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Lebensmittelprodukte, die mehr als
eine Produktschicht umfassen, sind auf dem Fachgebiet bekannt. Es
ist auch bekannt, dass, wenn das Lebensmittel Schichten umfasst,
wobei mindestens eine der Schichten Wasser enthält, so dass die Schichten eine
unterschiedliche Wasseraktivität
(Aw) haben, diese Produkte oft an einer Wanderung des Wassers aus
einer Schicht in die andere Schicht leiden. Diese Wanderung hat
oft einen negativen Einfluss auf die Eigenschaften des Lebensmittelproduktes,
beispielsweise könnte
das Produkt an Durchfeuchtung leiden, was zu einem Produkt mit nicht-zufriedenstellendem
Aussehen und nicht-zufriedenstellender
Textur führt.
Daher wird in diesen Produkten oft eine Wassersperrschicht verwendet,
um die Wanderung von Wasser (bzw. die Migration) zu verringern oder,
wenn möglich,
zu verhindern.
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Eine gute Wassersperrschicht sollte
dabei die folgenden Kriterien erfüllen:
- – Sie sollte
eine geringe Wasserpermeabilität
haben;
- – sie
sollte gut an den Oberflächen
der Schichten, die sie gegen Wasserwanderung schützen soll, haften;
- – sie
sollte nicht zu bröckelig
(bzw. zerbrechlich) sein, so dass die Bildung von Rissen in dieser
Schicht soweit wie möglich
vermieden wird;
- – sie
sollte bei der Temperatur, bei der sie während der Herstellung der Lebensmittelprodukte
aufgebracht wird, eine geeignete Viskosität haben, andernfalls wird die
Verarbeitung schwierig;
- – die
mechanischen Eigenschaften sollten passend sein, so dass die Schichthandhabungsvorgänge, z.
B. Verpacken, ohne zu brechen, überleben
können;
- – die
Schicht sollte während
des Essens nicht wahrnehmbar sein, andernfalls wird die Essqualität negativ beeinflusst;
- – die
Schicht sollte für
den Konsumenten nicht in Erscheinung treten.
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Bisher basieren die meisten Sperrschichten,
die in handelsüblichen
Produkten vorliegen, auf Acetoglyceriden. Allerdings haben diese
Schichten noch eine beträchtliche
Wasserpermeabilität
und sind nicht immer flexibel genug und haben somit nicht die gewünschten
mechanischen Eigenschaften.
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Aus
US
5,130,151 ist bekannt, dass Zusammensetzungen, die als
Feuchtigkeitssperre für
ein Lebensmittelprodukt einsetzbar sind, aus einem essbaren, ölhaltigen
Material mit einem Schmelzpunkt über
Raumtemperatur, wobei ein Teil des Materials aus Sucro-Polyfettestern
und Zuckeralkoholpolyolpolyestern ausgewählt ist, und Wachs bestehen
können.
Die erwähnten
Wachse umfassen kein Sonnenblumenwachs, wenn auch nach diesem Dokument
immer ein Polyester in der Zusammensetzung vorliegen muss.
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In unserer früheren Patentanmeldung
EP 0 910 955 (veröffentlicht
April 1999) offenbaren wir Mischungen von Wachsestern und Triglyceriden
als Fettersatzstoffe. Die Wachsester bestehen aus mindestens zwei verschiedenen
Wachsestern, von denen mindestens einer einen Schmelzpunkt von 20
bis 60°C
hat, während das
Wachsestergemisch einen Schmelzpunkt von 15 bis 45°C hat. Die
Triglyceride, die vorliegen können,
können
aus der folgenden Gruppe ausgewählt
sein: flüssige Öle, Fraktionen
gehärteter
flüssiger Öle, gehärtete flüssige Öle, Kakaobutter,
Kakaobutteräquivalente,
Palmöl,
Fraktionen davon, Fischöl,
Fischölfraktionen,
gehärtetes
Fischöl
oder Fraktionen davon, enzymatisch hergestellte Äquivalente der obigen Fette
und Gemische aus einem oder mehreren dieser Fette. In Beispiel 2
dieser Druckschrift wird ein Wachs aus Behenylalkohol und den Fettsäuren von
Sonnenblumenöl
hergestellt. Allerdings hat dieses Produkt eine Zusammensetzung, die
von der von Sonnenblumenwachs verschieden ist.
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Wir führten Studien durch, um herauszufinden,
ob wir neue Zusammensetzungen finden könnten, die ohne die oben beschriebenen
Probleme als Wassersperrschichten in Lebensmittelprodukten eingesetzt
werden könnten.
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Diese Untersuchungen resultierten
im Auffinden von neuen Mischungen von essbaren organischen Materialien,
umfassend ein natürliches
Wachs und Glyceridmaterialien, wobei das natürliche Wachs ein Wachs ist,
das von Sonnenblumenöl
abgeleitet ist, und die Glyceride im wesentlichen Triglyceride mit
einem Gehalt von festen Fetten bei 20°C (N20), gemessen durch unstabilisierte NMR-Techniken,
von mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 40%, am bevorzugtesten
50 bis 95% sind, und wobei das Wachs in der Mischung in einer Menge
von 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 60 Gew.-%, am bevorzugtesten
5 bis 40 Gew.-%, vorliegt.
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Der hier genannte N-Wert wird durch
NMR-Techniken an einem Fett gemessen, das nicht stabilisiert wurde,
d. h. das Fett wurde der folgenden Vorbehandlung unterworfen:
Schmelzen
bei 80°C,
Abkühlen auf
0°C und
Halten
bei 0°C
für 60
min,
danach Erwärmen
auf Messtemperatur (hier 20°C)
und Halten bei 20°C
für 30
min, bevor der N-Wert gemessen wird.
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Bevorzugte Mischungen sind Mischungen
aus
- 1. einem Wachs von Sonnenblumenöl, das durch
Kühlen
des Sonnenblumenöls
auf 0 bis 20°C,
Halten des gekühlten Öls für 12 bis
48 h, Entfernen des Wachses durch Filtration und Re-Filtration des
Wachses bei 30 bis 70°C
erhalten wird, und
- 2. anderen Glyceridkomponenten.
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Äußerst bevorzugte
Mischungen sind Mischungen, bei denen das Wachs nach einem weiteren
Reinigungsprozess erhalten wurde, der mindestens eines der folgenden
Verfahren beinhaltet:
- 1. Schmelzen, Kühlen auf
50 bis 70°C
und Filtration oder
- 2. Lösen
in einem Lösungsmittel,
z. B. Aceton oder Hexan, Kühlen
auf 20 bis 60°C
und Filtration, Gewinnen des Wachses als Feststoff.
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Die in diesen Mischungen vorliegende
Glyceridkomponente kann aus einem weiten Bereich von Fetten und Ölen ausgewählt werden.
Vorzugsweise wird die Glyceridkomponente aus der Gruppe, bestehend
aus flüssigen Ölen, teilweise
oder vollständig
gehärteten
flüssigen Ölen, Fraktionen
davon, Palmöl
oder Fraktionen davon, Schiöl
oder Fraktionen davon, Kakaobutter oder Fraktionen davon, Sal oder
Fraktionen davon und Gemischen dieser Öle, ausgewählt.
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Die Wachskomponente wird in unseren
Mischungen oft als Gemisch mit einem Öl, aus dem sie isoliert wurde,
erhalten, da die Triglyceride oft schwer vollständig zu entfernen sind. Wir
bevorzugen die Verwendung von Mischungen, in denen die Glyceridkomponente
mindestens teilweise eine flüssige Ölkomponente
ist, wie sie in Sonnenblumenwachs, das durch das oben erläuterte Verfahren
erhalten wird, vorliegt.
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In vielen Fällen ist es bevorzugt, der
Sperrschicht ein Füllmaterial
zuzusetzen, um z. B. ihren Brennwert zu erniedrigen oder die Textureigenschaften
oder andere Eigenschaften der Schicht zu verbessern. Daher ziehen
wir es vor, Mischungen von organischen Materialien und einem Füllstoffmaterial
zu verwenden, wobei die Mischung 90 bis 10 Gew.-% eines Füllstoffmaterials
und 10 bis 90 Gew.-% der erfindungsgemäßen Mischung umfasst. Typischerweise
ist das Füllstoffmaterial
aus der Gruppe ausgewählt,
die aus
- 1. Kohlenhydraten, insbesondere Zuckern,
- 2. Verdickungsmitteln, insbesondere Cellulosepulvern oder -fasern,
Stärken
und modifizierten Stärken,
- 3. Emulgatoren, insbesondere Mono- und Diglyceriden und Lecithinen,
- 4. Pulvern, insbesondere Milchpulvern, ausgewählt aus
Buttermilchpulver, Milchpulver und Magermilchpulver, und Kakaopulver
besteht.
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Teil der Erfindung sind auch Lebensmittelprodukte,
insbesondere mehrschichtige oder zusammengesetzte Lebensmittelprodukte,
die mindestens eine Sperrschicht, welche zwei Schichten mit unterschiedlicher Wasseraktivität trennt,
umfasst und wobei die Sperrschicht eine Mischung mit der Zusammensetzung
gemäß der Erfindung
umfasst.
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Diese Lebensmittelprodukte umfassen
günstigerweise
mindestens drei Phasen A, B und C, wobei
A ein gebackenes System
auf Mehlbasis ist,
B die erfindungsgemäße Sperrschicht ist,
C
eine Lebensmittelzusammensetzung auf Wasserbasis ist, und wobei
die Schichten A und C eine solche Wasseraktivität Aw haben, dass die Differenz
davon {(Aw)A – (Aw)c}abs mindestens 0,1, vorzugsweise mindestens
0,3, ist.
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Hier ist die Schicht C vorzugsweise
aus der Gruppe bestehend aus Fettemulsionen (mit kontinuierlicher
Wasser- oder Fettphase), Sahne (bzw. Cremes), Eiercreme (bzw. Vanillesoße), Gelees,
Speiseeis, Soßen,
Früchten,
Gemüse
und Marmelade ausgewählt.
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In einem anderen Typ eines Lebensmittelproduktes
könnte
die Wanderung durch die Luft erfolgen, die ein Gemisch aus kleinen
Einheiten der Komponenten des Lebensmittelproduktes umgibt. Beispiele
dafür sind Mischungen
aus getrockneten Früchten
und einer Cerealie, z. B. Cornflakes oder Haferflocken, wobei die
Mischung mit einer Sperrschicht versehen ist und wobei die Sperrschicht
eine Mischung gemäß der Erfindung umfasst.
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Eine letzte Ausführungsform der Erfindung ist
die Verwendung einer Mischung von essbaren organischen Materialien
als Sperrschicht in Lebensmittelprodukten, wobei eine Sperrschicht,
die die Mischung gemäß der Erfindung
umfasst, angewendet wird, um eine Feuchtigkeitswanderung im Lebensmittelprodukt
zu verhindern und die Textur der erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukte zu
verbessern.
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BEISPIELE
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Beispiel 1
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Eine Reihe von Törtchenformen wurden mit den
folgenden Sperren gefüllt:
- – hydriertes
Pflanzenfett (= Fett A) mit der folgenden Fettsäurezusammensetzung:
C16
: 0 = 27%
C18 : 0 = 13%
C18 : 1 = 60%
- – Sonnenblumenöl = Fett
B
- – Sonnenblumenwachs
= Fett C
- – eine
Mischung aus 90/5/5 Fett A/Fett B/Fett C = Fett D
Fett
A wurde als Probe von Loders Croklaan bezogen;
Fett B war ein
handelsübliches
Sonnenblumenöl;
Fett
C wurde als Probe von Unilever erhalten;
Fett D wurde durch
einfaches Mischen der Fette A, B und C in den angegebenen Verhältnissen
erhalten.
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Die Sperren wurden unter Verwendung
eines Pinsels auf die Oberfläche
der Törtchenform
aufgetragen. Mit Fett A und B konnte dies in einfacher Weise bei
45°C erfolgen.
Mit Fett D erfolgte dies bei 90°C.
Mit Fett C konnten wir keine gute Haftung an der Oberfläche erhalten;
dieses Material war auch zu bröcklig.
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Die Becherförmchen wurden nach Füllen mit
Eiercreme (custard) für
24 bzw. 48 h bei 7°C
gelagert. Nach dieser Zeit wurde die Textur der Becherförmchen bestimmt,
indem mindestens 5 der Becher manuell gebrochen wurden. Zur Beurteilung
wurden die Resultate mit einer Skala von 1 bis 5 aufgelistet, wobei
1 stark durchweicht ist und keinen Widerstand gegen Brechen zeigt,
5 knusprig ist, ein gewisses Knacken zeigt, hohe Resistenz gegen
Brechen hat.
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Aus den Resultaten kann geschlossen
werden, dass die Mischung eine unerwartete und unvorhersehbare (synergistische)
Verbesserung der Textur im Vergleich zu ihren Komponenten per se
zeigte. Die Viskosität der
Mischung (Fett D) war unerwartet ähnlich der Viskosität der Hauptkomponente
A, obgleich sie das Fett C mit höherer
Viskosität
enthielt.
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Die Resultate sind in der Tabelle
zusammengefasst:
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Die Viskosität der Fette wurde auch bei
85°C gemessen.
Die Resultate sind:
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Beispiel 2
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Rohes Sonnenblumenstearin (Wachs)
wurde von Van den Bergh, Inveruno, Italien, erhalten. Es wurde durch
Hochdruckflüssigkeitschromatographie
an Siliciumdioxid analysiert, und es wurde festgestellt, dass es 5,8%
Wachsester enthielt. Es wurde weiter durch Erwärmen des Öls auf 35°C und Pressen bei 200 bar für 6 h konzentriert.
Das resultierende konzentrierte Wachs aus dem festen Kuchen wurde
analysiert; es enthielt 53,4% Wachs. Es wurde mit einem Level von
10% zu einem partiell hydrierten Pflanzenöl gegeben, um eine Mischung
zu erhalten, die etwa 5% Wachs (zusammen mit 5% Rest Sonnenblumenöl) enthielt – Mischung
1. Das Wachskonzentrat wurde in ähnlicher
Weise zu nicht hydriertem Pflanzenöl gegeben – Mischung 2. Der Gehalt von
festem Fett bei 20°C
(N20) von nicht hydriertem Palmöl,
bestimmt unter Verwendung von Impuls-NMR nach Abkühlen des
vollständig
geschmolzenen Fetts auf 0°C
für 1 h,
dann Halten bei 20°C
für 20 min,
war 20,9%. Der N20-Wert des partiell hydrierten Pflanzenöls war 61,1%.
Carnauba-Wachs und Candellila-Wachs (beide von Sigma-Aldrich Company
Ltd., Dorset, UK) wurden jeweils in einer Konzentration von 5% zu
partiell hydriertem Pflanzenöl
gegeben, um Mischungen zu erhalten, die 5% Wachs enthielten (Mischung
3 bzw. 4). Candellila-Wachs wurde auch in einer Konzentration von
10% zu partiell hydriertem pflanzlichem Öl gegeben (Mischung 5). Als
Kontrollen wurde partiell hydriertes Pflanzenöl allein und mit 5% Sonnenblumenöl verwendet
(Mischung 6 bzw. 7). Jede dieser Mischungen wurde auf 9 Karten aufgestrichen
(Cartoncote von Iggesund Paperboard, Workington, UK). Die Permeabilität jeder
dieser beschichteten Karten wurde unter Verwendung des Versaperm
WVTR-Messgeräts
(Cheel Scientific, UK) mit einem RH-Gradienten von 100% bestimmt.
Eine nicht-beschichtete Karte lieferte für das Instrument einen zu hohen
Wert, um auf diese Weise Permeabilitätswerte zu messen, die mit
der aufgebrachten Lipidsperre in Verbindung stünden. Die Daten sind in der
folgenden Tabelle zusammengefasst.
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Ein Vergleich der Mischungen 6 und
7 zeigt, dass ein Zusatz von genau 5% Sonnenblumenöl die Feuchtigkeitspermeabilität von partiell
hydriertem pflanzlichem Öl
erhöht.
Ein Vergleich von Mischung 1 mit Mischung 6 zeigt, dass ein Zusatz
von 5% Sonnenblumenwachs (selbst in Gegenwart von 5% Sonnenblumenöl) die Permeabilität mehr reduziert
als es dies die anderen pflanzlichen Wachse tun (vgl. Mischungen
3 und 4 mit Mischung 6). Selbst eine Erhöhung der Konzentration an Candellila-Wachs
auf 10% (Mischung 5) reduziert die Permeabilität nicht zu der mit 5% Sonnenblumenwachs
(Mischung 6). Ein Vergleich der Mischungen 1 und 2 zeigt, dass ein
hoher N20-Wert (d. h. > 40%)
für eine
niedrige Permeabilität
notwendig ist.
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Beispiel 3
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Rohes Sonnenblumenstearin wurde von
Van den Bergh, Inveruno, Italien, erhalten. Es wurde durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie
an Siliciumdioxid analysiert und es wurde festgestellt, dass es
5,9% Wachs enthält.
Es wurde unter Verwendung eines Katalysators filtriert, um mehrfach
ungesättigte
Fettsäuren zu
entfernen und das trans-Isomer zu bilden; auf diese Weise wurde
der Schmelzpunkt des Öls
erhöht
(Mischung 8). Zum Vergleich wurde Sonnenblumenöl auch durch dasselbe Verfahren
hydriert (Mischung 9). Der N20-Wert
von Mischung 8 war 63,3% und der von Mischung 9 war 71,5%, was zeigt,
dass der N20-Wert des Triacylglycerin-(Fett)-Teils der Mischung
8 größer als
40% war. Die Feuchtigkeitspermeabilitäten dieser zwei Fette wurden
wie in Beispiel 2 bestimmte. Die Resultate sind unten zusammengefasst.
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Die Daten zeigen, dass eine Verwendung
von Sonnenblumenstearin mit 6% Wachs als Ausgangspunkt zur Hydrierung
viel niedrigere Feuchtigkeitspermeabilitäten liefert.
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Beispiel 4
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Partiell hydriertes Pflanzenöl wurde
mit 10% konzentriertem Wachs (ungefähr 50% Wachs), wie in Beispiel
2 hergestellt, vermischt (Mischung 10). Einzelne Buttergebäcktörtchen-Dessertgrundlagen
(Hoppers Farmhouse Bakery, Herne Bay, UK) wurden mit Mischung 10
beschichtet, indem ein Pinsel verwendet wurde, um das Innere der
Törtchengrundlage
mit vollständig
geschmolzenem Lipid "anzustreichen". Achtzehn Grundlagen
wurden beschichtet und acht Grundlagen wurden unbeschichtet gelassen.
Nachdem das Lipid sich verfestigt hatte, wurden die Grundlagen mit
Bäckerei-Eiercreme
(Baktotaal BV, Nijmegen, Niederlande) gefüllt und in einem geschlossenen
Behälter
bei 7°C
gelagert. Nach 24 h und 48 h wurden vier Grundlagen aus jeder Gruppe
entfernt. Die Textur des Gebäcks
wurde durch eine Testperson beurteilt, die die Grundlagen nach Entfernung
der Eiercreme manuell brach und einer Skala von 1 bis 5 zuordnete,
wobei 1 weich und durchnässt und
5 knusprig und brüchig
ist. Die Resultate sind nachfolgend zusammengefasst.
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Mischung 10 reduzierte den Verlust
der Knusprigkeit in der Backware beträchtlich. Die Textur war nach 48
h besser als die des Kontrollsystems ohne Sperrschicht nach 24 h.
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Beispiel 5
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Petrischalen wurden mit geschmolzenem
Paraffinwachs (Sigma-Aldrich Company, Ltd., Dorset, UK) gefüllt, in
die Buttergebäck-Kekse
(Safeway PLC, UK) eingebettet wurden, wobei die obere Oberfläche frei blieb.
Dadurch wurde sichergestellt, dass die Hauptroute für die Feuchtigkeitswanderung
die freiliegende Oberseite der Backware war. Hydriertes Sonnenblumenstearin,
wie es in Beispiel 3 hergestellt wurde (Mischung 8), wurde mit partiell
hydriertem Pflanzenöl
(Mischung 11) und mit einer unbeschichteten Backware verglichen.
Um das geschmolzene Sperrmaterial auf die Backware aufzubringen,
wurde ein Pinsel verwendet. Nachdem die Lipidsperre fest geworden
war, wurden die Grundlagen gewogen, mit Bäckereieiercreme (Baktotaal
BV, Nijmegen, Niederlande) gefüllt
und in einer Kammer bei 6°C
gelagert. Nach 24 h und 8 h wurden Proben aus jeder Gruppe entnommen,
die Eiercreme wurde entfernt und die Grundlagen wurden gewogen. Die
Erhöhung
des Gewichts infolge der Feuchtigkeitsaufnahme ist in der folgenden
Tabelle zusammengefasst. Proben wurden in zweifacher Ausführung hergestellt.
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Die Feuchtigkeitsaufnahme wurde beträchtlich
reduziert, wenn Mischung 8 verwendet wurde, wobei diese Aufnahme
nach 48 h weniger war als bei Mischung 11 nach 24 h.
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Beispiel 6
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Mit derselben Anordnung wie in Beispiel
5 wurden Experimente durchgeführt.
Partiell hydriertes Pflanzenöl
(Mischung 11) wurde mit demselben Öl, das mit 10% konzentriertem
Wachs kombiniert war (Mischung 12), die wie in Beispiel 2 hergestellt
worden war, verglichen. Die Gewichtszunahme infolge der Feuchtigkeitsaufnahme
ist in der Tabelle unten zusammengefasst. Proben wurden in zweifacher
Ausführung
hergestellt.
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Die Feuchtigkeitsaufnahme war beträchtlich
reduziert, wenn Mischung 12 eingesetzt wurde.
