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Verfahren zur Herstellung eines aromatisierten Zuckers
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines aromatisierten
Zuckers, insbesondere eines aromatisierten Disaccarids.
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Es ist bekannt, daß Zucker als Trägersubstanzen für Aromastoffe, wie
Gewürzmischungen und Aromamischungen verwendet werden. So wird handelsüblicher Milchzucker,
der üblicherweise als o&-Hydrat vorlii-t, in der Lebensmittelindustrie als Aromaverstärker
eingesetzt. Auch andere Zucker werden hierzu verwendet, Lactose wird jedoch zumeist
bevorzugt aufgrund ihrer relativ geringen Süße und Schwerlöslichkeit. Man nimmt
an, daß die Aromastoffe adsorptiv an der Oberfläche oder an aktiven Stellen der
Oberfläche gebunden vorliegen.
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Viele Zucker, insbesondere auch MilchzuckeF sind in Anhydridform,
also in wasserfreier Form, hygroskopisch.
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Sie ziehen Wasser aus der Atmosphäre an und gehen dabei in Hydrate
über.
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Bekannt ist bereits ein Verfahren, bei dem das Kristallwasser der
Lactose durch Erhitzen ausgetrieben und das erhaltene tactoseanhydrid mit Äthanol
als chemisches Analoges zu Wasser und ggf. Aromastoffen gemischt wird. (CA-PS 86
82 94) Man erhält hierbei einen alkoholhaltigen Feststoff.
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Ein Nachteil der bisher verwendeten Zucker als Aromaträger liegt darin,
daß nach den bisherigen Methoden nur geringe Mengen an flüchtigen Aromastoffen gebunden
werden. Weiter ist die Adsorption der Aromastoffe an den Zuckern nur in begrenztem
Ausmaß steuerbar, weil Adsorption und Desorption vom jeweiligen Dampfdruck einer
Substanz im umgehenden Gasraum abhängig sind, so daß eine einmal adsobierte Menge
auch sehr schnell wieder abgegeben werden kann, was die Brauchbarkeit beeinträchtigt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
welches diese Nachteile ganz oder teilweise beseitigt und insbesondere zu einem
aromastoffhaltigen Zuckerprodukt führt, welches größere Mengen an Aromastoffen aufweist,
als sie bisher erzielbar waren und eine bessere Haltbarkeit bezüglich des Aromagehaltes
besitzt.
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C-elöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines
aromatisierten Zuckers durch Zusammenbringen eines Zuckers mit einem Aromastoff
oder Aromastoffgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß ein amorpher Zucker verwendet
wird.
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Unter Zucker werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die Di- und
Oligosaccaride entsprechend der in Römpps Chemie Lexikon, 7. Auflage gegebenen Definition
verstanden.
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Bevorzugt werden die Mono- und Disaccaride unter den Zukkern, besonders
bevorzugt wird Lactose.
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Unter "amorph" wird der nichtkristallisierte Zustand im üblichen Sinne
verstanden, der insbesondere kristallographisch nachweisbar ist. Amorphe Zucker
zeigen eine diskontinuierliche Wasseradsorption, d. h. die Sorbtionsisotherme weist
einen Knick auf und die Sorbtions-Zeitkurve besitzt ein Maximum, wie in der Figur
der beigefügten Zeichnung dargestellt. Amorphe Zucker im Sinne der Erfindung sind
daher solche, bei denen die obigen Merkmale auftreten. Der amorphe Zustand schließt
auch wasserhaltigen Zucker ein, d..h. soweit sie durch den auf der Sorbtions-Zeitkurve
links des Maximums befindlichen Ast gekennzeichnet sind. Bevorzugt werden im Rahmen
der Erfindung Zucker verwendet, deren amorpher Anteil wenigstens 5 Gew.-% bezogen
auf die gesamte Zuckermenge beträgt. Vollständig amorphe Zucker sind gewöhnlich
nur über Laborversuche zugänglich, da der amorphe Zucker relativ rasch rekristallisiert,
insbesondere unter dem Einfluß von atmosphärischer Feuchtigkeit.
Der
Erfindung liegt die überraschende Feststellung zugrunde, daß im obigen Sinne amorphe
Zucker wesentlich größere Mengen an Aromastoffen zu binden vermögen, als bisher
verwendete Zucker und die Aromastoffe auch besser an sich binden, so daß die Beständigkeit
erhöht ist.
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Die Herstellung von getrocknetem amorphem Zucker ist bekannt.
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Beispiele für geeignete Methoden sind Lyophilisation aus der Lösung
oder Sprühtrocknung aus der Lösung unter geeigneten Temperatur-Zeit-Bedingungen.
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Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Zucker im amorphen Zustand
mit dem Aromastoff versetzt wird. Man kann den Zucker auch unmittelbar bei Entstehung
des amorphen Zustands, ohne dessen Isolierung, mit Aroma beaufschlagen. Wesentlich
ist es, daß die Oberfläche des Zuckers im amorphen Zustand vorliegt.
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Aromastoffe im Sinne der Erfindung sind die üblicherweise so bezeichneten
Substanzen, also wohlschmeckende oder wohlriechende, natürliche oder synthetische
Stoffe und Stoffgemische, die beispielsweise zu Backzwecken, Speiseeis, Likörbereitung
oder dl.
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dienen können. Typische Beispiele hierfür sind ätherische Öle, Essenzen
und dgl. Der aromatische Charakter derartiger Stoffgemische beruht vielfach auf
einem Gehalt an Terpenen, Ketonen, Phenoläthern, Estern und dgl.
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Die beim erfindungsgemäßen Verfahren gebundene Aromamenge ist abhängig
einerseits von der Art des verwendeten Aromas und andeerseits von der Art und Qualität
des verwendeten amorphen Zuckers. Unter Qualität ist dabei der Gehalt an amorphen
Bestandteilen zu verstehen.
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Wesentlich für das Verfahren ist es, daß der amorphe Zucker, wenn
er in das Verfahren der Erfindung eingesetzt wird, tatsächlich noch im obendefinierten
Sinne amorph ist und nicht
bereits rekristallisierte. Amorphe Zucker
können nämlich auch durch temperieren im trockenen Raum rekristallisieren. Dies
gilt insbesondere für die bevorzugte Lactose.
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Durch die Erfindung wird es möglich, die Aromaadsorption über die
Menge und Dauer der Beaufschlagung des als Träger verwendet ten amorphen Zuckeranhydrids
zu steuern, beispielsweise durch Regelung des Dampfdrucks. Dabei wird der Aromastoff
im stärkeren Maße gebunden als bei den bekannten Verfahren. Diese stärkere Bindung
führt jedoch nicht zu einer Beeinträchtigung der Natur des Aromas und seiner Wirkung.
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Aroma-Zuckerkombination ist im Bezug
auf die Aromaintensität gut haltbar. Eine Desorption findet unter den praktischen
Bedingungen der Lagerung nur in beschränkten Maße statt.
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Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältliche Produkt eignet
sich daher insbesondere fiir den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise
Gewürzindustrie, Aromaindustrie, bei Süßwaren, Schokolade und dgl. Aus der Beständigkeit
des Aromakonzentrates gegenüber mäßigen Erhitzunqseinflüssen ergibt sich eine verbesserte
technologische Handhabbarkeit ohne Beeinträchtigung oder Verlust des Aromas. Beispielsweise
gilt dies für den üblichen Instantisierungsprozeß, der aus einer Dampfbeaufschlagung
und Nachtrocknung besteht und der bei den bisher bekannten Aromatisierungs-Methoden
zu erheblichen Aromaverlusten führte. Das Verfahren eignet sich auch gut zur Kombination
mit bestimmten Verfahrensstufen der Zuckerherstellung, bei welchen der Zucker in
amorphem Zustand anfällt, so daß hier das erfindungsgemäße Verfahren direkt durch
Beaufschlagen mit den Aromastoffen angefügt werden kann, gegebenenfalls ohne die
Isolierung des Zuckers im (teilweise) amorphen Zustand.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfinduncr weiter: Beispiel
1: Herstellung von Lactose in vollständig amorpher Form: Eine 12%ige Lösung von
Lactose in dest. Wasser wird in flüssigen Stickstoff getropft. Die 3 bis + mm großen
gefrorenen Tropfen unterwirft man der Gefriertrocknung bei Drücken unter 10 Torr
und bei Raumtemperatur. Man führt die Trocknung bis zur Gea7ichtskonstanz durch.
(Zur Ermittlung der Gewichtskonstanz befindet sich in der Gefriertrocknungsapparatur
eine Waage auf der das Trocknunasgut sich befindet). Es entstehen weiße poröse Kugeln,
welche unter Feuchtigkeitsabschluß gelagert werden.
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Beispiel 2: In einem Exsikkator wird Aromastoff, handelsübliche Lactose
und gemäß Beispiel 1 hergestellte amorphe Lactose gegeben. Die Aromasorbtion beider
Lactoseproben wird mittels Wägung über ein bestimmtes Zeitintervall gemessen.
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Die handelsübliche Lactose weist für die untersuchten Aromastoffe
sorbierte Mengen von rund 0,1% auf.
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Die Mengen an adsorbierten Aromastoff in Lactose gemäß Beispiel 1
sind aus der folgenden Tabelle ersichtlich:
| Aromastoff Zeit (Tage) |
| 2,5 10 2Ci 30 |
| 2,5 10 20 30 |
| Diäthylketon 4,0t 6,3% 11,0% |
| Menthol 3,6 5,0 6,0 11,0% |
| Vanillin 1,0 2,5 4,5 |
| Aceton --- --- --- 21,0 |
Beispiel 3: Desorptionsversuche bei Zimmertemperatur: Lactose gemäß
Beispiel 1 wurde mit Aceton gesättigt (Sättigungsmenge 20% bezogen auf Lactose).
Dieses Sättigungspräparat wurde einer Luftathmosphäre von 2%-relativer Feuchte ausgesetzt.
Die Acetonmenge sank innerhalb einer Stunde auf einen konstant bleibenden Wert von
12%.
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Der gleiche Versuch wurde mit feuchter Luft (62% relative Feuchte)
durchgeführt. Dabei sank innerhalb einer Stunde der Acetongehalt auf einen konstanten
Wert von 10%, bezogen auf die Lactosmenge.
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Aus diesem Versuch geht hervor, daß der flüchtige Stoff durch den
in der Umgebungsluft enthaltenen Wasserdampf nicht verdrängt wird, wie dies aus
der hohen Hygroskopizität des Produktes zu erwarten wäre.