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Die
Erfindung betrifft Flocken-Agglomerate mit breiartiger Beschaffenheit
nach Rekonstitution. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur
Herstellung von Trockenprodukten, die unter Verwendung kalter und
heißer
wässeriger
Flüssigkeiten
zur Bildung von Fruchtbreien und Gemüsebreien rekonstituiert werden
können.
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Das
Walzentrocknen von Stärken
und von Gemüsepürees oder
Fruchtpürees
ist eine Trocknungs-Technologie, die seit langem bekannt ist. Die Stärkepasten
usw. werden in einer dünnen
Schicht auf eine heiße,
sich langsam drehende Walze aufgetragen. Der Film, welcher auf diese
Weise erzeugt wird und der am Schluss trocken ist, wird von der Walze
kurz vor der Auftragungsstelle der nassen Produkte abgenommen und
zur Bildung von Flocken zerkleinert. Die resultierenden Flocken
sind nicht nur trocken und haben so eine verbesserte Haltbarkeit
im Vergleich zu den wasserhältigen,
im Allgemeinen leicht verderblichen Ausgangsprodukten, sondern das
thermische Kochen auf der heißen
Walze hat beispielsweise auch eine Verkleisterung der Stärken bewirkt.
Mittels Walzentrocknung erzeugte Produkte quellen daher in wässerigen
Flüssigkeiten
oder sind manchmal sogar löslich
darin (der Ausdruck „quellende
Stärken" für kaltquellende
Stärken
ergibt sich aus der Anwendung dieser Technologie).
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Typisch
für Walzen-getrocknete
Produkte ist die Flockenform, die sich aus der Zerkleinerung des Films
ergibt, welche Flockenform sogar bei sehr starker Zerkleinerung
noch unter dem Mikroskop erkennbar ist. Die Flocken können jede
beliebige Größe in den
beiden durch die Film-Ebene vorgegebenen Richtungen haben, welche
alleine vom Grad der Zerkleinerung abhängt. Dagegen ist die Ausdehnung
in die dritte Dimension eindeutig von der Filmdicke, die auf der
Walze möglich
ist, vorbestimmt und liegt im Allgemeinen zwischen 0,3 und 0,7 mm,
wobei der letztere Wert im Allgemeinen bereits ein doppeltes Auftragen
erfordert.
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Auf
Grund dieser charakteristischen Flockenform unterscheiden sich Walzen-Produkte
von anderen Trocknungsverfahren, bei welchen es hinsichtlich der
dritten Dimension keine Einschränkung gibt.
Im Allgemeinen können
z.B. beim Luftzirkulationstrocknen und Gefriertrocknen zumindest
im Prinzip Produkte erhalten werden, die in alle Dimensionen beliebig
ausgedehnt sein können.
Sogar die Sprühtrocknung
ergibt ein kugel förmiges
Produkt, das in alle drei Dimensionen gleichermaßen ausgedehnt ist, obwohl
nur sehr kleine Teilchen erhalten werden.
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Daher
hat es nicht an Versuchen gemangelt, Flockenprodukten eine dritte
Dimension zu verleihen. Auf Grund der schlechteren Wärmeübertragung
im Fall dickerer Filme und somit einer unzureichenden Trocknung
auf der einen Seite und einer übermäßigen Trocknung
oder sogar einem Verbrennen auf der auf der Walze aufliegenden Seite
infolge der Empfindlichkeit vieler Nahrungsmittel gegenüber hohen Temperaturen
wurde dies bisher unter Verwendung der Walzentrocknung nicht erreicht.
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Im
Falle von stark zuckerhältigen
Produkten, wie Fruchtbreien, kann der heiße Film, der auf Grund des
hohen Zuckergehalts plastisch ist, durch geeignete Vorrichtungen
während
des Abnehmens von der Walze zusammen geschoben werden, und auf diese Weise
wird nach dem Verfestigen ein Produkt mit einer Dicke von etwa 2–3 mm infolge
der Faltung in die dritte Dimension erhalten. Was die Struktur und
das Aussehen betrifft, so sind Produkte dieser Art eher mit Schaum-getrockneten
Produkten als mit Flocken vergleichbar.
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Weiters
ist dies ein Verfahren, welches das Aussehen verändert, jedoch nicht die physikalischen Eigenschaften,
d.h. die Löslichkeit,
Quellbarkeit usw.
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Es
besteht nun jedoch ein Bedarf, nicht nur die Entwicklung der Flocken
in Richtung einer dritten Dimension zu verändern, sondern gleichzeitig
auch ihre physikalischen Eigenschaften. Dies deshalb, weil Flockenprodukte
infolge ihrer geringen Dicke nicht nur eine geringe mechanische
Festigkeit aufweisen, was beispielsweise zu ihrem leichten Zerfallen
bei Mischverfahren führt.
Auch in wässerigen Flüssigkeiten
lösen sich
Flocken im Allgemeinen rasch auf, d.h., die Teilchen, die im Film
während
des Trocknens aneinander klebten, zerfallen rasch, was im Falle
von Kartoffelpüree-Produkten,
die ebenfalls durch Walzentrocknung erzeugt werden, ein Vorteil ist,
weil dann die einzelnen Kartoffelzellen erhalten werden, die für Kartoffelpüree mit
einer guten Konsistenz (nicht klebrig) typisch sind.
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Dagegen
ist jedoch bei vielen Produkten ein solches Zerfallen der Flocken
nicht erwünscht,
sondern es wird eine sogenannte breiartige Struktur erstrebt. Diese
soll nicht nur nach der Rehydration in kalten Flüssigkeiten vorliegen, sondern
insbesondere auch nach der Rehydration in heißen Flüssigkeiten.
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Die
Herstellung solcher Produkte, die nach einer Rehydration in heißen Flüssigkeiten
eine breiartige Struktur haben, ist in den Patenten
DE 29 38 596 und
DE 35 06 513 beschrieben.
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Gemäß dem Verfahren
der
DE 29 38 596 wird
der Frucht- oder Gemüse-Anteil
mit Stärke
und – sofern
passend – mit
anderen Zusätzen
gemischt und vor, während
oder nach dem Mischen zumindest teilweise auf an sich bekannte Weise
durch Verkleisterung, Gefrieren, Trocknen und – sofern passend – Zerkleinern
in einen Stärke-Schwamm
mit einer Korngröße von 125 μm bis 2 cm übergeführt.
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Beim
Verfahren der
DE 35 06 513 wird
der Frucht- oder Gemüse-Anteil
ebenfalls mit externer Stärke
und – sofern
passend – mit
anderen Zusätzen gemischt,
wobei als externe Stärke
mindestens teilweise Leguminosen-Stärke verwendet wird, die vor, während oder
nach dem Mischen zumindest teilweise durch Verkleisterung unter
sanften Bedingungen und Trocknen und auch – sofern passend – durch Zerkleinerung
in ein Trockenprodukt mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 10 mm übergeführt wird.
Bei diesem Verfahren können
die Rekonstitutions-Eigenschaften durch etwas, das man Konditionieren
nennt, d.h. eine Hitze-Feuchtigkeitsbehandlung nach dem Trocknen,
verbessert werden. Bei Verwendung der Walzentrocknung folgt dieses
Konditionieren vorteilhaft unmittelbar nach dem tatsächlichen
Walzentrocknungs-Prozess.
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Bei
beiden Verfahren werden insbesondere Trockentomaten-Produkte erzeugt,
die nicht nur eine breiartige Struktur sondern auch eine gewisse
Kochfestigkeit aufweisen.
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Der
mit dem Verfahren von
DE 29 38
596 erhaltene Stärkeschwamm
kann infolge seiner hohen Porosität leicht getrocknet werden.
Die von einem solchen Produkt zu fordernden Eigenschaften, das heißt, eine
ausreichende Ausdehnung in allen drei Dimensionen, werden während der
Gefriertrocknung oder Luftzirkulationstrocknung durch die größere Schichtdicke,
die bei diesem Verfahren möglich
ist, gewährleistet.
Die verbesserte Stabilität
nach der Hydratisierung ergibt sich aus der Retrogradation der Stärke, die
während
des Gefrierens und Wiederauftauens erreicht wird. Retrogradierte
Stärke
zerfällt nicht
so leicht in heißen
Flüssigkeiten,
ist aber nur begrenzt kochfest.
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Beim
Verfahren der
DE 35 06 513 wird
die erforderliche breiartige Beschaffenheit durch die Verwendung
einer Spezialstärke, d.h.
Erbsenstärke,
erreicht, die aufgrund ihres höheren
Amylose-Gehalts unter
geeigneten Bedingungen eine stärkere
Retrogradation erfährt,
sobald sie sich auf der Walze befindet, so dass eine Flocke erhalten
wird, die ebenfalls nicht in heißen Flüssigkeiten zerfällt und
die gewünschte
Breiigkeit aufweist. Was dieser Flocke jedoch noch immer fehlt ist
ihre Ausdehnung in der dritten Dimension, was eine noch bessere
Breiigkeit bedeuten würde.
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Der
wesentliche Vorteil des in der
DE
35 06 513 beschriebenen Verfahrens sind die Produktionskosten,
die um etwa 50% niedriger sind, indem die Walzentrocknung anstelle
der Schwammtechnik verwendet wird. Die Flockenproduktion unter Verwendung
der Walzentrocknung ist ein höchstens
zweistufiges Verfahren (Trocknung, Flockung), wogegen bei Verwendung
der Schwammtechnik mindestens 4–5 Verfahrensschritte
notwendig sind (Gefrieren, Konditionieren, Auftauen, Wasserentfernen,
Trocknen, Zerkleinern).
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Ein
bewährtes
Verfahren, welches besonders im Fall feiner Pulver verwendet wird,
um die Teilchengrößen zu steigern,
insbesondere in allen drei Dimensionen, ist der Agglomerationsprozess,
welcher im Fall von Flockenprodukten angesichts der allgemein geringen
mechanischen Festigkeit schwieriger anzuwenden ist, jedoch immer
verwendet werden kann. Obwohl eine Agglomeration dieser Art im Grunde
einen weiteren Verfahrensschritt darstellt, bedeutet er – indem
er direkt auf die Flockung, d.h. die Zerkleinerung des Films, die
auf jeden Fall notwendig ist folgt – keine wesentliche Komplikation
des Verfahrens. Das nachfolgende Vergleichsbeispiel 1 zeigt, dass
sehr ansehnliche Teilchen, die eine Ausdehnung in allen drei Dimensionen
aufweisen, aus einer leichten, grob-porösen Struktur auf diese Weise erhalten
werden. Leider zerfallen diese Teilchen sehr rasch, was man im Falle
agglomerierter Produkte im Zusammenhang mit einer guten Dispergierbarkeit
im Allgemeinen auch anstrebt, genauer gesagt, sobald sie in kalten
wässerigen
Flüssigkeiten
sind (der Kochrückstand
ist entsprechend gering, 68–75
g).
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Die
US-Patente 3,443,964, 3,579,341 und 3,650,770 beschreiben die Herstellung
von Nahrungsmittelprodukten mit einer breiartigen Beschaffenheit
durch Beimengung von verkleisterten, Amylose-hältigen Stärkeprodukten. Diese Patente,
die Verfahren offenbaren, welche sich vom erfindungsgemäßen Verfahren
unterscheiden, zeigen jedoch den Bedarf an solchen breiartigen Produkten,
und es besteht weiterhin auch jetzt ein Bedarf zur – insbesondere
preisgünstigen – Herstellung
von Produkten, die selbst nach Rehydration in heißen Flüssigkeiten
eine breiartige Beschaffenheit ergeben.
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Überraschenderweise
wurde festgestellt, dass das bekannte, weniger kostspielige Walzentrocknungsverfahren
modifiziert werden kann und eine sehr gute Kochfestigkeit und somit
Breiigkeit erreicht werden kann, wenn die nach der Walzentrocknung
erhaltenen Flocken agglomeriert werden und das Agglomerat einer
Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wird.
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Die
Erfindung betrifft somit ein neues, kostensparendes Verfahren zur
Herstellung von Trockenprodukten, die mit kalten und heißen wässerigen Flüssigkeiten
zur Bildung von Fruchtbreien und Gemüsebreien rekonstituiert werden
können,
durch Walzentrocknung von äußere Stärke enthaltenden Fruchtkonzentraten
und Gemüsekonzentraten,
welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die durch Zerkleinerung
nach dem Walzentrocknen erhaltenen Flocken unter Verwendung von
Fruchtkonzentraten und Gemüsekonzentraten
agglomeriert werden und das resultierende Agglomerat einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung
unterzogen wird und gleichzeitig oder danach auf den gewünschten
endgültigen
Wassergehalt getrocknet wird.
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Vorteilhaft
wird für
die Agglomeration dieselbe Stärke-hältige Formulierung
verwendet, die zur Herstellung der Flocken benützt wird, wobei ein absolut
homogen beschaffenes Produkt erhalten wird, welches nach Rehydration
in heißen
wässerigen Flüssigkeiten
eine ausgezeichnete Breiigkeit aufweist.
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Vorzugsweise
wird als äußere Stärke eine Stärke vom
Typ B verwendet. Stärken
vom Typ B sind beispielsweise Kartoffelstärke und Cannastärke. Vorzugsweise
wird Kartoffelstärke
verwendet.
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Wenn
eine dieser bevorzugten Stärken
verwendet wird, kann die Agglomeration anstatt mit der Stärke-Gemüse-Konzentrat-Mischung
alternativ durch Aufsprühen
von Wasser oder einer wässerigen Stärke-Suspension
bewirkt werden.
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Während das
bekannte Verfahren der
DE 35 06
513 die Verwendung von Erbsenstärke erfordert, können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch
andere Stärkesorten
verwendet werden, insbesondere die preisgünstige Kartoffelstärke.
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Vorzugsweise
erfolgt die Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung gemäß der Erfindung während der Nachtrocknung.
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Eine
zweckdienliche Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung kann bei 65–95°C, vorzugsweise
70–90°C, im Laufe
von 20 Minuten bis 12 Stunden, vorzugsweise von 30 Minuten bis 4
Stunden, durchgeführt
werden.
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Die
für die
Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung erforderliche Feuchtigkeit kann mit
dem Wasser im Fruchtkonzentrat oder Gemüsekonzentrat, das für die Agglomeration
verwendet wird, oder wenn eine B-Stärke verwendet wird, durch Aufsprühen von Wasser
oder einer wässerigen
Stärkesuspension eingeführt werden.
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Schließlich kann
das Produkt auf einen Restfeuchte-Gehalt von 3–8 Gew.-%, vorzugsweise 4–6 Gew.-%,
getrocknet werden.
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Die
Menge an verwendeter Stärke
kann je nach den verwendeten Formulierungen variiert werden. Im
Allgemeinen wird eine Menge von 10–60 Gew.-% äußere Stärke verwendet.
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Vorzugsweise
besteht der Gemüse-Anteil aus
Tomaten.
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Mit
dem Verfahren gemäß der Erfindung
wird daher ein Trockenprodukt, dass mit kalten und heißen wässerigen
Flüssigkeiten
rekonstituiert werden kann, um Fruchtbreie oder Gemüsebreie,
vorzugsweise Tomatenbreie, zu bilden, aus äußere Stärke enthaltenden Fruchtkonzentraten
oder Gemüsekonzentraten,
vorzugsweise Tomatenkonzentraten, erhalten, welches dadurch gekennzeichnet
ist, dass mindestens ein Teil der äußeren Stärke eine B-Stärke ist,
die einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wurde.
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Das
dreidimensionale Trockenflocken-Produkt gemäß der Erfindung umfasst im
Wesentlichen kochfeste Flocken mit guter mechanischer Festigkeit selbst
nach Rehydration in heißen
Flüssigkeiten,
d.h. es wird ein rekonstituiertes Produkt mit guter Breiigkeit erhalten.
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Der
Kochrückstand
ist ein Maß für die Kochfestigkeit.
In den nachfolgenden Beispielen wird der Kochrückstand wie folgt bestimmt:
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Bestimmung des Kochrückstandes:
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15
g Flocken werden in 500 ml kaltes Wasser zugegeben und nach dem
Erhitzen auf Kochtemperatur 2 min lang auf geringer Hitze gekocht.
Der Kochrückstand
wird dann durch erneutes Wägen nach
dem Abgießen
durch ein 0,5 mm Sieb und einer Abtropfzeit von 1 min bestimmt.
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Die
Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele be schrieben, in
welchen alle Prozentangaben Gewichtsprozent sind:
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Beispiel 1:
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Eine
Mischung aus 430 kg Tomatenkonzentrat (38° Brix), 225 kg Erbsenstärke, 6 kg
wasserfreie Zitronensäure
und 380 kg Wasser wird auf die für
die Herstellung von Tomatenflocken mit breiartiger Beschaffenheit
nach Rehydration in heißen
Flüssigkeiten übliche Weise
Walzen-getrocknet. Nach der Flockung und dem Sieben auf eine Teilchengrößen-Verteilung
von etwa 4 bis 10 mm wird eine Agglomeration im Glatt-Agglomerator
(alternativ in der Seydelman-Schneidvorrichtung) durchgeführt, indem
etwa 25% (bezogen auf Flocken-DM) der obigen Suspension besprüht werden.
Das resultierende Agglomerat wird gedämpft und gleichzeitig mit einer
passend gestalteten Trocknung mit Hitze behandelt (45 min bei 80°C); alternativ
kann das Agglomerat auch wie in Beispiel 2 sanft getrocknet und
danach mit Hitze behandelt werden, wobei ein endgültiger Wassergehalt von
4–6% erreicht
wird. Das resultierende Produkt zeichnet sich durch eine intensiv
rote, homogene Farbe aus und hat eine gute Kochfestigkeit (Kochrückstand > 120 g).
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Vergleichsbeispiel 1.a:
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Tomatenflocken
werden auf ähnliche
Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, agglomeriert, sanft getrocknet,
jedoch nicht mit Hitze behandelt. Das resultierende Produkt ist
hinsichtlich Farbintensität
und Homogenität
dem Produkt aus Beispiel 1 vergleichbar, hat jedoch eine bedeutend
geringere Breiigkeit (Kochrückstand
68–75
g).
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Beispiel 2:
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Eine
Mischung aus 420 kg Tomatenkonzentrat, 38°Brix, 200 kg Kartoffelstärke mit
20% Feuchtigkeit und 240 kg Wasser wird einer Walzentrocknung unterzogen,
wobei eine Retrogradation auf der Walze im Wesentlichen vermieden
wird. Nach der Flockung und dem Sieben nach Beispiel 1 hat das resultierende
Produkt einen Kochrückstand
von weniger als 45 g. Durch Besprühen von 30% (bezogen auf Flocken-DM)
mit einer 3% Kartoffelstärke-Paste
wird ein Agglomerat im Glatt-Agglomerator erhalten, welches ähnlich wie
in Beispiel 1 zuerst auf einen Wassergehalt von 12% sanft getrocknet
wird und danach 30 min lang einer Hitzebehandlung bei 90°C unterzogen wird.
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Das
resultierende Produkt hat nach Rehydration eine breiartige Beschaffenheit,
hat jedoch im Vergleich zu Beispiel 1 in trockenem Zustand eine
etwas weniger einheitliche Farbe, kann Jedoch nach Rehydration vom
Produkt aus Beispiel 1 kaum unterschieden werden. Der Kochrückstand
ist > 120 g.
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Beispiel 3:
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Ähnlich wie
in Beispiel 2 werden Flocken erzeugt, die einen Kochrückstand
von < 45 g haben, und
nach entsprechender Flockung und Sieben zu einer Teilchengröße von 2–4 mm durch
Aufsprühen von
25% Wasser agglomeriert werden. Nach sanftem Trocknen auf 10–12% Feuchtigkeit
wird das Agglomerat 45 min lang einer Hitzebehandlung bei 80°C unterzogen.
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Auch
auf diese Weise wird ein homogenes Produkt mit guter Farbintensität und guter
mechanischer Festigkeit der Flocken und guter Kochfestigkeit erhalten
(Kochrückstand
110–120
g).