DE60014866T2

DE60014866T2 - Gefrierschutzprotein enthaltendes speiseeis

Info

Publication number: DE60014866T2
Application number: DE60014866T
Authority: DE
Inventors: Adrian Daniel; Anthony Richard FENN; Richard Jon OLDROYD
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 2000-03-02
Publication date: 2005-06-30
Anticipated expiration: 2020-03-03
Also published as: DK1158862T3; CA2363245C; CA2362725C; DK1158866T3; CN1350432A; EP1417892A1; EP1158864B1; AU767157B2; CN1350429A; ES2286519T3; PT1158865E; ES2243234T3; IL145156A0; IL145155A; IL145154A; CN1350430A; PT1158866E; EP1158863B1; US6565908B1; EP1158862B1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft neue Eiskonfektzubereitungen, die ein Frostschutz-Protein (antifreeze protein, AFP) enthalten. Insbesondere betrifft die Erfindung neue Eiskonfektzubereitungen in Form dünner, nicht abgestützter einzelner Stücke, die während der Verpackung, Lagerung und Verteilung stabil sind.
Hintergrund der Erfindung
Es ist sehr wünschenswert, Eiskonfektzubereitungen mit neuen Formen, Eigenschaften oder Gefügen herstellen zu können. Bisher war die Möglichkeit, den Produkten einen so hohen Grad an Neuheit und Interesse zu verleihen, beschränkt. Produkte müssen mit der Fähigkeit hergestellt werden, die Verpackung, Lagerung und Verteilung zu überstehen.
Insbesondere war es bisher nicht möglich, dünne, nicht unterstützte Stücke Eiskonfekt vorzusehen, die stark genug sind, Verpackungs-, Lagerungs- und Verteilungssysteme zu überstehen. Außerdem war es nicht möglich, solche dünnen, nicht unterstützten Stücke Eiskonfekt vorzusehen, die auch knusprig, hart und spröde sind, jedoch noch immer zerbeißbar sind (d.h., sie können beim Essen im Mund zerbrechen). Offensichtlich besteht bei solchen dünnen, knusprigen, spröden Produkten ein besonders hohes Risiko, dass sie während dem Verpacken oder Transportieren zerbrechen.
Es wurde nun gezeigt, dass der Einbau bestimmter Frostschutz-Proteine in nicht mit Luft versetzte Eiskonfektzubereitungen dazu führt, dass sich ein starkes, eng zusammengepacktes, kontinuierliches Netzwerk aus Eiskristallen innerhalb des Eiskonfekts bildet. Infolgedessen ist das Eiskonfekt mit bestimmten, definierten mechanischen Eigenschaften versehen. Aus solchen Eiskonfektzubereitungen können dünne, nicht unterstützte Stücke hergestellt werden, die spröde und knusprig sind, aber trotzdem dem Verpacken, der Lagerung und dem Transport standhalten.
Die WO 98/04146 (Unilever) offenbart, dass AFPs in gefrorene Nahrungsmittelprodukte, wie Eiskonfektzubereitungen, inkorporiert werden können, um gewünschte Produkteigenschaften zu liefern, wobei vorgesehen ist, dass das Produkt und die Verarbeitungsbedingungen so variiert werden, dass die im Produkt vorgesehenen Eiskristalle eine Verhältniszahl von mehr als 1,9, vorzugsweise von 1,9 bis 3,0, aufweisen. Die angeführten spezi fischen Beispiele sind alle mit Luft versetzte Eiscreme-Zusammensetzungen. Wie nachstehend durch die Vergleichsbeispiele A bis C gezeigt, verändert der Zusatz von Frostschutz-Proteinen zu mit Luft versetzter Eiscreme die mechanischen Eigenschaften der Eiscreme nicht wesentlich. Die WO 98/04146 lehrt nicht, dass es möglich ist, spezifische Eiskonfektprodukte mit neuen mechanischen Eigenschaften vorzusehen und dass solche Eiskonfektzubereitungen vorteilhaft verwendet werden können, um dünne, nicht unterstützte Stücke vorzusehen.
Die WO 96/39878 (The Pillsbury Company) offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer gefrorenen Zusammensetzung zwecks Lagerung, wobei das Verfahren keinen Härtungsschritt vor der Lagerung erfordert. Die gefrorene Zusammensetzung enthält ein Frostschutz-Protein, insbesondere AFP vom Typ I. Die Beispiele zeigen die Herstellung einer mit Luft versetzten Eiscreme und eines mit Luft versetzten gefrorenen Jogurts. Wie in den Vergleichsbeispielen A bis C nachstehend gezeigt ist, verändert der Zusatz von Frostschutz-Proteinen zu mit Luft versetzter Eiscreme die mechanischen Eigenschaften der Eiscreme nicht wesentlich. Die WO 96/39878 lehrt nicht, dass es möglich ist, spezifische Eiskonfektprodukte mit neuen mechanischen Eigenschaften vorzusehen und dass solche Eiskonfektzubereitungen vorteilhaft verwendet werden können, um dünne, nicht unterstützte Stücke vorzusehen.
Die US 5 118 792 (Warren et al.) offenbart den Zusatz von Fusionsproteinen, und insbesondere des Fusionsproteins Protein A-Saf5, zu Nahrungsmitteln, welche in gefrorenem Zustand zu konsumieren sind, beispielsweise Eiscreme, gefrorenes Jogurt, Eismilch, Sorbet, Eislutscher und gefrorenes Schlagobers. Es sind keine Beispiele angeführt, in welchen ein endgültiges Eiskonfektprodukt vorgesehen ist, welches solche Fusionsproteine enthält. In Beispiel 3B ist gezeigt, dass bei Verwendung einer Eislutscher-Formulierung im „Splat-Test" das Wachstum der Eiskristalle eingeschränkt ist.
In unserer gleichzeitig schwebenden Anmeldung PCT/EP98/08552 (als WO 99/37164 am 29. Juli 1999, nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht) ist ein gefrorenes Nahrungsmittelprodukt geoffenbart, das AFPs mit einer durchschnittlichen Eiskristallgröße von 0,01 bis 20 Mikrometer umfasst. Die Anmeldung betrifft die möglichst starke Verringerung der Aggre gation von Eiskristallen, so dass ein weiches, cremiges Produkt vorgesehen wird. Die Beispiele offenbaren die Herstellung von Eiscreme-Flocken. Die verwendete Eiscreme ist jedoch mit Luft versetzt und, wie von den Vergleichsbeispielen A bis C nachstehend gezeigt ist, sind solche Eiscreme-Flocken insoferne nicht selbsttragend als sie während der Lagerung und Verteilung in sich zusammenfallen. Die WO 99/37164 offenbart nicht, dass es möglich ist, dünne, selbsttragende, einzelne Stücke Eiskonfekt vorzusehen, die gegenüber Lagerung und Verteilung stabil sind, wobei vorgesehen ist, dass das Eiskonfekt spezifische mechanische Eigenschaften aufweist.
Offenbarung der Erfindung
Demgemäß sieht die Erfindung nicht mit Luft versetztes Eiskonfekt in Form dünner, nicht unterstützter, einzelner Stücke vor, die während der Verpackung, Lagerung und Verteilung stabil sind, wobei das Eiskonfekt ein Frostschutz-Protein aufweist und die folgenden mechanischen Eigenschaften hat:

Δ Modul/ursprünglicher Modul ≥ 0,4 und/oder
Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≥ 0,4, wobei vorgesehen ist, dass, wenn
Δ Modul/ursprünglicher Modul ≤ 6,0, Δ Modul ≥ 50MPa, und/oder wenn Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≤ 2,0,
Δ Festigkeit ≥ 0,2MPa.

Mit „dünn" ist eine Dicke von 5 mm oder weniger gemeint. Typischerweise haben die dünnen Schichten eine Dicke von 0,5 bis 5 mm; insbesondere etwa 2 bis 3 mm.
Mit „Stücke" sind z.B. Flocken, Blätter, Tabletten, Plättchen, Späne, Chips, Ringe, Knusperstückchen oder Schichten gemeint. Im Allgemeinen sind die Stücke nicht kugelig. Es sind nicht alle Abmessungen identisch. Eine Abmessung ist 0,5 bis 5 mm, und mindestens eine andere Abmessung ist wesentlich länger als das.
Mit „nicht unterstützt" ist gemeint, dass die dünnen, knusprigen Stücke im Wesentlichen nur mit Luft in Kontakt sind und nicht beispielsweise eine Schicht auf einem zweiten Eiskonfekt ist, welches eine Unterstützung für die dünne Schicht vorsieht.
Vorzugsweise gilt: Δ Modul/ursprünglicher Modul ≥ 0,4, wobei vorgesehen ist, dass, wenn
Δ Modul/ursprünglicher Modul ≤ 6,0, Δ Modul ≥ 70 MPa, vorzugsweise ≥ 90 MPa, am meisten bevorzugt ≥ 100 MPa.
Am meisten bevorzugt gilt: Δ Modul/ursprünglicher Modul ≥ 1,0, wobei vorgesehen ist, dass, wenn Δ Modul/ursprünglicher Modul ≤ 6,0, Δ Modul ≥ 100 MPa, vorzugsweise > 200 MPa.
Vorzugsweise gilt: Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≥ 0,7. Am meisten bevorzugt ist Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≥ 1,5.
Mit „Modul" ist der apparente Elastizitätsmodul (E) gemeint, wie unter Verwendung des Vierpunkt-Biegetests bestimmt. Beispiel 1 gibt das Standard-Verfahren zur Durchführung eines Vierpunkt-Biegetests an.
Daher bedeutet Δ Modul (ΔE) die Veränderung im Modul zwischen zwei Eiskonfektzubereitungen, deren Formulierung und Herstellungsverfahren in jeder Hinsicht identisch sind, außer dass beim ersten Eiskonfekt ein Frostschutz-Protein in seiner Zusammensetzung inkludiert ist, und beim zweiten Eiskonfekt kein Frostschutz-Protein in seiner Zusammensetzung inkludiert ist (die Kontroll-Zusammensetzung). Der ursprüngliche Modul (E_orig) ist der in der Kontroll-Zusammensetzung gemessene Modul.
Mit „Festigkeit" ist die Biegefestigkeit (σ_u) gemeint, die als maximale Belastung, welche ein Material unter den besonderen Bedingungen aushält, definiert werden kann. Die Biegefestigkeit ist durch die Belastung an einem Punkt maximaler Kraft auf der Kraft/Verbiegungs-Kurve, die während eines Vierpunkt-Biegetests aufgezeichnet wird, gegeben.
Daher bedeutet Δ Festigkeit (Δσ_u) die Veränderung in der Festigkeit zwischen zwei Eiskonfektzubereitungen, deren Formulierung und Herstellungsverfahren in jeder Hinsicht identisch sind, außer dass beim ersten Eiskonfekt ein Frostschutz-Protein in seiner Zusammensetzung inkludiert ist, und beim zweiten Eiskonfekt kein Frostschutz-Protein in seiner Zusammensetzung inkludiert ist (die Kontroll-Zusammensetzung). Die ursprüngliche Festigkeit (σ_{u orig}) ist der in der Kontroll-Zusammensetzung gemessene Modul.
Zusätzlich zu den Veränderungen im apparenten Elastizitätsmodul und in der Biegefestigkeit ist eine Steigerung in der Produkthärte durch die Eiskonfektzubereitungen gemäß der Erfindung vorgesehen.
Bei Eiskonfektzubereitungen, die unter Bewegen gefroren werden, beispielsweise in einem Eiscreme-Gefriergerät (wie ein Dünnschicht-Wärmeaustauscher) kann die Steigerung der Härte un ter Verwendung des Vickers-Härtetests gemessen werden. Die Details des Vickers-Härtetests sind in Beispiel 3 angeführt.
Der Grad, bis zu welchem die Vickers Härte (H_v) des Eiskonfekts durch den Zusatz des Frostschutz-Proteins erhöht wird, hängt zum Teil vom Eisgehalt des Eiskonfekts ab.
Im Allgemeinen gilt jedoch ΔH_v/H_{v orig} ≥ 0,3, wobei vorgesehen ist, dass wenn ΔH_v/H_{v orig} ≤ 5,0, ΔH_v ≥ 0,3.
Vorzugsweise ist ΔH_v/H_{v orig} ≥ 1,0, wobei vorgesehen ist, dass wenn ΔH_v/H_{v orig} ≤ 5,0, ΔH_v ≥ 1,25.
Am meisten bevorzugt ist entweder ΔH_v/H_{v orig} ≥ 6,0 oder ΔH_v/H_{v orig} ≤ 6,0 und ΔH_v ≥ 2,0.
Dabei ist ΔH_v die Veränderung in der Vickers-Härte zwischen zwei Eiskonfektzubereitungen, deren Formulierung und Herstellungsverfahren in jeder Hinsicht identisch sind, außer dass beim ersten Eiskonfekt ein Frostschutz-Protein in seiner Zusammensetzung inkludiert ist, und beim zweiten Eiskonfekt kein Frostschutz-Protein in seiner Zusammensetzung inkludiert ist (die Kontroll-Zusammensetzung). H_v
orig ist die ursprüngliche Vickers-Härte, die in der Kontrollzusammensetzung gemessen wurde.
Mit „eng zusammengepacktem, kontinuierlichem Netzwerk aus Eiskristallen" ist gemeint, dass jedes beliebige Eiskristall mit mindestens einem anderen Eiskristall verbunden ist.
Bei nicht mit Luft versetzten Eiskonfektzubereitungen, die unter Bewegen gefroren wurden, kann das Ausmaß der Netzwerkbildung als Kontiguität gemessen werden. Die Kontiguität ist als das Verhältnis des Partikels zur Partikel-Grenzfläche, geteilt durch die gesamte Grenzfläche, definiert. Es ist somit ein Maß für das Ausmaß der Netzwerkbildung der Partikel-Phase. Beispiel 4 zeigt ein Verfahren zur Messung der Kontiguität.
Erfindungsgemäße, nicht mit Luft versetzte Eiskonfektzubereitungen haben eine Kontiguität von mindestens 0,2, bei einem Eisgehalt von 50–90 Gew.-%, vorzugsweise 54–85 Gew.-%, bei –18°C gemessen.
Bei nicht mit Luft versetzten Eiskonfektzubereitungen, die mit irgendwelchen Mitteln gefroren wurden, kann der Grad der Netzwerkbildung als Euler-Poincare-Merkmal der Eisphase gemessen werden. Das Euler-Poincare-Merkmal ist ein Maß für den Grad der Netzwerkbildung einer bestimmten Phase. Je niedriger und negativer der Wert des Euler-Poincare-Merkmals ist, desto größer ist die Kontinuität der in Frage stehenden Phase. Beispiel 5 zeigt ein Verfahren zur Messung des Euler-Poincare-Merkmals.
Nicht mit Luft versetzte Eiskonfektzubereitungen gemäß der Erfindung haben ein Eisphasen-Euler-Poincare-Merkmal von weniger als –150 mm^–2, wie mit dem in Beispiel 5 angeführten Test gemessen, bei einem Eisgehalt von 50–90 Gew.-%, vorzugsweise 54–85 Gew.-%, wenn bei –18°C gemessen.
Mit AFP ist ein Protein gemeint, das signifikante Eis-Umkristallisationshemmungseigenschaften, wie gemäß Beispiel 2 gemessen, aufweist. Das AFP sieht eine Eis-Partikelgröße nach der Umkristallisation von weniger als 20 μm, mehr bevorzugt, von 5 bis 15 μm, vor.
Vorzugsweise weist das Eiskonfekt mindestens 0,0005 Gew.-% Frostschutz-Protein, mehr bevorzugt, 0,0025 Gew.-% Frostschutz-Protein, auf. Typischerweise weist das Eiskonfekt von 0,0005 Gew.-% bis 0,005 Gew.-% Frostschutz-Protein auf.
Für einige Anwendungen kann es vorteilhaft sein, eine Mischung aus zwei oder mehreren verschiedenen AFPs im Nahrungsmittelprodukt zu inkludieren.
Das AFP zur Verwendung in Produkten der Erfindung kann jedes AFP sein, das zur Verwendung in Nahrungsmittelprodukten geeignet ist. Beispiele für geeignete AFP-Quellen sind z.B. im Artikel „Antifreeze proteins and their potential use in frozen food products", Marylin Griffith und K. Vanya Ewart, Biotechnology Advances, Bd. 13, S. 375–402, 1995, und in den Patentanmeldungen WO 98/04699, WO 98/04146, WO 98/04147, WO 98/04148 und WO 98/22591 angeführt.
Die AFPs können mittels jedem geeigneten Verfahren, beispielsweise den in den oben erwähnten Dokumenten beschriebenen Isolierungsverfahren aus ihren Quellen erhalten werden.
Eine mögliche Quelle für AFP-Materialien sind Fische. Beispiele für Fisch-AFP-Materialien sind Frostschutz-Glycoproteine (AFGP) (beispielsweise vom Atlantik-Kabeljau (Atlantic cod), Grönland-Kabeljau (Greenland cod) und Zwergschellfisch (tomcod)), AFP-Typ I (beispielsweise erhältlich von der Winter-Scholle (Winter flounder), Gelbschwanz-Scholle (Yellowtail flounder), Shorthorn-Seeskorpion (Shorthorn sculpin) und Grubby-Seeskorpion (Grubby sculpin), AFP-Typ II (beispielsweise erhältlich von Kormoran (Sea raven), Stint (smelt), Atlantik-Hering (Atlantic herring) und AFP-Typ III (beispielsweise erhältlich von Meeres-Schellfisch (Ocean pout), Atlantik-Seewolf (Atlantic wolffish), einer Schleimlerchen-Art (Radiated shanny), Klippen-Butterfisch (Rock gunnel) und Laval's Hammelfleischfisch (Laval's eelpout). Ein bevorzugtes Beispiel für den letzteren Typ ist in der WO 97/02343 beschrieben.
Eine weitere mögliche Quelle für AFP-Material sind wirbellose Tiere. AFPs können auch von Bakterien erhalten werden. Eine dritte mögliche Quelle für AFP-Material sind Pflanzen.
Beispiele für AFPs enthaltende Pflanzen sind Lauchhederich (garlic mustard), Aster cordifolius (blue wood aster), Sommerhafer, Winterkresse, Winter-Canola, Rosenkohl, Karotte, amerikanischer Doppelsporn (Dutchman's breeches), Wolfsmilch (spurge), Taglilie (daylily), Wintergerste, Virginia Wasserblatt (Virginia waterleaf), Spitzwegerich (narrow-leaved plantain), Wegerich (plantain), Gras mit lanzettförmigen Blüten (speargrass), Wiesenrispengras (Kentucky bluegrass), amerikanische Pappel (Eastern cottonwood), Weißeiche (white oak), Winterroggen, Bittersüßer Nachtschatten, Kartoffel, Hornkraut (chickweed), Löwenzahn, Sommer- und Winterweizen, Triticale, Immergrün (periwinkle), Veilchen und Gras.
Es können sowohl natürlich vorkommende Spezies als auch Spezies, die durch genetische Modifizierung erhalten wurden, verwendet werden. Beispielsweise können Mikroorganismen oder Pflanzen genetisch modifiziert werden, so dass sie AFPs exprimieren, und die AFPs können dann gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Genmanipulationstechniken können zur Erzeugung von AFPs verwendet werden. Genmanipulationstechniken können verwendet werden, um AFPs zu erzeugen, die mindestens 80%, mehr bevorzugt mehr als 95%, am meisten bevorzugt 100 Homologie mit den AFPs aufweisen, die direkt aus den natürlichen Quellen erhalten wurden. Für den Zweck der Erfindung sind diese AFPs, die dieses hohe Ausmaß an Homologie aufweisen, ebenfalls im Terminus „AFPs" mit umfasst.
Die Genmanipulationstechniken können, wie folgt, verwendet werden: Eine entsprechende Wirtszelle oder ein Wirtsorganismus würden mit einem Gen-Konstrukt, das das gewünschte Polypeptid enthält, transformiert. Die für das Polypeptid codierende Nukleotid-Sequenz kann in einen geeigneten Expressionsvektor insertiert werden, der für die für die Transkription und Translation notwendigen Elemente codiert, und in einer Weise, dass sie unter geeigneten Bedingungen (z.B. in der richtigen Orientierung und im korrekten Leserahmen und mit passenden Targeting- und Expressions-Sequenzen) exprimiert werden. Die zur Konstruktion dieser Expressionsvektoren notwendigen Methoden sind dem Fachmann auf dem Gebiet wohl bekannt.
Eine Reihe von Expressionssystemen kann zur Expression der für das Polypeptid codierenden Sequenz verwendet werden. Zu diesen zählen – ohne darauf eingeschränkt zu sein – Bakterien-, Hefe-, Insekten-Zellsysteme, Pflanzen-Zellkultur-Systeme und Pflanzen, die alle mit den entsprechenden Expressionsvektoren transformiert wurden.
Eine große Vielfalt von Pflanzen und Pflanzen-Zellsystemen kann mit den Nukleinsäure-Konstrukten der gewünschten Polypeptide transformiert werden. Bevorzugte Ausführungsformen würden Mais, Tomate, Tabak, Karotten, Erdbeeren, Rapssamen und Zuckerrübe einschließen, ohne auf diese eingeschränkt zu sein.
Bei einigen natürlichen Quellen können die AFPs aus einer Mischung aus zwei oder mehreren verschiedenen AFPs bestehen.
Vorzugsweise wird das Frostschutz-Protein so ausgewählt, dass es eine Verhältniszahl von mehr als 1,9 zum Eiskristall, vorzugsweise von 1,9 bis 3,0, mehr bevorzugt, von 2,0 bis 2,9, noch mehr bevorzugt, von 2,1 bis 2,8 ergibt (vgl. WO 98/04146). Die Verhältniszahl ist als maximaler Durchmesser eines Partikels, geteilt durch seinen minimalen Durchmesser, definiert. Die Verhältniszahl kann mit jedem geeigneten Verfahren bestimmt werden. Ein bevorzugtes Verfahren ist in den Beispielen (Beispiel 6) veranschaulicht.
Für den Zweck der Erfindung stammen die bevorzugten AFPs von Fisch. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Fisch-Proteinen des Typs III, am meisten bevorzugt HPLC 12, wie in unserer Anmeldung WO 97/02343 beschrieben.
Zu den Eiskonfektzubereitungen, die dünne, nicht unterstützte einzelne Stücke bilden können und die erforderliche Veränderung der mechanischen Eigenschaften nach Zugabe des Frostschutz-Proteins aufweisen, zählen nicht mit Luft versetzte, Milch-hältige gefrorene Konfektzubereitungen, wie Eiscreme, gefrorenes Jogurt, und gefrorener Pudding, Sorbet und Milcheis, sowie nicht mit Luft versetzte gefrorene Konfektzubereitungen, die nicht typischer Weise Milch enthalten, wie Wassereissorten, Sorbet, Granitas (grobkörnige Sorbets) und gefrorene Fruchtpürees.
Vorzugsweise ist das Eiskonfekt ausgewählt aus nicht mit Luft versetzter Eiscreme, Wassereis und Milcheis.
Mit Wassereis ist eine gefrorene Lösung gemeint, die im Wesentlichen aus Zucker, Wasser, Fruchtsäure oder einem anderen Säuerungsmittel, Farbe, Frucht oder Fruchtgeschmack hergestellt ist.
Mit "nicht mit Luft versetzt" ist ein Eiskonfekt mit einer Volumssteigerung ("overrun") von 10% oder weniger (gleich 0,09 Volumsteile Luft), gemeint. Während der Verarbeitung des Eiskonfekts werden keine vorsätzlichen Schritte, wie Aufschlagen, unternommen, um den Gasgehalt des Produkts zu erhöhen. Man sollte jedoch erkennen, dass während normaler Methoden zur Herstellung von nicht mit Luft versetzten Eiskonfektzubereitungen geringe Mengen an Gas oder Luft in das Produkt inkorporiert werden können, z.B. infolge der verwendeten Mischbedingungen.
Vorzugsweise hat das nicht mit Luft versetzte Eiskonfekt, das zum Vorsehen der dünnen, nicht unterstützten Stücke verwendet wird, typischerweise einen Eisgehalt von mindestens 30 Vol.-%, bei -18°C gemessen, mehr bevorzugt mindestens 40 Vol.-% bei -18°C gemessen, am meisten bevorzugt mindestens 50 Vol.-%, bei -18°C gemessen.
Der Eisgehalt kann unter Befolgung der im Artikel von B. de Cindio und S. Correra im Journal of Food Engineering, Bd. 24, S. 405–415, 1995, beschriebenen Technik bestimmt werden. Die für diese Technik erforderlichen Enthalpie-Daten erhält man unter Verwendung adiabatischer Kalorimetrie (Holometrix Adiabatic Calorimeter). Der Eisgehalt, wie hierin ausgedrückt, wird an einer 80 g-Probe gemessen, die in den Probenhalter des Kalorimeters gegossen und auf –75°C gekühlt wird, indem man die Anordnung in Trockeneis platziert, bevor man sie in das Kalorimeter gibt (vorgekühlt auf zwischen –70°C und –80°C). Die erhaltenen Enthalpie-Daten wurden analysiert, um den Eisgehalt als Funktion der Temperatur zu erhalten, indem man der Methode von Cindio und Correra folgte.
Vorzugsweise hat das nicht mit Luft versetzte Eiskonfekt, das zum Vorsehen der dünnen, nicht unterstützten Stücke verwendet wird, einen Gesamtgehalt an löslichen Feststoffen von weniger als 40 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 25 Gew.-%, am meisten bevorzugt weniger als 15 Gew.-%. Für Produkte mit wenig Kalorien kann der Gesamtgehalt an löslichen Feststoffen beispielsweise auch nur etwa 5 Gew.-% sein.
Der Gesamtgehalt an löslichen Feststoffen wird bei 4°C gemessen und sind die Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, die bei dieser Temperatur gelöst sind.
Die dünnen, nicht unterstützten Stücke der Erfindung neigen weniger dazu, zu aggregieren, und daher kann die frei fließende Natur des teilchenförmigen Materials während der Lagerung beibehalten werden, selbst wenn die Lagertemperatur relativ hoch ist.
Die Erfindung ist besonders nützlich für die Herstellung gefrorener Konfekt-Produkte, die schmackhaften Snacks ähnlich sind, wie knusprige Stückchen, Ringe, Waffeln, dünne Stäbchen usw. Typischerweise hat jedes Snack-artige Produkt ein Volumen von 0,5 bis 40 ml, mehr bevorzugt von 1 bis 20 ml, insbesondere 1,5 bis 10 ml.
Ein weiteres Beispiel für ein erfindungsgemäßes Produkt ist ein flacher Lutscher.
Die dünnen, nicht abgestützten Stücke können mit jedem beliebigen Verfahren vorgesehen werden.
Ein erstes beispielhaftes Verfahren zur Herstellung von dünnen, nicht unterstützten Stücken umfasst das ruhige Frieren eines dünnen Films von nicht mit Luft versetztem Eiskonfekt auf eines sich langsam drehenden Trommelfrierers und nachfolgendes Abschaben der gefrorenen Schicht. Die gefrorene Lage zerbricht, was dünne Stücke als einzelne Flocken vorsieht.
Ein zweites beispielhaftes Verfahren für die Herstellung dünner, nicht unterstützter Stücke ist mittels Extrusion.
Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Darstellung der Daten, die während eines Dreipunkt- oder Vierpunkt-Biegetests aufgezeichnet wurden.
2 zeigt ein schematisches Schaubild einer typischen Kraft/Verbiegungs-Kurve für einen Vickers-Härtetest.
In den 3 bis 13 sind AFP-hältige Beispiele durch (☐), Kontrollproben, die kein AFP enthalten, durch (♦) gezeigt.
3 zeigt einen Vergleich des apparenten Moduls, der für die Beispiele 9 bis 12 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
4 zeigt einen Vergleich der Biegefestigkeit, die für die Beispiele 9 bis 12 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
5 zeigt einen Vergleich der Vickers-Härte, die für die Beispiele 9 bis 12 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
6 zeigt einen Vergleich des apparenten Moduls, der für Beispiel 13 gemessen wurde, im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen A, B und C und relevanten Kontrollproben.
7 zeigt einen Vergleich der Biegefestigkeit, die für Beispiel 13 gemessen wurde, im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen A, B und C und relevanten Kontrollproben.
8 zeigt einen Vergleich der Vickers-Härte, die für Beispiel 13 gemessen wurde, im Vergleich mit den Vergleichsbeispielen A, B und C und relevanten Kontrollproben.
9 zeigt einen Vergleich des apparenten Moduls, der für die Beispiele 14 bis 17 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
10 zeigt einen Vergleich der Biegefestigkeit, die für die Beispiele 14 bis 17 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
11 zeigt einen Vergleich der Vickers-Härte, die für die Beispiele 14 bis 17 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
12 zeigt einen Vergleich des apparenten Moduls, der für die Beispiele 18 bis 21 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
13 zeigt einen Vergleich der Biegefestigkeit, die für die Beispiele 18 bis 21 gemessen wurde, im Vergleich zu einer Kontrollprobe.
Beispiele
Die Erfindung wird nun anhand der folgenden Beispiele veranschaulicht.
Beispiel 1
Vierpunkt-Biegetest
Der Standard-Vierpunkt-Biegetest kann verwendet werden, um eine Reihe von mechanischen Eigenschaften von Eiskonfekt-Materialien zu bestimmen. Die mechanischen Eigenschaften, welche gemessen werden, sind der Young-Modul (apparent) und die Biegefestigkeit.
Bei einem Biegetest wird ein Teststück verformt, während man die aufgebrachte Kraft und die Teststück-Beugung misst. Ein schematischer Daten-Satz für ein Eiskonfekt ist in 1 gezeigt. Der apparente Elastizitätsmodul wird durch den Gradienten des linearen Anfangsteils dieser Kurve bestimmt.
Der 4-Punkt-Biegetest erfordert die Herstellung eines parallel-seitigen rechteckigen Barrens aus Eiskonfekt-Material. Dies kann mit jeglichen geeigneten Mitteln erhalten werden.
Bei dieser besonderen Anwendung wurde der parallel-seitige rechteckige Barren aus Eiskonfekt unter Verwendung von Aluminium-Formen erzeugt, wobei Barren mit den Abmessungen 25 × 25 × 200 mm hergestellt wurden.

a) Ruhig gefrorene Eiskonfektzubereitungen Die flüssige Eiskonfekt-Vormischung wurde in eine Form gegossen, die in einem Gebläse-Tiefkühler (blast freezer) bei –35° C mindestens 30 min lang vorgekühlt worden war, die Form wurde dann mindestens 2 h lang in einen Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gegeben. Die Proben wurden dann aus der Form genommen und bis zum Testen (das nach 5–6 Tagen durchgeführt wurde) bei –25°C gelagert. 18 bis 24 Stunden vor dem Testen wurden die Proben durch Lagerung bei -18°C, der Temperatur, bei welcher alle Tests durchgeführt wurden, äquilibriert. Ein Minimum von 10 Barren wurde für jeden Proben-Satz getestet, und der Mittelwert jedes Proben-Satzes wurde als Wert der gemessenen mechanischen Eigenschaft aufgezeichnet.
b) Unter Bewegen gefrorene Eiskonfektzubereitungen Das Eiskonfekt wurde aus einem Eiscreme-Gefriergerät (Dünnschicht-Wärmeaustauscher) bei einer Temperatur von –1°C bis –5° C, je nach dem Eiskonfekt, in eine Form extrudiert, welche in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C mindestens 30 min lang vorgekühlt worden war, die Form war mit Silikonpapier ausgekleidet, um eine Eis-Metall-Haftung zu vermeiden. Die Probe wurde dann wie oben, für die ruhig eingefrorenen Proben beschrieben, zubereitet.

Der allgemeine Test, der für alle Arten von Feststoffen angewendet wird, ist in „Biomechanics Materials. A Practical Approach" Hg. J.F.V. Vincent, Verlag IRL Press, Oxford University Press, Walton Street, Oxford, 1992, und „Handbook of Plastics Test Materials", Hg. R.P. Brown, Verlag George Godwin Limited, The Builder Group, 1–3 Pemberton Row, Fleet Street, London, 1981, beschrieben. Zum Testen gehört, dass jeder Barren auf 2 Stützen gegeben wird und bis zum Bruch gebogen wird, indem Druck von zwei oberen Stützen, die durch 85 mm voneinander getrennt sind, zentral auf die obere Oberfläche des Barrens aufgebracht wird. Die beim Biegen aufgebrachte Kraft und die Verschiebung des sich bewegenden Kontakts werden während des gesamten Tests aufgezeichnet. Die Geschwindigkeit des Absenkens der sich bewegenden Stütze war 50 mm pro Minute.
Der apparente Elastizitätsmodul des Materials ist durch die Gleichung gegeben:
wobei der Gradient jener ist, der in 1 gezeigt ist, S die Spanne (Distanz) zwischen den stützenden Kontakten unterhalb des Testbarrens, B die Breite des Barrens ist und D die Tiefe des Barrens ist.
Für diese Tests betrug die Spanne (S) 170 mm.
Unter Bezugnahme auf 1 ist die Festigkeit eines Materials unter Dreipunkt-Biegebedingungen angegeben als:
wobei σ_u die Biegefestigkeit und F_max die maximale Kraft, die aufgezeichnet wurde, ist.
Beispiel 2
Verfahren zum Bestimmen, ob ein AFP Eis-Umkristallisationshemmungseigenschaften hat
Die Umkristallisationshemmungseigenschaften können unter Verwendung eines modifizierten „Splat-Tests" (Knight et al., 1988) gemessen werden. 2,5 μl der zu untersuchenden Lösung in 30% (Gew./Gew.) Saccharose werden auf ein reines, entsprechend markiertes, kreisförmiges 16 mm Deckglas transferiert. Ein zweites Deckglas wird oben auf den Tropfen der Lösung gegeben, und das „Sandwich" wird zwischen Finger und Daumen zusammengedrückt. Das „Sandwich" wird dann in ein Hexan-Bad fallen lassen, das auf –80°C in einer Trockeneis-Box gehalten wird. Sobald alle „Sandwiches" hergestellt worden sind, werden diese aus dem –80°C Hex an-Bad in die Ansichtskammer transferiert, die auf –6°C gehaltenes Hexan enthält, wobei eine in Trockeneis vorgekühlte Zange verwendet wird. Nach dem Transfer auf –6°C kann man sehen, wie sich die Sandwiches von einem transparenten zu einem opaken Aussehen verändern. Bilder werden mit einer Videokamera aufgezeichnet und in ein Bildanalysesystem (LUCIA, Nikon) unter Verwendung eines 20x-Objektivs gebracht. Bilder jedes Splats werden zur Zeit = 0 und wiederum nach 60 Minuten aufgezeichnet. Die Größe der Eiskristalle in beiden Tests wird verglichen, indem die Objektträger in einen Temperatur-gesteuerten Kryostat-Schrank gegeben werden (Bright Instrument Co. Ltd., Huntington, UK). Die Bilder der Proben werden mittels einer Sony Monochrom-CCD-Videokamera in ein Quantimet 520 MC Bildanalysesystem (Leica, Cambridge, UK) transferiert. Die größenmäßige Bestimmung der Eiskristalle wurde durchgeführt, indem man die Eiskristalle mit der Hand umzeichnete. Mindestens 400 Kristalle wurden für jede Probe größenmäßig bestimmt. Es wurde angenommen, dass die Eiskristallgröße die längste Dimension der 2D-Projektion jedes Kristalls war. Die durchschnittliche Kristallgröße wurde als das Zahlenmittel der einzelnen Kristallgrößen bestimmt. Wenn die Größe zum Zeitpunkt 30–60 Minuten ähnlich oder nur mäßig (weniger als 10%) größer ist im Vergleich zur Größe zu t=0, und/oder die Kristallgröße weniger als 20 Mikrometer, vorzugsweise von 5 bis 15 Mikrometer, ist, so ist dies ein Anzeichen für gute Eisumkristallisationshemmungseigenschaften.
Beispiel 3
Standard-Vickers-Härte-Test.
Der Vickers-Härte-Test ist ein Einkerbungstest, bei welchem ein pyramidenförmiges Kerbewerkzeug in die Oberfläche des Materials gestoßen wird und die aufgebrachte Kraft als Funktion der Spitzenverbiegung aufgezeichnet wird. Die Kraft und die Verbiegung werden während des Kerbe-Belastungs- und -Entlastungs-Zyklus gemessen.
Der Test ist in „Handbook of Plastics Test Materials", Hg. R.P.Brown, Verlag George Godwin Limited, The Builder Group, 1–3 Pemberton Row, Fleet Street, London, 1981, beschrieben.
Die Vickers-Pyramiden-Geometrie ist eine Maschinenbauindustrie-Norm (Bsi 427, 1990). Sie hat einen Öffnungswinkel an der Spitze von 136°. Die Härte wird bestimmt als:
worin H_v die Vickers-Härte ist, F_max die maximale aufgebrachte Kraft ist (vgl. 2) und A die projizierte Fläche der Einkerbung ist, die in der Oberfläche des Materials zurückbleibt. Die Fläche A wird bestimmt, indem man annimmt, dass die Einkerbung dieselbe Geometrie hat wie das Kerbewerkzeug, das sie formte, d.h. eine Vickers-Pyramide, und daher kann die projizierte Fläche aus der Kerbe-Tiefe bestimmt werden, die durch d_i in 2 angegeben ist. A = 24,5di 2
Beispiel 4
Messung der Kontiguität
Die Kontiguität wird unter Verwendung von Bildern des Mikrogefüges des Eiskonfekts mit Hilfe einer kryogenen Rasterelektronenmikroskopie (Scanning Electron Microscopy, SEM) gemessen. Die Bildgebung der Gefüge erfolgt unter Verwendung der in „A low temperature scanning electron microscopy study of ice cream. I. Techniques and general microstructure", Food Structure Bd. 11 (1992), S. 1–9, beschriebenen Technik.
Bei einem teilchenförmigen Verbundstoff ist die Kontiguität der Teilchen-Phase als das Verhältnis des Partikels zur Partikel-Grenzfläche, geteilt durch den gesamten inneren Grenzflächenbereich, definiert. Sie ist ein Maß für das Ausmaß der Netzwerkbildung der Teilchen-Phase. Bei Eiskonfektzubereitungen sind die Teilchen Eiskristalle innerhalb der Matrix, und somit ist die Kontiguität des Eises definiert als:
worin C_ii die Kontiguität, A_ii der gesamte Grenzflächen-Oberflächenbereich von Eis-Eis-Grenzflächen und A_im der Grenzflächen-Oberflächenbereich von Eis-Matrix-Grenzflächen ist. Die Kontiguität kann aus Abbildungen des Mikrogefüges randomisierter ebener Oberflächen, die durch das Material geschnitten werden, gemessen werden. Kryo-SEM-Bilder flacher Bruchflächen von nicht mit Luft versetztem Eiskonfekt reichen dazu aus.
Indem man eine Anordnung aus Linien auf die Abbildung des Mikrogefüges legt, werden die Anzahl der Schnittpunkte dieser Linien mit Eis-Eis- und Eis-Matrix-Grenzflächen gezählt und in der folgenden Gleichung kombiniert, um die Kontiguität zu erhalten:
worin N_ii = die Anzahl der Eis-Eis-Schnittpunkte pro Längeneinheit, und N_im = die Anzahl der Eis-Matrix-Schnittpunkte pro Längeneinheit.
Idealerweise wurden etwa 800 Grenzflächen von insgesamt 5 Abbildungen gezählt, die für das Gefüge jeder Probe repräsentativ sind.
Zur Bestimmung der Kontiguität wurden zwei Sätze von Messungen von jedem Bild gemacht. Nachdem ein normaler Satz von Linien auf dem Bild angeordnet worden war, wurde die Anzahl der Schnittpunkte der Eis-Matrix- und Eis-Eis-Grenzflächen mit diesen Linien gezählt, wobei nur ganz offensichtliche Eis-Eis-Grenzflächen inkludiert wurden. Die Zählung wurde dann wiederholt, doch wurden diesmal alle möglichen Eis-Eis-Grenzflächen inkludiert. In dieser Weise wurde eine Messung der maximalen Eis-Kontiguität und eine Messung der minimalen Eis-Kontiguität für jedes Bild erstellt. Das Mittel dieser Zahlen wird dann als Kontiguitätswert genommen.
Beispiel 5
Messung des Euler-Poincare-Merkmals
Das Euler-Poincare-Merkmal wird unter Verwendung von Abbildungen des Mikrogefüges des Eiskonfekts gemessen, wobei die kryogene Rasterelektronenmikroskopie (SEM) verwendet wurde. Die Gefüge werden unter Verwendung der in "A low temperature scnanning electron microscopy study of ice cream. I. Techniques and general microstructure" Food Structure, Bd. 11 (1992), S. 1-9, beschriebenen Technik abgebildet.
Bei einem Zweiphasen-Verbundstoff-Gefüge kann der Grad der Kontinuität einer Phase unter Verwendung des Euler-Poincare-Merkmals gemessen werden. Je niedriger der Wert des Euler-Poincare-Merkmals für eine Phase ist, desto kontinuierlicher oder mehr verbunden ist diese Phase innerhalb des Mikrogefüges. Das Euler-Poincare-Merkmal kann eine positive oder negative Zahl sein. Die Definition des Euler-Poincare-Merkmals ist in "Unbiased estimation of the Euler-Poincare characteristic" von B.P. Pinnamaneni, C. Lantuejoul, J.P. Jernot und J.L. Chermant, Acta Sterelogica, 1989, 8/2, S. 101–106, angegeben.
Um das Euler-Poincare-Merkmal für Eis in Eiskonfektzubereitungen zu messen, wurde eine Identifizierung der Eis- und Matrix-Phasen auf den Mikrogefüge-Abbildungen durchgeführt, wobei ein Bildanalyse-System verwendet wurde; das Eisphasen-Euler-Poincare-Merkmal wurde unter Verwendung eines speziell geschriebenen Analyseprogramms bestimmt. Wann immer der Kontrast in den Bildern für das Bildanalyse-System nicht ausreichte, um Eis und Matrix automatisch separat zu unterscheiden, wurde die Grenzfläche zwischen den beiden manuell identifiziert, wodurch eine genaue Bestimmung des Euler-Poincare-Merkmals ermöglicht wurde.
Das Euler-Poincare-Merkmal kann für Eis in einem Eiskonfekt, das auf jedem beliebigen Verarbeitungsweg hergestellt wurde, gemessen werden.
Beispiel 6
Verhältniszahlmessung
Die Proben wurden bei -18°C in einem Prolan-Umweltschrank etwa 12 h lang äquilibriert. Mikroskop-Objektträger wurden präpariert, indem eine dünne Schicht des Eiskonfekts aus dem Zentrum auf dünne Glasplättchen gestrichen wurde.
Jeder Objektträger wurde auf einen Temperatur-gesteuerten Mikroskoptisch (bei -18°C) transferiert, wo Bilder von Eiskristallen (etwa 400 einzelne Eiskristalle) gesammelt und durch eine Videokamera zu einem Bild-Aufbewahrungs- und -Analysesystem übermittelt wurden.
Die aufbewahrten Bilder des Eiskristalls wurden manuell durch Umzeichnen seines Umfangs hervorgehoben, wodurch der gesamte Kristall ge"highlighted" wurde. Die Bilder der hervorgehobenen Kristalle wurden dann unter Verwendung der Bildanalyse-Software gemessen, die die Anzahl der Pixel zählt, die notwendig sind, um den längsten Durchmesser (Länge), kürzesten Durchmesser (Breite), die Verhältniszahl (Länge/Breite) zu vervollständigen.
Die durchschnittliche Verhältniszahl wurde für die Kristalle berechnet.
Beispiel 7
Herstellung von geformten Einzelstück(„monobite")-Wassereisstücken, die in einem hohlen „Ring"-Format erzeugt wurden und eine harte, knusprige Beschaffenheit aufweisen.
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Formulierung wurde wie folgt hergestellt:

(Gewicht)

Fructose 5,0

Johannisbrotkernmehl 0,5

Zitronensäure 0,5

Geschmacksstoffe/Farben 0,5

AFP Typ III 0,005

Wasser auf 100

Gesamte Feststoffe: 6,4
Eisgehalt bei -18°C: 89,4 Gew.-%

Herstellung der Wassereismischung
Alle Wassereis-Ingredienzien, außer AFP, wurden unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung etwa 3 min lang zusammengemischt. Das Wasser wurde mit einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Danach wurde das AFP zugegeben, und es wurde etwa 30 Sekunden lang mit der heißen Mischung vermischt.
Die Mischung wurde dann 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet.
Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Herstellung des Wassereis-Produkts
Die Wassereismischung wurde unter Verwendung eines Dünnschicht-Wärmeaustauschers Technohoy MF 75 zu Matsch gefroren.
Der Wassereis-Matsch wurde bei etwa –2°C durch eine zylindrisch geformte Düse extrudiert, die einen Außendurchmesser von 15 mm und einen Innendurchmesser von 11 mm hatte, um lange, hohle Schläuche zu bilden. Die Schläuche wurden in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert. „Monobites" wurden gebildet, indem die hohlen Schläuche zu Stücken mit einer Länge von etwa 1–2 cm geschnitten wurden.
Das endgültige „Monobite"-Produkt hatte einen Außendurchmesser von etwa 20 mm und eine Wassereisdicke von 2–3 mm.
Die Produkte waren für die Herstellung, Verpackung, Lagerung und Verteilung stabil.
Beispiel 8
Milcheisflocken mit Schokoladegeschmack, lose zusammengeformt und in Schokolade überzogen. Dies ergab ein Produkt mit neuen Essmerkmalen, welches leicht und sauber zu handhaben ist.

Eine Milcheis-Vormischung mit der folgenden Formulierung wurde wie folgt hergestellt:

	(Gewicht)
Saccharose	13,2
42 DE Corn Syrup (Stärkezuckersirup aus Mais)	2,8
Magermilchpulver	5,0
Vollmilchpulver	11,2
Stabilisator	0,27
Emulgator	0,2
Cacaopulver	4,0
AFP Typ III	0,005
Wasser	auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 35,3 Gew.-%
Eis bei -18°C: 52,1 Gew.-%

Alle Milcheis-Ingredienzien, außer AFP, wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammen gemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Milcheismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Danach wurde das AFP zugesetzt, und es wurde etwa 30 Sekunden lang in die heiße Mischung eingemischt.
Die Mischung wurde dann homogenisiert (2000 psi (137,9 bar)) und 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Die Schokolademilcheis-Vormischung wurde gefroren, indem eine dünne Schicht mit einer Dicke von etwa 0,5 mm auf einen Gerstenberg und Agger-Pilot-Flocken-Trommelfrierer aufgetragen wurde, die mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 5 U/min betrieben wurde. Die Trommeloberfläche, die eine Fläche von 0,2 m² hatte, wurde mit einem zirkulierenden wässerigen Methanol-Kühlmittel auf –25°C gekühlt. Nach einer vollständigen Umdrehung der Trommel (etwa 12 Sekunden) wurde die gefrorene Schicht unter Verwendung einer Metallklinge von der Oberfläche abgekratzt, und das flockenförmige Milcheis wurde gesammelt. Die erzeugten einzelnen Flocken hatten eine Dicke von 0,5 bis 1 mm, eine Länge von 10 bis 150 mm und eine Breite von 1 bis 10 mm. Die Flocken wurden dann unter Verwendung von Silikonpapier lose zu einer Rolle mit einer Länge von etwa 15 cm und einem Durchmesser von 1 bis 3 cm geformt. Die geformten Flocken wurden dann in einem Gebläse-Tiefkühler gehärtet, der auf etwa –35°C betrieben wurde, danach bei –25°C gelagert. Die geformte Flockenrolle wurde dann in Schokolade eingetaucht oder damit umhüllt.
Beispiele 9 bis 12

Eine Eiscreme-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung wurde hergestellt:

	Gew.-%
Saccharose	13,000
Magermilchpulver	10,000
Butterfett	8,000
Maltodextrin 40	4,000
Monoglycerin-palmitat (MGP)	0,300
Johannisbrotkernmehl	0,144
Carrageenan L100	0,016
Geschmack	0,012
Wasser	auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 35 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 54 Gew.-%

Alle Eiscreme-Ingredienzien wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammengemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann homogenisiert (2000 psi) und 25 Sekunden lang zum Pasteurisieren bei 81°C durch einen Platten-Wärmeaustauscher geleitet. Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Nach dem Pasteurisieren wurde AFP Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) der Eiscreme-Vormischung in den folgenden Konzentrationen zugesetzt:

Beispiel 9 – 0,0005 Gew.-%
Beispiel 10 – 0,0025 Gew.-%
Beispiel 11 – 0,005 Gew.-%
Beispiel 12 – 0,001 Gew.-%

Die Eiscreme-Vormischung wurde dann unter Verwendung eines Technohoy MF 75-Dünnschicht-Wärmeaustauschers so gefroren, dass keine Volumssteigerung in der Eiscreme bewirkt wurde. Die Eiscreme wurde bei einer Temperatur von –4,3°C bis –4,6°C extrudiert. Dann wurde das Produkt in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegung wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit einer Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen. Die Ergebnisse sind in den 3 und 4 gezeigt, worin AFP-enthaltende Beispiele mit (☐) gezeigt sind und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Vickers-Härte wurde ebenso bestimmt, wobei das in Beispiel 3 verwendete Verfahren benützt wurde; die Ergebnisse sind in 5 gezeigt, worin AFP enthaltende Beispiele mit (☐) und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
ΔH_v/H_{v orig} und ΔH_v wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
Die nicht mit Luft versetzte Eiscreme der Beispiele 9 bis 12 kann zum Vorsehen dünner, nicht unterstützter, einzelner Stücke, wie Ringe, wie sie von Beispiel 7 geliefert werden, und Flocken, wie sie von Beispiel 8 geliefert werden, verwendet werden.
Beispiel 13, Vergleichsbeispiele A bis C
Eine Eiscreme-Vormischung mit der Formulierung aus Beispiel 10 wurde, wie für Beispiel 10 beschrieben, hergestellt, die Vormischung wurde dann, wie für Beispiel 10 beschrieben, mit den folgenden Volumssteigerungen (Volumsanteil an Luft (V_air)) gefroren:

Beispiel 13 – keine Volumssteigerung (0)
Vergleichsbeispiel A – 43% Volumssteigerung (0,3)
Vergleichsbeispiel B – 67% Volumssteigerung (0,4)
Vergleichsbeispiel C – 100 Volumssteigerung (0,5)

Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit relevanten Kontrollproben, die kein AFP enthielten, verglichen. Die Ergebnisse sind in den 6 und 7 gezeigt, worin AFP-enthaltende Beispiele mit (☐) gezeigt sind und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Die Vickers-Härte wurde ebenso bestimmt, wobei das in Beispiel 3 verwendete Verfahren benützt wurde; die Ergebnisse sind in 8 gezeigt, worin AFP enthaltende Beispiele mit (☐) und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
ΔH_v/H_{v orig} und ΔH_v wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Die nicht mit Luft versetzte Eiscreme des Beispiels 13 kann zum Vorsehen dünner, nicht unterstützter, einzelner Stücke, wie Ringe, wie in Beispiel 7 beschrieben, und Flocken, wie in Beispiel 8 beschrieben, verwendet werden. Dünne, nicht unterstützte, einzelne Stücke, die unter Verwendung der Eiscreme der Vergleichsbeispiele A bis C hergestellt wurden, waren jedoch nicht selbst-tragend und fielen während der Lagerung und Verteilung in sich zusammen.
Beispiele 14 bis 17
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie folgt hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 20,0

Johannisbrotkernmehl 0,2

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 20,2 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 70 Gew.-%

Die Wassereis-Lösung wurde wie folgt hergestellt:
Alle Wassereis-Ingredienzien außer AFP wurden unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung etwa 3 min lang zusammengemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Danach wurde die Mischung im Platten-Wärmeaustauscher vor Verwendung auf etwa 4°C gekühlt.
Nach dem Pasteurisieren wurde AFP vom Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) zur Wassereis-Lösung in den folgenden Konzentrationen zugegeben:

Beispiel 14 – 0,0005
Beispiel 15 – 0,0011%
Beispiel 16 – 0,0025%
Beispiel 17 – 0,005

Die Wassereis-Lösung wurde in einem Dünnschicht-Wärmeaustauscher Technohoy MF 75 gefroren, wobei keine Volumssteigerung darin bewirkt wurde. Das Wassereis wurde bei einer Temperatur von –3,9°C bis –5,6°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit einer Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen. Die Ergebnisse sind in den 9 und 10 gezeigt, worin AFP enthaltende Beispiele mit (☐) und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Die Vickers-Härte wurde ebenso bestimmt, wobei das in Beispiel 3 verwendete Verfahren benützt wurde; die Ergebnisse sind in 11 gezeigt, worin AFP enthaltende Beispiele mit (☐) und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
ΔH_v/H_{v orig} und ΔH_v wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Die Wassereis-Zusammensetzungen der Beispiele 14–17 können zum Vorsehen dünner, nicht unterstützter, einzelner Stücke, wie Ringe, wie in Beispiel 7 beschrieben, und Flocken, wie in Beispiel 8 beschrieben, verwendet werden.
Beispiele 18–21
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie in den Beispielen 14–17 hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 20,0

Johannisbrotkernmehl 0,2

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 20,2 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 70 Gew.-%

Nach dem Pasteurisieren wurde AFP vom Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) zur Wassereis-Lösung in den folgenden Konzentrationen zugegeben:

Beispiel 18 – 0,0005
Beispiel 19 – 0,0011
Beispiel 20 – 0,0025%
Beispiel 21 – 0,005%

Die Wassereis-Lösung wurde dann ruhig gefroren. Die Wassereis-Lösung wurde in die Trennformen aus Metall gegossen, die zur Herstellung der mechanischen Teststücke verwendet wurden (vgl. Beispiel 1). Diese wurden dann über Nacht in den Kühlraum gegeben, damit sie ruhig bei einer Temperatur von –25°C gefrieren. Am nächsten Tag wurden die Testbarren aus den Formen genommen, in Polyethylen-Säckchen gegeben und bis zum Tag vor dem mechanischen Testen bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit einer Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen. Die Ergebnisse sind in den 12 und 13 gezeigt, worin AFP enthaltende Beispiele mit (☐) und Kontrollproben, die kein AFP enthalten, mit (♦) gezeigt sind.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Beispiele 22 & 23, Vergleichsbeispiel D

Eine Eiscreme-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung wurde hergestellt:

	Gew.-%
Saccharose	13,000
Magermilchpulver	10,000
Butterfett	8,000
Maltodextrin 40	4,000
MGP	0,300
Johannisbrotkernmehl	0,144
Carrageenan L100	0,016
Geschmack	0,012
Wasser	auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 35 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 54 Gew.-%

Alle Eiscreme-Ingredienzien wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammengemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann homogenisiert (2000 psi) und 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Nach dem Pasteurisieren wurde AFP vom Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) der Eiscreme-Vormischung in den folgenden Konzentrationen zugesetzt:

Beispiel 22 – 0,0005 Gew.-%
Beispiel 23 – 0,005 Gew.-%
Vergleichsbeispiel D – kein AFP

Die Eiscreme-Vormischung wurde dann unter Verwendung eines Technohoy MF 75-Dünnschicht-Wärmeaustauschers so gefroren, dass keine Volumssteigerung in der Eiscreme bewirkt wurde. Die Eiscreme wurde bei einer Temperatur von –4,4 bis –5,4°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Die Kontiguität wurde wie in Beispiel 4 gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
Beispiele 24 & 25, Vergleichsbeispiel E
Eine Wassereislösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde, wie folgt, hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 20,0

Johannisbrotkernmehl 0,2

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 20,2 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 70 Gew.-%

Die Wassereis-Lösung wurde wie in Beispiel 12 hergestellt.
Nach dem Pasteurisieren wurde AFP vom Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) zur Wassereis-Lösung in den folgenden Konzentrationen zugegeben:

Beispiel 24 – 0,0005 Gew.-%
Beispiel 25 – 0,005 Gew.-%
Vergleichsbeispiel E – kein AFP

Die Wassereis-Lösung wurde in einem Dünnschicht-Wärmeaustauscher Technohoy MF 75 gefroren, wobei keine Volumssteigerung darin bewirkt wurde. Das Wassereis wurde bei einer Temperatur von –3,9°C bis –5,6°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Die Kontiguität wurde wie in Beispiel 4 gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Tabelle 6
Beispiel 26, Vergleichsbeispiel F

Eine Eiscreme-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung wurde hergestellt:

Gesamte lösliche Feststoffe: 35 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C

Beispiel 26 – 0,005 Gew.-%
Vergleichsbeispiel F – kein AFP

Die Eiscreme-Vormischung wurde dann unter Verwendung eines Technohoy MF 75-Dünnschicht-Wärmeaustauschers so gefroren, dass keine Volumssteigerung in der Eiscreme bewirkt wurde. Die Eiscreme wurde bei einer Temperatur von –4,4 bis –5,4°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Das Euler-Poincare-Merkmal wurde wie in Beispiel 5 gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.
Tabelle 7
Beispiel 27, Vergleichsbeispiel G
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie folgt hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 20,0

Johannisbrotkernmehl 0,2

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 20,2 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 70 Gew.-%

Die Wassereis-Lösung wurde wie in Beispiel 12 hergestellt.
Nach dem Pasteurisieren wurde AFP vom Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) der Wassereis-Lösung in den folgenden Konzentrationen zugesetzt:

Beispiel 27 – 0,005 Gew.-%
Vergleichsbeispiel G – kein AFP

Die Wassereis-Lösung wurde ruhig gefroren, wie in Beispiel 21 beschrieben, wobei keine Volumssteigerung darin bewirkt wurde.
Das Euler-Poincare-Merkmal wurde wie in Beispiel 5 gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
Tabelle 8
Beispiel 28

Eine Milcheis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie folgt hergestellt:

	(Gew./Gew.)
Saccharose	13,2
Stärkezuckersirup	aus Mais 2,8
Vollmilchpulver	11,2
Magermilchpulver	5,0
Stabilisator	0,27
Emulgator	0,20
Farbe/Geschmack	0,06
AFP	0,005
Wasser	auf 100

Alle Milcheis-Ingredienzien, außer AFP, wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammen gemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Milcheismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann homogenisiert (2000 psi) und 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Danach wurde die Mischung in zwei Hälften geteilt, und AFP vom Typ III (wie in WO 97/02343) wurde einer Hälfte zugesetzt.
Die Milcheis-Lösungen wurden dann ruhig gefroren. Die Milcheis-Lösung wurde in die Trennformen aus Metall gegossen, die zur Herstellung der mechanischen Teststücke verwendet wurden (vgl.
Beispiel 1). Sie wurden dann über Nacht in den Kühlraum gegeben, damit sie bei einer Temperatur von –25°C ruhig frieren. Am nächsten Tag wurden die Testbarren aus den Formen genommen, in Polyethylen-Säckchen gegeben und bis zum Tag vor dem mechanischen Testen bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse für das AFP enthaltende Milcheis wurden mit der kein AFP enthaltenden Kontrollprobe verglichen.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 gezeigt.
Tabelle 9
Beispiel 29
Eine Milcheis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie folgt hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 13,2

Stärkezuckersirup aus Mais 2,8

Vollmilchpulver 11,2

Magermilchpulver 5,0

Stabilisator 0,27

Emulgator 0,20

Farbe/Geschmack 0,06

AFP 0,005

Wasser auf 100
Alle Milcheis-Ingredienzien, außer AFP, wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammen gemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Milcheismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann homogenisiert (2000 psi) und 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Danach wurde die Mischung in zwei Hälften geteilt, und AFP vom Typ III (wie in WO 97/02343 beschrieben) wurde einer Hälfte zugesetzt.
Die Milcheis-Lösungen wurden in einem Dünnschicht-Wärmeaustauscher Technohoy MF 75 gefroren, wobei keine Volumssteigerung darin bewirkt wurde. Das Wassereis wurde bei einer Temperatur von –3,9°C bis –5,6°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Ge bläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert. Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse für das AFP enthaltende Milcheis wurden mit der kein AFP enthaltenden Kontrollprobe verglichen.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 gezeigt.
Tabelle 10
Beispiel 30
„Monobite"-Wassereisstücke in Form hohler Ringe wurden hergestellt, wie im Detail in Beispiel 7 beschrieben.
Varianten mit und ohne AFP vom Typ III wurden hergestellt. Die ohne AFP-Typ III hergestellten Ringe hatten keine knusprige, spröde Beschaffenheit und konnten leicht mit der Hand verformt und zerbrochen werden.
Die Proben wurden jeweils auf einem Maschengitterrost aus rostfreiem Stahl in einer Temperatur-gesteuerten Umgebung (Temperatur = +24°C) platziert. Der Gewichtsverlust der Proben gegen Zeit wurde gemessen, während die Probe schmilzt und durch den Rost tropft. Die Mittelwerte von 3 Replikaten wurden für beide untersuchten Proben genommen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 gezeigt.
Tabelle 11
Aus den Daten ist ersichtlich, dass das Schmelzverhalten der Kontrolle und der AFP-Produkte verschieden ist. Der erste Tropfen vom Kontrollprodukt ist nach 4 Minuten zu sehen, während das AFP-hältige Produkt mehr als 10 Minuten braucht. Die Kontrollprodukte beginnen fast sofort ihre strukturelle Integrität zu verlieren, wogegen das AFP-hältige Produkt ein intakter, hohler Ring bleibt, bis es schmilzt.
Beispiel 31
Methodik zur Messung der mechanischen Eigenschaften dünner Eisschichten
Die mechanischen Eigenschaften wurden unter Verwendung eines
Dreipunkt-Biegetests bestimmt.
Der Dreipunkt-Biegetest kann zur Bestimmung einer Reihe mechanischer Eigenschaften von Eiskonfekt-Materialien verwendet werden. Die mechanischen Eigenschaften, welche gemessen werden, sind der Young-Modul (apparent) und die Biegefestigkeit.
Bei einem Biegetest wird ein Teststück verformt, während man die aufgebrachte Kraft und die Teststück-Beugung misst. Ein schematischer Daten-Satz für ein Eiskonfekt ist in 1 gezeigt. Der apparente Elastizitätsmodul wird durch den Gradienten des linearen Anfangsteils dieser Kurve bestimmt.
Der 3-Punkt-Biegetest erfordert die Herstellung eines parallelseitigen rechteckigen Barrens aus Eiskonfekt-Material. Dies kann mit jeglichen geeigneten Mitteln erhalten werden.
Bei dieser besonderen Anwendung wurde der parallel-seitige rechteckige Barren aus Eiskonfekt unter Verwendung von Silikongummiformen erzeugt, wobei Streifen aus Eiskonfekt mit den Abmessungen 70 × 10 × 2 mm hergestellt wurden.
Die Formen wurden mit der Mischung geringfügig überfüllt, und eine Temperatur-gesteuerte Platte (auf –30°C eingestellt) wurde auf die Form abgesenkt, so dass sie quer über die Breite auflag und die Mischung durch die Tiefe hindurch fror. Die Proben wurden dann auf –20°C äquilibriert, bevor sie zu einer Länge von 50 mm geschnitten wurden. Solche 50 mm lange Stücke aus Eiskonfekt wurden dann über Nacht auf -18°C äquilibriert, bevor sie wie unten beschrieben analysiert wurden.
Der Test ist in „Biomechanics Materials. A Practical Approach" Hg. J.F.V. Vincent, Verlag IRL Press, Oxford University Press, Walton Street, Oxford, 1992 beschrieben. Zum Testen gehört, dass jeder Barren auf 2 Stützen gegeben wird und bis zum Bruch gebogen wird, indem Druck von einer dritten Stütze zentral auf die obere Oberfläche des Barrens aufgebracht wird. Die beim Biegen aufgebrachte Kraft und die Verschiebung des sich bewegenden Kontakts werden während des gesamten Tests aufgezeichnet. Die Geschwindigkeit des Absenkens der sich bewegenden Stütze war 10 mm pro Minute.
Der apparente Elastizitätsmodul des Materials ist durch die Gleichung gegeben:
wobei der Gradient jener ist, der in 1 gezeigt ist, S die Spanne (Distanz) zwischen den stützenden Kontakten unterhalb des Testbarrens, B die Breite des Barrens ist und D die Tiefe des Barrens ist.
Für diese Tests betrug die Spanne (S) 30 mm.
Unter Bezugnahme auf 1 ist die Festigkeit eines Materials unter Dreipunkt-Biegebedingungen angegeben als:
wobei σ_u die Biegefestigkeit und F_max die maximale Kraft, die aufgezeichnet wurde, ist.
Beispiel 32
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde hergestellt:

Gew./Gew.

Saccharose 5

Johannisbrotkernmehl 0,2

AFP 0,005

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 5 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 92 Gew.-%

Die Wassereis-Lösung wurde wie folgt hergestellt:
Alle Wassereis-Ingredienzien, außer AFP, wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammengemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde in einem Laugenbad auf etwa 4°C gekühlt.
Nach dem Kühlen wurde AFP vom Typ III (wie in der WO 97/02343 beschrieben) zur Wassereis-Lösung zugegeben.
Dünne Wassereisschichten wurden dann erzeugt, wie detailliert in Beispiel 31 angegeben ist, und danach wurden der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit unter Verwendung des in Beispiel 31 beschriebenen Tests bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit einer Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12 gezeigt.
Tabelle 12
Beispiel 33
Beispiel 32 wurde wiederholt, nur dass die folgende Wassereis-Lösung hergestellt wurde:

Gew./Gew.

Saccharose 20

Johannisbrotkernmehl (locust bean gum, LBG) 0,2

AFP 0,005

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 20,2 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 70 Gew.-%

Die Ergebnisse sind in Tabelle 13 gezeigt.
Tabelle 13
Beispiel 34
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde, wie in Beispiel 17 angegeben, hergestellt.

Gew./Gew.

Saccharose 10,0

Glucose 5,0

Johannisbrotkernmehl (LBG) 0,2

Zitronensäure 0,5

AFP 0,005

Farbe/Geschmack 0,2

Wasser auf 100
Dünne Wassereisschichten wurden dann hergestellt, wie detailliert in Beispiel 31 angegeben, und der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung des in Beispiel 31 beschriebenen Tests bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit einer Kontrollprobe verglichen, die kein AFP enthielt.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt.
Tabelle 14
Beispiel 35
Beispiel 34 wurde wiederholt, nur dass eine Milcheis-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung verwendet wurde:

Gew./Gew.

Fructose 5,0

Johannisbrotkernmehl (LBG) 0,5

Zitronensäure 0,5

Farben/Geschmacksstoffe 0,2

AFP 0,005

Wasser auf 100
Tabelle 15
Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt.
Beispiel 36
Eine Eiscreme-Zusammensetzung mit der folgenden Formulierung wurde hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 13,500

Magermilch-Konzentrat (30% Feststoffe) 24,000

Obers (40% Fett) 43,000

Eidotter (ungesüßt) 4,500

Vanillegeschmack 1,000

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 45 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 46 Gew.-%

Alle Eiscreme-Ingredienzien wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammengemischt.
Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Eiscrememischung betrug nach dem Mischen etwa 38- 45°C.
Die Mischung wurde dann homogenisiert (2000 psi) und 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde dann im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4°C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Nach dem Pasteurisieren wurde AFP vom Typ I (von AF-Protein) zur Eiscreme-Vormischung in folgender Konzentration zugegeben: Beispiel 36 – 0,001 Gew.-%
Die Eiscreme-Vormischung wurde dann unter Verwendung eines Dünnschicht-Wärmeaustauschers Technohoy MF 75 gefroren, wobei keine Volumssteigerung darin bewirkt wurde. Die Eiscreme wurde bei einer Temperatur von –4,8°C bis –5,5°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit einer relevanten Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 gezeigt.
Tabelle 16
Beispiel 37
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie folgt hergestellt:

Gew.-%

Saccharose 18

Johannisbrotkernmehl 0,18

hydrolysiertes Milchprotein (Hyfoama DS) 0,1

Gras-AFP-Lösung 30,0

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 18 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 73 Gew.-%

Eine Kontrollmischung ohne AFP wurde hergestellt, wobei die Gras-AFP-Lösung durch 30 Gew.-% Wasser ersetzt wurde.
Alle Wassereis-Ingredienzien, außer AFP, wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammengemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde danach im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4° C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Das AFP wurde nach dem Pasteurisieren zugesetzt.
Die Wassereis-Lösung wurde in einem Dünnschicht-Wärmeaustauscher Technohoy MF 75 gefroren, wobei keine Volumssteigerung darin bewirkt wurde. Das Wassereis wurde bei einer Temperatur von –2,6°C bis –3,6°C extrudiert. Das Produkt wurde dann in einem Gebläse-Tiefkühler bei –35°C gehärtet, danach bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul und die Biegefestigkeit wurden unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit der Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen.
Δ Modul, Δ Modul/ursprünglicher Modul, Δ Festigkeit und Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit wurden berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 17 gezeigt.
Tabelle 17
Beispiel 38
Eine Wassereis-Lösung mit der folgenden Zusammensetzung wurde wie folgt hergestellt.

Gew.-%

Saccharose 18

Johannisbrotkernmehl 0,18

hydrolysiertes Milchprotein (Hyfoama DS) 0,1

Gras-AFP-Lösung 30,0

Wasser auf 100

Gesamte lösliche Feststoffe: 18 Gew.-%
Eisgehalt bei -18°C: 73 Gew.-%

Eine Kontrollmischung ohne AFP wurde hergestellt, wobei die Gras-AFP-Lösung durch 30 Gew.-% Wasser ersetzt wurde.
Alle Wassereis-Ingredienzien, außer AFP, wurden etwa 3 min lang unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherung zusammengemischt. Das Wasser wurde bei einer Temperatur von 80°C zugegeben. Die Temperatur der Wassereismischung betrug nach dem Mischen etwa 55–65°C.
Die Mischung wurde dann 25 Sekunden lang durch einen Platten-Wärmeaustauscher zum Pasteurisieren bei 81°C geleitet. Die Mischung wurde danach im Platten-Wärmeaustauscher auf etwa 4° C gekühlt, bevor sie verwendet wurde.
Die AFP-Lösung wurde nach dem Pasteurisieren zur Wassereis-Lösung zugegeben.
Die Wassereis-Lösung wurde dann ruhig gefroren. Die Wassereis-Lösung wurde in die Trennformen aus Metall gegossen, die zur Herstellung der mechanischen Teststücke verwendet wurden (vgl. Beispiel 1). Diese wurden dann über Nacht in den Kühlraum gegeben, damit sie ruhig bei einer Temperatur von –25°C gefrieren. Am nächsten Tag wurden die Testbarren aus den Formen genommen, in Polyethylen-Säckchen gegeben und bis zum Tag vor dem mechanischen Testen bei –25°C gelagert.
Der apparente Elastizitätsmodul wurde unter Verwendung eines Vierpunkt-Biegetests, wie in Beispiel 1 beschrieben, bestimmt.
Die Ergebnisse wurden mit der Kontrollprobe, die kein AFP enthielt, verglichen.
Δ Modul und Δ Modul/ursprünglicher Modul wurden berechnet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 18 gezeigt.
Tabelle 18

Claims

Eiskonfekt mit einer Volumssteigerung von weniger als 10% in Form dünner, nicht abgestützter, einzelner Stücke, die während dem Verpacken, Lagern und Verteilen stabil sind, wobei das Eiskonfekt ein Frostschutz-Protein aufweist und die folgenden mechanischen Eigenschaften hat: Δ Modul/ursprünglicher Modul ≥ 0,4 und/oder Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≥ 0,4, wobei vorgesehen ist, dass, wenn Δ Modul/ursprünglicher Modul ≤ 6,0, Δ Modul ≥ 50MPa, und/oder wenn Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≤ 2,0, Δ Festigkeit ≥ 0,2MPa.
Eiskonfekt nach Anspruch 1, wobei Δ Modul/ursprünglicher Modul ≥ 0,4, wobei vorgesehen ist, dass wenn Δ Modul/ursprünglicher Modul ≤ 0,6, Δ Modul ≥ 70MPa, vorzugsweise ≥ 90MPa, am meisten bevorzugt ≥ 100MPa.
Eiskonfekt nach Anspruch 1, wobei Δ Modul/ursprünglicher Modul ≥ 1,0, wobei vorgesehen ist, dass wenn Δ Modul/ursprünglicher Modul ≤ 6,0, Δ Modul ≥ 100MPa, vorzugsweise ≥ 200MPa.
Eiskonfekt nach Anspruch 1, wobei Δ Festigkeit/ursprüngliche Festigkeit ≥ 0,7, vorzugsweise ≥ 1,5.
Eiskonfekt nach. Anspruch 1 mit einem solchen Vickers-Härte-Maß, dass ΔH_v/H_{v orig} ≥ 0,3, wobei vorgesehen ist, dass wenn ΔH_v/H_{v orig} ≤ 5,0, ΔH_v/H_{v orig} ≥ 0,3.
Eiskonfekt nach Anspruch 1 mit einer Kontiguität von mindestens 0,2 und einem Eisgehalt von 50 bis 90 Gew.-%, wenn bei -18°C gemessen.
Eiskonfekt nach Anspruch 1 mit einem Euler-Poincare-Merkmal von weniger als –150 mm² und einem Eisgehalt von 50 bis 90 Gew.-%, wenn bei -18°C gemessen.
Eiskonfekt nach Anspruch 1, wobei das Eiskonfekt ausgewählt ist aus Wassereis und Milcheis.
Eiskonfekt nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Frostschutz-Protein so ausgewählt ist, dass es eine Verhältniszahl von mehr als 1,9 zum Eiskristall ergibt.
Eiskonfekt nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Frostschutz-Protein ein AFP Typ III-HPLC-12 ist.
Eiskonfekt nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Stücke eine Dicke von 0,5 bis 5 mm aufweisen.
Eiskonfekt nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Eiskonfekt einen Eisgehalt von mindestens 30 Vol.-%, vorzugsweise mindestens 40 Vol.-%, am meisten bevorzugt mindestens 50 Vol.-%, wenn bei -18°C gemessen, aufweist.
Eiskonfekt nach einem vorhergehenden Anspruch, wobei das Eiskonfekt eine Gesamtmenge an löslichen Feststoffen von weniger als 40 Gew.-%, mehr bevorzugt weniger als 25 Gew.-%, am meisten bevorzugt weniger als 15 Gew.-% aufweist.
Verwendung eines Eiskonfekts nach einem vorhergehenden Anspruch zum Vorsehen eines Eiskonfekt-Produkts in Form dünner, nicht unterstützter, einzelner Stücke, die während der Verpackung, Lagerung und Verteilung stabil sind.