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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine biologisch abbaubare Zusammensetzung
zum Überziehen
von Lebensmitteln und Lebensmittelbestandteilen, insbesondere Käse.
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Die
niederländische
Patentanmeldung Nr. 9201710 legt eine Käsebeschichtung für halbfesten
Käse und
Hartkäse
in Form eine polymeren Schicht offen, wobei das Polymer ein essbares,
wasserlösliches
und biologisch abbaubares Biopolymer ist, insbesondere ein Milchprotein,
nämlich
Casein, ein Caseinat oder Molkeprotein. Caseinate wie Natriumcaseinat
oder Calciumcaseinat werden als bevorzugte Polymere erwähnt. Die Käsebeschichtung
umfasst weiterhin einen optionalen Weichmacher wie Glycerin, Sorbit
oder Xylit, um ihre Flexibilität
zu verbessern.
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Obwohl
eine solche Käsebeschichtung
im Vergleich zu Käsebeschichtungen,
bei denen eine Kunststoffdispersion als Polymer angewendet wird,
zum Beispiel Vinylacetat-Dibutylmaleinat-Copolymer (z. B. in CESKA®,
ein Produkt von CSK Food Enrichment BV, in Leeuwarden, Niederlande),
bestimmte Vorteile aufweist, scheinen in der tatsächlichen
Praxis einige Nachteile zu bestehen. Insbesondere wurde herausgefunden,
dass die Sauerstoff- und Wasserpermeabilität der biologisch abbaubaren
Zusammensetzung größer war, als
in Zusammensetzungen mit einer Kunststoffdispersion.
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Die
niederländische
Patentanmeldung Nr. 9201820 beschreibt eine essbare Emulsion zum Überziehen
von Lebensmitteln wie Käse
oder Würsten,
die 60–80
Gewichtsprozent Wasser, 2-25
Gewichtsprozent Öl oder
Fett, 5–25
Gewichtsprozent Protein und 0,1–3
Gewichtsprozent Schmelzsalz umfasst. Das zu verwendende Protein,
das als emulgierendes Agens dient, ist gemäß der Beschreibung zum Beispiel
ein Milchprotein oder Sojaprotein. Insbesondere Caseinproteine werden
erwähnt.
Das Verhältnis
Protein/Fett in der Emulsion liegt üblicherweise zwischen 2:1 und
1:2. Die Verwendung von Weichmachern findet keine Erwähnung.
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Das
U.S.-Patent Nr. 5.543.164 legt ein Verfahren zur Herstellung von
wasserunlöslichen,
essbaren Überzügen und
-insbesondere- Filme für
Lebensmittelartikel, in denen eine denaturierte zuckerfreie Proteinlösung in
einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsprozent verwendet wird, offen.
Die Beispiele werden durch Isolate von Molkeprotein verdeutlicht,
deren Substanz per Definition mehr als 95% Protein enthält. Die
Filme und die Beschichtungszusammensetzungen können auch weitere Inhaltsstoffe
wie Lipide und Weichmacher enthalten.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-A-0 465 801 beschreibt eine essbare Feuchtigkeitsbarrierebeschichtung
für essbare
Lebensmittelmaterialien wie Kuchen, Schokolade, Mandeln, Pizzen,
Pastas und Gemüse,
die 70 bis 95% einer wässrigen
Lösung
eines Proteinisolats, 30 bis 5% eines Gemischs eines gesättigten
Lipids mit einem Schmelzpunkt über
30°C und
einem Emulgator, enthaltend eine Menge von 5 bis 30 Gewichtsprozent
an Lipid basierend auf dem Gewicht, wobei der Emulgator eine oder
mehrere Diacetyltartarester von Monoglyceriden enthält. Als
geeignete Proteinisolate werden Proteine erwähnt, die in der Lage sind,
einen Film zu bilden, wie Molkeprotein, Caseinat, Ovalbumin und
Milchprotein. Die Zusammensetzung kann weiterhin einen Polyalkohol
wie Glucose oder ein Polyglycol wie Glycerin enthalten, um eine
Sprödigkeit
des Proteins zu vermeiden und den Film am Reißen zu hindern. Die Verwendung
einer solchen Zusammensetzung zur Konservierung von Käse wird
weder offengelegt noch vorgeschlagen.
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In
der nicht-vorveröffentlichten
PCT Anmeldung WO 00/49899 und ihrer entsprechenden kanadischen Patentanmeldung
Nr. 2 298 109, die ebenfalls nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Patentanmeldung veröffentlicht
wurde, werden biologisch abbaubare Beschichtungen und Filme für Lebensmittelprodukte
beschrieben, die von quervernetzten Gemischen unlöslicher
Caseinate und von Molkeprotein erhalten werden. Die Zusammensetzungen
können
auch einen Weichmacher und/oder ein Polysaccharid enthalten.
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Es
wurde nun überraschend
herausgefunden, dass neue, sehr effiziente Zusammensetzungen zum Überziehen
von Lebensmitteln und insbesondere von Käse erhalten werden können, die
an die Eigenschaften von solchen Käsebeschichtungen nahe herankommen
oder sogar übersteigen,
bei denen eine Kunststoffdispersion angewendet wird und die ebenfalls
essbar und biologisch abbaubar sind.
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Die
Erfindung wird dadurch charakterisiert, dass die Zusammensetzung
beinhaltet:
- (a) 3–35% globuläres Protein, gegebenenfalls
ergänzt
durch einen oder mehrere zusätzliche
filmbildende Bestandteile
- (b) 5–55%
Zucker
- (c) 3–20%
Fett
- (d) 5–15%
Weichmacher
- (e) 0–5%
Verdickungsmittel
- (f) 0–20%
Füllstoff
- (g) 0–5%
Fungizid,
wobei der Gehalt an trockenen Feststoffen der
wässrigen
Emulsion 20–60%
beträgt.
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Vorzugweise
wird ein filmbildendes oder quervernetzendes Protein als globuläres Protein
verwendet, d. h. ein Protein, das im Allgemeinen durch Erhitzen
Schwefelbrücken
bildet. Geeignete Proteine schließen unter anderem Molkeprotein,
Ovalbumin, Rinderserumalbumin und andere vom Säuger stammende Proteine ein. Die
Verwendung von Molkeprotein wird am stärksten bevorzugt. Zusätzlich kann
die Zusammensetzung auch eine oder mehrere geeignete filmbildende
Komponenten enthalten, die dem Fachmann wohlbekannt sind, so wie
Pektin, Gummi arabicum, Gelatine etc. bis zu etwa 15% Gewichtsprozent.
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Es
ist wichtig, dass der Proteingehalt im verwendeten Molkeprotein
ausreichend hoch ist. Die Konzentration von Molkeprotein in einem
WPC („WPC" = Molkeproteinkonzentrat)
wird üblicherweise
als Prozentsatz des Rohproteins bezogen auf den Gehalt an trockenen
Feststoffen ausgedrückt,
zum Beispiel WPC-35, WPC-75 oder WPC-95. Der Prozentsatz des vorstehend
angegebenen globulären
Proteins bezieht sich, insofern es das Molkeprotein betrifft, auf
jegliche Zusammensetzung von Molkeprotein, zum Beispiel WPC-35 bis WPC-95. Eine geeignete
Menge des globulären
Proteins in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung ist zum Beispiel
15% WPC-35 oder eine damit äquivalente
Menge. Ebenso sind Molkeproteine in Kombination mit Caseinen oder
Caseinaten, wobei die letzteren Komponenten in einer Menge von zum
Beispiel 5% bezogen auf das Molkeprotein enthalten sein können, sehr
geeignet als Proteinkomponente in der Zusammensetzung gemäß der Erfindung.
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Es
wird angemerkt, dass im Handel erhältliche WPC-Produkte im Allgemeinen
auch eine bestimmte Menge Lactose enthalten, die von 5 bis 65 Gewichtsprozent
variiert. Die Zuckerkomponente in den Zusammensetzungen gemäß der Erfindung
ist daher vorzugsweise Lactose.
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Geeignete
Fette sind grundsätzlich
alle essbaren und biologisch abbaubaren Arten von festem oder flüssigem Öl und Fett
aus Gemüse
oder tierischen Ursprungs oder Gemische davon. Geeignete feste Öle oder Fette
schließen
unter anderem Butterfett, Kokosnussfett, Palmfett, festes Sonnenblumenöl oder Gemische
davon ein. Geeignete flüssige Öle schließen Butteröl, Erdnussöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl oder Gemische
davon ein. Auch hydrophobe Komponenten können in den Fettkomponenten
enthalten sein, wie zum Beispiel Wachse und Acetoglyceride. Vorzugsweise
wird Butterfett oder Sonnenblumenöl verwendet. Vorzugsweise werden 5–20% Fett
verwendet, insbesondere etwa 8%.
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Die
Weichmacher dienen besonders dazu, die Dehnungseigenschaften der
Filme zu verbessern. Geeignete Weichmacher in der Zusammensetzung
gemäß der Erfindung
sind Wasser und im Besonderen Polyole wie Glycerin, Sorbit oder
Xylit, vorzugsweise in einer Menge von 5–15%. Auch andere Weichmacher,
die einem Fachmann wohlbekannt sind und die nach Belieben ohne Probleme
ausgewählt
werden können,
können
verwendet werden. Vorzugsweise wird Sorbit in einer Menge von etwa
8% verwendet. Die Weichmacher verringern die intermolekularen Kräfte zwischen
den Polymeren, wodurch die Flexibilität des Films erhöht wird. Jedoch
scheint sich auch die Sauerstoff- und Wasserpermeabilität zu erhöhen. Die
Verwendung von Fett, wie vorstehend beschrieben, und anderen möglichen
Bestandteilen, die hier nachstehend diskutiert werden, bieten eine
effiziente Lösung
für dieses
Problem.
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Obwohl
die Erfinder nicht auf eine Theorie festgelegt werden möchten, welche
die vorteilhaften Eigenschaften der Zusammensetzung gemäß der Erfindung
im Vergleich zum Stand der Technik erklären könnten, ist es wahrscheinlich,
dass der Unterschied zwischen globulären Proteinen wie Molkeprotein
und anderen (Milch-)Proteinen wie Caseine und Caseinate eine entscheidende
Rolle spielt. Obwohl die vorstehend diskutierten Niederländischen
Patentanmeldungen Nr. 9201710 und Nr. 9201820 Molkeprotein, Casein
und Caseinate als das in der Beschichtungszusammensetzung zu verwendende
Protein, insbesondere für
Käse, im
selben Atemzug zu erwähnen
pflegen, scheint es, dass die experimentelle Arbeit nur mit Caseinat
durchgeführt wurde.
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Die
Erfinder möchten
jedoch darauf hinweisen, dass es einen großen Unterschied Molkeprotein
auf der einen Seite und Casein und Caseinaten auf der anderen Seite
gibt. Molkeprotein ist ein globuläres filmbildendes Protein,
das durch Schwefelbrücken
quervernetzt ist. Der entstehende Film ist etwas spröde; dieses Problem
wird durch die Zugabe eines Weichmachers gelöst. Es wurde überraschend
herausgefunden, dass Fett und andere Zusätze der Zusammensetzung zum Überziehen
von Lebensmitteln und Lebensmittelbestandteilen, insbesondere zum Überziehen
von Käse,
vorteilhafte Eigenschaften verleihen. Diese vorteilhaften Eigenschaften
beziehen sich insbesondere auf die Regulierung von Feuchtigkeit
und Sauerstoff durch die Überzugsschicht
und daher auf die Haltbarkeit des beschichteten Produkts sowie auf
die Haltbarkeit des Überzugs
selbst.
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Die
Rolle von Casein und Caseinaten in den Zusammensetzungen gemäß dem Stand
der Technik scheint gänzlich
unterschiedlich zu sein. Diese Proteine sind unter den verwendeten
Bedingungen nicht quervernetzend und daher können ihre Eigenschaften für den gegenwärtigen Zweck
nicht mit Molkeprotein verglichen werden. Gemäß der Beschreibung von NL 9201710
wird durch Erhitzen des Caseinats mit einem Weichmacher ein Proteinaggregat
erhalten, während
bei NL 9201820 das Caseinat als emulgierendes Agens für das Fett
dient. Von diesen beiden Referenzen können die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung und ihre guten Eigenschaften in keiner Hinsicht abgeleitet
werden.
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In ähnlicher
Weise unterscheidet sich die Zusammensetzung gemäß der Erfindung von den Zusammensetzungen,
die bei
US 5.543.164 offengelegt
wurden. In den letzteren Zusammensetzungen ist die Startposition
ein denaturiertes zuckerfreies Protein, insbesondere ein Molkeproteinisolat,
während
gemäß der vorliegenden
Erfindung Zucker lediglich in der Zusammensetzung vorhanden sein
muss (5–55
Gewichtsprozent), insbesondere um Sprödigkeit zu vermeiden. Außerdem stammt
die Zusammensetzung gemäß der Erfindung eher
von Molkeproteinkonzentrat als von Molkeproteinisolat.
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Die
Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung unterscheidet sich weiterhin von der nicht vorveröffentlichten
internationalen Patentanmeldung Nr. WO 00/49899 dahingehend, dass
keine quervernetzten Gemische von Molkeprotein und Caseinat verwendet
werden.
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Die
Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann weiterhin ein Verdickungsmittel, wobei die Menge
in der Größenordnung
von 0,1–1,5%
im Allgemeinen ausreichend ist, enthalten. Die Verdickungsmittel
können
aus einer großen
Vielfalt von Verdickungsmitteln, die dem Fachmann wohlbekannt sind, wie
zum Beispiel Carboxymethylcellulose (CMC), Stärke, CaCl2,
Xanthan, Pektin, Alginat oder Caseinat ausgewählt werden.
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Die
Zusammensetzung kann gegebenenfalls ein Füllmittel abhängig von
der spezifischen Verwendung der Zusammensetzung enthalten. Geeignete
Füllmittel
schließen
Talkum und Wachs ein, aber auch andere Füllmittel, die einem Fachmann
bekannt sind, können
ohne Probleme verwendet werden.
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Auch
ein einem Fachmann bekanntes Fungizid kann der Zusammensetzung,
wenn gewünscht,
hinzugefügt
werden. Geeignete Fungizide schließen zum Beispiel Natamycin
und Kaliumsorbat ein. Die effektiven und bevorzugten Mengen hängen primär von den
spezifischen zu verwendenden Substanzen ab. Im Allgemeinen wird
eine Menge von bis zu 5% ausreichend sein, insbesondere eine Menge
von 2–3%
und bevorzugt etwa 2,5%. Im Fall von Natamycin sind die zu verwendeten
Mengen jedoch üblicherweise
deutlich geringer und sie können
von etwa 1 bis 5000 ppm (= 0,5 Gewichtsprozent) variieren, vorzugsweise
1 bis 500 ppm.
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Der
geeignete pH-Wert der Zusammensetzung liegt im Bereich von 3,5–6,0. Jedoch
wird ein pH-Wert von 5 oder niedriger und insbesondere von etwa
4,0 im Allgemeinen bevorzugt, da die Haltbarkeit der Zusammensetzung
dadurch erhöht
wird. Ein solcher pH-Wert kann vorteilhaft durch die Zugabe einer
geeigneten Säure,
zum Beispiel Salzsäure
und/oder Essigsäure
oder unter Verwendung einer geeigneten Pufferlösung eingestellt werden.
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In
der Regel werden die für
die Zusammensetzung gemäß der Erfindung
zu verwendenden Komponenten so ausgewählt, dass sie nicht miteinander
interferieren, d. h. sie werden die Eigenschaften der Zusammensetzung
nicht nachteilig beeinflussen. In der tatsächlichen Praxis wird dies kaum
zu signifikanten Einschränkungen
führen.
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Wenn
es gewünscht
wird, kann der Zusammensetzung gemäß der Erfindung nach Auftragung
auf das Substrat und Trocknung ein adäquater Glanz gegeben werden.
Der Glanz wird durch verschiedene Faktoren hervorgerufen, wie die
Art und Menge des verwendeten Fetts. Die gewünschte Glanz und die Zusammensetzung,
die hierfür
benötigt
wird, d. h. die Zusätze,
können
experimentell durch einen Fachmann problemlos bestimmt werden.
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Die
Zusammensetzung gemäß der Erfindung
hat vorzugsweise eine Viskosität
(Brookfield LVT-4) von 20–200
Poise, stärker
bevorzugt 30–180
Poise und am stärksten
bevorzugt 50–150
Poise. Der Gehalt an trockenen Feststoffen liegt im Allgemeinen
im Bereich von 20–60%
und vorzugsweise von 30–40%.
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Die
Zusammensetzung der Erfindung kann in jeder bekannten Art und Weise
hergestellt werden. Die Herstellung wird einem Fachmann keine Probleme
bereiten. Vorzugsweise wird das Protein zuerst in Wasser aufgelöst, im Allgemeinen
bei einer Temperatur von 20–70°C und vorzugsweise
bei etwa 30°C.
Das Fett wird dann getrocknet und das Gemisch wird bei einer Temperatur
von 20–60°C, vorzugsweise
bei 45°C,
und einem Druck von im Allgemeinen 125/30 bar, homogenisiert. Vorzugsweise
wird ein Homogenisator angewendet. Der pH-Wert des Gemischs kann
unverändert
sein, aber er wird vorzugsweise auf etwa 4,0 eingestellt. Anschließend wird
das Gemisch bei 70–100°C für etwa 2–120 Minuten
erhitzt, vorzugsweise bei 80°C
für etwa
110 Minuten, und die Zusammensetzung wird dann, vorzugsweise unter
Rühren,
auf eine Temperatur abgekühlt,
die im Allgemeinen im Bereich von 15–20°C liegt. Die Abkühlzeit liegt
im Allgemeinen bei 0,5–24
Stunden, vorzugsweise im Bereich von 2–3 Stunden.
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Als
alternative Ausführungsform
für die
Herstellung der Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann die Reihenfolge
einiger Schritte verändert
werden. Zum Beispiel kann der pH-Wert unmittelbar nachdem das Protein
in Wasser aufgelöst
ist abgesenkt werden und die Lösung
wird dann erhitzt bevor das Fett zugegeben wird und das Gemisch
wird homogenisiert und dann abgekühlt. Ebenso kann der pH-Wert
nach Erhitzen des gesamten homogenisierten Gemischs eingestellt
werden.
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Die
gebrauchsfertige Zusammensetzung ist geeignet für die Lagerung über einen
längeren
Zeitraum von einigen Tagen bis zu 6 Monaten bei einer Temperatur
von 10–20°C, vorzugsweise
bei 10–15°C und stärker bevorzugt
bei 13°C,
wie in einem Käselager,
bevor sie verwendet wird.
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Die
Zusammensetzung wird im Allgemeinen bei einer Temperatur zwischen
10 und 30°C
auf das gewünschte
Produkt aufgetragen und das Produkt wird dann getrocknet. Im Allgemeinen
kann die Zusammensetzung zu jedem geeigneten Zeitpunkt aufgetragen
werden, wie das derzeit mit Zusammensetzungen nach dem Stand der
Technik der Fall ist. Die Auftragung kann manuell oder mechanisch
in einer Art, die dem Fachmann wohlbekannt ist, erfolgen. Die Trocknung
erfolgt im Allgemeinen an der Luft, sie kann aber, wenn gewünscht, auch
beschleunigt werden. Gegebenenfalls kann eine Nachbehandlung des
Produkts stattfinden, zum Beispiel, um seine mechanischen Eigenschaften
zu verstärken
oder um sein Erscheinungsbild zu verschönern. Diese Schritte sind alle
als solche bekannt und werden daher nicht im Detail diskutiert.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer biologisch abbaubaren
Zusammensetzung gemäß der Erfindung,
wie vorstehend beschrieben, bei der Herstellung oder eher Konservierung
von Lebensmitteln und Lebensmittelbestandteilen. Die Zusammensetzung
gemäß der Erfindung
ist besonders geeignet für die
Anwendung als Käsebeschichtung
auf Käse,
sowohl halbfestem Käse
sowie Hartkäse,
wie Gouda-Käse, Maasdamer-Käse, Edamer-Käse, Emmentaler-Käse, Gruyère-Käse, Parmesan-Käse und Chedddar-Käse und auf
Weichkäse,
wie die meisten französischen
Käse, und
Schmierkäse.
Der Käse,
auf den die Zusammensetzung gemäß der Erfindung
aufgetragen wird, kann beliebigen Ursprungs sein, zum Beispiel Käse hergestellt
aus Kuhmilch, Ziegenmilch, Schafsmilch etc. oder Gemische davon.
Die Zusammensetzung gemäß der Erfindung
kann auch auf andere Lebensmittel wie Würste und Lebensmittelbestandteile
aufgetragen werden.
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Die
Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter verdeutlicht,
die nicht so interpretiert werden sollen, dass sie die Erfindung
in irgendeiner Hinsicht einschränken.
Die Prozentzahlen in dieser Spezifizierung sind, wenn nicht anders
angegeben, Gewichtsprozente.
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Beispiel 1
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Die
folgenden Zusammensetzungen wurden entsprechend dem ersten vorstehend
beschriebenen Verfahren hergestellt und nach Trocknungszeit, Glanz,
Rissigkeit und Schimmelbildung bewertet. CESKA® wurde
ebenfalls als Vergleichsbeispiel getestet. Die Ergebnisse werden
in den nachstehenden Tabellen 1a und 1b gezeigt.
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Tabelle
1a Beschichtungszusammensetzungen
mit 15% WPC-35 und 250 ppm Natamycin
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Tabelle
1b Aktivität auf Gouda-Käse nach
65 Tagen Lagerung (13°C,
85% RF („RH", relative Feuchtigkeit)
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Die
folgenden Kriterien wurden für
die Bewertung der Aktivität
der Käsebeschichtung
angewendet: Trocknung der Käsebeschichtung
(nicht mehr klebrig nach wenigen Stunden); ist das Erscheinungsbild
des Käses
mit seiner Beschichtung glänzend;
ist die Käsebeschichtung
dicht, durchgehend, ohne knisternde Risse; und tritt keine Schimmelbildung
auf der Rinde des Käses
auf.
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Die
Beispiel zeigen, dass die biologisch abbaubare Käsebeschichtung in der bevorzugten
Zusammensetzung 1.3 der Referenzbeschichtung CESKA® entspricht
oder diese sogar übertrifft,
da ihr Erscheinungsbild einen natürlicheren Glanz aufweist. Der
Unterschied bei der Reduktion des Feuchtigkeitsverlusts bei den
getesteten Beschichtungen im Vergleich zu CESKA® liegt
bei maximal 1–2%
nach 65 Tagen Lagerung.
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Beispiel 2
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Dieses
Beispiel verdeutlicht besonders die Grenzwerte einiger Parameter.
Die Vergleichsbeispiele 2 und 3 liegen außerhalb der Definition der
Erfindung (zu hoher pH-Wert bzw. kein Fett) und sind daher nur zu Vergleichszwecken
eingeschlossen. Die Ergebnisse werden in den Tabellen 2a und 2b
gezeigt.
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Tabelle
2a Beschichtungszusammensetzungen
mit verschiedenen Mengen an Molkeprotein und 250 ppm Natamycin
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