da beim Fehlen dieser Verbindung das Emulgiennittelsystem funktionsfähig bleibt, und zwar auch bei einem Gehalt von 5 Teilen Natriummyristat Die Durchführung der Versuche 9, 10 und 11 läßt erkennen, daß die Funktionalität von Sorbitroonostearat im wesentlichen unabhängig ist von der Natriumpropionat-Konzentration. Aus den Versuchen 12, 13 und 14 geht die Abhängigkeit von Sorbitmonooleat von der Natriumpropionat-Konzentration hervor. Sorbitmonooleat hat einen Funktionalitätsverlust zur Folge, wenn 6 Teile Natriumpropionat vorliegen. Im allgemeinen wirken die Schaumstabilisierungsmittel in einer Menge zwischen 1 und 6 Teilen in dem Emulgiermittelsystem.

Die Eignung der Emulgiermittel für viele Zwecke, beispielsweise zum Backen von Mischungen, hängt sowohl von der Löslichkeit als auch von der Dispergierfähigkeit sowie von der Auflösungs- oder Dispergierungsgeschwindigkeit des Emulgiermittels in einem wäßrigen System ab. Diese Geschwindigkeit ist eine direkte Funktion der Oberfläche. Daher ist es vorteilhaft, da·: Emulgiermittel in fein pulverisierter Form zu verwenden. Es wurde jedoch gefunden, daß die Auflösungs- oder Dispergierungsgeschwindigkeit merklich erhöht wird, wenn einer wäßrigen Dispersion des Emulgiermittels bestimmte stark wasserlösliche Substanzen vor dem Trocknen zugesetzt werden. Substanzen, die sich für diesen Zweck sehr gut eignen, werden als Löslichkeitsvermittler bezeichnet, es handelt sich beispielsweise um Lactose, Rohrzucker, Magermilchfeststoffe, Natriumcaseinat, Gums, das Natriumsalz von Carboxymethylcellulose. Löslichkeitsvermittler werden gewöhnlich in Mengen von 5 bis 100%, bezogen auf das Gewicht des Emulgiermittelsystems, zugesetzt Es ist in vielen Fällen vorteilhaft, seiche Materialien als Lösungsvermittler zu verwenden, die ' ι den Endprodukten enthaltene Komponenten sind, beispielsweise Rohrzukker oder Magermilch von gebackenen Nahrungsmitteln. Bevorzugt werden diejenigen Lösungsvermittler, die als Übergangsinhibitoren wirken, beispielsweise Carboxymethylcellulose-Saize oder Natriumcaseinat, und die nicht in nachteiliger Weise auf die Schaumstabilisierungsmittel oder auf andere vorliegende Übergangsin-

Tabelle IX

hibitoren einwirken.

Es ist von Bedeutung, daß das erfindungsgemäße Emulgiermittel im wesentlichen frei von Lösungsmitteln ist, welche die Rekristallisation sowie den Obergang der Monoester-Kombination erleichtern. Vorzugsweise sollte das Emulgiennittelsystem keine merkliche Menge an Di- und Triglyceriden oder an Propylenglykoldiestern enthalten. Ist dies nicht möglich, dann sollten die Mengen auf unterhalb 10% begrenzt sein. Es wurde

ίο gefunden, daß die Lösungsmittel, einschließlich Fette und Öle, und zwar unabhängig, ob es sich um gesättigte oder ungesättigte Lösungsmittel handelt, dazu neigen, die Emulgier- und Schäuxnungseigenschaften zu vermindern, wobei außerdem die Kristaustabilität verschlechtert wird. Bestimmte Derivate von Glycerinestern, beispielsweise Glyceiinlactostearat oder succinyliertes Glycerinmonostearat, können in hohen Konzentrationen toleriert werden. Während der Anwendung können die Emulgiermittel mit Fetten und ölen vermischt werden, ohne daß sie dabei ihre Eignung verlieren. Dies ist deshalb nötig, da in den meisten Fällen, insbesondere bei der Herstellung von Teigen für gebackene Nahrungsmittel, die Obergangszeit des Emulgiermittels aus dem funktioneilen in den nicht-funktionellen Zustand länger ist als die Zeit, die von dem Emulgiermittel benötigt wird, seine Funktion während "seiner Verwendung auszuüben. Daher muß das Emulgiermittel in! wesentlichen fettfrei sein, um seine Stabilität w2.hr-"α d»r Lagerung beibehalten zu können.

Jedoch vermag es srme Wirkung auszuüben, wenn es fettenthaltenden Systemen zugesetzt wird, und zwar dann, bevor es seine Stabilität verloren hat.

Um die Wirkung von Fetten und Fettadditiven auf die Stabilität der Emulgiermittel zu zeigen, wird eine Monoester-Kombination aus 60 Teilen PGMS und 40 Teilen GMS mit einem Fettadditiv vermischt und zu einer homogenen Mischung bei 70° C geschmolzen. 100 g dieser Mischung werden einer wäßrigen Lösung von 5 Teilen Natriumpropionat in 400 Teilen Wasser bei 70° C zugesetzt Eine homogene Suspension wird durch intensives Rühren hergestellt Die Suspension wird anschließend gefriergetrocknet un« 12 Wochen lang bei 37° C gelagert

Probe Nr	Konzentration an Fettadditiven in der	Vor der Lagerung	Schäumungs-	Nach der	Lagerung
	Monoester-Kombination		zeit
		Überlauf	(Minuten/	Überlauf	Schäumungs-
			10		zeit
		(%)	10	(%)	(Minuten)
128A	10% Diglyceridfett	1610	10	1000	10
128B	20% Diglyceridfett	944	5,25	860	10
128C	30% Diglyceridfett	770	10	-	-
124A	10% leichtes Baumwollsamenöl	1640	10	1370	10
124E	20% leichtes Baumwollsamenöl	1210	10	-	-
124C	30% leichtes Baumwollsamenöl	1190	10	1085	10
124D	10% hartes Sojabohnenölstearat	980	10	980	10
124E	20% hartes Sojabohnenölstearat	944	2	970	10
124F	30% hartes Sojabohnenölstearat	930	6	970	10
130A	10% Propylenglykoldistearat	1780	6	1305	10
130B	20% Propylenglykoldistearat	1190	850	10
130C	30% Propylenglykoldistearat	840	790	10

Anwendungsgebiete für die erfindungsgemäßen Emulgiermittel

Erfindungsgemäße Emulgiermittel, die für verschiedene Verwendung eingesetzt werden können, sind nachstehend tabellarisch zusammengefaßt. Die Werte in der Tabelle (X) bedeuten Gewichtsteile, sofern nicht anders angegeben.

Die Emulgiermittel werden in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt Bei der Durchführung der Herstellungsmefhode (I) wird 1 Teil des Obergangsinhibnors und, falls zugegen, der Sehaumstabilisator in 2'/2 Teilen Wasser, das auf 75°C vorerhitzt worden ist, aufgelöst Diese Lösung wird einer Monoester-Kombination zugesetzt, die bei 70"C _t esehmolzen worden ist.

Die Mischung v/ird anschließend unter Aufrechterhaltung der Temperatur so lange gerührt, bis die wäßrige Lösung homogen verteilt ist Dann wird das Wasser im Vakuum abdestilliert, worauf die erhaltene Mischung unter Versprühen zu einem feinen Pulver abgekühlt wird, dessen durchschnittliche Teilchengröße 50 μπι beträgt Bei der Durchführung der Herstellungsinethode (II) werden alle Bestandteile in der dreifachen Wassermenge (75° C) suspendiert und homogenisiert Die Emulsion wird anschließend sprühgetrocknet oder gefriergetrocknet

Tabelle X	Monoester-	GMS	Übergangs	Schaumstabili	Losungsvermitt-	Herstel-	Trock	Lage	Schäu-	Über
Probe	Kombination	35	inhibitor	sierungsmittel	ler	iungs-	nungs-	rung bei	mungs-	lauf
Ni.						methode	methode	37 C	zeit
	(Teile)		(Teile)	(Teile)	(Teile)			(Tage)	(Minu	(%)
		35							ten)
	PGMS
	65		5 Natrium-			I	durch	122	1,75	1740
146C		35	propionat				Sprühen
							abgekühlt
	65		5 Natriutn-	-	-	I	durch	122	4	1820
148A		35	acetat				Sprühen
							abgekühlt
	65		2 Natrium-	2 Sorbiümno-	-	I	durch	239	3	1780
154A		40	propionat	stearat			Sprühen
							abgekühlt
	65		2 Natrium-	2 Sorbitmono-	100 schwach	II	sprühge	380	3	1720
SD-68		35	propionat	stearat	erhitztes Mager		trocknet
					milchpulver
	60	40	3 Natrium-	2 Natriumsalz	-	II	gefrierge	117	1,75	1780
I65A			propionat	von Stearylmilch-			trocknet
				säure
	65		2 Natrium-	1 Natrium-	-	II	gefrierge	119	1,75	1950
156A			propicnat	palmitat			trocknet
	60	40	2 Natrium-	1,0 Natrium-	30 schwach	II	gefrierge	61	1,25	1820
220E			propionat	stearat 1,5 Na	erhitztes Mager		trocknet
				triumsalz von	milchpulver
				succinyiiertem
			Monostearat
	60	2 Natrium-	-	50 schwach	II	sprühge	740	1,5	1990
SD-54		propionat		erhitztes Mager-		trocknet
				milchpulver

Die Überfunktionalität der erfindungsgemäßen Emulgiermittel erlaubt die Herstellung von Schäumen mit einem hohen Überlauf. Derartige Schäume eignen sich fur Desserts, Aufcragungen, Eiscremes, gefrorene Desserts sowie Schlagrahm. Diese Schäume können in gefrorenem Zustand gelagert werden.

In der Tabelle (XI) werden einige Beispiele für Apfelmusschäume und in der Tabelle (XII) einige

IUI OVHiagE ailltl migl^l^Lst..

Apfelmusschäume

Zur Durchführung dieser Tests werden die angegebenen Gewichtsmengen an Emulgiermittel in 40 ml Wasser bei 21°C suspendiert, worauf 200 g Apfelmus mit einem Feststoffgehalt von 25% zugesetzt werden.

Die Mischung wird in einem Hobart-Mischer N-50 unter Verwendung einer 5-1-Schale so lange geschäumt, bis • die maximale Schaumhöhe erreicht worden ist.

23

Tabelle XI

Emulgier- Zusammensetzung des Emulgiermittels mittelmenge

Kristall- Lagerung des Emulgiermittels Schäumungs- Überform zeit lauf

( C und Zeit)

(Minuten)

4g	Destilliertes GMS
4g	Mischung aus destilliertem GMS und PGMS
4g	Destilliertes GMS
4g	Mischung aus destilliertem GMS und PGMS
4g	Mischung aus destilliertem GMS und PGMS
4g	35 Teile GMS
	65 Teile PGMS
	5 Teile Natriumpropionat

20 C
20 C

14 Monate
3 Monate

frisch abgekühlt aus
einer Schmelze

21 Tage bei 37 C nach dem
Abkühlen aus einer
Schmelze

frisch abgekühlt aus
einer Schmelze

37 C

9 Monate

S Monate

37 C

26 Monate

10 10

37 C

5 Monate

10

4 g 35TeHeGMS

65 Teile PGMS 2 Teile Sorbitmonostearat 2 Teile Natriumpropionat

8 g 35 Teile GMS

65 Teile PGMS 2 Teile Sorbitmonostearat 2 Teile Natriumpropionat 100 Teile Magermilchpulver

4 g 35TeileGMS

65 Teile PGMS

4 Teile Natriumpropionat und Sorbitraonostearat Schlagrahm

Zar Durchführung dieses Tests wird die angegebene Menge an Emulgiermitteln in 40 ml Wasse. suspendiert, worauf die Suspension 224 ml einer Sahne mit einem Fettgehalt von 15% zugesetzt wird.

Tabelle ΧΠ

Emulgier- Zusammensetzung des Emulgiermittels mittel-

menge

Kristall- Lagerung des Emulgiermittels Schäumungs- Überform zeit lauf

⁰C und Zeit)

(Minuten) (%)

10 g 35 Teile GMS

65 Teile PGMS 3 Teile Natriumpropionat 50 Teile Magermilchpulver

10 g 35TeHeGMS

65 Teile PGMS 2 Teile Sorbitmonostearat 50 Teile Natriumpropionat 50 Teile Magermilchpulver

5 g Mischung aus destilliertem

GMS und PGMS

37'C 26 Monate

37 C 26 Monate

20 C 3 Monate

230211/36

Verwendung der Emulgiermittelsysteme zum Brotbacken

Brot wird in üblicher Weise unter Verwendung eines aufgegangenen Teiges hergestellt, der unter Verwendung von 2% Schweinefett erzeugt worden ist. Dieser aufgegangeile Teig wird einer Teigmischung zugesetzt, worauf gebacken wird. Die Weichheit des Brotes wird 24 und 72 Stunden nach dem Backen bestimmt, und zwar of Firmness Test with Bloom Gel Meter« (Cereal Laboratory Methods, 1959, 6. Auflage, Abschnitt 85 Ib, Seite 352, veröffentlicht von der American Association of Cereal Chemists, University Farm, St. Paul, Minn.). Niedrigere Werte deuten auf ein weicheres Brot hin. Die Ergebnisse des Backtests unter Verwendung von

nach der Methode der American Association of Cereal ίο verschiedenen erfindungsgemäßen Verbindungen sind Chemists, betitelt »Staleness of Bread — Compression in der Tabelle (XIII) zusammengefaßt.

Tabelle XIII

Emulgiermittelmerige Zusammensetzung

Kristallform Lagerungszeit
(Monate, C)

Zusamnwndrückbarkeit nach 24 Stunden 72 Stunden

Keines	—	—	—	—	Q	156	264
0,5%	destilliertes GMS	ß	14 Mon.	20		116	220
0,5%	destilliertes GMS, frisch ge kühlt aus einer Schmelze	a	-	-	C	105	180
0,5%	Mischung aus destilliertem GMS und PGMS, frisch her gestellt aus einer Schmelze	a	1 Mon.	37	C	128	188
0,5%	Mischung aus destilliertem GMS und PGMS, frisch her gestellt aus einer Schmelze	β	; Mon.	37	C	125	211
0.5%. berechnet auf	35 Teile GMS	a	26 Mon.	27	114	198

den Lipoidgehalt 65 Teile PGMS
Zubereitung 2 Teile Natriumpropionat

2 Teile Sorbitmonostearat
104 Teile Magermilchpulver

Verwendung der erfindungsgemäßen Emulgiermittel· in Kuchenmischungen und zum Kuchenbacken

er-

In üblicher Weise verwendete Kuchenmischungen enthalten gewöhnlich Mehl, Zucker sowie emuigierte Fette als Bestandteile. Mittels der neuen Emulgiermittel können jedoch neue Kuchenmischungen hergestellt werden, welche keine emulgierten Fette
fordern.

Werden Kuchen aus diesen Kuchenmischungen hergestellt, dann braucht nur Wasser zugesetzt zu werden, da derartige Mischungen Kuchen ergeben, die aasgezeichnete strukturelle Eigenschaften besitzen, ohne daß dabei Backfette zugesetzt werden müssen. Soll jedoch Backfett zugesetzt werden, dann können Mengen von bis zu 20% oder mehr zugegeben werden, und zwar vorzugsweise in Form von Ölen. Ferner kann für diesen Zweck jedes Koch- oder Salatöl eingesetzt werden.

Bei Verwendung von Backfett wird die Wasser-

Weise modifiziert.

Kuchenmischungen, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Emulgiermittel hergestellt werden, besitzen viele Vorteile, von denen folgende erwähnt seien:

1. Sie können ein höheres Zucker: Mehl-Verhältnis als die bisher verfügbaren Mischungen aufweisen.

2. Kuchen können ohne jedes Backfett gebacken werden.

3. Falls eine Verwendung von Backfett gewünscht ist, können Kuchen gebacken werden, die ein wesentlich höheres Verhältnis Backfett: Mehl aufweisen als dies bisher möglich war.

4. Die in üblichen Kuchenmischungen verwendeten Backfette enthalten durchschnittlich ungefähr 18—20% des Emulgiermittels, bezogen auf das Fett, um die Dispersion des Backfettes in dem aufgehenden Teig zu erleichtern. Durch die Erfindung wird der Emulgiermittelbedarf auf nur 6-7% des Fettes für den Fall reduziert, daß Fett in einer Menge von 20% verwendet wird.

5. In üblichen Kuchenmischungen müssen hydrierte ndgr halbfeste Backfette verwendet werden, um ein Ausbluten aus dem Kuchenmischungspulver zu verhindern. Das erSndungsgemäße Emulgiermittel ermöglicht die Verwendung von flüssigem ÖL so daß man von dem Nährwert dieses Öls Gebrauch machen kann.

6. Die große Oberfläche, welche in übliche Kuchenmischungen eingemengte Backfette besitzen, erfordert die Zumengung von Antioxydationsmitteln, um eine Oxydation zu verhindern. Derartige Oxydationsprobleme treten nicht in Kuchenmischungen auf, die kein Fett enthalten, oder in weichen das Öl oder das Fett während der Herstellung des Aufgehteiges zugesetzt wird.

7. Fettfreie Kuchenmischungen, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Emulgiermittel hergestellt werden, sind bei erhöhten Temperaturen lagerungsfähig, während die Lagerung von bisher üblichen Kuchenmischungen bei derartigen Temperaturen ihre Zerstörung zur Folge hat

10

Rezepturen für weiße, gelbe und schokoladenfarbene Kuchenmischungen sind in der Tabelle (XIV) zusammengefaßt Diesen Mischungen werden die Emulgiermittel gemäß den Tabellen (XI) und XVI) zugesetzt. Besonders geeignet für die Verwendung in Kuchenmischungen sind diejenigen Emulgiermittel, die Schaumstabilisierungsniitte! und Lösungsvermittler enthalten. Diese Komponenten wurden in der vorstehenden Tabelle (X) (Proben Nummern SD-68 und 220E) diskutiert. Werden Emulgiermittel verwendet, die Lösungsvermittler enthalten, dann muß die Emulgiermittel-Konzentration erhöht werden, um die vorliegenden nicht-emulgierenden Lösungsvermittler zu kompensieren.

Tabelle XIV

Zusammensetzung von Kuchenmischungen (in %)

Bestandteile	Weißer Kuchen	Gelber Kuchen	Schokoladen
			farbener
			Kuchen
Zucker, granuliert	48,37	47,00	45,18
Mehl	40,36	39,09	35,86
Kakao	-	-	5,63
Getrocknete Eier	-	4,87	4,81
Getrocknete nicht-fette Milch	2,54*)	2,94*)	3,05*)
(schwach erhitzt)
Eßbare Weizenstärke	2,13	2,01	1,89
Getrocknetes Eiweiß	1,57	-	-
Dextrose	1,52	-	-
Salz	0,73	1,22	Ui
Magermilch, die 60% Lecithin enthält	1,01	0,97	-
Natriumcarbonat	0,68	0,71	0,96
Natrium-Aluminium-Phosphat	0,71	0,79	0,38
Monocalciumphosphat	-	-	0,06
Vanille	0,38	0,40	0,19

100,00 100,00

100,00

*) Ein Teil der getrockneten nicht-fetten Milch ist als Lösungsvermittler-Komponente des Emulgiermittels enthalten.

Beim Backen von Kuchen aus diesen Mischungen kann man Wasser in einer oder in zwei Stufen zusetzen. Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Zugabe von Wasser in einer Stufe eine feinere Teilchengrößendispersion der Emulgiermittel als die Zugabe von Wasser in zwei Stufen erfordert In den folgenden Beispielen wird eine Wasserzugabe in zwei Stufen beschrieben.

550 g einer Kuchenmischung werden in eine Mischschale eines Hobart-Mischers gegeben, worauf das Öl oder Backfett, falls ein solches verwendet wird, zugesetzt wird. Dann wird die in der ersten Stufe verwendete Wassermenge (80 ml) zugesetzt Diese Mischung wird hei einer geringen Geschwindigkeit während einer Zeitspanne von 3 Minuten vermischt, worauf die für die zweite Stufe vorgeschriebene Wassermenge von 250 ml zugesetzt wird. Das Mischen wird während einer Zeitspanne von 5—6 Minuten bei mittlerer Geschwindigkeit fortgesetzt Nach dem Vermischen wird das spezifische Geivicht des Aufgehteiges bestimmt Der Teil wird anschließend in zwei geschmierte 203 mm Kuchenform«! gegeben. Jede Form enthält 400 g des aufgehenden Teigs. Die Formen werden während einer Zeitspanne von. 30—35 Minuten bei 176°C gebacken.

Die Konzentration des Emulgiermittels in der Kuchenmischung hängt von der Art der Mischung ab. Zur Herstellung einer weißen Kucheiir.iischung gemäß der Rezeptur von Tabelle (XTV) haben sich Konzentrationen zwischen 1,000 und 1,75%, bezogen auf das Gewicht der Kuchenmischung, als am geeignetsten grwiasgn. Der Einfluß der Konzentration des Emulgiermittels auf die Belüftung des aufgehenden Teigs sowie auf das Kuchenvolumen von weißen, gelben und schokoladefarbenen Mischungen geht aus der Tabelle (XV) hervor.

Tabelle XV

Kuchenbacken von Mischungen, die verschiedene

Emulgiermittel-Konzentrationen enthalten

Kuchentyp	Konzentration	spe/. Ge	Kuchen-
	des Emulgier	wicht des	volumen.
	mittels SD-68*)	Aufgeh	(ml)
	in der Kuchen	teiges
	mischung, %
Weiß	0	1,05	983
Weiß	0,5	0,94	1183
Weiß	0,75	0,83	1258
Weiß	1,0	0,76	1292
Weiß	1,25	0,70	1325
Weiß	1,50	0,67	1292
Weiß	1,75	0,65	1278
Gelb	1,0	1,82	1292
Gelb	1,25	0,78	1342
Gelb	1,5	0,74	1367
Schokoladefarben	1,0	0,79	1508
Schokoladefarben	1,25	0,77	1464
Schokoladefarben	1,5	0,75	1425

*) vgl. entsprechende Probe-Nr. aus Tabelle X.

Die Kuchen werden durch Zugabe von Wasser in zwei Stufen hergestellt Bei der ersten Zugabe werden 30 ml Wasser zugesetzt, während in der zweiten Stufe die zugesetzte Wassermenge 250 ml beträgt Gleichzeitig mit der ersten Wasserzugabe werden 70 g eines leichten Salatöls zugegeben.

Der Einfluß der ölzugabe auf die Ergebnisse des Backens von wei^p--n, gelben und schokoladefarbenen Kuchen wird in der Tabelle (XVI) beschrieben. Die Kuchen werden durch Zugabe von Wassur in zwei Stufen hergestellt Das Öl wird gleichzeitig mit der ersten Wasserzugabe zugesetzt

In diesen Kuchen werden verschiedene Mengen an Öl verwendet. Die in der ersten sowie in der zweiten Stufe zugesetzten Wassermengen sind in der Tabelle zusammengefaßt Die Zusammensetzung der Bestandteile mit Ausnahme von öl ist in der Tabelle (XIV) angegeben.

Tabelle XVI

Veränderung der Ölzugabe beim Kuchenbacken

In allen Fällen wird das Emulgiermittelsystem SD-68 (vergleiche entsprechende Probe-Nr. aus Tabelle X) in einer Konzentration von 1,35% verwendet.

Kuchentyp	Ölmenge	Wasserzugabe,	Wasserzugabe,	Spezifisches	Volumen
		1. Stufe	2. Stufe	Gewicht
	(g)	(cm³)	(cm³)		(ml)
Weiß	27	80	270	0,68	1125
Weiß	54	80	260	0,70	1217
Weiß	70	80	250	0,71	1225
Weiß	81	80	230	0,68	1187
Weiß	110	80	210	0,67	1183
Gelb	0	100	250	0,85	1175
Gelb	75	85	230	0/78	1342
Gelb	ICG	80	220	0,78	1308
Schokoladefarben	0	110	240	0,77	1317
Schokoladefarben	75	95	220	0,77	1464
Si-hokoladefarben	100	90	210	0,72	1442

Die vorstehenden Ausführungen haben gezeigt, daß erfindungsgemäß ein verbessertes Emulgiermittel zur Verfügung gestellt wird, das für verschiedene Produkte geeignet ist Wenn auch in erster Linie auf das Nahrungsmittelgebiet Bezug genommen worden ist, so kommen dennoch auch alle anderen Verwendungsgebiete in Frage, auf denen derartige Emulgiermittel eingesetzt werden können, beispielsweise das Gebiet der Kosmetik sowie der Hygiene (beispielsweise Zahnpasten). Der nichttoxische Charakter des erfindungsgemäßen Emulgiermittels macht dieses System besonders für Anwendungsgebiete geeignet, auf denen - Produkte für den menschlichen Verbrauch erzeugt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Emulgiermittel aus

a) einem Gemisch von in der oc-Kristailform vorliegenden Fettsäureester!! mehrwertiger Alkohole, das sich zusammensetzt aus 20 bis 60% Glycerinmonoester und 40 bis 80% 1,2-Propylenglykolmonoestsr, wobei jeder Monoester einen von Sojabohnenöl, BaumwoIIsamenöI, Schweinefett und/oder Talg abgeleiteten Fettsäureanteil aufweist,

b) einer Verbindung, die den Übergang der Fettsäureester von der thermodynamisch instabilen «-Kristallform in die stabilere /?-Kristallform verhindert, gegebenenfalls

c) einer für eine Schaumstabilisierung ausreichenden Menge eines grenzflächenaktiven Mittels mit einem hohen HLB-Wert, und gegebenenfalls

d) einem Lösungsvermittler in Form einer in Wasser get löslichen Verbindung,

dadurch gekennzeichnet, daß der Obergangsinhibitor b) eine nicht oberflächenaktive Salzverbindung ist, die stark elektronegative O-. N- oder F-Atome aufweist und Wasserstoffbindungen mit den Hydroxylgruppen der Monoester auszubilden vermag, und daß diese Salzverbindung in einer Menge vorhanden ist, die ausreicht, um einea Grenzflächenkomplex mit den Monoestern zu bilden.

2. Mittel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel c) in einer Menge zwischen 1 und 2 Gew.-%, bezogen auf das Mittel, vorliegt.

3. Mittel nach den Ansprüchen 1 und Z dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel c) nicht-ionisch ist und aus Äthylenoxid-Addukten höherer Fettsäuren oder Estern höherer Fettsäuren besteht

4. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das grenzflächenaktive Mittel c) ionisch ist und aus einem Salz einer höheren gesättigten Fettsäure besteht

5. Mittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsvermittler aus Zuckern, Milchderivaten oder Pflanzengummi besteht

6. Verwendung der Emulgiermittel nach den Ansprüchen 1 bis 5 zur Herstellung von Nahrungsmittelprodukten.