DE2712520A1

DE2712520A1 - Freifliessende, trockene, pulverfoermige saeuremasse und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2712520A1
Application number: DE19772712520
Authority: DE
Inventors: William Alexander Mitchell; William Charles Seidel
Original assignee: General Foods Corp
Current assignee: General Foods Corp
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1977-03-22
Publication date: 1978-09-28

Description

Freifließende, trockene, pulverförmige Säuremasse und
Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung betrifft flüssige Säuren enthaltende Feststoffe für Nahrungsmittel, insbesondere eine beträchtliche Mengen an flüssiger Säure enthaltende, jedoch trockene, freifließende und pulverförmige Masse Flüssige Nahrungsmittelsäuren, wie Essigsäure, Milchsäure sowie Phosphorsäure, saure Phosphate und dergleichen werden üblicherweise zur Cewährleistung des gewünschten sauren Geschmacks oder Beigeschmacks in eß- oder genießbaren flüssigen Zubereitungen als Säuerungsmittel verwendet. Bisher wurden zur Verwendung in Lebens- bzw. Nahrungsmitteln Phosphate und Phosphorsäure als einzigartig geeignet angesehen, da sie einerseits im Vergleich zu anderen starken Mineralsauren und deren Salzen einen angenehmen Geschmack aufweisen und andererseits weniger kostspielig sind als andere flüssige organische Säuren. Flüssige Phosphorsäure läßt sich jedoch nicht ebenso einfach wie feste organische Säuren zu trockenen pulverförmigen Zubereitungen verarbeiten. Trockene, feste phosphorsäurehaltige Säuerungsmittel konnten bisher noch nicht erfolgreich bereitgestellt werden, da in solchen Mischungen zum Unterbringen einer nennenswerten Menge Säure in dem trockenen, freifließenden Endprodukt eine große Menge an festem, trockenen Träger erforderlich ist. Wenn man dem Lebens-oder Nahrungsmittel zur Gewährleistung des gewünschten Säuerungsgrades eine ausreichende Menge an einem solchen Säuerungsmittel zusetzt, beeinträchtigt die große Menge an vorhandenem festen Träger den Eigengeschmack des Lebens- oder Nahrungsmittelprodukts sowie dessen Aussehen und/oder Schmackhaftigkeit bzw. Mundgefühl. Wenn man andererseits die Menge an Phosphorsäure bezogen auf die Menge an Träger erhöht, erreicht man zwar den gewünschten Säuregeschmack oder -beigeschmack, die Mischung aus Säure und Träger ist Jedoch viel zu feucht, so daß eine übermäßige Gefahr eines Zusammenbackens besteht.
Es gibt bereits zahlreiche Versuche zur Herstellung trokkener freifließender Pulver aus flüssigen Säuren, insbesondere Phosphorsäure, und ihrer festen Salze. So ist beispielsweise aus der US-PS 3 030 213 ein trockenes Säuerungsmittel für Lebens- bzw. Nahrungsmittel und Getränke mit einem festen Phosphorsäuresalz, Phosphorsäure und Schwefelsäure bekannt. Die Mischung enthält 76 bis 95% Phosphorsäuresalz, 3,5 bis 22,' Phosphorsäure und 0,1 bis 2% Schwefelsäure. Gemäß den Lehren der genannten US-PS werden die Säuren und das Phosphorsäuresalz bei Raumtemperatur gemischt und dann bei einer Temperatur von etwa 1000C getrocknet.
Aus der US-PS 2 715 059 ist ein Verfahren zur Zubereitung einer trockenen, phosphorsäurehaltigen Masse durch Vermischen von Phosphorsäure mit saurem Natriumpyrophosphat bei Umgebungstemperatur und Erhitzen des Gemischs zur Einleitung der "Reaktion" bekannt.
Aus der US-PS 3 657 010 ist ein Verfahren zur Säure/Hitzebehandlung einer hydrolysierten Stärke, insbesondere das Erhitzen eines nicht-sperrigen bzw. nicht-voluminösen hydrolysierten Stärkematerials mit bis zu 50,' an Monosacchariden mit Phosphorsäure auf Temperaturen im Bereich von etwa 148,90 bis 187,80C bekannt. Die aufgeschmolzene Masse wird dann langsam abkühlen und sich verfestigen gelassen, worauf der erhaltene Feststoff zu einem Pulver vermahlen wird.
Die bisher bekanntgewordenen Versuche zur Herstellung eines stabilen, freifließenden Säurepulvers, insbesondere eines freifließenden, phosphorsäurehaltigen Pulvers, erfordern höhere Temperaturen und in einigen Fällen bestimmte Zusätze. Die höheren Temperaturen sind üblicherweise zur Polymerisation des Kohlenhydratmaterials erforderlich. Hierbei erhält man ein wasserfreies Material, das relativ wenig hygroskopisch ist. In den meisten Fällen sind derartige hitzebehandelte trockene Säuremassen sowie zusätzliche Bestandteile enthaltende Säuremassen in hohem Maße für eine Bräunungsreaktion anfällig. Diese ist mindestens teilweise auf eine Umsetzung der Säure mit dem Kohlenhydratmaterial zurückzuführen.
Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, eine weiße, trockene, freifließende und pulverförmige Säuremasse mit bis zu 30% an flüssiger Säure zu schaffen, die hauptsächlich aus einem löslichen Kohlenhydrat und einem flüssigen Säuerungsmittel für Lebens- oder Nahrungsmittel besteht, bei Raumtemperatur stabil ist und keine Neigung zum Eingehen einer Bräunungsreaktion zeigt und die schließlich ohne notwendige Umsetzung zwischen der Säure und dem Kohlenhydrat zubereitet ist.
Erfindungsgemäß verwendbare Kohlenhydrate sind spezielle Dextrine mit niedrigem Dextroseäquivalentwert von etwa 1 bis etwa 15 (Dextroseäquivalenteinheiten) und hervorragenden Filmbildungseigenschaften. Solche Spezialdextrine besitzen einen Polymerisationsgrad von etwa 1 bis etwa 20 Glukoseeinheiten bei einem durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 10 Glukoseeinheiten. Weiterhin besitzen die erfindungsgemäß verwendbaren und durch enzymatische Hydrolyse, z.B. mit a-Aiylase aus B. Subtilis, herstellbaren Spezialdextrine im Gegensatz zu den in der US-PS 3 657 010 genannten normalen Dextrinen, die größere Mengen an Monosacchariden enthalten, im Polymerisationsbereich von etwa 10 etwa 10% weniger Polymerisat als die normalen Dextrine im selben Dextroseäquivalentbereich bzw. Polymerisationsbereich. Darüber hinaus besitzen die erfindungsgemäß verwendbaren Spezialdextrine ein Ubergewicht an dem Trimeren-, Hexameren- und Heptamerengehalt, der zu mehr als 50% der Oligomeren äquivalent ist (Polymerisationsgrad 10 und darunter). Darüber hinaus enthalten die erfindungsgemäß verwendbaren Spezialdextrine lediglich Spuren an Glukose (bis zu etwa 1,') und sehr geringe Mengen an Maltose.
Die Herstellung des erfindungsgemäßen freifließenden, trokkenen Säurepulvers erfolgt durch gemeinsame Trocknung der flüssigen Säure und des Spezialdextrins nach üblichen bekannten Maßnahmen, bei denen lediglich eine Trocknung, nicht dagegen eine Hydrolyse des Gemischs erfolgt, beispielsweise durch Sprühtrocknen, Gefriertrocknen, Vakuumtrocknen und dergleichen.
Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhält man ein trokkenes, nicht-hygroskopisches Säuerungsmittel, bei dessen Herstellung kein übermäßig starkes Erhitzen erforderlich ist. Das in Form eines freifließenden Pulvers erhaltene, trockene, nicht-hygroskopische Säuerungsmittel läßt sich hermetisch abpacken und in dieser Form über längere Zeit hinweg ohne Zusammenbacken und Braunwerden lagern. Trotzdem das erfindungsgemäß hergestellte pulverförmige Säuerungsmittel bis zu O an flüssiger Säure enthält, vermag es auch noch andere Geschmacks- und Aromatisierungsmittel aufzunehmen.
Es hat sich in höchst überraschender Weise gezeigt, daß sich bestimmte Dextrine mit flüssigen Säuren unter Bedingungen, bei denen keine Hydrolyse der Masse stattfindet, trocknen lassen, wobei man weiße, freifließende und nichtumgesetzte trockene Säuremassen erhält, die ein höheres Fixiervermögen für die betreffende Säure und eine größere Stabilität aufweisen als typische, unter Verwendung von hydrolysierten Dextrinen hergestellte trockene Säuerungsmittel.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Dextrine besitzen ein Oligomerenübergewicht und ein Dextroseäquivalent von allgemein bis zu 15, zweckmäßigerweise von unter etwa 10, vorzugsweise 1 bis 5 (Dextroseäquivalente). Darüber hinaus gehen diese Dextrine unter Bildung klarer Lösungen ohne weiteres in Wasser in Lösung.
Diese Spezialdextrine können entweder in sirupöser oder fester Form zum Einsatz gelangen. In sirupöser Form erhält man sie entweder im Handel oder sie können durch Auflösen der Dextrinfeststoffe in einem flüssigen Medium zubereitet werden.
Die niedrig- bis nicht-trübenden Dextrine mit Dextroseäquivalentwerten von 5 oder darunter stellen die bevorzugten hydrolysierten Stärkematerialien dar, wenn sie in sirupöser Form aus den zuvor genannten Gründen wegen ihrer Fähigkeit zur Aufnahme höherer Mengen an Säure und zur Gewährleistung stabilerer trockener Säuremassen zum Einsatz gelangen.
Zur Herstellung eines sauren Stärkepulvers, das nicht-verschleiert bzw. trübtund eine niedrigere Schüttdichte, eine geringere Hygroskopizität und bessere Filmbildungseigenschaften aufweist als vergleichbare, nicht-verschleiernde bzw. nicht-trübende Dextrine niedriger Dextroseäquivalentwerte können auch spezielle hydrolysierte Stärkesirupe oder -feststoffe, wie sie durch Modifizieren von körniger Stärke eines Dextroseäquivalents von unter 1 oder gelatinierter modifizierter körniger Stärke eines Dextroseäquivalents von unter 1 erhalten werden können, zum Einsatz gelangen. Obwohl diese modifizierten und gelatinierten modifizierten Stärkederivate merklich bessere Fixative für flüssige Säure darstellen, d.h. höhere Konzentrationen an den betreffenden Säuren zu fixieren vermögen, als beispielsweise typische nicht-modifizierte Stärken, ist ihre Beständigkeit gegen ein Braunwerden nicht so gut wie die nämliche Eigenschaft der vorher genannten Spezialdextrine. Folglich stellen letztere die bevorzugten Kohlehydratmaterialien zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung dar.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann mit den verschiedensten flüssigen Nahrungs- oder Genußsäuren, z.B. organischen oder anorganischen Phosphorsäuren und den Säuresalzen der Phosphorsäure, durchgeführt werden. Die Phosphorsäuren und Phosphorsäuiesalze werden erfindungsgemäß deshalb bevorzugt, weil sie sich im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung in höheren Konzentrationen in den trockenen, freifließenden und pulverförmigen Säuremassen unterbringen lassen. Bei Verwendung von Säuresalzen der Phosphorsäure können diese entweder alleine oder in Kombination mit Phosphorsäure selbst oder irgendeinem anderen flüssigen säuerungsmittel zum Einsatz gelangen. Bevorzugte Phosphorsäuresalze sind Mononatriumorthophosphat, Monokaliumorthophosphat und/oder Monocalciumorthophosphat. Andere verwendbare lösliche Phosphate sind Dinatrium- oder Dihydrogenpyrophosphate. Bei Verwendung letzterer Phosphate sollte deren Menge gering sein, insbesondere sollten sie in Verbindung mit Orthophosphaten zum Einsatz gebracht werden, da die Pyrophosphate bei Verwendung in zu großen Mengen Nahrungs- oder Genußmitteln einen eigentümlichen bitteren Nachgeschmack verleihen. Die erfindungsgemäß verwendeten Phosphate können, obwohl nicht in übermäßigen Mengen, Hydratwasser enthalten.
Wie bereits angedeutet, erhält man die Säuerungsmittel gemäß der Erfindung durch gemeinsames Trocknen einer flüssigen konzentrierten Säure mit dem Dextrinmaterial oder modifizierten Stärkematerial entweder alleine oder in Kombination mit anderen Bestandteilen nach Trocknungsverfahren, bei denen keine Hydrolyse des Produkts stattfindet, z.B. durch Sprühtrocknen, Vakuumtrocknen, Gefriertrocknen und dergleichen. Bevorzugt werden Sprühtrocknungsverfahren.
Hierunter ist üblicherweise zu verstehen, daß die flüssige Säure und das Stärkematerial keinen Temperaturen oberhalb etwa 900C, bei denen eine Reaktion zwischen der Säure und dem Kohlenhydratmaterial stattfinden kann, ausgesetzt werden. Beim Sprühtrocknen sollte die Einlaßtemperatur etwa 2000C nicht übersteigen. Hierbei erreicht man dann Auslaßtemperaturen von etwa 900C. Die flüssigen Säuren können auch auf die Dextrinmasse derart aufgesprüht werden, daß die flüssigen Bestandteile gleichmäßig auf der Oberfläche der festen Dextrinteilchen verteilt und gleichmäßig von diesen absorbiert werden. Vorzugsweise sollte jedoch die Mischung beim geringstmöglichen Feuchtigkeitsspiegel getrocknet werden, damit man die trockene Säuremasse möglichst stabil halten kann.
Gegebenenfalls kann das fertige Säuerungsmittel mit einem oder mehreren weiteren Bestandteil(en) des speziellen Produkts, dem es einverleibt werden soll, z.B. den Bestandteilen von Desserts oder Getränkepulver, z.B. mit Zucker oder einer wirksamen Menge eines Aromastoffs, mit Zitronensäure und dergleichen, gemischt werden. In dieser Form kann es dann ohne Zusammenbacken und ohne Braunwerden über längere Zeit hinweg gelagert werden.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Bestandteile der erfindungsgemäßen trockenen Säuerungsmittel direkt den anzusäuernden Nahrungs- bzw. Lebensmitteln oder Getränken einverleibt werden können, ohne daß sie vor Gebrauch in einer trockenen Masse vereinigt zu werden brauchen. Dies deshalb, weil zwischen den Bestandteilen der erfindungsgemäßen Säuerungsmittel keine Reaktion stattfindet bzw. stattfinden muß.
In anderen Worten gesagt, kann man also das gesamte Lebens-oder Nahrungsmittel oder den Hauptteil seiner Bestandteile gemeinsam trocknen, ohne daß vorher das Dextrin und/oder die modifizierte Stärke mit der flüssigen Säure kombiniert werden muß.
Es wurde eine vergleichende Untersuchung zur Bestimmung der maximal an den erfindungsgemäß bevorzugten Fixiermitteln fixierbaren Phosphorsäuremenge sowie zur Bestimmung des, wenn überhaupt, Auftretens einer Bräunung (bei einem bestimmten Säuregehalt) durchgeführt.
Die folgende Tabelle enthält Angaben über die beim gemeinsamen Trocknen verschiedener Spezialdextrine mit Phosphorsäure erhaltenen trockenen Pulver. Es sei darauf hingewiesen, daß von den untersuchten Materialien lediglich das Handelsprodukt 5 DE MOR-Rex ein stabiles weißes Pulver liefert, in dem 30% Phosphorsäure fixiert bzw. absorbiert sind. Vermutlich beruht die Stabilität auf den hohen Konzentrationen an Trimerem, Hexamerem und Heptamerem in dieser Art von Dextrin. Weiterhin liefern lediglich die unter Verwendung von 5 DE MOR-Rex hergestellten Proben in kaltem Wasser geschmackfreie, wasserklare Lösungen.
Die in der folgenden Tabelle aufgeführten Proben wurden unter identischen Testbedingungen in einem handelsüblichen Sprühtrockner bei einer Temperatur von 1450 bis 1750C sprühgetrocknet und dann bei einer Temperatur von )2,2 0C und einer relativen Feuchtigkeit von 70% gelagert.
Tabelle Einige Eigenschaften verschiedener durch Sprühtrocknung gemeinsam getrockneter Mischungen aus Dextrinen und Phosphorsäure Dextrin % Phosphorsäure Farbe des Produkts Maltrin 10 30% dunkelbraun bis grau Capsul (Emulgatordextrin) 30% lohfarben National 51-6190 (Normale Stärke) 30% schwarz MOR-REX 1918 30% grün-gelb MOR-REX 1918 25% schwach gelb MOR-REX 5 DE 5% weiß MOR-REX 5 DE 10% weiß MOR-REX 5 DE 15% weiß MOR-REX 5 DE 20% weiß MOR-REX 5 DE 25% weiß MOR-REX 5 DE 30% weiß MOR-REX 5 DE 40% kein Wert, glasartig Aus der Tabelle geht hervor, daß das Dextrinmaterial mit einem Dextroseäquivalent von 5 nicht nur ein stabileres Produkt, ausgedrückt als "Beständigkeit gegen Braunwerden", liefert, sondern daß das Handelsprodukt 5 DE MOR-Rex von den untersuchten Dextrinen unter Beibehaltung der Antibräunungseigenschaften die höchsten Fixiereigenschaften besitzt.
Die erfindungsgemäß erhaltenen trockenen Pulver, nämlich die an Dextrine eines Ubergewichts an Oligomeren und eines Dextroseäquivalents von vorzugsweise nicht höher als 15 und/oder an spezielle hydrolysierte Stärken eines Dextroseäquivalents von weniger als 1 fixierten flüssigen Säuren, zeigen, wenn sie in Glasgefäßen oder hermetisch verschlossenen Packungen unter normalen Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen gelagert werden, kein Anzeichen eines Braunwerdens. Dies ist nicht möglich, wenn man in gleicher Weise unter Verwendung von Maissirupfeststoffen mit hohen Konzentrationen an Monosacchariden und insbesondere solchen, die darüber hinaus auch noch Dextroseäquivalentwerte über etwa 15 aufweisen, entsprechende Produkte herstellt.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaul ichen.
Beispiel 1 300 g 5 DE MOR-Rex werden in 600 ml Wasser gelöst. Der erhaltenen Lösung werden 117 g einer 85%igen Phosphorsäure zugesetzt. Danach wird das erhaltene Gemisch in einem handelsüblichen Sprühtrockner mit einer Lufteinlaßtemperatur von 1300 bis 1400C getrocknet. Hierbei erhält man ein etwa 30% Phosphorsäure enthaltendes weißes stabiles Pulver.
Das erhaltene weiße Pulver ist ohne weiteres in kaltem Wasser löslich, wobei man eine wasserklare Lösung erhält. Beim Titrieren zeigt es sich, daß zwei Säuregruppen auf einen pH-Wert von 9 titriert werden können. Daraus ergibt sich, daß erfindungsgemäß die gesamte Säure fixiert wurde. Der Titrationswert zeigt weiter, daß die Phosphorsäure in freier Form vorliegt oder beim Auflösen in kaltem Wasser ohne weiteres aus dem Kohlenhydrat freigesetzt wird.
Beispiel 2 200 g eines Dextrins eines Dextroseäquivalents von 5 werden in 400 ml Wasser gelöst, worauf die erhaltene Lösung mit 64 g Mononatriumphosphathydrat, 92 g Monocalciumphosphathydrat und 44 g einer 85%igen Phosphorsäure versetzt wird.
Dann wird das erhaltene Gemisch bei einer Einlaßtemperatur von 1600 bis 1700C sprühgetrocknet, wobei man ein stabiles weißes Pulver erhält. Durch Titrieren auf einen pH-Wert von 9 läßt sich die gesamte zugesetzte Phosphorsäure aufgrund von zwei Säuregruppen wieder finden.

Claims

Patentansprflche Freifließende, trockene, pulverförmige Säuremasse mit bis zu etwa .30% Säure, die bei Raumtemperatur stabil ist und eine verminderte Neigung zum Eingehen einer Bräunungsreaktion zeigt, hergestellt durch gemeinsames Trocknen eines Kohlenhydrat, bestehend aus einem Dextrin mit Oligomeremübergewicht und einem Dextroseäquivalentwert von etwa 1 bis etwa 15, hydrolysierter körniger Stärke eines Dextroseäquivalentwerts von unter etwa 1 und/oder gelatinierter hydrolysierter körniger Stärke eines Dextroseäquivalentwerts von unter etwa 1, mit einer flüssigen Säure bei einer Trocknungstemperatur on nicht über etwa 90°C.
2. Verfahren zur Herstellung einer freifließenden, trockenen, pulverförmigen Säuremasse mit bis zu etwa 30% Säure, die bei Raumtemperatur stabil ist und eine verminderte Neigung zum Eingehen einer Bräunungsreaktion zeigt, dadurch gekennzeichnet, daß man gemeinsam ein Kohlenhydrat, bestehend aus einem Dextrin mit Oligomerem übergewicht und einesDextroseäquivalentwerts von etwa 1 bis etwa 15, hydrolysierter körniger Stärke eines Dextroseäquivalentwerts von unter etwa 1 und/oder gelatinierter hydrolysierter körniger Stärke eines Dextroseäquivalentwerts von unter etwa 1, mit einer flüssigen Säure bei einer Trocknungstemperatur von nicht über etwa 90 0C trocknet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenhydrat ein Dextrin verwendet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Dextrin eines Dextroseäquivalentwerts von etwa 1 bis 10 verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Dextrin eines Dextroseäquivalentwerts von etwa 1 bis 5 verwendet.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Kohlenhydrat ein Dextrin eines Polymerisationsgrads von etwa 1 bis etwa 20 verwendet.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssige Säure Phosphorsäure verwendet.
8. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß man als flüssige Säure Essigsäure verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als flüssige Säure Milchsäure verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kohlenhydrat und die flüssige Säure sprühtrocknet.
11. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Dextrin und Phosphorsäure unter solchen Bedingungen sprühtrocknet, daß das Dextrin, bezogen auf das fertige phosphorhaltige Pulver, 30 Gew.-% Phosphorsäure aufnimmt.