DE2312146A1 - Verfahren zum trocknen von nahrungsmitteln - Google Patents
Verfahren zum trocknen von nahrungsmittelnInfo
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Description
PATENTANWÄLTE
2t HAMBURG 9O β m0NCHEN 8O
2312H6
Münhen, 12. März 1973
Q 4-63 London
Anmelder: IJiTILSVER FV, Museumpark 1, Rotterdam, !Niederlande
Verfahren zum Trocknen von Nahrunssnitteln
Die Erfindung "betrifft die Dehydratisierung von Nahrungsmitteln,
ζ«3. von Fleisch und Gemüse.
Bei dem am häufigsten angewendeten Verfahren zur Dehydratisierung
wird ein Luftstrom über das stückige "bzw. in Scheiten
geschnittene ITahrungsmittel geleitet, der allmählich die Feuchtigkeit aus dem Liaterial entfernt, his der erwünschte
niedrige Feuchtigkeitsgehalt (von unter etwa 10 Gew,-Jo) erreicht
ist· Dieses Verfahren ist zwar hillig, "besitzt jedoch den Nachteil, daß das ITahrungsmittel mit fortschreitender
Trocknung an der Oberfläche der Stücke bzw. Scheiben hart
wird. Darüber hinaus, insbesondere γ/enn zur Trocknungsbeschleunigung
'Jarmluft verwendet v/ird, schrumpft aas ITahrungsmittel
irreversibel, mit dem Ergebnis, daß man bei der Rehydratisierung ein Produkt erhält, dessen Textur nicht sehr
an diejenige des ursprünglichen Rohmaterials erinnert.
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Dehydratisierte Nahrungsmittel von \7esentlich besserer
Qualität werden durch Gefriertrocknung erhalten. Bei diesem Verfahren wird das stückige Nahrungsmittel in gefrorenem Zustand
einem Druck wesentlich unter Atmosphärendruck ausgesetzt, so daß gefrorene Feuchtigkeit absublimiert. Gefriergetrocknete
Nahrungsmittel weisen keine Verhärtungen an der Oberfläche auf und "besitzen eine poröse, offene Struktur, die eine rasche
Rehydratisierung zu einer Textur erlaubt, die stark an diejenige des ursprünglichen Rohmaterials erinnert. Bei der
Gefriertrocknung handelt es sich jedoch um ein teures Verfahren·
Die Erfindung stellt ein Dehydratisierungsverfahren zur Verfügung,
das, obwohl billiger als die Gefriertrocknung durchzuführen, nichtsdestoweniger in der Lage ist, ein dehydratisiertes
Produkt zu liefern, das ebenso gut ist, wie ein durch Gefriertrocknung erhaltenes. Das Verfahren der Erfindung
basiert auf der Verwendung von Äthanol (Äthylalkohol) zur Extraktion von Wasser aus dem zu trocknenden nahrungsmittel.
" '
Die Verwendung von Äthanol zur Extraktion von Wasser beim Trocknen von Nahrungsmitteln ist bereits vorgeschlagen worden.
So beschreibt z.B. die US-PS 3 211 559 ein Verfahren
zur Dehydratisierung von Fleisch, das innerhalb des Bereiches
gewöhnlicher Raumtemperaturen durchgeführt wird und bei
dem das Fleisch in Form mäßig kleiner Stücke (zeB. Garnelen
bzw. Krabben oder Stücke von frischem Schweinefleisch) in Äthanol bei Raumtemperatur eingetaucht wird bis, nach 4- bis
24 Stunden, das Äthanol aus dem Fleisch kein Wasser mehr
herauslöst. Das Fleisch wird dann aus dem gebildeten Äthanol/ Vifasser-Gemisch abgetrennt und die Verfahrensschritte des
Eintauchens in Äthanol und Abtrennens aus· dem gebildeten
Äi-hanol/Wasser-Gemisch werden zweimal wiederholt, um weiteres
Wasser aus dem Fleisch zu entfernen» Das Fleisch wird
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schließlich auf 2 his 12 Gew„-# Feuchtigkeitsgehalt mittels
eines Warmluftstroms getrocknet, der restliches Lösungsmittel und anhängende Feuchtigkeit verdampft. Das erhaltene Produkt
ist Jedoch sichtbar geschrumpft, und die Qualität des hei der Rehydratisierung erhaltenen Materials ist nicht so gut wie
diejenige eines rehydratisieren, gefriergetrockneten Produkts.
In der GB-PS 1 032 204- ist ein Verfahren zur Dehydratisierung
von Fisch, Fleisch, Gemüsen, Kaffeebohnen, Brot oder anderen Nahrungsmitteln beschrieben, bei dem die Nahrungsmittel in
•angefrorenem Zustand in Äthanol getaucht werden, das sich bei
einer Temperatur von -30 C oder darunter befindet, so daß das Nahrungsmittel gekühlt wird und ein Teil seines Wassergehalts
herausgelöst und durch Äthanol ersetzt wird. Das Eintauchen des Nahrungsmittels in Äthanol bei dieser niedrigen
Temperatur verursacht eine rasche Abkühlung im Inneren, ohne daß jedoch das Nahrungsmittel in den gefrorenen Zustand über-·
geht. Das gekühlte, ungefrorene Nahrungsmittel wird aus der flüssigen Phase abgetrennt und dann mit einem trocknen Luftstrom
in Berührung gebracht, um restliches Äthanol und Wasser durch "Verdampfen zu entfernen. Wie jedoch der beschriebene
Versuch am Ende dieser Beschreibung zeigt, geht die Entfernung von Wasser durch Äthanol bei -30° G oder darunter in der Tat
sehr langsam vonstatten.
Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bei dem Verfahren
der Trocknung von Nahrungsmitteln durch Eintauchen in Äthanol zum Zwecke der Extraktion von Feuchtigkeit aus dem Innern der
Nahrungsmittel durch Lösen in dem Äthanol. Erfindungsgemäß
wird das Eintauchen der Nahrungsmittel in das Äthanol mit den gefrorenen Nahrungsmitteln durchgeführt und die Temperatur
des Nahrungsmittel/Äthanol-Gemisches wird im Bereich von -20 bis 0° C gehalten, bis zumindest die Hälfte des Nahrungsmittelfeuchtigkeitsgehaltes
aus dem Nahrungsmittel herausgelöst
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ist. ■
Vorzugsweise "befinden sich die Nahrungsmittel bei einer Temperatur
von -2<
taucht werden.
taucht werden.
peratur von -20 "bis -5 C, wenn sie in das Äthanol einge-
Wenn sich erfindungsgemäß das Nahrungsmittel zum Zeitpunkt
des Eintauchens in das Äthanol in gefrorenem Zustand "befindet, ist seine Struktur fest bzw. starr genug, um eine, relativ
rasche Abgabe von Feuchtigkeit an das Äthanol ohne erhebliche Schrumpfung zu erlauben, vorausgesetzt, daß während des Eintauchens
seine Temperatur niedrig gehalten wird. Ist erst einmal der Hauptteil, d.h. zumindest die Hälfte, seiner enthaltenen
Feuchtigkeit unter 0° C herausgelöst, so ist die Gefahr, daß bei der Entfernung von weiterer Feuchtigkeit bei
Temperaturen oberhalb des Gefrierens eine Schrumpfung stattfindet, sehr'viel geringer; demgemäß kann nach dem Verlust
der Hälfte seiner Feuchtigkeit an das Äthanol das Auflösen der restlichen Feuchtigkeit durch das Äthanol mit der Feuchtigkeit
in Form von flüssigem Wasser anstelle von Eis stattfinden; d.h., das Auflösen der Feuchtigkeit kann unter wesentlich
weniger harten Bedingungen der Temperaturkontrolle stattfinden. So kann man die Temperatur des Gemisches aus
Nahrungsmittel und Äthanol z.B. auf Raumtemperatur ansteigen lassen, und·ein^zweites, drittes oder weiteres Eintauchen in
frisches Äthanol zum'Herauslösen von mehr Feuchtigkeit kann. mit dem Nahrungsmittel bei Raumtemperatur beim Eintauchen
durchgeführt werden.
Es wurde beobachtet, daß die Geschwindigkeit, mit der Äthanol
Feuchtigkeit aus dem gefrorenen Nahrungsmittel herauslöst, größer ist, wenn das Gefrieren des^Nahrungsmittels langsam
erfolgt ist, z.B., wenn das nahrungsmittel in relativ unbewegter
Luft (z.B. in einem.. Gefrierschrank bei -20° C) im Unterschied
zu einem Schnellgefrierverfahren mittels eines
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Kaltluftstroms oder Einfrieren des Nahrungsmittels zwischen Freezerplatten, eingefroren worden ist. Dieser Unterschied
hängt wahrscheinlich mit der unterschiedlichen Größe der "beim langsamen und schnellen Einfrieren des Nahrungsmittels gebildeten
Eiskristalle zusammen: Durch langsames Einfrieren entstehen größere Eiskristalle im nahrungsmittel.
Wird das Verfahren der Erfindung zum Trocknen von rohen Gemüsen,
z.B. von rohen Kartoffeln angewendet, so ist es erwünscht, daß zum Zeitpunkt des ersten Eintauchens die Temperatur
des Äthanols selbst sich unterhalb von 0° C befindet, um ein enzymatisches Braunwerden des Gemüse ge vieh es zu vermeiden.
Bei Behandlung anderer gefrorener Nahrungsmittel kann
die Temperatur des Äthanols beim Eintauchen jedoch bis zu 10 oder 20° C betragen, vorausgesetzt, daß nach dem Eintauchen
das Gemisch aus gefrorenem Nahrungsmittel und Äthanol ausreichend bewegt bzw. gerührt wird, um die Temperatur rasch
auf 0° C oder darunter herabzusetzen.
Der Äthanolanteil, der für das Eintauchen des gefrorenen Nahrungsmittels erforderlich ist, beträgt im allgemeinen mindestens
2 Liter auf 1 kg Nahrungsmittel. Bei Verv/endung grösserer
Äthanolanteile kann der Feuchtigkeitsentzug aus dem Nahrungsmittel beschleunigt werden. Das gefrorene Nahrungsmittel
sollte gelegentlich im Äthanol bewegt werden; kontinuierliches Bewegen bzw. Rühren wird bevorzugt.
Man läßt am besten das Nahrungsmittel im Äthanol eingetaucht, bis sich ein Gleichgewichtszustand eingestellt hat, d.h., bis
die Extraktion von Feuchtigkeit durch Äthanol praktisch aufgehört hat. Die hierzu erforderliche Zeit hängt von der Natur
des Nahrungsmittels und seinen Abmessungen ab. Z*B. erreichen bei -5° C Scheiben aus gefrorenem Schinken bzw. Speck von
etwa 3,5 mm Dicke den Gleichgewichtszustand innerhalb von 3-5 Minuten, während gefrorene , rohe Steaks von etwa 3 cm Dicke
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bis zu etwa 2 Stunden oder sogar noch länger benötigen, um den gleichen bzw. ähnlichen Zustand bei -5° 0 zu erreichen.
Im Gleichgewichtszustand ist der Feuchtigkeitsgehalt des Nahrungsmittels normalerweise auf etwa 20 bis 30 Gevj.-fo erniedrigt.
Die weitere Trocknung kann, wie bereits dargelegt, durch Eintauchen bei Raumtemperatur in frisches Äthanol erfolgen;
hieran kann sich das Verdampfen der Hauptmenge des restlichen Äthanols aus dem Nahrungsmittel anschließen.
Das Eintauchen in Äthanol wird in der Praxis vorzugsweise so lange fortgeführt, bis der Feuchtigkeitsgehalt des Nahrungsmittels
auf unter etwa 10 Gew.—% gesunken ist; restliches
Äthanol und anhängende Feuchtigkeit werden dann vorzugsweise in einem Luftstrom verdampft. Die Temperatur des Luftstroms
sollte normalerweise 100° C nicht übersteigen, vorzugsweise liegt die Temperatur nicht über 80° C. Bei rohen-Nahrungsmitteln
ist es vorteilhaft, einen Luftstrom von Kaumtemperatur (z.B. 20 C) oder Luft bei oder nahe 0° C zu verwenden. Die
"Verdampfung von restlichem Äthanol kann auch unter vermindertem
Druck erfolgen.
Das Äthanol kann nach bekannten Verfahren aus den Äthanol/
Wasser-Gemischen wiedergewonnen werden, die sich bei der Äthanolextraktion von Wasser aus .den Nahrungsmitteln bilden.
Die Erfindung, die zur Dehydratisierung von Fleisch, Fisch, Gemüsen oder Früchten in rohem oder gekochtem Zustand verwendet
werden kann, wird durch die folgenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1 ■
Dieses Beispiel beschreibt die Dehydratisierung von gekochtem
Hühnerfleisch.
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werden 4- Stunaen gekocht, so daß Fleisch und Knochen leicht
voneinander getrennt werden können. !lach dem Abtropfen, Abkühlen
und Enthäuten wird das Fleisch (helles und dunkles) grob in Würfel von etwa 2 cm Kantenlänge geschnitten und in
unbewegter Luft bei -20° C gefroren.
Die gefrorenen Hühnerfleischstücke werden dann vollständig in Äthanol eines für die Nahrungsmittelbehandlung annehmbaren
Reinheitsgrades (British Pharmacopoeia rektifizierter Alkohol, der et\7a 10 Gew.-% Wasser enthält) bei Raumtemperatur (15° C)
eingetaucht. Für das vollständige Eintauchen werden etwa 2 Liter Äthanol pro kg Fleisch benötigt. Beim Rühren fällt
die Temperatur des Äthanols rasch auf etwa -40C und diese Temperatur
wird 1 Stunde aufrechterhalten. Am Ende dieser Seit hat der Feuchtigkeitsgehalt des Äthanols einen im wesentlichen
konstanten \7ert (bestimmt mit einem Hydrometer) von etwa 25
Gew.-5ö erreicht. Das Hühnerfleisch, nunmehr mit vermindertem
Feuchtigkeitsgehalt (25 Gew.-%, im Gegensatz zu dem ursprünglichen
Feuchtigkeitsgehalt von etwa 70 Gew.-%) wird aus dem
Äthanol entfernt, 5 !'.'inuten abtropfen gelassen und dann - diesmal
bei Raumtemperatur anstelle in gefrorenem Zustand - vollständig in weitere 2 Liter von 90 >o-igem Äthanol bei Raumtemperatur
eingetaucht. Am Ende von 1 Stunde, ist ein Gleichgewichtszustand erreicht, wobei der Feuchtigkeitsgehalt in jeder
Phase etwa 15 Gew.-/£ beträgt. Das Fleisch wird nochmals
herausgenommen und nach dem Abtropfen in 2 Liter frisches ÄifoanoL
(96$) eingetaucht. Hach Λ Stunde hat der Feuchtigkeitsgehalt
in jeder Phase den Gleichgev/ichtszustand von etwa 7 Gew.-;5
erreicht.
Die Fleisäistücke werden dann aus den Äthanol entfernt und
nach dem Abtropfen in einem Luftstrom von 20° C auf einen
Feuchtigkeitsgehalt von etwa 5 Gew.-% getrocknet·
Das Produkt besitzt eine nicht-geschrumpfte, offene Textur,
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ist während der Handhabung bruchbeständig und wird in heißem
oder kaltem Wasser sowie in Saucen und Bratensoßen rasch rehydratisiert,
wobei man ein rehydratisiertes Produkt mit guter
Eß- bzw. Kautextur und gutem Geschmack erhält.
Dieses Beispiel beschreibt die Dehydratisierung von rohen Kartoffelchips,
Kartoffeln werden geschält, gewaschen und in Chips von etwa
1 χ 1 χ 10 cm geschnitten. Nachdem die Oberflächenfeuchtigkeit
von den Chips mit einem absorbierenden Tuch entfernt worden ist, werden sie durch Einlegen in einen Gefrierschrank
bei -20° C gefroren, (Die mikroskopische Untersuchung von Abschnitten dieser Chips zeigt, daß bei dem langsamen Gefrieren
große, interzelluläre Eiskristalle entstehen).
1000 g der gefrorenen Kartoffelchips werden in 3000 ml rektifiziertes Äthanol bei -15° C eingetaucht; das Gemisch wird
unter Verwendung eines thermostatisierten Bades unter ständigem Rühren 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. (Mikroskopische
Untersuchungen zeigen, daß die Kartoffelneilen
ihre Gestalt behalten, wenn das Eis in Äthanol gelöst und durch" Äthanol ersetzt wird.)
Der Übergang von Y/asser aus den Chips in das Äthanol wird so
verfolgt, indem man mit dem Hydrometer den Anstieg des spezifischen Gewichts des Äthanols nach Maßgabe seiner Verdünnung
durch aus den Chips herausgelöstes Eis mißt. Nach 60 Minuten stellt man keine weitere Erhöhung fest, d.h. es hat
sich ein Gleichgewicht eingestellt. Das feuchtigkeitsverdünnte Äthanol wird dann von den Chips abgetrennt' und der
Äthanolwiedergewinnung zugeführt. Die Chips werden mit 3 Liter frischem Äthanol von -15° C versetzt; das Rühren wird wie vorher
durchgeführt, bis der Feuchtigkeitsgehalt der Chips auf
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etwa 5 /'ο gefallen ist.
Das überstellende ithanol/TJasser-Gemisch wird schließlich dekantiert,
restliches Äthanol/'Jasser wird aus den Kartoffelchips
entfernt, indem man diese einem Luftstrom von 50° C
aussetzt·
Die Rehydratisierung der getrockneten Kartoffelchips erfolgt in I7asser in weniger als 1 llinute; sie können in heißem Fett
zu röschen Kartoffelchips frittiert "bzw. gebraten werden.
Das Verfahren des Beispiels 2 wird mit dem Unterschied wiederholt,
daß
(I) die Kartoffelchips zunächst 10 Minuten in Dampf gekocht werden, bevor das Eintauchen in die erste Äthanolcharge erfolgt,
und
(II) die zweite verwendete Äthanolcharge Raumtemperatur (15° C) "besitzt.
Die getrockneten gekochten Chips können in Wasser rasch rehydratisiert
und in heißem Fett zu einem guten Chipsrodukt gebraten bzw. frittiert werden.
Dieses Beispiel "beschreibt die Dehydratisierung von Karotten,
Erbsen und Bohnen.
Karotten werden nach dem Abschaben in Scheiben von etwa 1 cm Dicke geschnitten und in einem Gefrierschrank bei -20° C gefroren.
Spanische Bohnen und Erbsen (Sorten von Gemüse, die oft große Hohlräume besitzen) werden in V/asser
eingeweicht, um die Hohlräume so weit wie möglich zu füllen, und dann ebenfalls bei -20° G gefroren.
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Alle Gemüse werden anschließend nach dem in Beispiel 2 "beschriebenen-Verfahren
dehydratisiert. Die erhaltenen getrockneten
Gemüse rehydratisieren .rasch in Wasser aufgrund ihrer offenen Textur. Sie "besitzen keine Oberflächenverhärtungen,
zeigen jedoch infolge der Extraktion alkohollöslicher Pigmente
einen gewissen Farbverlust.
Dieses Beispiel beschreibt die Dehydratisierung von rohem Fleisch.
Das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren wird unter Verwendung von rohen Eindersteaks mit Abmessungen von etwa 10 χ
χ 1 cm wiederholt« ·
Die getrockneten Steaks werden in heißem Wasser etwa 10 bis
15 Minuten rehydratisiert und anschließend abgetrocknet. Das gebratene
Fleisch besitzt eine gute Textur und sieht ansprechend aus. , ·
Versuch
Es wird das Verfahren der GB-PS 1 032 204 (Verfahren A) mit
dem Verfahren der Erfindung (B) verglichen. Bei den für diesen Zweck verwendeten nahrungsmitteln handelt es sich um
Schinkenspeck in Scheiben und um rohe Eindersteaks.
Verfahren A
100 g Schinkenspeck in Scheiben von 3 "bis 4 mm Dicke und
100 g rohe Sindersteaks von 5 x 2,5 x 1,25 cm werden jeweils
im ungefrorenen Zustand in 8 Liter Äthanol von -30° C ge-
-taucht; unter gelegentlichem Umrühren, jedoch ohne das Äthanol zu verändern, läßt man bei dieser Temperatur einen Feuchtigkeits-Gleichgewichtszustand
eintreten.
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Der Schinkenspeck in Scheiten und die rohen Rindersteaks
der Abmessungen und Mengen wie in A werden nach dem Frieren auf -20° G jeweils in 8 Liter Äthanol von -5° G eingetaucht.
Unter gelegentlichem Umrühren, jedoch ohne das Äthanol zu verändern, läßt man "bei ·
wichtssustand eintreten·
wichtssustand eintreten·
verändern, läßt man bei -5° C den leuchtigkeits-Gleichge-
Die Zeiten bis zum Erreichen des Gleichgewichts (in jedem
Fall etwa 20 Gew.-% Feuchtigkeit) betragen:
Verfahren A : Schinkenspeck 17 Stunden
Steak 22 Tage
Verfahren B: Schinkenspeck 5 Minuten
Steak 5 Stunden
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Claims (2)
- - 12 - 23Ί2Η6Patentansprüche· Verfahren zinn Trocknen von nahrungsmitteln durch Eintauchen der Nahrungsmittel in Äthanol zur Extraktion von Feuchtigkeit aus dem Innern der Nahrungsmittel durch Lösen in dem Äthanol sowie anschließendes Verdampfen von restlichem Äthanol aus den Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß das Eintauchen in das Äthanol mit dem gefrorenen Nahrungsmittel erfolgt und die Temperatur des Nahrungsmittel/Äthanol-Gemisches im Bereich von -20 "bis 0° C gehalten wird, Ms zumindest die Hälfte des Nahrungsmittelfeuchtigkeitsgehaltes aus dem Nahrungsmittel herausgelöst ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Nahrungsmittel "beim Eintauchen in -üas Äthanol "bei einer (Temperatur im Bereich von -20 Ms -5° C "befindet .3098 4 3/0803
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