DE2153353A1

DE2153353A1 - Freifließendes Getreidemehl und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2153353A1
Application number: DE19712153353
Authority: DE
Inventors: Richard Pierrefonds; Shantz John Valois; Quebec; Gallo Thomas Toronto Ontario; Unger Peter Lambert Quebec; Hampton (Kanada). A4 Ib 13-04
Original assignee: The Ogilvie Flour Mills Co. Ltd., Montreal, Quebec (Kanada)
Priority date: 1970-10-26
Filing date: 1971-10-26
Publication date: 1972-04-27
Also published as: CA956837A; NL7114745A; US3869558A; AU464096B2; FR2110065A5; AU3489971A; GB1327134A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. Wl EiTLfJ · ER. KER, NAT. K. HOFFMANN

PATENTANWÄLTK D.8000 MÖNCHEN 81 · ARABEU.ASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 911087

The Ogilvie Flour Mills Company, Limited . Montreal, Quebec, Canada

!Freifließendes Getreidemehl und Verfahren zu dessen Herstellung

Getreidemehle enthalten eine Stärkefraktion. Da feuchte Stärkekörner durch Wärme zu einer Suspension mit hoher Viskosität gelatinieren, sollten die Getreidemehle dazu imstande sein, beim Kochen mit Wasser eine dicke Paste "bzw. einen dicken Teig zu ergeben. Wenn jedoch eine wäßrige Aufschlämmung eines Getreidemehls, z.B. eines Mehls, das von Weizen, Roggen oder Gerste herrührt, gekocht wird, dann wird die Stärkefraktion durch die Einwirkung in lösung von Enzymen, insbesondere CX-Amylasen, die natürlicherweise darin vorkommen, einem Abbau unterworfen. Somit steht die Fähigkeit von Mehlen,zufriedenstellende Teige oder Pasten wie dicke Suppen und Binder beim Kochen in Gegenwart von überschüssigem Wasser herzustellen, ungefähr im umgekehrten Verhältnis zu ihrem Gehalt an Amylaseenzymen. Selbst die besten Mehle enthalten geringe und variierende Mengen dieses Enzyms, so daß zwischen dep. einzelnen Proben Variationen vorliegen. Es wird derzeit im allgemeinen anerkannt, daß der schädliche Einfluß derC<*- Amylasen sich in mehreren ausgeprägten Wirkungen äußert. Ein besonders nächteiliger Effekt ist die Verminderung der Wasserretentionskapazität der Stärke in dem gekochten Teig, welcher sich demgemäß nicht bis zu dem gleichen Ausmaß verdickt, wie ein Mehl, das keine O<-Amylase enthält. Es kann somit nur

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eine geringere Viskosität des gekochten Teigs erhalten werden. Ein zweiter Effekt ist die Erniedrigung der Beständigkeit des gekochten Gels zu einem Aufbrechen und Verdünnen beim weiteren Kochen und Rühren, das bei bestimmten Anwendungszwecken erforderlich sein kann. Solche Anwendungszwecke sind beispielsweise bei der Verwendung des Mehls als Bindemittel für Fleischemulsionen gegeben, wo es typischen Räucherhausbedingungen unterworfen wird. Ein dritter Effekt, der insbesondere bei Mehlen mit hoher C<-Amylase zutage tritt, ist die raschere Verdickung des Gels in den früheren Stufen des Kochprozesses. Alle drei Effekte sind wahrscheinlich auf die Zerstörung der Stärkemakromoleküle mit einer Abschwächung der inneren Wasserbeständigkeit der Stärkekörner durch die Amylaseenzyme in den Anfangsstufen der Gelatinierung zurückzuführen. Daraus ergibt sich ein leichteres Kochen durch das heiße Wasser unter Erhalt eines dünneren und schwächeren Endgels.

Die nachteiligen Einwirkungen der CX-Amylase-Aktivität auf die Viskositätseigenschaften von gekochten Getreidemehlteigen beeinträchtigen die Verwendbarkeit der Getreidemehle als Verdicker für Nahrungsmittel oder als Binder für Pleischemulsionen. So umfassen die typischen Räucherhausbedingungen bei der Herstellung von Wurstwaren normalerweise das Aussetzen des Pro dukts auf Temperaturen von etwa 70 bis etwa 8O⁰C, die bei der optimalen Temperatur der CX-Amylase-Aktivität liegen. Wenn daher ein Getreidemehl als Binder bei solchen Wurstwaren verwendet wird, dann üben die darin enthaltenen CX-Amylaseenzyme einen schädlichen Einfluß auf die. Absorptionskapazität des Mehls für das verfügbare Wasser aus der Fleischemulsion aus, die aber erforderlich ist, um den Wurstw,ar,en die gewünschte feste und vertraute Textur zu. verleihen.-Ein weiterer Nachteil des Getreidemehls bei der Verwendung als Binder für Fleischemulsionen, beispielsweise bei der Herstellung von Wurstwaren, liegt in der Anwesenheit von Lipid abbauenden Enzymen, z.B. von Lipase und Lipoxydase-

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enzymen. Diese greifen nämlich die in der Fleischemulsion enthaltene Pestkomponente an und fördern ein Ranzigwerden, wodurch die Lagerungsfähigkeit und die Aufnahmebereitschaft des Verbrauchers verringert werden.

Zur Inaktivierung von CX-Amylasen in Mehl oder in ^etreidekörnern sind schon verschiedene Verfahrensweisen bekannt. So wird z.B." in der britischen Patentschrift 1 085 562 ein Wärmebehandlungsverfahren beschrieben, bei welchem ein Strom von Weizen oder Mehl mit einem Wassergehalt von mehr als in einem kontinuierlichen Durchlauf durch einen Schneckenförderer Wasserdampf von einer Temperatur von etwa 100⁰C ausgesetzt wird. Diese Behandlung wird etwa 4 Minuten aufrechterhalten. Gemäß der ÜS-Patentschrift 3 368 904 wird , . ein Getreidemehl in seinem normalen "trockenen" Zustand 5 Sekunden bis 60 Minuten mit Druckdampf von 0,35 bis 2,11 atü behandelt, wonach der Druck abgestellt wird und das Produkt aus seinem ursprünglichen "trockenen" Zustand, d.h. auf einen Wassergehalt von etwa 10 bis 14$> flashgetrocknet wird. Bei der Bestimmung der Wirksamkeit solcher Wärmebehandlung hinsichtlich der Zerstörung des CX~Amylasegehalts des Mehls ist.es üblich, die Viskosität oder die Dicke der gekochten Teige durch direkte physikalische Messungen zu be- · stimmen. Dies kann z.B. unter Verwendung der Hagberg-Vorrichtung oder eines Brabender-Amylographen geschehen. In der letzteren Vorrichtung erfolgt eine kontinuierliche Aufzeichnung der Widerstandsveränderung gegenüber einem mechanischen Rühren der Mehl-Wasser-Aufschlämmung während eines standardisierten Kochprozesses. Bei der Hagberg-Vorrichtung wird die Zeit-gernessen, die für das Fallen eines Tauchkörpers durch einen Mehl-Wasser-Teig erforderlich ist, während der Teig in einem siedenden Wasserbad gekocht wird. Die Ergebnisse werden,-als". Hagberg-Fallzahlen in Sekunden ausgedrückt.

Hinsichtlich der Viskosität von gekochten Teigen, die von Bolchen Mehlen herrühren, wird gemäß dem Stand der Technik

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(z.B. der britischen Patentschrift 1 085 562 und "The Research Association of British Flour-Millers' Bulletin", Vol. 14, 1965, S. 5 bis 11) gelehrt, daß bei Wärmebehandlungen, die einen direkten Kontakt des Mehls mit dem Wasserdampf vorsehen, das resultierende Mehl eine Hagberg-Fallzahl von bis zu 240 Sekunden maximal, typischerweise bis zu etwa 200 Sekunden, besitzt.

Hauptziel der Erfindung ist es, ein im wesentlichen freifließendes ^üetreidemehl zur Verfügung zu stellen, in welchem die CX-Amylaseenzyme im wesentlichen inaktiviert sind, so daß es dazu imstande ist, einen'hochviskosen und stabilen, .· gekochten Teig zu ergeben, der im Vergleich zu den aus den bekannten Mehlen hergestellten Teigen eine als Hagberg-Fallzahl ausgedrückte höhere Viskosität besitzt.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein im wesentlichen freifließendes Getreidemehl zur Verfügung zu stellen, in welchem die Lipid abbauenden Enzyme, z.B. die Lipaseenzyme, im wesentlichen inaktiviert worden sind, so daß das Mehl als Binder für Fleischemulsionen und dergl., z.B. bei der Herstellung von Wurstwaren, gut geeignet ist.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein relativ einfaches und bequem durchführbares Wärmebehandlungsverfahren zur Verfügung zu stellen, bei welchem bei definierten Temperatur-, Zeit- und Feuchtigkeitsbedingungen eine indirekte Erhitzung erfolgt, um das modifizierte, trockene Getreidemehl herzustellen.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.· Es- zeigen:

"*, Fig. 1 ein Fließschema eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen trockenen Getreidemehls.

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Pig. 2 eine schematische Darstellung einer Wärmebehandlungsvorrichtung zur Vornahme des Verfahrens mit kontinuierlicher Verfahrensführung, und

Fig. 5 ein Diagramm, das die Abhängigkeit der Hagberg-Fallzahlen von den Prozeßbedingungen (Zeit- und Temperaturbedingungen) bei gekochten Teigen zeigt, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen wärmebehandelten Mehle hergestellt worden sind.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein freifließendes, trockenes Getreidemehl, welches eine nichtgelatinierte oder nichthydrolysierte Stärkefraktion, eine denaturierte Proteinfraktion umfaßt und das im wesentlichen keine aktiven - Amyläse und Lipid abbauenden Enzyme wie Lipasen enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es einen Wassergehalt zwischen etwa 4 und etwa 10 Gew.$ aufweist und daß es eine gekochte wäßrige Aufschlämmung (5 Gew.$ Mehl) mit einer Hagberg-Fallzahl von mindestens 240 Sekunden, vorzugsweise mehr als 270 Sekunden, ergibt.

Die Erfindung stellt auch ein Verfahren·zur Herstellung eines derartigen Mehls zur Verfügung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein natürliches Getreidemehl mit einem herkömmlichen nativen Wassergehalt von bis zu 15 Gew.% z.B, etwa 10 bis etwa 14 Gew.% in einem umschlossenen Gefäß auf Temperaturen von etwa 120 bis etwa l6o°C erhitzt, die Temperatur mindestens etwa 5 Minuten innerhalb dieses Bereichs hält, wobei das Wasser unter Ausbildung einer Wasserdampfatmosphäre um das Mehl herum verdampft, und daß man das Mehl dabei durchbewegt, um im wesentlichen die Bildung von Agglomeraten auszuschließen* Die oc-Amylaseenzyme, die in einem Mehl mit einem herkömmlichen nativen Wassergehalt, typischerweise zwischen etwa 10 und etwa 14 %_s vorliegen, werden bei Temperaturen' zwischen etwa 100 und 110⁰C im wesentlichen vollständig inaktiviert. Trotzdem ergeben aber selbst verlängerte Behandlungen bei solchen Temperaturen nochkeine gekochten Teige mit den gewünschten 'HagbWg-Fallzahlen von 24o oder mehr Sekunden. Der Erfolg des'erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von Getreidemehlen, aus denen sehr viskose und stabile ge-

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kochte ^'eige hergestellt werden können, kann somit nicht ausschließlich auf die Enzyminaktivierung zurückgeführt werden, da in diesem Pail keine signifikante Erhöhung der Hagberg-Fallzahl erfolgen würde, nachdem die CV-Amylase.-Inaktivierung einmal im wesentlichen vervollständigt ist, was bei etwa 110⁰C der Fall ist. Mit dieser Beobachtung steht im Einklang, daß gekochte Teige, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Getreidemehle hergestellt worden sind, gewöhnlich eine .höhere Hagberg-Fallzahl besitzen als solche, die unter Verwendung von vergleichbaren, gereinigten Stärken hergestellt worden sind, die keine C<-Amylaseenzyme enthalten und die demgemäß auch nicht den nachteiligen Wirkungen-solcher Enzyme.unterworfen sind. Obgleich die theoretischen Hintergründe für die erfindungsgemäß erzielbare überraschende Steigerung der Hagberg-Fallzahl derzeit noch nicht geklärt sind, kann doch angenommen werden, daß diese auf eine erwünschte Modifizierung des Mehls zurückzuführen ist, die möglicherweise durch eine synergistische Wechselwirkung zwischen den Stärke- und Glutenkomponenten bedingt ist. Diese Modifizierung ist sicherlich keine einer Stärkegelatinierung, da keine Entwicklung der ausgeprägten und störenden Klebrigkeit unter Bildung von agglomerierten und klumpenförmigen Materialien unerwünschter Härte und Zähigkeit (grober Textur) erfolgt, welche normalerweise mit dieser Erscheinung einhergeht. Die Modifizierung der Getreidemehle durch die erfindungsgemäße Wärmebehandlungsweise gestattet somit den Erhalt von Getreidemehlteigen mit charakteristisch hohen Hagberg-Fallzahlen.

Aus den'vorstehenden Ausführungen wird ersichtlich, daß die Temperatur, welcher das Mehl ausgesetzt wird, und der Zeitraum, ,übef welchen es bei dieser Temperatur gehalten wird, . so miteinander in Beziehung gesetzt und kontrolliert werden muß, daß die gewünschten Effekte auf das Getreidemehl, d.h. die Inaktivierung der Enzyme und die Modifizierung des Mehls selbst, bewirkt werden. Die Yerfahrensbedingungen dürfen je-

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doch nicht so scharf sein, daß unerwünschte Effekte gebildet werden, was dann der Fall wäre, wenn auf eine zu hohe Temperatur erhitzt werden würde und/oder wenn die Behandlungsdauer bei bestimmten Bedingungen zu stark ausgedehnt würde. Diese unerwünschten Effekte, die gleichfalls derzeit noch nicht vollkommen aufgeklärt sind, sind vermutlich auf Veränderungen in der Molekularstruktur der Stärke zurückzuführen, die mit einer erheblichen Erhärtung der Stärkekörner verbunden sind. Wenn das vorkommt, dann wird die Fähigkeit der Stärkekörner, bei dem Aussetzen an geeignete Bedingungen zu gelatinieren, erheblich vermindert, wodurch sich eine entsprechend ausgeprägte Verminderung der Viskosität der· gekochten Getreideteige ergibt.

Allgemein gesprochen, sollte jdie Temperatur, welcher das Mehl ausgesetzt wird, zwischen etwa 120 und etwa 160⁰C, liegen. Somit ergeben Temperaturen erheblich unter etwa 120 C selbst bei längeren Behandlungsperioden, etwa in der Gegend von 2 bis 5 Stunden keine Getreidemehle, mit deren Hilfe gekochte Teige mit der charakteristisch hohen und stabilen Viskosität (wie sich aus den Hagberg-Fallzahlen und den Amylograph-Bestimmungen ergibt) erhalten werden können, trotz der Tatsache, daß die CX-Amylase-Inaktivierung im wesentlichen vollständig ist. Umgekehrt ergibt bei Temperaturen, die weit über etwa 160 C liegen, bereits schon ein geringes übermäßiges Aussetzen eine ausgeprägte Fallweiseerhärtung der Stärkekörner, welche sich in einem ausgeprägten Abfall der Viskosität der gekochten Teige, die aus solchen Mehlen hergestellt werden, widerspiegelt, so daß die Prozeßkontrolle

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schwierig ist. Der Zeitraum, über welchen das Mehl erhitzt v/erden muß, ist normalerweise etwa 5 bis etwa 60 Minuten, wobei typischerweise die kürzesten Zeiträume bei den höheren Temperaturen, etwa 150 bis 160⁰C, in Anwendung kommen und die längsten Zeiträume bei den niedrigeren Temperaturen, etwa 130 bis 14-0⁰C, in Betracht gezogen werden.

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Die optimalen Werte für die Behandlungstemperatur und die Zeit variieren in Abhängigkeit von solchen Faktoren wie dem Proteingehalt, dem nativen Wassergehalt und der Teilchengröße des Mehls sowie von anderen Prozeßbedingungen. Beispiele für optimale Temperatur- und Zeifbedingungen für verschiedene Mehle sind in den Beispielen gezeigt. Darüberhinaus können für ein gegebenes Getreidemehl, das als Ausgangsmaterial verwendet wird, die optimalen Werte im Einzelfall durch Vornahme einiger orientierender Versuche ermittelt werden. Dabei werden die Parameter innerhalb der Bereiche 120 bis 160⁰C und 5 bis 60 Minuten variiert»

Das Verfahren der Erfindung kann absatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Pur beide Betriebsarten sind die grundlegenden Prozeßstufen in Pig. 1 gezeigt.

Das Ausgangsmaterial 11 ist ein Getreidemehls das nur seinen nativen Wassergehalt besitzt, der gewöhnlich zwischen etwa 10 und etwa 14$ liegt (vgl. z»B. Matz, "Baking Technology and Engineering'⁹, Seite 7, The Avi Publishing Companys Inc., Westport, Conn., 1960). Dieses Mehl wird im Handel üblicherweise als trockenes Getreidemehl bezeichnet. Das Mehl besitzt im wesentlichen eine solche Teilchengröße, daß es im wesentlichen vollständig durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,149 mm (100 mesh) (vgl. "Chemical Engineers' Handbook", 3.Auflage, 1963, McGraw Hill Book Company, 21-51) läuft und welches freifließend ist. Gemäß der Erfindung können verschiedene Arten von gemahlenen Getreidemehlen verwendet Werden, wobei Weizenmehl am meisten verwendet wird, da We^zenm'ehlprodukte die größte Verwendung besitzen. Hinsichtlich der Weizenmehle wurde gefunden, daß sowohl harte als · auch weiche Weizenmehle, mit Einschluß der verschiedenen Mühlfraktionen, in zufriedenstellender Weise gemäß der Er-

findung verarbeitet werden können. Dieses Getreidemehl wird in ein umschlossenes, verschlossenes Druckgefäß 12 eingeleitet, welches mit Heizeinrichtungen versehen ist, wodurch

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das Mehl indirekt auf die gewünschte Temperatur im Bereich von 120 "bis 16O⁰C erhitzt wird. Das Mehl wird am "besten durch die Gefäßwände unter Verwendung von gesättigtem Dampf erhitzt, der in einem verkleideten Mantel enthalten ist, der das Gefäß umgibt. Dieser Dampf wird vorzugsweise mit einem Druck verwendet, der etwas höher ist als er für die.Temperatur geeignet ist, bei welcher man die Behandlung des Getreides im Innern des Gefäßes durchzuführen wünscht. Wie sich aus den Standardwasserdampftabellen (z.B. in Chemical Engineers' Handbook, loc.cit.3-191) ergibt, sind die entsprechenden Wasserdampfdrücke für Temperaturen von 120 und 16O⁰C etwa 1,05 und etwa 5.27 atü (etwa 15 und etwa 75,psig). Da jedoch das Mehl indirekt durch die Wände des Gefäßes erhitzt wird, ist es (zur Verminderung der Betriebszeit) zweckmäßig, mit Wasserdampf von höheren Drücken, z.B. 0,70 bis 2,46 atü (10 bis 30 psig), oberhalb der in den Wasserdampf tabellen für Temperaturen im Bereich von 120 bis 160⁰C zu arbeiten, d.h. mit Wasserdampf von einem Druck zwischen etwa 1,76/und etwa 7,73 atü (25 bis 110 psig). Es ist auch manchmal zweckmäßig, das Gefäß (durch den Wasserdampfmantel) vor dem Einbringen des Mehls vorzuerhitzen, da sonst in dem Gefäß eine Kondensation erfolgen kann. Die Wärmebehandlung, welcher das Getreidemehl unterworfen wird, verdampft einen erheblichen Teil des nativen Wassergehalts zu Wasserdampf, so daß in dem Gefäß eine feuchte Wasserdampfatmosphäre ausgebildet wird. Vermutlich spielt diese in situ ausgebildete Feuchtigkeit,indem sie um das Mehl herum eine Schutzdecke bildet, eine wichtige Rolle zur Erzielung der gewünschten Modifizierungen des Getreidemehls, ohne daß.ein Kochen, ein o^ydativer Abbau oder eine Gelatinierung der Stärke erfolgt. Bei Wassergehalten von weniger als etwa 8$, d.h. bei Verwendung vqn,entwässertem oder vorgetrocknetem ^etreidemehl, wurde gefunden, daß die vorstehend beschriebenen Prozeßbedingungen Veränderungen durch einen oxydativen Abbau ergeben, während umgekehrt bei Wassergehalten von mehr als etwa d.h. von vorbefeuchteten Getreideraehlen, ein Kochen und

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eine Gelatinierung der Stärke erfolgt, was zur Ausbildung einer ausgeprägten und störenden Klebrigkeit des Mehls führt, welche die Bildung von Klumpen oder Agglomeraten begünstigt. Das Getreidemehl wird zweckmäßigerweise durch die ganze Wärmebehandlung hindurch durehbewegt, um eine gegebenenfalls vorliegende Neigung der einzelnen Teilchen,aneinanderzukleben und dabei Agglomerate zu bilden, zu vermindern, da es wichtig ist,.daß das resultierende Produkt freifließend ist. Das wärmebehandelte, viskositätsstabile Mehl 13 wird am Ende der vorgewählten Verweilzeit aus dem Gefäß entfernt, worauf der plötzliche Druckabfall das Mehl flash.--trocknet. Für sämtliche Zwecke stellt das "resultierende Produkt ein , "trockenes" Getreidemehl mit einem Wassergehalt dar, der erheblich niedriger ist als der Anfangswassergehalt und der z.B. zwischen 4 und 10$ liegen kann. Br liegt gewöhnlich im Bereich zwischen etwa 4 und etwa 8$ und vorzugsweise im Bereich zwischen etwa 4 und 6%, je nach dem nativen Wassergehalt und den genauen Prozeßbedingungen. Dieses Mehl ähnelt dem Ausgangsmaterial und ist im wesentlichen freifließend und besitzt nur weniger Klümpchen. Es enthält sämtliche Komponenten des ursprünglichen Mehls, wobei aber die Amylaseenzyme im wesentlichen vollständig inaktiviert worden sind und wobei vermutlich die Mehlteilchen in einer erwünschten, aber derzeit noch unbekannten Weise modifiziert worden sind, welche sich in den resultierenden Wirkungen von einer einfachen Gelatinierung der Stärke vollkommen unterscheidet. Das Mehl wird sodann gewöhnlich unter sterilen Bedingungen abgepackt.

Die J¹Ig'. 2 zeigt eine Einrichtung für die kontinuierliche Durchführung des Verfahrens der Erfindung, um das gewünschte visko^itätsstabilisierte, trockene Getreidemehlprodukt zu erhalt'en. -In der Figur bedeuten die Bezugszahlen folgende Teile:

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.14 Getreidemehl

15 Lagerungsbehälter

16 pneumatischer Förderer

17 - Zyklon

18 Staubsammeleinrichtung

19 & 20 drehbare Luft-Sperrventile

21 Schraubenförderer

22 ' horizontale Kammer

23 . Druckgefäß aus rostfreiem Stahl

24 . Gestell für das Druckgefäß

25 innere zylindrische Hülle

26 äußere zylindrische Hülle, die die innere Hülle ummantelt

27 mit einem Ventil versehenes Wasserdampfeinlaßrohr

28 Druckanzeigegerät

29 Einlaß für die innere Hülle

30 drehbares Wasserdampf-Sperrventil

31 Luftauslaßrohr

32 ' Wasserdampf-Ablaßrohr

33 Sauggebläse

34 zentrale Antriebswelle

35 & 36 gelagerte Unterstützungslager

37 Getriebeverminderer

38 Elektromotor

39 geneigte Schaufeln

40 . Auslaßrohr

41 drehbares Druck-Sperrventil

42 äußerer Kanal

43 ·"" Luft-Einlaß . · 44'. ,' ' Luftfilter

45 Kühl- und Trocknungskanal

46 _;,; ', .Zyklon

47 f > · Zyklontrichter

48 Staubsammeleinrichtung

49 Sauggebläse

50 & 51 drehbare Luft-Sperrventile

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52 Auslaßkanal

53 Schraubenförderer

54 horizontale Kammer

55 Kanal und

56 Lagerungsbehälter.

Beim Betrieb der Anlage wird ein Stärke enthaltendes Getreidemehl 14,z.B. »^veizenmehl, durch den pneumatischen Förderer 16 aus dem Vorratslagerungsbehälter 15 in den Zyklon 17 überführt. Darin werden Mehl und Luft getrennt und letztere wird in die Staubsammeleinrichtung 18 geleitet. Kontrollierte und abgemessene Mengen des Mehls v/erden durch die drehbaren Luft-Sperrventile 19 und 20 vom Boden des Zyklons und- die Staubsammeleinrichtung auf den Schraubenförderer 21 gegeben, der in einer horizontalen Kammer 22 angeordnet ist. Dieser . Schraubenförderer transportiert das Mehl zu einem drehbaren Druck-Sperrventil 30, das angrenzend an den Einlaß 29 angebracht ist, und in die innere zylindrische Hülle 25 des Druckgefäßes 23 aus rostfreiem.Stahl. Das Ventil gibt einen abgemessenen Strom des Mehls in die innere Hülle ab, die als Behandlungszone dient.

Das Lufteinlaßrohr 31 führt eine geringe Menge heißer Luft (ungefähr 110⁰O) in das drehbare Ventil ein, um geringe Mengen von in dem drehbaren Ventil eingeschlossenem Wasserdampf bei der Bewegung von der offenen in die geschlossene Stellung herauszuspülen,, wodurch die Kondensation des Wasserdampfs auf dem Mehl verhindert wird, das in das Gefäß durch dieses Ventil überführt wird,, Der Wasserdampf tritt durch Ablaßrohre 32 aus, die in der Wand des Ventils angebracht süid-.und die mit einem Sauggebläse 33 verbunden sind. Das Ventil kann (nicht gezeigte) Abkratzeinrichtungen besitzen, um eine po-sitive Reinigungswirkung vorzunehmen, wodurch die Überführung des Mehls in die innere Hülle unterstützt wird.

Im Inneren der inneren Hülle des Druckgefäßes wird die zentrale Welle 34 durch einen Elektromotor 38 kontinuierlich

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gedreht, welcher durch den Getriebeverminderer 37 damit antreibend verbunden ist. Die Schaufeln 39 auf der zentralen Welle erstrecken sich nach außen in enger Annäherung an die Hüllenwand. Da die zentrale Welle mit relativ hohen Geschwindigkeiten, z.B. 100 Ms 14-0 U/min gedreht wird, wird das Mehl im Inneren des Gefäßes sowohl durch lineare als auch durch zentrifugale Kräfte behandelt. Unter der Einwirkung der linearen Kräfte wird das Mehl fortschreitend entlang der inneren Hülle vom Einlaß zu dem Auslaß bewegt, während das Mehl unter dem Einfluß der Zentrifugalkräfte gegen die innere Oberfläche der Hüllenwand geworfen wird. Die kombinierten Kräfte bewegen das Mehl im wesentlichen in Form einer dünnen Schicht fort, welche gegen die Hüllenwand"gepreßt wird, wobei die einzelnen Teilchen in der Schicht sich in einer konstanten Bewegung befinden. Das Portschreiten des Mehls durch die Hülle hindurch als sich fortbewegende Schicht in Berührung mit den Hüllenwänden gewährleistet eine wirksame und relativ gleichförmige Wärmeübermittlung und nur ein niedriges Auftreten von gebrannten Teilchen und von Agglomeratbildungen. Die mittlere Verweilzeit des Mehls im Inneren der Hülle wird vorgewählt und kontrolliert (z.B. durch Einstellung der Mehleinlaß- und -auslaßgeschwindigkeiten, der Umdrehungsgeschwindigkeit und des Schaufelwinkels) je nach solchen anderen Paktoren wie den Temperaturbedingungen und der Art des zu behandelnden Mehls. Gewöhnlich liegt die Verweilzeit in der Gegend von etwa 5 bis etwa 20 Minuten. Es sind jedoch auch kürzere und längere Zeiträume im Bereich zwischen etwa 5 und etwa 60 Minuten möglich.

Dj,e innere Hülle des Druckgefäßes ist von einem ausgekleideten Mantel 26 umgeben, der mit einem Einlaßrohr 27 für den Wasserdampf .versehen ist, welcher ein Ventil aufweist. Hierdurch kann, der Mantel mit einem konstanten Wasserdampfdruck, der an dem Druckanzeigegerät 28 angegeben wird, im Bereich von etwa 1,76 bis etwa 7,73 atü (25 bis etwa 110 psig) versehen werden, so daß die Hülleiiwand auf eine Temperatur von

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-H-

etwa 130 bis 17O⁰C erhitzt wird. Diese Wärme wird- auf das Mehl übertragen, wenn dieses sich entlang der Wand der inneren Hülle bewegt, welche als wirksamer Wärmeaustauscher wirkt, wodurch das sich fortbewegende Mehl im Inneren der Hülle auf eine Temperatur im Bereich zwischen etwa 120 und 160⁰C erhitzt wird. Durch die kontinuierliche Durchbewegung bzw. Durchmischung des Mehls, welche durch die rotierenden Schaufeln 39 bewirkt wird, wird ein inniger Kontakt zwischen den Mehlteilchen und der Hüllenwand erzielt. Diese Schaufeln 39 besitzen auch eine selbstreinigende Wirkung, die die Ansammlung von Mehl auf der Hüllenwand verhindert. Das kontinuierliche Vermischen des Mehls beim Fortschreiten entlang der Hülle trägt zu einer Verhinderung der Bildung von Agglomeraten oder Klümpchen bei. Der Wassergehalt in dem Mehl verdampft bei den Prozeßtemperaturen und ergibt eine in situ ausgebildete Wasserdampfatmosphäre (z.B. 0,70 bis 2,11 atü; 10 bis 30 psig) in der inneren Hülle. Diese Wasserdampfatmosphäre umschirmt die Mehlschicht. Ein erhebliches Entweichen dieses tfas'serdampfes wird durch die Druck-Sperrventile verhindert. Gewünschtenfalls kann zur Kompensierung von etwaigen Wasserdampfverlusten aus dem Innengefäß eine geringe Wasserdampfmenge von einer äußeren Quelle eingeleitet werden. Diese Maßnahme ist aber normalerweise nicht erforderlich.

Beim Erreichen des Abwärtsstromendes der inneren Hülle tritt das wärmebehandelte Mehl in das Auslaßrohr 40 ein und v/ird durch das drehbare Druck-Sperrventil 41 in einen Kanal 42 abgegeben. An der Basis dieses Kanals wird das wärmebehandelte 'Mehlprodukt in einem kalten Luftstrom mitgerissen, welcher durch Leiten durch ein Luftfilter 44 sterilisiert worden ist,und entlang des Kühlungs- und Trocknungskanals 45 bewegt.; Da',das Mehl die Hülle mit relativ hoher Temperatur verläßt⁷ und unmittelbar darauf in eine kühlere Umgebung eintritt, wird ein erheblicher Teil des restlichen Wassergehalts im Mehl zu diesem Zeitpunkt in Form von Wasserdampf rasch entfernt, bevor die Teilchen abgekühlt werden. Zur Vermeidung

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einer Kondensation dieses Dampfes, die unerwünscht ist, sollte der Luftstrom groß genug sein, um die Feuchtigkeit zu ■ absorbieren, die aus dem Mehl entweicht. Das Mehl wird in dem Zyklon 46 von dem Luftstrom abgetrennt und fällt in den Trichter 47 hinunter. Die Luft gelangt über eine Staubsammeleinrichtung 48 zu dem Sauggebläse 49. Aus dem Trichter ■ und der Basis der Staubsammeleinrichtung wird das trockene Mehlprodukt (etwa 4 bis etwa 10% Wasser) durch drehbare Luft-Sperrventile 50 und 51 in einen Auslaßkanal 52 überführt, und es fällt in einen Schraubenförderer 53 hinunter, der in der Kammer 54 angebracht ist. Dieser Schraubenförderer transportiert das Material zu einem Kanal 55, der die Verbindung mit einem Behälter 56 mit großer Kapazität herstellt, in welchem das Produkt bis zum Abpacken gelagert wird, was gewöhnlich bei sterilen Bedingungen in sterilisierte Beutel erfolgt.

Die Erfindung wird in den Beispielen weiter erläutert, ohne daß hierdurch eine Einschränkung beabsichtigt ist. Die Brabender-Amylographen-Werte und die Hagberg-Fallzahlen sowie die Enzyminaktivierungswerte (Zuckerbestimmung) werden nach folgenden Arbeitsweisen bestimmt.

Brabender-Amylograph

Die Methode ist in "Cereal Chemistry¹·, Vol.34, Nr. 3, 1957, Seite 142 "Graphical Analysis of The Brabender Viscosity Curves of Various Starches" von Mazurs et al. beschrieben» Hierbei wird ein Viskosimeter der C.W.Brabender Instrument Company verwendet, welcher mit 75 U/min arbeitet und der mit einem 700 cmg Torsionskopf versehen ist.

Hagberft-Fdllzahl

Die Methode ist in "Cereal Chemistry", Vol. 37, 1960, Seite 218 bis 222 "A Rapid Method for Determining Alpha Amylase Activity" von S.Hagberg angegeben. Dabei wird eine ähnliche Vorrichtung wie beschrieben verwendet.

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Enzyminaktivierung - Zuokerbestimmung

Es wird spektrophotometrisch die Menge des löslichen Zuckers bestimmt, die aus einer gegebenen Menge von Mehl, das 2 Stunden auf 30⁰C erhitzt worden ist, freigesetzt.wird. Dies geschieht nach einem Standardverfahren, bei welchem eine . 10 g-i'robe, die mit einem Phosphatpuffer gemischt ist, 2 Stunden bei 30⁰C inkubiert wird, das Enzym mit Trichloressigsäure inaktiviert wird und mit Anthron ein gefärbter Komplex mit löslichen Zuckern gebildet wi'rd. Die Ergebnisse werden in Mikrogramm (/Ug) Zucker freigesetzt je Gramm Mehl je Minute ausgedrückt.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Variation der Temperatur und der Zeit während derHtfärmebehandlung auf die Eigenschaften von G-etreidemehl, in diesem Fall von Weizenmehl.

Vorrichtung

Es wurde ein handelsüblicher Doppelkegelmischer mit einem Wasserdampfmantel verwendet, der mit einem Thermistor versehen war, um die Probentemperaturen während des Prozesses zu überwachen. Das im Innenkegel enthaltene Mehl wurde indirekt durch Druckdampf erhitzt, welches dem Außenkegel,der als Wasserdampfmantel diente, zugeführt wurde.

Als Ausgangsmäterial wurde Weizenmehl, nämlich handelsübliches" "C-.Streain"-Mehl von Red Spring Wheat verwendet. Es hatte folgende Spezifikation:

Protein 19,03$ auf Trockenbasis

'·'·' As'che 0,92^ " "

' Wasser 9,3 Gew.$

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Arbeitsweise

Die Behandlungskammer des Mischers wurde vor der Zugabe des Mehls durch umlaufenden Wasserdampf mit einem Druck im Bereich von 2,11 bis 3,52 atü (30 bis 50 psig) je nach den gewünschten Betriebstemperaturen vorerhitzt. In die Behandlungskammer wurden nacheinander Mehlproben mit 1,81 kg (5 Ib.) eingebracht. Jede Probe wurde unter kontinuierlichem Durchbewegen über die in der Tabelle angegebenen Zeiträume auf 13O⁰C.erhitzt (Druck in dem Wasserdampfmantel =2,11 atü 30 psig). .Am Ende jedes Versuchs wurden verschiedenen Eigenschaften der einzelnen Mehlproben bestimmt. Dieses Vorgehen wurde sodann zweimal mit frischen Mehlproben und bei Betriebstemperaturen von 139⁰O (Druck des Wasserdampfmantels = 2,81 atü = 40 psig) und 145⁰G (Druck des Wasserdampfmantels = 3,52 atü = 50 psig) wiederholt.. Die Thermistorenüberwachung ergab, daß bei jedem Versuch das Mehl innerhalb weniger Minuten die gewünschte Temperatur annahm.

Ergebnisse

Die Ergebnisse der Eigenschaftsanalysen sind in Tabelle I zusammengestellt. Diese Tabelle enthält auch zu Vergleichszwecken die entsprechenden Werte für ein unbehandeltes Mehl.

I'.' I

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Tabelle I

Eigenschafen

Behandl. unbehan- Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 dauer deltes wärmebeh. wärmebeh. wärmebeh. (Min.) Mehl Mehl(130°) Mehl(139⁰O) Mehl(i46°0)

	0	Lösliche	0	30	150	/	/	I	150	150	150	i I
Hagberg-	5	Zucker	5	40	/		I-	-	309	249	)
Pallzahl	10	Bestim	10	45	/	84,069	345	340	348	ι
(Sek.)	15	mung	15	50	/		- -	397	356
	- 20	(/Ug Zuk-	20	60	/	I	369	378	347	.
	25	ker/g Mehl, 25	/	/	-	356	342
	30	min	/	/	. 379	360	338
	40			/	398	-	-
	45			/	420	350	283
	50		/	389	-	-
	60		/	~274	310	277 _t
		nicht	84,069	nicht
be	32,614	be
stimmt	22,171	stimmt
	18,802
" · " "	16,629
	15,574
	15,544
	-
	6,857
	—
	6,714

9818/0782

Tabelle I. (Fortsetzung)

Eigen- Behandl. unbehan- Versuch 1 Versuch 2 Versuch 3 Bchaf en dauer deltes wärmebeh, wärmebeh. vrärme"beh.

- (Min,) Mehl Mehl(130°) Mehl(139⁰C) Mehl(H6°C)

Gesamt-	0	I	18 000	J	18 000	18 000	18 000,
bakte-	5		/	-	0	0
rien-	10	I	/	0	0	-' 0
zahl/	15	I	*—	-	0	0
10 g.	20	/		0	0	0
(Stand.	25	/	IL₇I.	- ■	0	0
Gesamt	30			0	0
zahl auf	40		0	»-	-■
d.Platte	45	-	0	0
	50	0	-	-
	60	0	0	0 .
t ' : Mittlerer
Wassergeh.	-	⁵;⁹		A_;6
(Gew.%)

Beispiel 2

Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wurde die Arbeitsweise des Beispiels 1 in drei Versuchen bei 120, 135 und
145⁰C wiederholt, wobei sich in allen drei Versuchen die Behandlungszeiten im Bereich von 5 Minuten bis 120 Minuten befanden. Als Mehl wurde ein handelsübliches, klares Mehl verwendet, das sich von Harzweizen ableitete und das die folgenden Spezifikationen hatte:

14,5$ auf Trockenbasis 0,85% " "

Protein '.·, As'ehe ■', Wasser

Im Diagramm der Fig. 3 sind die Ergebnisse der Bestimmung
der Hagberg-Fallzahlen für die Mehle der einzelnen Srei Ver-

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suche für gegebene Behandlungstemperaturen gegen die .Behandlungszeit aufgetragen. Die Beziehung zwischen der Behänd lungs tempera tür und der Behandlungsdauer gehen aus diesem Diagramm eindeutig hervor. Je höher die Temperatur ist, bei welcher das Mehl "behandelt wird, desto geringer ist die erforderliche Behandlungszeit, um die maximale Viskosität (die sich durch die Hagberg-Fallzahl anzeigt) zu erzielen, und umso höher ist die tatsächlich erzielbare maximale "Viskosität. Das Diagramm zeigt auch, daß eine Weiterführung der Behandlung nach dem Erhalt der maximalen Viskosität mit einer ausgeprägten Abnahme der Viskosität verbunden ist, welche auf ein fallweises Erhärten der einzelnen Stärkekörner in dem Mehl zurückzuführen ist.

Beispiel 3

Bei Verwendung der gleichen Vorrichtung wir im Beispiel 1 wurde die Arbeitsweise dieses Beispiels bei einer Temperatur von 130⁰C und bei einer Behandlungszeit von 20 Minuten wiederholt. Dabei wurden die drei folgenden verschiedenen Mehle verwendet.

Teil A

Ein Mehl für Großbäckereien (large bakers flour), das im Handel unter dem Warenzeichen "Glenora" (The Ogilvie Flour Mill Co., Ltd., Montreal, Kanada) erhältlich ist und das aus hartem Frühjahrsweizen erhalten wird. Es hatte die folgenden Spe zifikationen:

• '' ,Protein 14,9 1" auf Trockenbasis

/ . ,. Asche 0,57$ " "

Wasser 13,7 Gew.$

Teil B' /'

Ein weiches Frühjahrsweizenmehl, das im Handel unter dem Warenzeichen "Glenrose" (The Ogilvie Flour Mill Co., Ltd.

209818/078?

Montreal) erhältlich ist. Es hatte die folgenden Spezifikationen:

Protein 9» 5 f° auf Trockenbasis

Asche 0,49$ " "

Wasser 13,5 Gew.$

Teil C

Ein Gerstenmehl mit folgenden Spezifikationen:

Protein 9_t9 $ auf Trockenbasis

Asche 0,93$ " "

Wasser . 19,8 Gew.$

welches mit 0,25 Gew.$ Gerstenmalzmehl vermischt worden war.

Ergebnisse ^. .

Alle drei wärmebehandelten Mehlprodukte waren freifließend, wobei nur sehr wenig Klümpchen oder Agglomerate vorlagen. Pur praktische. Zwecke können sie als "trocken¹· beschrieben werden, obgleich alle Restwassergehalte zwischen 4 und 6$ hatten. In Tabelle II sind die Hagberg-Fallzahlen und die Brabender-tferte zusammengestellt.

Tabelle II

Eigenschaften	Teil unbeh.	A beh.	Teil unbeh.	B beh.	Teil unbeh.	C beh.
Hagberg- Fallzahl (Sek.)	117	289	57	277	85	292

Brabender Amylograph (B.E.)

Anfangspeakvisko- sität	105	510	180	555	230	955
Viskosität V; 95⁰C	95	505	175	535	85	680
Viskosität b.5O°C	245	665	330	780	230	890
Viskosität nach 1 Std.bei 50⁰C	250	665	330	780	230	780

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Aus den vorstehenden Ergebnissen wird ersichtlich, daß die wärmebehandelten Mehle nicht nur eine höhere Anfangspeakviskosität besitzen, sondern daß sie auch ihre höhere Viskosität nach dem Erhitzen und nachfolgendem Abkühlen auf 50⁰C im wesentlichen beibehalten. Ein weiterer Vorteil der Wärmebehandlung ist die minimale Konzentration, die für den abgekühlten Mehlteig notwendig ist, damit dieser sich nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur als offensichtlich homogener Feststoff - wie Mandelpudding - verfestigt. Während Teige aus dem wärmebehandelten Mehl sich bei oder oberhalb 5fo verfestigen, ist dies bei enzymatisch aktiven unbehandelten ' Mehlen oftmals sogar noch bei Peststoffgehalten von 7»8 oder 9$ nicht der Fall. Vielmehr trennen sich diese Produkte in eine unattraktive heterogene Suspension von festen Teilchen in einem dünnen,wäßrigen Medium auf.

Beispiel 4

Zur kontinuierlichen Verarbeitung eines Ausgangsmehls, das demjenigen des Beispiels 1 ähnlich war, wurde die in Pig. 2 gezeigte Vorrichtung verwendet. Der Druck in dem Yfasserdampfmantel betrug 7»O3 atü (100 psig). Die mittlere Verweilzeit betrug 10 Minuten. Im Verlauf dieser Zeit erreichte das Mehl eine Temperatur von ungefähr'140⁰C. Typische Eigenschaften des "trockenen", freifließenden Weizenmehlprodukts, das so erhalten wurde, sind in der Tabelle III zusammengestellt. Diese enthält auch zu Vergleichszwecken die entsprechenden Werte für ein unbehandeltes Mehl.

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Tabelle III

Eigenschaften unbehandel- wärmebe-

tes Mehl hand.Mehl

Hagberg-Fallzahl (Sek.) 40

Brabender Amylograph (B.E.) Anfangspeakviskosität Viskosität bei 95⁰O Viskosität nach 1 Std.bei 95 Viskosität bei 5O⁰C

Viskosität nach 1 Std.bei 50⁰C Löslicher Zucker-Versuch (/Ug/g/min) Gesamtbakterienzahl (10 g) Wasser (Gew.^)
Protein (Gew.^)

Asche (Gew.%) *" '

Schüttdichte (g/cm³) Spezifisches Gewicht

Aus den Ergebnisse der Versuche mit dem Brabender Amylographen geht hervor, daß das behandelte Mehl nicht nur eine viel höhere Viskosität erhält, sondern daß es auch diese höhere Viskosität nach dem Erhitzen, Halten auf erhöhter Temperatur und nach dem darauffolgenden Abkühlen beibehält. Ein nennenswertes Merkmals des wärmebehandelten Mehls ist das Verschwinden des Geschmacks nach rohem Getreide, der normalerweise mit Weizenmehl verbunden ist. Das trockene, freifließende Produkt hat einen angenehmen, mürben, toastartigen Geschmack. Geschmacksproben haben ergeben, daß es besseren Anklang findet als unbehandeltes Weizenmehl.

Beispiel 5

95	560
65	540
75	470
175	550
170	540
119,8	.28,4
18 000	0
14	4,5
18	18
0,95	0,95
0,40	0,40
1,4	1,4

¹. :

Dieses,,Beispiel bestätigt, daß die hohe, stabile Viskosität der gekochten Teige aus den erfindungsgemäßen .Getreidemehlprodukten nicht allein auf die Enzyminaktivierung zurückzuführen ist. Bei diesem Beispiel wird die Viskosität eines

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solchen Teigs (Teig B) bestimmt' , mit dem Brabender-Amylographen und nach der Hagberg-Methode mit der Viskosität von vergleichbaren Teigen, verglichen, die sich von folgenden Produkten herleiteten:

Ί) das gleiche Mehl wie beim Verfahren der Erfindung, aber unbehandelt - Teig A,

2) eine raffinierte Weizenstärke (Supergel - eine reine Weizenstärke, im Handel erhältlich von der Industrial Grain Products, Thunder Bay, Kanada), das nicht nach dem Verfahren der Erfindung behandelt worden ist, oder eine äquivalente Mehlgewichtsgrundlage - Teig G, oder eine Grundlage, die derjenigen des Stärkegehalts eines durchschnittlichen Mehls, d.h. 80$ Mehlgewichts, äquivalent war - Teig 6;

5) die gleiche raffinierte Weizenstärke,, die nach dem Verfahren der Erfindung wärmebehandelt worden war, oder eine äquivalente Mehlbasismenge - Teig E, oder eine Basismenge, die dem Stärkegehalt eines durchschnittlichen Mehls, d.h. 80$ des Mehlgewichts äquivalent war - Teig F;

4) ein Kunstmehl, das aus 80 Gew.% Stärke (Trockenbasis)und 20 Gew.$ Gluten (Trockenbasis) bestand, das unbehandelt war (Teig G) und das nach dem Verfahren der Erfindung wärmebehandelt worden war (Teig H).

Ergebnisse

In Tabelle IV sind die Amylograph-Werte zusammengestellt.

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Tabelle IV

Eigenschaften

Bratender Amylograph (Brabendereinheiten)

Anfangspeakviskosität Viskosität b.95°C Viskosität n.1 h b.5O°C Viskosität bei 50⁰C Viskosität n.1 h b.50°C

Hagberg-Fallzahl(see)

A	¹ B ι	D	¹ E	¹ F	I	- *	H
- 260	I 520	*	! 1 I ft	■ I I A	250	*
210	520	105	735	130	360	280
170	500	375	635 .	330	710	210
390	680	665	1095	575	720	455
360	625,	670	1165	585	56 -	495
150 "	399 I	19	220	26	165
* C
"
650
750
1330
1300
294

* Die Anfangspekviskosität kennte nur nach 95 C erreicht werden.

Aus den vorstehenden Ergebnissen wird ersichtlich, daß der Teig B, der mit einem erfindungsgemäßen wärmebehandelten Weizenmehl erhalten worden war, eine signifikante höhere Viskositätszunähme (ausgedrückt sowohl in den Brabender Amylographenwerten als auch in den Hagberg-Fallzahlen) hatte als die vergleichlichen Stärketeige E und F (entweder auf Mehl- oder Stärkegewichtsbasis). Da die Stärke anfänglich enzymfrei ist, würde zu erwarten sein, daß, wo die Viskositätszunahme lediglich auf die Enzyminaktivierung zurückzuführen ist, die Mehl- und die Stärketeige vergleichbare Viskositätszunahmen haben würden. Es ist gleichfalls bemerkenswert, daß die hohe Zunahme der Viskosität beim wärmebehandelten Mehl nicht dadurch nachgeahmt werden kann, daß es durch ein Kunstmehl (Teige G und H) ersetzt wird, welches die Stärke- und Glutenkomponenten eines natürlichen Mehls

enthält. '../;
.' - -

Schlußfolgerung

Die v/ärmebehandlung inaktiviert somit nicht nur die in dem

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Mehl vorhandenen Amylaseenzyme, sondern bewirkt eine nicht
offensichtliche und derzeit noch unerklärliche Modifizierung des Mehls selbst. Diese ist möglicherweise auf die synergistische Wechselwirkung zwischen den Stärke- und Glutenkomponenten zurückzuführen, die in den natürlichen Getreidemahlen vorhanden sind.

Beispiel 6

Dieses Beispiel soll das "Verhalten sowohl von wärmebehandelten als auch unbehandelten Mehlen bei typischen Räucherhausbedingungen, simuliert auf einem Brabender-Amylographen,
illustrieren. Es wurde ein Mehl verwendet, das demjenigen des Beispiels 1 ähnlich war. Die gekochten Teige wurden nach der AACC-Methode 22-10 hergestellt, welche spezifisch dazu ausgelegt ist, um die CX -Amylase-Aktivität von Getreidemehlen' zu bestimmen. Die offizielle Verfahrensweise wird in der Weise
modifiziert, daß die Temperatur des gekochten Teigs,der
'15 Gew.% Mehl enthält, nicht auf oberhalb 72⁰C (die optimale Temperatur für die CX-Amylase-Aktivität) ansteigen gelassen wurde, während bei der offiziellen Methode die Temperatur
auf 95°C erhöht wird, wodurch die CX-Amylaseenzyme wirksam
inaktiviert werden. Als die Temperatur von 72⁰C einmal erreicht war, wurde der Versuch über eine Gesamtzeit von 2 Stunden weitergeführt. Die nach der Arbeitsweise des Beispiels 1 und Beispiels 4 hergestellten Mehle wurden bei den Versuchen verwendet. Zu Vergleichszwecken wurden ähnliche Versuche mit den entsprechenden unbehandelten Mehlen durchgeführt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.

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Tabelle V

Bratender Mehl

AmvloerraOh Beispiel 1 Beispiel 4 Amyxograpn unbe- behan- unbe- behanhandelt delt handelt delt

Anfangspeak-

viskosität (B.E.)	910	3470	315	3330
Peakzeit (Min.)	111	58	45	34
Viskosität nach 2 Std.
bei 72⁰C (B.E.)	890	2895	140	2810

Diese Ergebnisse zeigen eindeutig, daß bei Temperaturbedingungen, die die CX -Amylase-Aktivität begünstigen, das'•wärmebehandelte Mehl in einem kürzeren Zeitraum eine viel höhere Viskosität erreicht als das entsprechende unbehandelte Mehl. Es wird auch ersichtlich, daß. die wärmebehandelten Mehle selbst nach 2stüiidigem Stehenlassen eine sehr hohe Viskosität behalten.

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt,daß andere Enzyme wie die CX-Amylasen, z.B. Lipasen, durch die Wärmebehandlung zerstört werden. Die Inaktivierung der Lipase wird anhand der Bestimmung des Gehalts an freien Fettsäuren von drei identischen Pflanzenölproben, die folgendermaßen behandelt worden waren, gezeigt:

A) 1000 g Öl und 500 g Weizenmehl (nicht wärmebehandelt) wurden miteinander vermischt und und über einen Zeitraum von 11 ,Tagen erhitzt (70⁰C).

B) 1000 g 01 und 500 g erfindungsgemäß wärmebehandeltes Mehl (20 Minuten bei 130⁰C) wurden miteinander vermischt und über eJLnen Zeitraum von 11 Tagen erhitzt (60⁰C).

C) 1000 g Öl wurden über einen Zeitraum von 11 Tagen erhitzt (60⁰C).

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Proben dieser drei Öle wurden täglich abgenommen und der Gehalt an freier Fettsäure wurde nach der Standardmethode A,O.C.S.Nr. Ca 5a~4O bestimmt, Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VI zusammengestellt. Der Gehalt an freien Fettsäuren ist in Milliäquivalenten Säure/1000 g Öl angegeben.

Tage

1 2

> 3

10

Tabelle	A	VI	B	0
0,0124	0,0079	0,0009
0,0144 ■	0,0090	0,0009
0,0158	0,0090	0,0013
0,0174	0,0093	0,0023
0,0203	0,0096	0,0023
0,0209	0,0099	0,0023
0,0218	0,0099	0,0022
0,0226	0,0098	0,0024

Aus den vorstehenden Ergebnissen.wird ersichtlich, daß der freie Fettsäuregehalt des Öls, das dem wärrnebehandelten Mehl ausgesetzt worden war, und des Öls allein ziemlich konstant und parallel zueinander war. Dagegen nimmt der freie Fettsäuregehalt des Öls, das dem nicht wärmebehandelten Mehl ausgesetzt war," kontinuierlich zu. Dies ist von iDesonderer Wichtigkeit für den Fleischabpacker während des Raucherns von Fleischprodukten, insbesondere von Wurstwaren, da das Räuchern bei Temperaturen erfolgt, die für die Enzymaktivität, In diesem Fall der Lipase, extrem günstig sind. Diese Enzyme wurden nämlich durch Abbau der Fette dem Produkt eine Ranzigkeit verleihen und hierdurch die Lagerungsfähigkeit und die Aufnahmebereitschaft des Verbrauchers verringern.

Wie bereits zum Ausdruck gebracht, ist das trockene Getreidemehl der Erfindung besonders als Binder für Fleischemulsionssysteme, beispielsweise bei der Herstellung von Wurstwaren,

2 09618/078?

wie Mettwürste imd Frankfurter, geeignet. Hierbei wird das Getreidemehl mit den anderen Bestandteilen eines Fleischemulsionssystems, z.B. Fleischzutaten, Würz- und Härtungsmittel,, vermischt, Die Vermischung erfolgt dabei so, daß das Getreidemehl bis au etwa 5?o_t typischerweise etwa 3$, (Gew.) des Emulsionssystems ausmacht. Die Emulsion wird sodann in die Wursthäute gefüllt und bei Temperaturen von etwa 70 bis etwa 80°ö in einem Räucherhaus eta 1/2 bis 3 Stunden trocken erhitzt. Bei diesen Temperaturen (die beim Optimum für die CX-Ämylase-Aktivität liegen) gelatiniert die Stärkekomponente des Mehls und absorbiert auf diese Weise unter Bindung das verfügbare Wasser aus der Emulsion, wodurch die gewünschte feste Textur für die Wurstwaren erhalten wird. Die Stärke stabilisiert auch das Fett in der Emulsion, wodurch das V/andern des Fetts zu den Oberflächen oder Enden der Wursthäute verhindert wird* was sonst zu der Bildung von sogenannten Fettkappen führt.

Beispiels

Dieses Beispiel beschreibt die Verwendung eines erfindungsgemäßen wärmebehändeIten Mehls bei der Herstellung von Frankfurtern.

Ansatz

Bestandteile

• Rindfleisch-Zutaten 27»2 kg

Schweinefleisch-Zutaten 18,1 kg

wärmebehandeltes Mehl (Bsp*4) 1,36 kg

■".' Eis 3,63 kg

' ' ''' Pökelung

Feinsalz _a 1,36 kg

, granulierter Rohrzucker 113_t4 g

Natriumnitrat etwa 7 g

2 f) 9 η 1 H / I) 7 Π ->

Gewürze

Gemahlener weißer Pfeffer 141 »7 g

Gemahlener Senf 28,35 g

Gemahlener Koriander ' 85,05 g

Gemahlene Muskantnuß 56,70 g

Granulierter Rohrzucker 85,05 g

Arbeitsweise

Die Rindfleisch- und Schweinefleisch-Zutaten werden getrennt durch einen Fleischwolf mit einer Platte τοη 9,5 mm vermahlen und sodann mit den anderen Bestandteilen, die in folgender Reihenfolge zugegeben werden, auf einem rotierenden Schneidmesser zerschnitten. Zunächst wird das Rindfleisch auf das rotierende Schneidmesser gegeben und dann das Mehl, Eis, das Pökelsalz und das Gewürz. Das Zerschneiden wird weitergeführt, bis ein feinzerschnittenes Produkt erhalten wird und das gesamte Wasser aufgenommen ist. Das feinzerschnittene Produkt wird in einen Wurststopfer überführt, der es eng in Cellulose-Wursthäute stopft. Die längslänge der gestopften V/urst wird zu Teilen mit 12,7 cm zerschnitten, abtrocknen gelassen und hierauf 2 Stunden in einem Räucherhaus bei 60 1/4⁰C geräuchert und sodann eine weitere halbe Stunde unter einem mäßig schweren Rauch-bei 72⁰C, Danach wird die geräucherte V/urst in einen Dampfkocher überführt, in welchem sie 10 Minuten bei 82⁰C gehalten wird. Nach Besprühen mit kaltem Wasser wird, die Wurst in einen Lagerungskühler überführt, in welchem sie getrocknet und abgekühlt wird.' Vor dem Abpacken in Kartons wird die Cellulosehaut bzw. Umhüllung von der Wurst entfernt. Die so erhaltene Wurst hatte eine gute Farbe und gute physikalische Eigenschaften, wobei keine Gallerten und Viassertaschen vorliegen, Der Geschmack ist' angenehm und es liegt kein erkennbarer Charak-· ter nach rohem Getreide vor. Es ist jedoch ein toastartiger Geschmack feststellbar, der besser ist als bei Verwendung der bisher bekannten gewöhnlichen Getreidemehlen als Bindemittel.

?0 9 Q J 8/ Ω 7 ft ·>- ■

Die Hauptmerkmale des neuen Getreidemehls gemäß der Erfindung, die es besonders als Komponente zur Wurstwaren WId₁ dergl. geeignet machen, sind folgende:

1) Die hohe Wasserbindungskapazität S

2) die hohen und stabilen Viskositäten der Gele, die sich nach der Gelatinierung der Stärkekomponente bei Räueherhaus-bedingungen bilden}

3). die Ausschaltung des Aromas nach rohem Getreide, das bei Verwendung des gewöhnlichen, d<,h, nicht wärmebehandelten Mehls auftritt;

4) das Produkt ist praktisch'steril, und ; '

5) aufgrund des Proteingehalts (etwa 15$) trägt es zu dem Nährwert des Plelsehprodukts bei und

6) die Abwesenheit von aktivem, Lipid abbauenden Enzymen wie Lipase- und Lipoxydaseenzymen, die sonst das Ausbildungen einer Ranzigkeit beschleunigen und die Lagerungsdauer des Produkts vermindern wurden.

Zusätzlich zu der Verwendungsmöglichkeit als Binder für Wurstzubereitungen ist das wärrnebehandelte Getreidemehl auch für andere Anwendungszwecke geeignet, z.B« als Verdicker für Suppen, In diesem Fall wird es normalerweise in Mengen bis zu etwa 10 Gew.^, gewöhnlich zwischen etwa 3 und etwa 10 Gew.^, verwendet. Schließlich ist es zur Herstellung einer Vielzahl von Büchsenprodukten geeignet»

Die Ämylograph-Werte in den Ansprüchen sowie die Hagberg-Fallzahlen wurden nach den hierin beschriebenen Standardarbeitsweisen bestimmt.

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Claims

Patentansprüche

1. Freifließendes, trockenes Getreidemehl, welches eine nicht gelatinierte oder nicht hydrolysierte Stärkefraktion, eine denaturierte Proteinfraktion umfaßt und das im wesentlichen keine aktive CX~Amylase und Lipid abbauenden Enzyme wie Lipasen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Wassergehalt zwischen etwa 4 und etwa 10 Gew.$ aufweist und daß es eine gekochte, wäßrige Aufschlämmung mit einer Hagberg-Fallzahl von mindestens 240 Sekunden, vorzugsweise mehr als 270 Sekunden, ergibt.

2, Freifließendes Getreidemehl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehl Weizenmehl ist. . ·

3· Freifließendes Getreidemehl nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen steril ist und einen Wassergehalt zwischen etwa 4 und etwa 8 Gew.$ aufweist.

4· Freifließendes Getreidemehl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es eine gekochte, wäßrige Aufschlämmung mit einer Hagberg-Fallzahl zwischen 270 und 450 und einer Anfangspeakviskosität von mehr als 500 Brabender-Einheiten, bestimmt im Brabender Amylographen, ergibt.

5. ' Freifließendes Getreidemehl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Eigenschaften aufweist:

"j Hagberg-Fallzahl >·" 270 Sekunden

/ . ,.. ''Brabender Amylograph

(Anfangspeakviskosität)

'■'■■ Gdsämtbakteriengehalt/10 g ' Wassergehalt (Gew.^) Proteingehalt (Gew.$) Asche (Gew.^)

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500 Brabender Einheiten 50 4 -6 13 - 15 0, 4 - 1

Schüttdichte (g/cm³) 0,38 ~ 0,43

Teilchengrößenverteilung passiert ein Sieb mit

. einer lichten Maschenweite von 0,149 iBiü (100 mesh)

6. Gekochter Mehlteig, dadureh gekennzeichnet, .daß er aus einer Aufschlämmung des Getreidemehls nach Anspruch 1 in Wasser besteht.

7. Gekochter Mehlteig nach Anspruch 6, bei welchem das Mehl in Mengen von etwa 5 Gew.^, bezogen auf das Gewicht der Aufschlämmung, vorhanden ist, dadurch gekennzelehnet, daß der gekochte Teig eine Hagberg-Fallzahl von mindestens 240 und eine Anfangspeakviskosität von mindestens 500 Brabender-Einheiten, bestimmt mit einem Brabender Amylographen, besitzt..

8. Verfahren zur Herstellung eines freifließenden Getreidemehls nach Anspruch 1, §^^oh^ß&kewazeiohxiBt_M, daß man ein natürliches Getreidemehl mit einem herkömmlichen nativen Wassergehalt von bis zu 15 Gew.^ in einem umschlossenen Gefäß auf Temperaturen von etwa 120 bis etwa 160 G erhitzt, die Temperatur mindestens etwa 5 Minuten innerhalb dieses Bereichs hält, wobei das Wasser unter Ausbildung einer Wasserdampfatmosphäre um das Mehl herum verdampft,und daß man das Mehl dabei durchbewegt, um im wesentlichen die Bildung von Agglomeraten auszuschließen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet; daß man das Gefäß durch die Gefäßwände unter Verwendung von geSättig-tem Dampf erhitzt, welcher in einem verkleideten Mantel enthalten ist, der das Gefäß umgibt«

10. ,' Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man es absatzweise vornimmt. .,■...-.

209818/Π78?

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet^ daß man es kontinuierlich vornimmt.

12. Verfahren zur Herstellung eines freifließenden, trockenen G-etreidemehls, dadurch gekennzeichnet, daß man ein natürliches Getreidemehl mit einem herkömmlichen nativen Wassergehalt von Ms au etwa 15 Gew.fe in die innere Hülle eines Druckgefäßes einführt, es kontinuierlich durch die innere Hülle entlang einer Oberfläche mittels rotierender Schaufeln, die .im Inneren der inneren Hülle angebracht sind, weiterbefördert, wobei man es indirekt auf 'Temperaturen von zwisehen etwa 120 und etwa 16O⁰C durch gesättigten Dampf erhitzt, welcher einem Wasserdampfmantel, der die innere Hülle umgibt, zugeführt wird und der den nativen Wassergehalt des Mehls· verdampft, wodurch im Inneren der-inneren Hülle eine Schutzwasserdampfatmosphäre ausgebildet wird, das wärmebehandelte Mehl aus der inneren Hülle entfernt, und daß man das wärmebehandelte Mehl flash-trocknet, um seinen Wassergehalt auf den gewünschten Wert von zwischen etwa 4 und etwa 10 Gew.$, vorzugsweise zwischen etwa 4 und etwa 6 Gew.^₁ zu vermindern.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der gesättigte Wasserdampf einen Druck zwischen etwa 1,76 und 7,73 atü (25 bis 110" psig) besitzt.

14. Verwendung des Mehls nach einem der Ansprüche 1 bis 5 zur Herstellung von gekochten Produkten wie Suppen und Wurst— waren, wobei diese Produkte bis zu etwa 10 Gew.?6 des Mehls enthalten.

15. Verwendung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die gekochten Produkte neben Fleisch- und v/ürzzutaten zwischen etwa 3 und etwa 5 Gew.°ß> des Mehls enthalten, und daß das Mehl einen Wassergehalt von zwischen etwa 4 und 'etwa 6 Gew.$ aufweist.

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