DE60118932T2

DE60118932T2 - Verfahren zur herstellung von belüftetem nahrungsmittel und daraus erhaltene produkte

Info

Publication number: DE60118932T2
Application number: DE60118932T
Authority: DE
Inventors: Pierre Aymard; Francois Belouin; Rene Goethals; Laurent Pillard; Jean-Luc Rabault
Original assignee: Gervais Danone SA
Current assignee: Intercontinental Great Brands LLC
Priority date: 2000-08-11
Filing date: 2001-07-26
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: FR2812793B1; AR036981A1; CN1446051A; ES2261451T3; EP1307105B1; ATE323414T1; EP1307105A2; CZ305200B6; CN100502665C; DE60118932D1; FR2812793A1; WO2002013618A3; AU2001279915A1; WO2002013618A9; CZ2003383A3; WO2002013618A2

Description

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines lufthaltigen Nahrungsmittels.
Es ist bekannt, derartige Produkte dadurch herzustellen, dass durch Aufquellen oder Aufschlagen ein Gas unter Druck einem in flüssiger Phase befindlichen Produkt zugesetzt wird und dass anschließend das Produkt druckentlastet wird, um die Ausdehnung des Gases zu bewirken.
Wenn das Produkt einem Erhitzen standhalten kann, wird dessen Temperatur im Allgemeinen erhöht, um seine Viskosität zu verringern und um das Zusetzen des Gases zu erleichtern.
So ist beispielsweise aus dem Patent US 5,230,919 (PROCTER & GAMBLE) bekannt, lufthaltige Erdnussbutter dadurch herzustellen, dass eine Erdnussbuttermasse (Wasser-in-Fett-Emulsion) auf eine Temperatur zwischen 60°C und 70°C erhitzt wird und dass Stickstoff zwischen 14 und 20 bar eingespeist wird, um nach dem Abkühlen und anschließender Druckminderung eine lufthaltige Erdnussbutter zu erhalten, deren Blasen zu 90% einen Durchmesser kleiner als 150 Mikron aufweisen.
Es gibt hingegen eine ganze Palette von Nahrungsmitteln, beispielsweise Schokoladen (kontinuierliche Fett-Phase mit Verteilung von Kakaoteilchen und von Zuckerkristallen) oder Rohmassen (Emulsion aus Fett in einer wässrigen Phase, welche reich an Zuckern und Stärke ist), die einer Erhitzung nicht standhalten, ohne dass ihre Eigenschaften eine Veränderung erfahren.
Bei den Produkten, die der Bezeichnung "Schokolade" entsprechen, ist es unbedingt erforderlich, eine Temperierungstemperatur (zwischen 25°C und 34°C entsprechend der Rezeptur) einzuhalten, andernfalls kommt es zu einem Bleichphänomen, das durch die Kakaobutter bedingt ist. Bei Rohmassen ist eine Temperatur von über etwa 45°C bis 50°C imstande, ein Phänomen teilweiser Gelierung zu bewirken.
Bei derartigen Produkten ist der Einsatz einer Erhöhung der Temperatur, um das Aufquellen oder Aufschlagen zu erleichtern – ob das Gas nun unter Druck oder nicht unter Druck eingespeist wird – unmöglich bzw. impliziert eine besondere Anpassung des Verfahrens.
So wird beispielsweise in dem Patent US 5,238,698 (JACOBS SUCHARD AG), das den Fall der zuckerfreien Milchschokolade behandelt, ein Einspeisen von Stickstoff zwischen 6 und 8 bar in eine auf 35°C erhitzte Schokolade eingesetzt, eine Temperatur, bei der die Schokolade flüssig ist, wonach die Schokolade in einem zweiten Abschnitt auf 29°C abgekühlt wird, in dem erneut Gas eingespeist wird, wobei die Schokolade dann in zwei weiteren Abschnitten auf 27°C abgekühlt wird, wonach die Schokolade in zwei letzten Abschnitten erneut auf 28,5 bis 29°C erhitzt wird, um die gewünschte Vorkristallisation (Temperierung) zu erzielen; anschließend wird die Schokolade, deren Druck zwischen 1,2 und 3 bar liegt, expandiert, um eine lufthaltige Schokolade zu erhalten, die in Formen abgelegt wird.
Das Verfahren impliziert also den Einsatz von sechs Abschnitten, die jeweils mit statischen Mischelementen ausgestattet sind, und dies einzig und allein um zu ermöglichen, der in flüssiger Phase befindlichen Schokolade Gas unter Druck zuzusetzen und gleichzeitig die Temperierung der Schokolade zu gewährleisten.
Bleibt man bei dem Fall der Schokolade, so besteht ein weiteres bekanntes Verfahren in dem Patent US 3,542,270 (NESTLE) darin, eine Masse aus geschmolzener Schokolade auf einer Temperatur zwischen 33°C und 35°C zu halten, sie in einem Aufschlaggerät kräftig zu rühren und sie anschließend auf eine Temperatur zwischen 27°C und 30°C abzukühlen, bevor die so belüftete Schokolade in einer Form abgelegt wird.
Die in den beiden vorgenannten Patenten beschriebenen Verfahren ermöglichen nicht, eine sehr hochgradige Belüftung der Schokolade zu erzielen.
Aus diesem Grund implizieren die derzeit industriell für die Herstellung von lufthaltiger Schokolade eingesetzten Techniken das Anlegen eines mehr oder weniger ausgeprägten Unterdruckes während des Formens, um die Expansion der Gasblasen sowie den Belüftungsgrad des Endproduktes zu erhöhen.
So wird beispielsweise in dem Patent US 4,889,738 (MORINAGA) ein kräftiges Rühren einer Schokolade durchgeführt, um Luft in diese einzuleiten, wonach die Schokolade in eine Form unter einem Druck von 8 Torr eingebracht wird, um der Luft zu ermöglichen, sich soweit auszudehnen, bis eine lufthaltige Schokolade erhalten wird, deren Luft die kontinuierliche Phase mit einer Dichte zwischen 0,23 und 0,48 bildet.
Eine weitere Kategorie von Nahrungsmitteln, bei denen eine Temperaturerhöhung nicht empfehlenswert ist, ist die der Rohmassen; dies sind Fett-in-Wasser-Emulsionen.
Man wird feststellen, dass die Erfindung unbestreitbar auf viskoelastische Produkte anwendbar ist, deren Rheologie auf die folgende Weise beschrieben werden kann: Bei Beanspruchungen, die unter seinem Fließpunkt oder seiner Fließgrenze liegen, verhält sich das Produkt wie ein Festkörper („unendliche Viskosität"). Bei höheren Beanspruchungen fließt es mit einer gewissen Viskosität, die gemessen werden kann. Und genau um diese Viskosität (vor allem plastische Casson-Viskosität β, die in Pa·s ausgedrückt wird) geht es im Folgenden. Deren analytisches Protokoll wird nachfolgend genauer erläutert. Ein weiterer Parameter, welcher dazu bestimmt ist, die Viskosität zu charakterisieren, ist der Konsistenz-Faktor K, der in Pa·sⁿ ausgedrückt wird.
Die bekannten Techniken ermöglichen, einen ausreichenden Belüftungsgrad nur durch kräftiges Rühren von Rohmassen zu erzielen, deren Viskosi tät gering genug ist (0,1 bis 2 Pa·s). Es ist auch bekannt („Löffel"-Verfahren), zunächst den flüssigsten Teil einer Formel auf der Basis von Eiweiß aufzuquellen oder aufzuschlagen und dem so belüfteten Schaum die weiteren Zutaten, insbesondere Mehl, zu zugeben, deren Wirkung auf die Viskosität die Belüftung stören würde. Bei dickflüssigeren Rohmassen ermöglicht eine Belüftung mit Hilfe eines herkömmlichen dynamischen Mischers (beispielsweise vom Typ „MONDOMIX" oder „OAKES") nicht, einen hohen Belüftungsgrad zu erzielen und demzufolge Produkte herzustellen, die nach dem Backen einen hohen Weichheitsgrad aufweisen.
Ein Ziel der Erfindung besteht darin, eine Belüftung eines Nahrungsmittels zu ermöglichen, ohne dessen Temperatur erhöhen zu müssen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist das Ermöglichen einer hochqualitativen Belüftung eines Nahrungsmittels, das unter dynamischen Bedingungen eine relativ hohe Viskosität aufweist, und insbesondere ein Verfahren, das ermöglicht, einen hohen Belüftungsgrad für ein Nahrungsmittel mit einer relativ hohen Viskosität zu erzielen, ohne dass dieses unter Vakuum geformt werden muss, um eine ausreichende Hohlraumbildung zu entwickeln.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines lufthaltigen Nahrungsmittels, das relativ einfach durchzuführen ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines lufthaltigen Nahrungsmittels, das ermöglicht, dessen Fettgehalt zu verringern, ohne dessen organoleptische Eigenschaften negativ zu beeinflussen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von lufthaltigen Nahrungsmitteln, die bei ihrem Ablegen und vor jeder Veränderung oder Weiteentwicklung (insbesondere Kristallisation und/oder Backen) ihre Form im Allgemeinen beibehalten, wodurch insbesondere die zwangsläufige mechanische Spannung eines Formens vermieden wird.
Wenigstens eines der oben genannten Ziele wird mit Hilfe eines kontinuierlichen Verfahrens zur Herstellung eines lufthaltigen Nahrungsmittels durch Dispersion und/oder Auflösung unter Druck eines Gases in einem Nahrungsmittel, das wenigstens ein Fett enthält, anschließend durch Druckminderung, um eine Belüftung zu bewirken, erreicht, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die genannte Dispersion und/oder Auflösung unter einem Relativdruck zwischen 8 und 50 bar, bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 50°C in einer Misch- und Förderanlage stattfindet, die wenigstens einen statischen Mischer aufweist, wobei die Nahrungsmittelzusammensetzung bei der genannten Temperatur vor der Dispersion und/oder Auflösung eine plastische Casson-Viskosität zwischen 2 und 500 Pa·s, und insbesondere zwischen 5 und 500 Pa·s, weiterhin insbesondere zwischen 8 und 500 Pa·s oder aber zwischen 20 und 500 Pa·s, sowie einen Fließpunkt zwischen 2 und 300 Pa aufweist, und dass es ein Ablegen des lufthaltigen Nahrungsmittels in Form von einzelnen Produkten oder von wenigstens einem Streifen einsetzt, deren bzw. dessen Form sich im allgemeinen hält, solange keine Kraft angelegt wird.
Die Fließgrenze kann insbesondere zwischen 10 und 300 Pa, weiterhin insbesondere zwischen 20 und 300 Pa oder zwischen 40 und 300 Pa liegen.
Überraschenderweise wird trotz der relativ hohen Viskosität des Produktes und trotz der durch den oder die verwendeten statischen Mischer bewirkten geringen Schergeschwindigkeit („shear rate"), dank einer Gaseinleitung unter einem relativ hohen Druck eine wirkungsvolle Belüftung des Produktes mit einem hohen Gasbeimengungsgrad erzielt und gleichzeitig wird folglich ein nachteiliges Erhitzen des Produktes vermieden.
Dies steht im Gegensatz zum Stand der Technik, der lehrt, dass es – um einer dickflüssigen Masse ein Gas beizumengen – erforderlich ist, diese kräftig zu rühren, oder aber dass einzig und allein Produkte, die flüssig genug sind, zu hohen Belüftungsgraden führen können, unter dem Vorbehalt, dass die Produkte anschließend unter Vakuum geformt werden, um Hohlräumen in ihnen auszubilden.
Dies steht auch – zumindest was Schokolade betrifft – im Gegensatz zu der Lehre des Patents US 5,238,698 , das davon abrät, Drücke von über 8 bar einzusetzen, und zwar aufgrund der schlechten Textur, die hieraus resultieren würde.
Die genannte Temperatur kann zwischen 5°C und 50°C und insbesondere zwischen 10°C und 40°C liegen. Bei Schokolade liegt der Temperaturbereich vorteilhafterweise zwischen 25°C und 34°C, in Abhängigkeit von der Temperierungstemperatur der eingesetzten besonderen Zusammensetzung. Eine temperierte Schokolade ist teilweise kristallisiert mit 3% bis 4% Kristallen. Bei Produkten auf der Basis von Schokolade, wie Schokoladenfüllungen, die keine Kakaobutter enthalten, kann die Temperatur höher sein, da keine Veranlassung besteht, eine Temperierung durchzuführen.
Unter einem Produkt auf der Basis von Schokolade werden im Sinne der vorliegenden Anmeldung Produkte wie Schokolade verstanden, die Kakaobutter als Fett enthalten, oder aber Produkte, deren Fettgehalt nur zum Teil aus dem Vorliegen von Kakaobutter stammt oder die überhaupt keine Kakaobutter enthalten, wobei die Kakaobutter vollständig oder teilweise durch ein kristallisierbares oder nicht kristallisierbares Fett ersetzt werden kann. Ein kristallisiertes Produkt auf der Basis von Schokolade enthält einen bedeutenden Teil ihres Fettes, das kristallisiert ist. Ein Produkt auf der Basis von Schokolade kann weniger als 50% ihres Fettes in kristallisierter Form enthalten.
Das Nahrungsmittel kann auf der Basis von Schokolade sein; es weist vorteilhafterweise einen Gewichtsgehalt an Fett (mit oder ohne Kakaobutter) zwischen 22% und 40% und insbesondere zwischen 24% und 38% auf.
Nach einer ersten Variante wird ein Produkt auf Schokoladenbasis, mit oder ohne Kakaobutter in Form von einzelnen Produkten abgelegt. In vorteilhafter Weise wird ein Mengen-Dosierapparat eingesetzt, der vorzugsweise mit einem Drahtschneider ausgestattet ist, so dass die einzelnen Produkte in Form von Produkten mit ebenen Flächen (Scheiben, Parallelflächner, Mondsichel etc.) vorliegen, wodurch es insbesondere möglich ist, derartige Produkte auf Keksen abzulegen und die Scheiben eventuell mit einem oberen Keks zu bedecken.
Alternativ hierzu werden die einzelnen Produkte mit Hilfe eines Nadelventils ablegt. Ein solches Ventil weist den Vorteil auf, dass es dem Druck gut standhält, dass ein sehr schneller Druckabfall zwischen der stromaufwärtigen Rohrleitung und der Atmosphäre sichergestellt wird, was die Ausdehnung der Blasen begünstigt, und schließlich erspart es eine Rückhaltekammer nach der Druckminderung, wodurch ein Abquellen des Schaums vermieden wird.
Da das Ablegen in allen Fällen bei einer Temperatur stattfindet, bei der die in dem Produkt enthaltene Schokolade noch nicht vollständig kristallisiert ist, ermöglicht die spätere Kristallisation der Schokolade eine Haftung zwischen der Hohlräume aufweisenden Schokolade und dem oder den Keks(en).
Insbesondere drückt die Auftragskraft des oberen Kekses die benachbarten Flächen der Kekse und der Scheibe gegeneinander, wodurch später die Haftung während der Kristallisation des Produktes erleichtert wird. Diese Auflagekraft ist bestrebt, die Scheibe, welche selbsttragend ist, d.h. dass sie ihre Form nur solange Form beibehält, wie sie keiner Kraft ausgesetzt wird, leicht zusammenzudrücken.
Nach einer zweiten Variante wird das Produkt auf der Basis von Schokolade bei atmosphärischem Druck beispielsweise in Form eines Streifens mit einer Breite zwischen 2 mm und 10 mm und einer Höhe zwischen 2 mm und 5 mm abgelegt und in einen Kühltunnel befördert, welcher unter industriellen Standardbedingungen arbeitet. In vorteilhafter Weise wird der Streifen nach der Kristallisation des Fettes zugeschnitten, um zugeschnittene Produkte oder „chunks" mit einer Länge zwischen 5 mm und 15 mm zu bilden. Die Oberflächenbeschaffenheit des so belüfteten Produktes ist mit derjenigen einer Standardschokolade überaus vergleichbar, insbesondere hinsichtlich dessen, dass es glatt und glänzend bleibt und die gleiche Farbe beibehält.
Überraschenderweise bewirken die Abmessungen des Streifens, dass die Blasen von größerem Durchmesser dazu neigen, die Oberfläche aufplatzen zu lassen und zu verschwinden, was zur Folge hat, dass nach der Kristallisation in Form eines Streifens oder von kleinen Blöcken der durchschnittliche Durchmesser der Blasen gegenüber dem Durchmesser, der in der lufthaltigen Schokolade während ihres Ablegens festgestellt wird, ganz beträchtlich verringert ist.
Die Erfindung ermöglicht insbesondere, Produkte auf Schokoladenbasis herzustellen, die eine Dichte zwischen 0,5 und 1, und insbesondere zwischen 0,5 und 0,7 oder aber zwischen 0,6 und 0,7 aufweisen. Es ist trotzdem möglich, durch Einsatz der geeigneten Parameter, insbesondere des Verhältnisses zwischen der Gasmenge und der Schokoladenmenge, das gesamte Spektrum von Dichten zu erhalten, die zwischen diesen Bereichen und der Anfangsdichte der Schokolade (etwa 1,3) liegen.
Nach einer dritten Variante wird das Produkt mit Hilfe eines Nadelventils in Form von Klümpchen („drops") ablegt, die allgemein tröpfchenförmig ausgebildet sind, und in einen Kältetunnel transportiert, der unter atmosphärischem Druck arbeitet.
Die „chunks" oder die „drops", die man bisher nicht in mit Hohlräumen versehener Form herzustellen wusste, weisen eine Dichte auf, die vorteilhafterweise zwischen 0,6 und 1,1, insbesondere zwischen 0,6 und 0,9 und vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,9 liegt.
Das Nahrungsmittel kann eine Rohmasse auf Mehlbasis, insbesondere eine texturierte Biskuitmasse sein. Diese Rohmasse kann kalt- oder warmlösliche Verdickungsmittel (Guar, Pektin, Alginat, Johannisbrotkernmehl, und/oder Carboxymethylzellulose etc.) und/oder dispergierbare Fasern (Gluten, Zellulosefasern etc.) enthalten.
Die Rohmasse kann vor dem Zusetzen von Gas eine plastische Casson-Viskosität β zwischen 2 Pa·s und 500 Pa·s und insbesondere zwischen 5 Pa·s und 500 Pa·s oder aber weiterhin zwischen 10 Pa·s und 500 Pa·s und vorzugsweise zwischen 20 Pa·s und 500 Pa·s, sowie einen Fließpunkt zwischen 2 und 300 Pa und insbesondere zwischen 5 und 300 Pa aufweisen.
Ist die Masse abgelegt, wird sie einem Backschritt unterzogen, der zu einer Ausdehnung des eingeleiteten Gases führt, die in Verbindung mit der Verdampfung des Wassers ein Endprodukt, insbesondere eine Biskuitmasse ergibt, das bzw. die eine bemerkenswerte Weichheit aufweist.
Unverzüglich nach ihrem Ablegen und vor der Kristallisation und/oder dem Backen weist das Hohlräume aufweisende Produkt charakteristische Eigenschaften und vor allem mechanische Eigenschaften auf, die es ihm ermöglichen, eine gegebene Form im allgemeinen beizubehalten und dabei formbar zu bleiben.
Die Erfindung betrifft auch ein Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel, das durch das oben definierte Verfahren erhalten wird und das wenigstens ein Fett enthält, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 80% der Hohlräume eine Abmessung aufweisen, die zwischen 0,1 mm und 1,5 mm liegt, wobei wenigstens 30% der Hohlräume einen Durchmesser von über 0,2 mm aufweisen, und dass es eine plastische Casson-Viskosität zwischen 4 Pa·s und 1000 Pa·s, insbesondere zwischen 10 Pa·s und 1000 Pa·s, weiterhin insbesondere zwischen 20 Pa·s und 1000 Pa·s oder aber zwischen 40 Pa·s und 1000 Pa·s sowie einen Fließpunkt zwischen 10 Pa und 600 Pa, insbesondere zwischen 20 und 600 Pa, weiterhin insbesondere zwischen 40 und 600 Pa oder aber zwischen 80 und 600 Pa aufweist, so dass es eine Form aufweist, die sich hält, solange keine Druckkraft angelegt wird.
Diese Form lässt man anschließend hart werden, insbesondere durch Kristallisation im Kältetunnel unter atmosphärischem Druck, zum Beispiel bei Produkten auf Schokoladenbasis, oder aber durch Backen (Rohmassen).
Man wird feststellen, dass die Werte der plastischen Viskosität sowie des Fließpunktes, die bzw. der nach der Gasbeimengung und dem Ablegen erhalten wird, über denjenigen liegen, die das Produkt vor der Gasbeimengung charakterisieren.
Insbesondere können 90% der Hohlräume einen Durchmesser von unter 1,6 mm aufweisen.
Das Produkt kann auf Schokoladenbasis sein und in Form eines flachen Produktes mit parallelen Flächen, beispielsweise einer Scheibe, in einem Zustand vorliegen, in dem das Fett teilweise kristallisiert ist.
Das Produkt kann dadurch gekennzeichnet sein, dass es auf Schokoladenbasis ist und in Form eines Streifens mit einer Breite von 2 mm bis 10 mm und einer Höhe zwischen 2 mm und 5 mm vorliegt, wobei 90% der Hohlräume einen Durchmesser von unter 0,5 mm aufweisen.
Nach einer weiteren Variante ist das Produkt eine Rohmasse, insbesondere eine Biskuitgrundmasse, die ermöglicht, nach dem Backen ein weiches Produkt, beispielsweise eine Biskuitmasse mit einer Dichte kleiner 0,29 und einem Young-Modul, das geringer als 130.000 ist und vorzugsweise zwischen 100.000 und 130.000 liegt, zu erhalten.
Das flache Produkt, beispielsweise eine Scheibe aus vorkristallisierter Schokolade, die auf einem Keks abgelegt oder sandwichartig zwischen zwei Kekse gelegt wird, ergibt nach der Kristallisation des Fettes einen Schokoladen-Keks mit Haftung zwischen einer Fläche der Scheibe und einer Fläche des Kekses, oder aber einen „sandwichartigen" Schokoladen-Keks, wobei die Scheibe aus Schokolade zwischen zwei Keksen angeordnet ist und die Kontaktflächen aneinander haften. Nur ein Teil des Fettes kann kristallisiert werden.
Weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung werden beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen besser hervorgehen, hierin zeigen:
1a ein Schema einer Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens, wobei die 2a bis 2c eine bevorzugte Ausführungsform einer Ablegevorrichtung zeigen und wobei 1b eine Variante der 1a zeigt, welche für das Ablegen in Streifenform geeignet ist,
3 eine Variante einer Anlage für die Durchführung des Verfahrens, mit einem entsprechenden Druckprofil,
4a mit einem Teilschnitt ein gemäß der Erfindung erhaltenes geformtes Produkt (Beispiel 1 – Dichte beim Ablegen 0,6; Dichte des Produktes nach der Kristallisation: 0,74), wobei die 4b und 4c die Verteilung des Durchmessers der Blasen im Querschnitt bzw. im Längsschnitt, in Form einer Verteilungsfrequenz pro Äquivalentdurchmesser-Klassen (in mm) sowie in Form einer Summenkurve (in %) in Abhängigkeit des Äquivalentdurchmessers zeigen,
5a ein „sandwichartiges" Produkt gemäß der Erfindung (Dichte beim Ablegen 0,6; Dichte des Produktes nach der Kristallisation: 0,6), und 5b ein Beispiel für die Verteilung der Größe der Blasen in der lufthaltigen Schokolade, mit ein und derselben Darstellungskonvention wie bei den 4b und 4c,
6a einen gemäß der Erfindung erhaltenen Block oder „chunk" aus lufthaltiger Schokolade (Beispiel 1 – Dichte 0,85 beim Ablegen und nach der Kristallisation), wobei 6b ein Beispiel der Verteilung der Größe der Blasen in dem Block zeigt, mit ein und derselben Darstellungskonvention wie bei den 4b, 4c und 5b,
7a einen Penetrometrie-Vergleichstest in einer dunklen Schokolade (d = 1,3) bzw. in einer lufthaltigen dunklen Schokolade gemäß der Erfindung (d = 0,74), mit Hilfe eines Penetrometrie-Tests, welcher in der Beschreibung näher erläutert wird,
7b eine Penetrometrie-Kurve eines Kekses, der mit Schokolade überzogen ist, nämlich mit dunkler Schokolade (Kurve I) mit einer Dichte von 1,3, mit Milchschokolade (Kurve II) mit einer Dichte von 1,3, mit lufthaltiger dunkler Schokolade (Kurve III) mit einer Dichte von 0,6 und mit lufthaltiger dunkler Schokolade (Kurve IV) mit einer Dichte von 0,7.
In der Beschreibung sind die angegebenen Drücke Relativdrücke und werden die Gasmengen unter sogenannten „normalen" Bedingungen (d.h. bei 0°C, und unter atmosphärischem Druck) gemessen.
Wie 1a zeigt wird eine Zusammensetzung C auf Schokoladenbasis nach einer Temperierung durch eine Temperiervorrichtung TEMP in eine Hochdruckpumpe HPP, vorzugsweise eine Multimembranpumpe eingebracht, so dass ein Druck von beispielsweise wenigstens gleich 20 bar erzeugt wird. Ein Einspeiseventil VI, das über einen Behälter 10 mit einem Gas, beispielsweise Luft, Stickstoff, N₂O oder CO₂ oder einer Mischung aus diesen Gasen versorgt wird, wird auf einen Druck geeicht, der etwas höher ist als der durch die Pumpe HPP erzeugte Druck, so dass Gas in einer im Wesentlichen konstanten Menge an der Ausmündung des Ausgangs der Pumpe HPP eingespeist wird. Ein Rücklaufkreis 50 ermöglicht eine) Detemperierung/Abquellen in einem Wärmetauscher DD sowie ein Rücklaufen der Überschüsse.
Das Ganze wird anschließend durch statische Mischer STMX, beispielsweise statische Sulzer-Mischer mit einem Nenndurchmesser DN = 20, Kenics-Mischer mit DN20 und statische Sulzer-Mischer DN10, deren Länge, Durchmesser und Anzahl ermöglichen, das Druckprofil in dem Kreis in Abhängigkeit der Rheologie der Matrix sowie der Betriebstemperatur einzustellen, gemischt und stromabwärts gefördert. Die Matrix bleibt unter einem Relativdruck zwischen 8 und 40 bar (entsprechend des Aufbaus, und insbesondere dem pneumatischen Druck oder Gegendruck, der direkt nach dem Ablegen vorliegt, wie 3 zeigt), so dass die Dispersion und/oder Auflösung während der Verweilzeit in dem Kreis (etwa 3 Minuten, die aber je nach Konfiguration der statischen Mischer, der angestrebten Dichte und der Viskosität des Nahrungsmittels zwischen 4 Sekunden und 6 Minuten variabel ist) erfolgen. In dem Fall, in dem das Ablegewerkzeug die hohen Drücke nicht zulässt, ist es eventuell möglich, den Gegendruck zu senken, um das Ablegen mit einem Druck zwischen 2 und 8 bar zu vollziehen. Diese Änderung des Gegendruckes führt lediglich zu relativ geringen Veränderungen, insbesondere beim Gasverbrauch, die leicht angepasst bzw. eingestellt werden können.
Die Kombination der statischen Mischer ermöglicht gleichzeitig die Dispersion und/oder die Auflösung des Gases in den verschiedenen Phasen des Produktes (Fett- und/oder wässrige Phasen) sowie die Thermostatisierung der gesamten Anlage bei Betriebstemperatur, die durch die Verwendung einer Rohrleitung mit Doppelmantel sichergestellt wird. Die geringe Schergeschwindigkeit, die durch das Vorliegen der statischen Mischer erzeugt wird, trägt ebenfalls dazu bei, jedwedes Erhitzten der umlaufenden Zusammensetzung zu begrenzen.
In 1a wird auf dieser gesamten Strecke durch den statischen Mischer STMX und die Rohrleitung, im Verlaufe dessen die Zusammensetzung unter Druck gehalten wird, ein Erhitzen der umlaufenden Zusammensetzung vermieden, insbesondere dadurch, dass die Rohrleitung 15 thermostabilisiert wird, wobei der Kontakt zwischen dem Fluid und dem Doppelmantel der Rohrleitung 15 durch das Vorliegen der statischen Mischer erleichtert wird.
In 1b wird bei einer Zusammensetzung auf der Basis von Schokolade (Schokolade oder Schokoladenersatz), die derart gewählt wurde, dass sie in temperiertem Zustand eine plastische Casson-Viskosität von beispielsweise 8,3 Pa·s sowie eine Fließgrenze von beispielsweise 30 Pa (siehe nachfolgendes Beispiel 1) aufweist, und bei einem Gaseinspeisedruck, der wenigstens gleich 8 bar beträgt und beispielsweise zwischen 20 und 25 bar liegt, nach der Druckminderung durch das Ventil VANDEP eine lufthaltige Masse MA erhalten, die unmittelbar nach der Druckminderung kontinuierlich in Form eines oder mehrerer Streifens) 6 und Durchlaufen eines Kältetunnels 8 hergestellt oder aber – wie in 1a dargestellt – in Form von einzelnen Produkten 5 abgelegt werden kann. Aufgrund der Wahl einer Schokoladenzusammensetzung mit hoher Viskosität und hoher Fließgrenze weisen der Streifen 6 oder die einzelnen Produkte 5 nach dem Ablegen eine Form auf, die sich hält, solange keine Druckkraft angelegt wird.
Dies ermöglicht, Produkte herzustellen, deren Form im Wesentlichen die gleiche wie die der abgelegten Produkte bleiben kann. Es reicht aus, die lufthaltige Schokolade kristallisieren zu lassen.
Die Ablegevorrichtung DEP der 1a ist besonders vorteilhaft für lufthaltige Produkte, die eine ausreichend hohe Viskosität β (beispielsweise β zwischen 20 Pa·s und 500 Pa·s) aufweisen. Bei niedrigeren plastischen Viskositäten wird ein Ablegen mit Hilfe eines Nadelventils bevorzugt.
Die Funktionsweise der Ablegevorrichtung DEP der 1a wird nun in Verbindung mit den 2a bis 2c beschrieben.
Gemäß den 2a bis 2c wird ein Kanal 11 fortlaufend über das Druckminderventil DET mit dem lufthaltigen Schaum MA beaufschlagt. Die lufthaltige Masse MA kann als teigartig, halbteigartig bzw. als halbflüssig definiert werden, d.h. dass ihre Viskoelastizität mindestens ausreichend ist, damit sie – sobald sie in kleinen Mengen (2 bis 20 g und vorzugsweise 5 bis 10 g auf einer freien Fläche) auf einer Fläche abgesetzt wurde – eine definierte Form ohne merkliches Fließen beibehält, solange sie keinen mechanischen Beanspruchungen, vor allem Druckkräften ausgesetzt wird. Der Zufuhrkanal 11 weist einen Flansch 12 zur Montage an einer Platte 20 auf. Ein Kragen eines Balges 150 greift zwischen dem Flansch 12 und der Platte 20 ein. Der Balg 150 setzt den Kanal 11 fort, um einen Ablegekopf zu bilden, der auch eine Ablegedüse 23 umfasst, die mit einer oder mehreren Öffnungen, beispielsweise einer ringförmigen Ablegeöffnung 24 versehen ist. Der Balg 150 weist einen Kragen 17 auf, der zwischen einem Flansch 18, welcher an einer gegenüber der Platte 20 beweglichen Platte 30 angebracht ist, und dem Körper der Ablegedüse eingeschlossen ist. Die bewegliche Platte 30 ist in der Lage, sich gegenüber der Platte 20 vertikal hin- und herzubewegen, so dass der Abstand e zwischen den Platten 20 und 30 auf kontrollierte Weise zwischen einem maximalen Wert e1 (2a) und einem minimalen Wert e2 (2b) variiert wird.
Die in den 2a bis 2c dargestellte Ausführungsform ist insbesondere für das Ablegen des Produktes 5 auf einem Keks 3 bestimmt, der auf der Oberseite 2 eines Bandes 1 aufgelegt ist, das sich horizontal in Richtung des Pfeils V bewegt, und zu diesem Zweck führt die Platte 20, die ein oder mehrere Rohre zum Zuführen des Produktes trägt, die beispielsweise für eine Reihe von Keksen 3 bestimmt sind, eine durch den Pfeil F veranschaulichte Pendelbewegung aus, wobei ihr diese Bewegung ermöglicht, sich auf die Bewegung des Bandes 1 abzustimmen und über dem Keks 3 mit der gleichen Geschwindigkeit wie im Augenblick des Ablegens angeordnet zu werden. Nach dem Ablegen folgt auf die Pendelbewegung eine Rücklaufbewegung, und der Zyklus beginnt erneut.
Der Körper 29 des Ablegekopfes führt somit eine kombinierte Bewegung aus, nämlich die Kombination aus der Pendelbewegung, welche die der Platte 20 ist, und der Hin- und Herbewegung, welche die der Platte 30 während des Ablegens ist.
Bei Position I, welche in 2a dargestellt ist, ist der Abstand zwischen den Platten 20 und 30 gleich dem maximalen Wert e1, und es ist ersichtlich, dass das zu verteilende Produkt 4 den Ablegekopf vollständig bis zu den Öffnungen 24 füllt.
Die Pendelbewegung setzt sich mit einer schnellen Annäherung der Platte 20 an das Band 1 fort, und die Platte 20 wird der Platte 30 genähert, so dass ihr Abstand nun gleich e2 ist, welcher um einen Abstand, der der auf dem Keks 3 abzulegenden Produktmenge 4 entspricht, geringer als e1 ist (Position II, welche in 1b dargestellt ist).
Während die Pendelbewegung fortgesetzt wird, entfernt sich dann der Ablegekopf wieder von dem Keks 3, und der Abstand zwischen den Platten 20 und 30 wird wieder auf den maximalen Wert e1 gebracht.
Unter diesen Bedingungen liegt der untere Level des Produktes 4, der in 2c durch das Bezugszeichen 4' (Position III) dargestellt ist, stromaufwärts der Öffnung 24, da infolge der Volumenänderung, welche durch das Zusammendrücken-Ausdehnen des Balgs 150 hervorgerufen wird, von dem Produkt 4 etwas abgelegt wurde, um eine Scheibe 5 auf dem Keks 3 zu bilden und die entsprechende Menge nun in dem Ablegekopf bei Position 3 fehlt. Dieses fehlende Volumen wird dadurch kompensiert, dass das Druckminderventil DET den Ablegekopf 10 fortlaufend mit einer Menge versorgt, die derart gewählt ist, dass dann, wenn der Ablegekopf für einen neuen Ablegezyklus zu Position I zurückgekehrt sein wird, das Produkt 4 mit der Öffnung 24 erneut glatt abschließen wird.
Das Druckminderventil DET und der Gegendruck ermöglichen, das Druckprofil in dem Kreis einzustellen, und ihre Kombination bietet insbesondere die Möglichkeit, zwei Schritte einer Druckminderung zu erzeugen. Eventuell kann das Druckminderventil DET entfallen, was zu einer Druckminderung in einem einzigen Schritt führt.
Der Zyklus des Ablegens, welcher soeben beschrieben wurde, ermöglicht, das Produkt MA keinem Unterdrucksetzen oder keiner Scherbeanspruchung zu unterwerfen, da das Ablegen durch einfaches Variieren der Länge eines röhrenförmigen Abschnittes des Ablegekopfes erfolgt und das Produkt MA durch eine oder mehrere Öffnungen 24 fließt, deren Abmessung (in der Praxis einige Millimeter) ausreichend ist, um ein Unterdrucksetzen und/oder ein Scheren des Produktes MA zu vermeiden. Des Weiteren kann die kontinuierliche Zufuhr des Produktes MA über das Druckminderventil DET einfach mit einer konstanten Menge vollzogen werden, ohne dessen Texturqualitäten zu verschlechtern.
Die Ablegevorrichtung DEP kann folglich mit einem lufthaltigen Produkt, wie dem Schaum MA verwendet werden, der eine gegenüber mechanischen Scherbeanspruchungen empfindliche Textur aufweist.
Nach dem Schritt des Ablegens des Produktes MA in Form von Inseln 5 bzw. eines ringförmigen Kranzes, ist es möglich, einen zweiten Keks 3 auf die Scheibe 5 aufzulegen, um ein Sandwich zu bilden.
Bei dem in den 2a bis 2c veranschaulichten Verfahren wird das lufthaltige Produkt MA direkt in Form einer flachen Scheibe 5 mit einer Höhe d abgelegt, wobei dieser Abstand d im Wesentlichen gleich dem Abstand zwischen der Endfläche 25 der Ablegedüse 23, die mit einer beispielsweise ringförmigen Ablegeöffnung 24 versehen ist, und dem Keks 3 ist.
Wie 2b zeigt, ist bei Position II der Abstand zwischen der Fläche 25 und der Oberseite des Kekses 3 im Wesentlichen gleich d, wodurch ein Begrenzungsraum geschaffen wird, in dem das Produkt 4 in Form einer Scheibe 5 verteilt wird. Die Differenz zwischen den Abständen e1 und e2 wird in Abhängigkeit des Abstandes d gewählt, der die Höhe der Scheibe 5 definiert, so dass die Scheibe 5 die gewünschte Fläche auf dem Keks einnimmt.
Am Ende der Phase des Ablegens (2b – Position 2) wird die Scheibe 5 durch eine Abschneidvorrichtung, wie einem Drahtschneider 40, der mit einem hin- und herbewegten Schneidedraht 41 versehen ist, von dem Ablegekopf getrennt. Auf diese Weise erhält man (2c – Position III) einen Keks 3, auf dem eine Scheibe 5 des Produktes angeordnet ist, deren Oberseite zu dem Keks parallel verläuft.
Um ein Sandwich zu erhalten, muss auf die Scheibe 5 lediglich ein zweiter Keks 3' aufgelegt werden, ohne dass dieses Mal ein Andrücken erforderlich ist, um zu erreichen, dass das Produkt seitlich verteilt und zusammengedrückt wird. Dies ermöglicht, ein Endprodukt zu erhalten, das eine lufthaltige Füllung 5 aufweist, deren äußerer Rand 5'' relativ gleichmäßig ist, wobei die endgültige stabile Form in obigem Beispiel durch Kristallisation des Fettes erhalten wird.
Des Weiteren ist die Mengendosierung präzise. Denn da das Ablegen nicht von einem Unterdrucksetzen begleitet wird, das in der Lage ist, die Textur des Produktes, insbesondere die Hohlräume zu stark zu beeinträchtigen, und da aufgrund des nicht vorhandenen Unterdrucksetzens jedwede Ausdehnung der den Ablegekopf 10 bildenden Elemente, insbesondere des Balges 150 vermieden wird, verformt sich der Ablegekopf 10 während des Ablegens nicht, und so kann man sicher gehen, eine präzise und gleichmäßige Dosierung zu erzielen.
Das Ablegen kann – wie beschrieben – auf einem Träger, wie einem Keks oder einer Biskuitsmasse etc. erfolgen, sie kann aber auch direkt auf dem Band 1 erfolgen. In diesem Fall kann das Nahrungsmittel insbesondere eine Rohmasse sein, wodurch das Verfahren für den Erhalt von Rohteiglingen eingesetzt werden kann.
Aufgrund der Tatsache, dass der obere Keks 3 – für die Ausführungsform der 2a bis 2c – ohne wesentliches Unterdrucksetzen der Scheibe 5 aufgelegt wird, kann dieser ein gelochter, mit durchgehenden Öffnungen versehener Keks sein. So ermöglicht dieses Verfahren eine merkliche Erweiterung der Palette der Produkte, die geeignet sind, mit ein und demselben Gerät hergestellt zu werden.
Die Produkte können auch in die gewünschte Form gebracht werden, beispielsweise durch Formen unter atmosphärischem Druck (4a bis 4c). Im Fall eines geformten Produktes muss eine Kraft (Kompression, Vibration, Luftstrom etc.) aufgebracht werden, um das Produkt in der Form auszubreiten bzw. zu verteilen. Diese Formgebung kann auch durch Zuschneiden eines abgelegten Streifens vollzogen werden, wobei dieses Zuschneiden vor, während oder vorzugsweise nach dem vollständigen Kristallisieren des Produktes erfolgen kann. Dieses Ablegen kann, wie in 1b veranschaulicht, dadurch vollzogen werden, dass das Druckminderventil DET in der Nähe des Bandes 2 angeordnet wird und dass eine Vorrichtung DEC zum Zuschneiden des Streifens 6 am Ausgang des Kältetunnels 8 vorgesehen wird, derart, dass der Streifen 6 nach der Kristallisation zugeschnitten wird, um einzelne Produkte, wie zugeschnittene Produkte, sogenannte „chunks" 7 zu erhalten.
Nach der Kristallisation behält das lufthaltige Produkt die Form bei, die ihm beispielsweise durch Zuschneiden oder Formen verliehen wurde.
Das Ablegen des lufthaltigen Produktes kann auch in einem teilweisen oder vollkommenen Überziehen (oben, unten, allseitig) eines weiteren Produktes, zum Beispiel eines Keks- oder Konditoreiproduktes bestehen, das so mit Schokolade (oder einem Produkt auf Schokoladenbasis) überzogen wird. In diesem Fall muss vorzugsweise – um das Abquellen des Umhüllungsstreifens aus dem lufthaltigen Produkt zu reduzieren – der herkömmliche Schleierkasten der Überziehmaschine, welcher offen ist (also unter atmosphärischem Druck steht), durch eine unter Druck stehende, in einem Schlitz auslaufende Leitung ersetzt werden; diese ermöglicht, einen Schleier aus lufthaltigem Produkt, beispielsweise aus lufthaltiger Schokolade zu extrudieren und dabei das lufthaltige Produkt bis zu dem Vorhang unter Druck zu halten. Die Dicke dieses Schlitzes ist variabel, derart, dass der Druck in der Rohrleitung direkt stromaufwärts beeinflusst werden kann, und dass die Dicke des Schleiers aus lufthaltigem Produkt verändert werden kann. Diese Art der Änderung kann auch an einer den Absatz bildenden Welle während des Überziehens vollzogen werden.
Es bedarf im Allgemeinen einer mechanischen Beanspruchung (Kompression, Vibration, Luftstrom etc.), um das Verteilen oder Ausbreiten des lufthaltigen Produktes, insbesondere der lufthaltigen Schokolade auf dem zu überziehenden Träger zu ermöglichen.
Somit führt die Kombination aus einer Dispersion und/oder Auflösung unter hohem Druck (> 8 bar), aus einer relativ hohen Konsistenz (plastische Casson-Viskosität zwischen 2 und 500 Pa·s, insbesondere zwischen 5 und 500 Pa·s und weiterhin insbesondere zwischen 10 und 500 Pa·s, sowie ein Fließpunkt zwischen 2 und 300 Pa) und aus einer geringen Schergeschwindigkeit durch Verwendung eines oder mehrerer statischer Mischer – nachdem das Produkt und das Gas für einen Mindestzeitraum (beispielsweise zwischen 4 Sekunden und 6 Minuten), welcher ausreicht, um eine hinreichende Dispersion und/oder Auflösung zu erzielen, unter Druck in Kontakt gelassen wurden – zum Erhalt eines lufthaltigen, nicht kristallisierten Produkts, dessen Viskoelastizität ausreichend ist, um dessen Fließen zu vermeiden, wodurch es ihm möglich ist, seine Form vorübergehend beizubehalten, bis eine stabile Form durch eine wenigstens teilweise Kristallisation oder durch Backen erhalten wird. Vor der Kristallisation kann das abgelegte lufthaltige Produkt beispielsweise durch Formen (4a bis 4c) oder Zuschneiden (6a und 6b) einer Formgebung unterzogen werden, um nach der Kristallisation oder dem Backen Einzelprodukte von stabiler Form zu erhalten.
Eine Variante der Anlage ist in 3 dargestellt. Der Kreis ist von zwei Hochdruckpumpen HPP1 und HPP2 gebildet, wobei die erste Pumpe HPP1 eingesetzt wird, um die zweite HPP2 zu versorgen, wobei dieses System im Falle von Massen mit hoher Konsistenz, wie denjenigen der Beispiele 3 und 4 besonders vorteilhaft ist. Zu diesem Zweck werden zwei in Kaskade geschaltete Hochdruckpumpen HPP1 (12 bar) und HPP2 (25 bar) verwendet. Das Gas (CO₂) wird unter einem Zwischendruck (12 bar) eingespeist. Die erste Pumpe wird mit Rohmasse oder Schokolade versorgt, die in einer Temperiervorrichtung TEMP temperiert wird. Eine Leitung 50 ermöglicht ein Rücklaufen der überschüssigen Menge, beispielsweise während eines Produktionsstopps. Das überschüssige lufthaltige Produkt MA wird einem Abquellen unterzogen und in einem Mischer DD erhitzt, anschließend zur Temperiervorrichtung TEMP zurückgeführt.
Das Einspeisen des Gases kann auch am Ausgang der Pumpe HPP2 erfolgen.
Stellt man ein Produkt vom Typ „sandwichartig" her, wie zum Beispiel (siehe 5a und 5b) eine Schokoladenscheibe 5 zwischen zwei Keksen 3 und 3', übt das Ablegen des Kekses 3' auf die Scheibe 5 aus nicht kristallisierter Schokolade auf diese Scheibe eine Spannung aus, die geringer ist als deren Fließgrenze (und die nahe dieser Grenze liegen kann), und die folglich die Form nur sehr geringfügig verändert. Darüber hinaus begrenzt das Vorliegen des oberen Kekses 3' die Entgasung und ermöglicht, eine Enddichte der lufthaltigen Masse zu erzielen, die sehr nahe der Dichte beim Ablegen ist. Auf diese Weise konnte eine Dichtedifferenz von kleiner oder gleich 3% festgestellt werden.
Diese Auflagekraft erleichtert das Haften der Flächen der Schokoladenscheibe auf der Innenseite der Kekse 3 und 3' und folglich den Zusammenhalt des Endproduktes, ohne dass es eines zusätzlichen Arbeitsschrittes bedarf und ohne dass die Hohlraumbildung des Produktes merklich verschlechtert wird, das somit seine Qualitäten beibehält.
Das Ablegen des oberen Kekses 3' geht mit einer Spannung oder Beanspruchung einher, die wenigstens gleich der Wirkung des Gewichtes des Kekses 3' auf der Kontaktfläche ist, was einem Druck von etwa wenigstens 50 Pa entspricht. Diese Spannung oder Beanspruchung ist im Allgemeinen nahe des Fließpunktes der Scheibe. Aufgrund dieser Spannungen oder Beanspruchungen weisen die Blasen 9 der Schokoladenscheibe 5 nach dem Hartwerden der Scheibe 5 eine mehr oder weniger ausgeprägte Anisotropie auf.
In Verbindung mit den 6a und 6b weist ein gemäß der Erfindung erhaltenes zugeschnittenes Stück aus lufthaltiger Schokolade 7 Blasen 9 auf, deren Äquivalentdurchmesser sich beispielsweise wie in 4b veranschaulicht verteilt. Die Stücke oder („chunks") werden aus einem Streifen mit einer Breite zwischen 2 mm und 10 mm und einer Höhe zwischen 2 mm und 5 mm er halten. Es kommt spontan zu einer Entgasung der Blasen von größerem Durchmesser, welche die Oberfläche der halbteigigen Schokolade „aufplatzen" lassen, wobei sich die Oberfläche der Schokolade anschließend wieder verschließt, wodurch die Oberfläche ein glattes Aussehen erhält. Hieraus ergibt sich auch eine Verringerung des durchschnittlichen Wertes der Blasen, den 6b in Vergleich mit den 4b, 4c und 5b veranschaulicht, die Produkten von größerer Größe entsprechen, bei denen dieses Phänomen der Entgasung kaum oder gar nicht wahrnehmbar ist.
Das Zuschneiden des Streifens erfolgt beispielsweise in Abständen zwischen 5 mm und 15 mm. Es ist vorteilhaft, das Zuschneiden nach der Kristallisation der Schokolade durchzuführen.
7a zeigt die Ergebnisse von Penetrometrie-Tests. Bei stark kristallisierten Produkten, wie zum Beispiel Schokolade, die nur eine sehr geringe Deformation vor dem Brechen aushalten, besteht die analytische Charakterisierung darin, Penetrometrie-Versuche mit Hilfe einer Sonde von geringem Durchmesser (beispielsweise 1,5 mm) direkt in dem Endprodukt (Schokoladentafel oder Sandwichkeks) durchzuführen. Die Spannung oder Beanspruchung wird in Abhängigkeit des Deformationsgrades registriert. Die Gesamtenergie (in mJ), welche über die Sonde auf das Produkt ausgeübt wird, wird dann berechnet.
Diese Tests sind jeweils für eine nicht lufthaltige dunkle Schokolade (Dichte 1,3) und für eine erfindungsgemäße lufthaltige dunkle Schokolade (d = 0,74) durchgeführt worden. Bei Penetrationen von über 20% ist die dunkle, lufthaltige Schokolade etwa 9 mal weniger hart als die dunkle, nicht lufthaltige Standardschokolade.
Ähnliche Tests wurden an „Sandwich"-Keksen der Marke „Prince" („Prinzenrolle") mit dunkler Schokolade (d = 1,3, Kurve I), mit Milchschokolade (d = 1,3, Kurve II) sowie für Kekse gleicher Art durchgeführt, bei denen jedoch die dunkle Schokolade lufthaltig ist, mit einer Dichte d von 0,7 (Kurve IV) bzw. von 0,6 (Kurve III).
In ersterem Fall stellt man einen deutlichen Übergang zwischen der Härte des Kekses (Spannung etwa 2 MPa) und derjenigen der nicht lufthaltigen dunklen Schokolade (Spannung ca. 14 MPa) oder der nicht lufthaltigen Milchschokolade (Spannung etwa 10 MPa) fest. Die dunkle lufthaltige Schokolade mit 0,6 weist eine Dichte auf, die sehr nahe der Dichte des Kekses ist, sogar leicht darunter liegt, und der Übergang zwischen den Schichten aus Keks und lufthaltiger Schokolade ist nur sehr leicht wahrnehmbar. Bei der dunklen lufthaltigen Schokolade mit 0,7 liegt die Härte geringfügig über derjenigen des Kekses, und der Übergang zwischen den Keksen und der Schokolade bleibt kaum spürbar.
Es kann insbesondere ein Nahrungsmittel hergestellt werden, das wenigstens einen Keks und ein Produkt auf der Basis von Schokolade, vorzugsweise kristallisierter Schokolade, mit ebenen Flächen verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt auf Schokoladenbasis Hohlräume aufweist und eine Dichte zwischen 0,5 und 1,1, insbesondere zwischen 0,6 und 0,9 und vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,8 hat. Vorteilhafterweise haben wenigstens 80% der Hohlräume eine Abmessung zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, wobei wenigstens 30% der Hohlräume einen Durchmesser von über 0,2 mm aufweisen. Diese großen Blasen haben gegenüber kleinen Blasen den Vorteil, dass sie eine weniger klebrige Textur, eine weniger gebleichte Farbe sowie eine geringere Viskosität beim Ablegen verleihen, also die Möglichkeit eines weniger fetten Produktes bei gleicher Viskosität bieten; auch der Geschmack ist im Vergleich zu einem nicht lufthaltigen Produkt weniger verändert. Die genannte Dichte kann gewählt werden, damit der Keks und das Produkt gleiche oder nahegelegene Dichten aufweisen, so dass ein Verbraucher beim Kauen wenig Übergang zwischen dem Keks und dem Produkt auf Schokoladenbasis spürt.
Außerdem ermöglicht der Einsatz einer Scheibe aus lufthaltiger Schokolade, die Dicke der Scheibe, beispielsweise bis zu 4 mm zu erhöhen, was mit nicht lufthaltiger Schokolade aufgrund ihrer Härte nicht möglicht war.
Auf diese Weise erhält man aufgrund der Verschiebung zwischen der visuellen Einschätzung seitens des Verbrauchers vor der Verkostung und dem beim Kauen gewonnenen Eindruck ein Orignalprodukt.
Die nachfolgende Tabelle 1 gibt die Gesamtenergie (in mJ) an, welche der Interpretation der Kurven der 7a und der 7b für die „lufthaltigen sandwichartigen" Produkte und „nicht lufthaltigen sandwichartigen" Produkten entspricht.
Man kann auch einzeln mit Hilfe eines Nadelventils tröpfchenförmige Klümpchen ablegen. Diese Klümpchen haben vorzugsweise eine Dichte zwischen 0,7 und 0,9.
Für Rohmassen auf Mehlbasis, beispielsweise Biskuitteig, werden Rezepturen verwendet, die kalt- oder warmlösliche Verdickungsmittel (Guar, Pektin, Alginat, Johannisbrotkernmehl, Carboxymethylzellulose etc.) und/oder dispergierbare Fasern (Gluten, Zellulosefasern etc.) enthalten können. Wie im Fall der Schokolade ermöglicht die Wahl einer ausreichend hohen Viskosität überraschen derweise, trotz der durch den statischen Mischer aufgebrachten geringen Rührstufe, bei einer Gaseinspeisung unter einem ausreichenden Druck (20 bar oder mehr), eine hochqualitative Belüftung zu erzielen.
Das Ablegen kann direkt auf einem Band 2 mit Hilfe der Vorrichtung der 1a oder der Vorrichtung der 1b erfolgen. Anschließend wird ein Backen durchgeführt, um ein gebackenes Produkt, wie zum Beispiel einen Biskuit zu erhalten.
Ein Vergleichstest zwischen einem Einspeisen von CO gemäß der Erfindung und einem herkömmlichen Aufquellen oder Aufschlagen durch ein Gerät der Marke MONDOMIX veranschaulicht dieses Phänomen.
Die Rheologie der weichen Produkte, die durch ein Backen der erfindungsgemäßen lufthaltigen Masse erhaltenen wurden, wurde nach einer Lagerzeit in einer dichten Verpackung gemessen, die ausreicht, um das Feuchtigkeitsgleichgewicht des Produktes zu erhalten. Zylindrische Krumenproben werden mit einem Stanzmesser geschnitten und mit Hilfe einer Zug-Druck-Maschine vom Typ Instron oder Adamel Lhomargy unter Einsatz einer konstanten Deformationsgeschwindigkeit (40 mm/Min.), einer Sonde mit einem Durchmesser von 25 mm und einem Deformationsbereich zwischen 0 und 50% zusammengedrückt. Die durch den Messwertgeber für Kraft (in N) aufgenommenen Daten werden in Spannung oder Belastung (in Pa) umgewandelt, indem sie durch die Kontaktfläche zwischen der Sonde und der Probe normalisiert werden. Die Darstellung der Widerstandsbeanspruchung (welche durch das Produkt auf die Sonde ausgeübt wird) in Abhängigkeit des Deformationsgrades wird als „Kompressions-Profil" bezeichnet.
Im Bereich der geringen Deformationen entwickelt sich die Spannung oder Belastung zunächst linear mit dem Deformationsgrad, was dem Bereich linearer Elastizität entspricht, der durch das Hooke-Gesetz ausgedrückt wird: σ = Eγ worin σ die Spannung oder Belastung (in Pa), E den Young-Modul (in Pa) und γ den Deformationsgrad (ohne Einheit) darstellt. Der Young-Modul wird herkömmlicherweise als ein Indiz für die Widerstandsfestigkeit der Materialien eingesetzt; bei Konditoreiprodukten bedeutet dies: Je geringer der Young-Modul ist, um so mehr können die Produkte als weich betrachtet werden. Es wurde überprüft, ob weitere Kriterien, wie zum Beispiel die Gesamtenergie während des Kompressionszyklus, die gleiche hierarchische Gliederung der Proben hinsichtlich „Weichheit" ergeben.
Nach dem Kompressionstest wird der Wassergehalt der Proben durch Ofentrocknung bei 102°C für 4 Stunden gemessen. Die Aktivität des Wassers wird ab dem Taupunkt bei 20°C gemessen (Décagon).
Die Ergebnisse hieraus sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgezeigt:
Die obige Tabelle 2 zeigt, dass das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, weichere Biskuitmassen (Young-Modul in der Größenordnung von 110.000 Pa) als durch das herkömmliche Aufschlagverfahren zu erhalten, selbst dann, wenn dieses eine besonders fluide oder dünnflüssige Biskuitmasse behan delt (Young-Modul = 143.000 Pa) (siehe auch nachfolgendes Beispiel 3 sowie Tabelle 6).
Bei konsistenteren oder dickflüssigeren Massen (0,3% bis 1% Pektine), liefert das „MONODMIX"-Verfahren dort, wo das Verfahren der Erfindung die beweiskräftigsten Resultate liefert, Ergebnisse, die in nur sehr geringem Maße zufriedenstellend sind.
Die vier nachfolgenden Beispiele werden ermöglichen, die Erfindung besser zu verdeutlichen.
Die rheologische Charakterisierung der gemäß dem Verfahren eingebrachten Lebensmittelmatrizes wurde mit Hilfe eines unter auferlegter Spannung arbeitenden Rheometers Carrimed CSL500 mit einer Geometrie vom Typ Kegel-Platte und einer Thermostatisierung durch Peltier-Effekt durchgeführt. Die Fließkurven werden durch ein lineares Abtasten unter einer Spannung zwischen 0 und 500 Pa innerhalb von 3 Minuten, mit einer automatischen Aufzeichnung der entsprechenden Schergeschwindigkeit realisiert. Bei einer Newtonschen Flüssigkeit wird die Viskosität wie folgt berechnet: σ = (dγ/dt)·η Gleichung 1wobei η die Viskosität (in Pa·s), dγ/dt die Schergeschwindigkeit (in s^–1) und σ die Spannung (in Pa) ist.
Im Allgemeinen sind die viskosen Nahrungsmittel, wie sie die Erfindung betrifft, nicht-Newtonsche viskose Nahrungsmittel und weisen insbesondere einen Fließpunkt (σ₀) auf, d.h. sie zeigen ein Verhalten des Typs fest unterhalb einer gewissen Schwellenspannung. Das Vorliegen eines Fließpunktes hat zur Folge, dass diese Fluide ihre Form beibehalten können, wenn sie auf einer freien Fläche abgelegt werden, wie die fortlaufend abgelegten Schokoladenstreifen, die auf Sandwiches abgelegten Klümpchen oder Flecken (Spots) aus Fettcreme. Die mathematischen Modelle, wie das Casson-Modell (Gleichung 2) oder das Herschel-Bulkley-Modell (Gleichung 3) werden üblicherweise verwendet, um die Rheologie dieser Fluide mit Fließpunkt zu charakterisieren: σ0.5 = σ0 0.5 + (β·dγ/dt)0.5. Gleichung 2 σ = σ0 + K·(dγ/dt)n Gleichung 3
Der Koeffizient β des Casson-Modells wird als plastische Viskosität bezeichnet. Die Koeffizienten K und n des Herschel-Bulkley-Modells werden als Konsistenzfaktor bzw. als Fließindex bezeichnet. Die Qualität der Abstimmung des theoretischen Modells auf die Versuchsdaten kann durch den Regressionskoeffizienten (R²) gemessen werden. Das Casson-Modell wird herkömmlicherweise verwendet, um die Rheologie geschmolzener Schokoladen (bei 40°C) zu charakterisieren und ist in dem Patent US 5,230,919 von PROCTER & GAMBLE auch gewählt worden, um Erdnussbutter in geschmolzener Phase (bei 65°C) zu charakterisieren. Das Patent US 5,230,919 von PROCTER & GAMBLE verwendet jedoch ein Viskosimeter vom Typ Brookfield für die Viskositätsmessungen an der Erdnussbutter. Es handelt sich um ein sogenanntes Verfahren „empirischer Rheologie", das nur bei Newtonschen Flüssigkeiten als gültig anerkannt ist und das folglich nicht für diese Art von Produkten geeignet ist. Die in dem PROCTER & GAMBLE-Patent genannten Werte sind demnach lediglich relative Angaben.
Der Begriff der „Viskoelastizität" bezieht sich auf die Rheologie der Lebensmittelmatrizes. Insbesondere besitzen die in den Gleichungen 2 und 3 definierten Deskriptoren (d.h. der Fließpunkt und/oder die plastische Viskosität, und/oder der Konsistenzfaktor) einen gegenüber den bekannten und herkömmlicherweise in der Lebensmittelindustrie umgewandelten Matrizes hohen Wert.
Um die Hohlraumbildung der Produkte zu charakterisieren, wird auf die folgende Art und Weise vorgegangen.
Nach dem Schneiden der Proben mittels Mikrotom wird deren Belüftung durch Bildanalyse unter Verwendung einer Schwarz-Weiß-Kamera, eines 100 mm-Objektivs, einer Verlängerung von 20 mm (außer bei Beispiel 3, für das die Verlängerung 60 mm beträgt), eines ausgleichenden Kaltlichts und der Bild-verarbeitungssoftware Optimas 6.2 charakterisiert. Der durchschnittliche Äquivalentdurchmesser der Hohlräume wird als der Durchmesser D90 festgelegt (90 der Hohlräume haben einen Durchmesser von kleiner oder gleich D90).
Beispiel 1:
Es wird eine Schokolade folgender Zusammensetzung verwendet:

Zucker: 58,3%

Kakaomasse: 39,0%

Kakaobutter: 2,1%

Lecithin: 0,6%

Vanille: 0,02%.
Diese Schokolade wird nach den Regeln des Fachmannes in einer industriellen Temperiervorrichtung auf 29°C temperiert. Die Rheologie der temperierten Schokolade ist in Tabelle 3 angegeben.
Tabelle 3: Rheologische Merkmale der in Beispiel 1 verwendeten temperierten Schokolade.
Die Schokolade besitzt eine Konsistenz (plastische Viskosität und Fließpunkt), welche derart ist, dass sie nicht durch dynamisches Mischen vom Typ Mondomix aufgeschlagen werden kann. Das starke Erhitzen, das sich aus dem Rühren – selbst bei geringen Kopfgeschwindigkeiten – ergeben würde, würde die Temperierung zerstören und den Erhalt einer zeitbeständigen Schokolade verhindern (hohe Risiken eines Ausbleichens).
Die temperierte Schokolade wird bei 29°C durch Pumpen mit einer Durchsatzmenge von 30 kg/h in eine erfindungsgemäße Vorrichtung eingebracht. Das eingespeiste Gas ist Kohlendioxid (CO₂) mit einer Durchsatzmenge von 46 l/h. Der maximale Druck in dem Kreis beträgt 40 bar, die Verweilzeit in dem Kreis liegt bei 3 Minuten. Der Kreis umfasst in Reihe geschaltet folgende statische Mischer: 30 cm von Sulzer mit DN20, 70 cm von Kenics mit DN20, 110 cm von Kenics mit DN20 und 6 cm von Sulzer mit DN10. Der Druck beim Ablegen wird mit Hilfe eines Gegendruck-Membranventils oder eines Nadelventils, welches als Gegendruck dient (das die Durchflussmenge stark bremst, indem ein hoher Druckverlust bewirkt wird), auf 12 bar gehalten.
Die Schokolade kann mit Hilfe eines Nadelventil-Systems in einer stab- oder riegelförmigen Form, welche in Schwingung versetzt wird, abgelegt, anschließend in einen Kühltunnel geleitet werden, der unter industriellen Standardbedingungen arbeitet. Insbesondere und im Gegensatz zu dem vorgenannten MORINAGA-Patent erfolgt die Kristallisation unter atmosphärischem Druck. Nach der Verfestigung erhält man einen lufthaltigen Stab oder Riegel mit einer durchschnittlichen Dichte von 0,74, dessen innere Struktur mit Hohlräumen versehen ist. Die Charakterisierung der Größen der Hohlräume durch Bildanalyse liefert einen mittleren Durchmesser der Hohlräume von 0,70 mm und einen Durchmesser D90 von 1,3 mm. Die Oberflächenbeschaffenheit der Fläche, welche mit der Form in Kontakt ist, ist ähnlich dem Standardprodukt (glatt, glänzend und von gleicher Farbe), jedoch besitzt die der Luft ausgesetzte Fläche eine unregelmäßige Oberflächenbeschaffenheit. Die an einer Tafel mit den Abmessungen 74 × 30 × 13 mm³ bewirkte Energie des Penetrometrie-Zyklus beträgt 22 mJ, gegenüber 181 mJ für die gleiche, nicht lufthaltige Schokolade. Der Riegel aus lufthaltiger Schokolade weist folglich im Vergleich zu der nicht lufthaltigen Schokolade eine „weiche" oder „mürbe", sogar „knusprige" Textur auf.
Alternativ hierzu kann die Schokolade durch eine Reihe von parallel geschalteten Düsen mit geringem Querschnitt fortlaufend auf einem Band abgelegt werden, derart, dass das Durchlaufen der Düse mit einer starken Druckschwankung einhergeht. Die auf diese Weise gebildeten durchgehenden Schokoladen-Streifen werden zur Verfestigung in einen Kühltunnel (welcher unter Standardbedingungen arbeitet) geleitet und werden anschließend durch ein System von beweglichen Rollen in kleine Bruchstücke mit einer Seitenabmessung von etwa 6 mm gebrochen. Diese „Bruchstücke" (chunks) besitzen eine Dichte von ungefähr 0,85 und eine Hohlräume aufweisende Struktur mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 0,20 mm (anstatt 0,70 mm) sowie einen D90 von 0,50 mm (anstatt 1,3 mm). Diese Differenz hinsichtlich der mittleren Durchmesser ist auf das Phänomen der Entgasung zurückzuführen, das in der Beschreibung weiter oben erläutert worden ist. Die äußere Oberflächenbeschaffenheit ist ähnlich dem Standardprodukt (glatt, glänzend und von identischer Farbe). Auf diese Weise können Hohlräume aufweisende Produkte auf Schokoladenbasis erhalten werden, die eine Dichte zwischen 0,5 und 1, insbesondere zwischen 0,6 und 0,9 und vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,8 aufweisen.
Eine dritte Möglichkeit besteht darin, eine vorgegebene Schokoladenmenge in Form von sogenannten „Spots" oder „Flecken" auf einem Keksuntergrund abzulegen, anschließend mit Fingerspitzengefühl eine zweite Keksbasis aufzulegen, derart, dass ein lufthaltige Schokolade enthaltendes Sandwich gebildet wird. Nach der Kristallisation der Schokolade im Kältetunnel unter atmosphärischem Druck erhält man ein fest zusammenhängendes Sandwich, wobei die zwei Kekse durch die kristallisierte Schokolade fest miteinander verbunden sind. Die Dichte der Schokolade beträgt 0,65, und sie besitzt eine Hohlräume aufweisende Textur, mit einem mittleren Durchmesser von 0,60 mm und einem D90 von 1,4 mm. Die Penetrometrie-Tests zeigen darüber hinaus, dass diese lufthaltige Schokolade eine viel geringere Härte als die nicht lufthaltige Schokolade besitzt. Das Sandwich bleibt somit in seiner Gesamtheit weich und leicht schneidbar, ganz im Gegensatz zu dem gleichen, mit einer nicht lufthaltigen Schokolade hergestellten Sandwich. Die Penetrometrie-Gesamtenergie liegt bei 26 mJ für das lufthaltige Sandwich gegenüber 92 mJ für das Sandwich mit der gleichen Schokolade in nicht lufthaltiger Form.
Beispiel 2:
Es wird eine Fettcreme, die als ein Analog zu Schokolade betrachtet werden kann, mit folgender Zusammensetzung verwendet:

Fette gesamt: 35%

Zucker: 50%

entfettetes Kakaopulver: 15%.
Die Rheologie der Fettcreme ist in Tabelle 4 für zwei Temperaturen angegeben.
Tabelle 4: Rheologische Merkmale der in Beispiel 2 verwendeten Creme.
Die Creme wird durch Pumpen mit einer Durchsatzmenge von 30 kg/h in das erfindungsgemäße Verfahren eingebracht. Das eingespeiste Gas ist Kohlendioxid (CO₂) mit einer Durchsatzmenge von 43 l/h. Der maximale Druck in dem Kreis beträgt 26 bar. Die Verweilzeit in dem Kreis beträgt 3 Minuten. Der Kreis umfasst in Reihe geschaltet einen Massendurchsatzmesser sowie die folgenden statischen Mischer: 30 cm von Sulzer mit DN20, 70 cm von Kenics mit DN20, 110 cm von Kenics mit DN20 und 40 cm von Sulzer mit DN10. Der Druck beim Ablegen wird mit Hilfe eines Membran-Gegendruckes oder eines Nadelventils, das als Gegendruck dient (bremst die Durchsatzmenge stark, wobei ein hoher Druckverlust bewirkt wird) auf 10 bar gehalten. Bei Verlassen des Verfahrens wird die Creme in Punkt- bzw. „Spot"-Form auf einem Keks abgelegt, anschließend ganz vorsichtig mit einem Keks bedeckt. Das auf diese Weise gebildete Sandwich wird in einen Kühltunnel geleitet, der unter industriellen Standardbedingungen arbeitet. Insbesondere und im Gegensatz zu dem MORINAGA-Patent erfolgt die Kristallisation unter atmosphärischem Druck.
Nach der Verfestigung erhält man ein lufthaltiges Produkt mit einer durchschnittlichen Dichte von 0,65, dessen innere Struktur in hohem Maße von der Temperatur der Creme während des Einbringens des Gases und anschließend während des Ablegens abhängt.
Bei einer Temperatur während der Beimengung und dem Ablegen von gleich 35°C ist die Creme relativ flüssig, so dass das schnelle Wachstum und die schnelle Koaleszenz der Blasen nach der Verfestigung zum Erhalt von makroskopischen Hohlräumen (durchschnittlicher D von 0,6 mm und D90 von 1,2 mm) führt. Das Ablegen erfolgt unter diesen Bedingungen vorzugsweise mit Hilfe eines Nadelventil-Systems.
Da die Creme relativ flüssig ist (β = 2,8 Pa·s und Fließgrenze von 2 Pa, vor der Belüftung), neigt sie dazu, unter der Wirkung ihres eigenen Gewichts zu fließen, sobald die abgelegten Mengen beträchtlich sind. Dieses relativ langsame Phänomen des Kriechens kann durch die Kontrolle der abgelegten Mengen und durch ein schnelles Weiterleiten in den Kühltunnel gemeistert werden. Auf der anderen Seite wird dieses Kriechen durch das Ausdehnen des Produktes kompensiert, das sich aufgrund der Reibungskräfte zwischen dem Fluid und dem Träger (Keks oder Ablegeband), welche die seitliche Ausdehnung verhindern, vorzugsweise auf der freien Fläche des Produktes, d.h. in vertikaler Richtung vollzieht.
Bei einer Temperatur in der Größenordnung von 20°C sind die plastische Casson-Viskosität und der Fließpunkt hingegen hoch und nehmen aufgrund der Kristallisation des Fettes schnell zu, was die Zunahme der Koaleszenz der Blasen stark verlangsamt. Nach der Gesamtverfestigung weisen die Hohlräume der Creme eine geringere Größe als bei einer Temperatur von 35°C auf und besitzen folglich ein Aussehen, das der Standardcreme der Prinzenrolle nahe kommt, sowie gleichzeitig eine viel geringere Dichte (0,65). In diesem Fall ist das Ablegen mittels Balg besonders geeignet.
Beispiel 3:
Eine dunkle Schokolade mit 25% Fett wird nach den Regeln des Standes der Technik auf 29°C temperiert. Ihre Rheologie ist folgende:
Ihre Dichte bei 29°C beträgt 1280 g/l vor der Belüftung.
Diese die Temperiervorrichtung verlassende Schokolade gelangt in eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit einer Hochdruckmembranpumpe, einer Gaseinspritzdüse, 45 cm Rohrleitung DN20 (20 mm) sowie 55 cm statischer SMX-Mischer Sulzer DN20, einem pneumatischen Gegendruck, den der überschüssige Strom durchläuft, der stromaufwärts der Temperiervorrichtung über eine Erhitzung auf 50°C zurückkehrt, welche die Detemperierung und das Abquellen sicherstellt. Die gesamte Vorrichtung befindet sich in einem Doppelmantel auf 29°C, mit Ausnahme des Teils, der zwischen dem Gegendruckventil und der Temperiervorrichtungs-Rückleitung liegt und der, wie oben angegeben, auf 50°C ist. Direkt stromaufwärts des Gegendruckes ermöglichen eine oder mehrere kurze Rohrabzweigungen, die jeweils mit einem Nadelventil ausgestattet sind, die Schokolade in Form von Streifen mit einer Breite von 6 mm und einer Höhe von 3 mm auf dem Band eines Kühltunnels, welcher unter atmosphärischem Druck steht, abzulegen. Nach der teilweisen oder vollständigen Kristallisation können diese Streifen auf die gewünschte Länge zugeschnitten werden. Der Ausgangsdurchmesser des Nadelventils hängt vor allem von der Lineargeschwindigkeit des Bandes ab, auf dem das fortlaufende Ablegen erfolgt. Er beträgt beispielsweise 2,6 mm bei einer Geschwindigkeit des Bandes von 3,2 m/s.
Der pneumatische Gegendruck ermöglicht, den Druck direkt stromaufwärts des Nadelventils (welcher als „Druck beim Ablegen" bezeichnet wird) zu kontrollieren, der in diesem Beispiel zwischen 1 und 10 bar relativ einstellbar ist. Bei Durchlaufen des Nadelventils wird die lufthaltige Schokolade zunächst schlagartig auf atmosphärischen Druck gebracht. Die in dem Ventil erfahrene Schergeschwindigkeit und diese plötzliche Druckdifferenz ermöglicht die Desorption und die Ausdehnung des Gases, wodurch es zu einer „Belüftung" der auf dem Band abgelegten Schokolade kommt.
Die Schokoladendurchsatzmenge beträgt 72 kg/h. CO₂ oder Stickstoffprotoxid (N₂O) werden zunächst mit 65 Normallitern pro Stunde (bezeichnet mit Nl/h), dann mit 96 Nl/h eingespeist.
Der Druck der Schokolade direkt vor dem Ablegen beträgt 4 bar; der Druck der Schokolade direkt nach dem Einspeisen des Gases beträgt 19 bar; der Gasdruck an der Membran des pneumatischen Gegendrucks liegt bei 4,1 bar. Die Gesamtverweilzeit der Schokolade zwischen dem Einspeisen des Gases und dem Ablegen beträgt 16 Sekunden, davon 8 Sekunden in den statischen Mischern.
Die Dichte wird an der lufthaltigen Schokolade gemessen:

• flüssig, entnommen als 135 ml-Becher (Zylinder mit einem Durchmesser von 52 mm) durch vollständiges Öffnen des Nadelventils, und abgestrichen 15 Sekunden nach dem Ablegen;
• fest, nach Kristallisation.

Die Dichten sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt; es besteht kein signifikanter Unterschied zwischen dem CO₂ und dem N₂O.
Entsprechend der Gasmenge erhaltene Dichten (g/l).
Die Dichtedifferenz zwischen den 135 ml-Bechern und den zugeschnittenen Produkten („chunks") erklärt sich insbesondere durch die Entgasung, die auf das ungünstige Fläche/Volumen-Verhältnis der zugeschnittenen Produkte zurückzuführen ist, sowie durch eine geringere Ausdehnung aufgrund ihrer schnelleren Abkühlung bei Kontakt mit dem Band und in dem Tunnel.
Beispiel 4:
In Beispiel 4 wird ein Teig vom Typ konsistente Biskuitmasse mit der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Mehl: 28%

Zucker und Sirup: 25%

Wasser: 23%

Fette: 10%

Glycerin: 6%

Eipulver: 5%

Backtriebmittel: 1%

Pektin: 1%

Salz: 0,5%

Emulgator: 0,5%.
Der Teig wird durch progressives Mischen der Zutaten in einer Teig-Knetmaschine unter mäßigem Rühren nach den Regeln des Fachmannes zubereitet. Nach einer Mischzeit von 10 Minuten wird – wie in Tabelle 5 angegeben – ein bei Umgebungstemperatur viskoser Teig erhalten.
Tabelle 5: Rheologische Merkmale des in Beispiel 4 verwendeten Teigs bei 20°C.
Der Teig wird anschließend in zwei Proben geteilt. Die erste Probe wird durch Einspeisen von Luft mit Hilfe einer dynamischen Mondomix-Aufschlagmaschine mit den folgenden Parametern aufgeschlagen: Gasdruck 6,6 bar; Druck des Aufschlagkopfes: 3 bar; Kopfgeschwindigkeit: 300 Umdrehungen/Minute, Luftdurchsatz: 10 l/h; Teigdurchsatzmenge: 16 kg/h. Die Mindestdichte, die durch das Aufschlagen der Mondomix-Maschine erzielt werden kann, liegt bei 0,55. Diesseits wird eine Pfropfenströmung (als Hub bezeichnet) beobachtet, die zeigt, dass die Grenzdichte erreicht ist.
Eine weitere Probe wird durch Pumpen mit einer Durchsatzmenge von 25 kg/h in das erfindungsgemäße Verfahren eingebracht. Das eingespeiste Gas ist Kohlendioxid (CO₂) mit einer Durchsatzmenge von 40 l/h. Der maximale Druck in dem Kreis beträgt 40 bar, die Verweilzeit in dem Kreis liegt bei 3 Minuten. Der Kreis umfasst in Reihe geschaltet die folgenden statischen Mischer: 30 cm von Sulzer mit DN20, 70 cm von Kenics mit DN20, 110 cm von Kenics mit DN20 und 6 cm von Sulzer mit DN10. Der Druck beim Ablegen wird mit Hilfe eines Membran-Gegendruckes oder eines Nadelventils, welches als Gegendruck dient (bremst die Durchflussmenge stark, wobei ein hoher Druckverlust bewirkt wird), auf 10 bar gehalten.
Nach dem Ablegen weisen die Teige eine Dichte von 0,45 auf, sie sind also bedeutend lufthaltiger als nach dem dynamischen Mischen.
Nach dem Aufschlagen, das entweder mit Hilfe der dynamischen Mondomix-Aufschlagmaschine (Kontrolle) oder gemäß der Erfindung (Versuch) durchgeführt wird, wird der Teig in einer Form unter für Backwaren herkömmlich eingesetzten Bedingungen gebacken. Es werden weiche Produkte mit einer für Backwaren charakteristischen Hohlraumbildung erhalten (vergl. Tabelle 6).
Die Produkte werden anschließend für Alterungstests in einer dichten Verpackung aufbewahrt. Nach drei Monaten wird die Weichheit der Produkte mit Hilfe des angegebenen Kompressions-Protokolls charakterisiert. Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Produkte sind weniger dicht (0,27 gegenüber 0,35) und bedeutend weicher (Differenz um einen Faktor 2 bei den Young-Modulen). Die Hohlraumbildung der Produkte weicht ebenfalls ab, mit mehr großen Hohlräumen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Es wird hingegen kein Unterschied hinsichtlich des Wassergehalts oder der Wasseraktivität der Proben festgestellt, und die Verbesserung der Weichheit kann demnach voll und ganz auf das Belüftungsverfahren zurückgeführt werden. Alle Ergebnisse bezüglich des Beispiels 4 sind in Tabelle 6 zusammengefasst.
Tabelle 6: Zusammenfassung der Daten des Beispiels 4.
Beispiel 5:
In Beispiel 5 wird ein konsistenter Teig mit der folgenden Zusammensetzung verwendet:

Mehl: 38%

Zucker und Sirup: 25%

Wasser: 18%

Fette: 10%

Vollei, flüssig: 8%

Backtriebmittel: 1%.
Der Teig wird durch progressives Mischen der Zutaten in einer Teig-Knetmaschine unter mäßigem Rühren nach den Regeln des Fachmannes zube reitet. Nach einer Mischzeit von 10 Minuten wird – wie in Tabelle 7 angegeben – ein bei Umgebungstemperatur konsistenter Teig erhalten.
Tabelle 7: Rheologische Merkmale des in Beispiel 5 verwendeten Teigs.
Diese Teigart ist zu konsistent, um in einer dynamischen Aufschlagmaschine belüftet zu werden. Der Teig kann hingegen durch Pumpen mit einer Durchsatzmenge von 30 kg/h in das erfindungsgemäße Verfahren eingebracht werden. Das eingespeiste Gas ist Kohlendioxid (CO₂) mit einer Durchsatzmenge von 43 l/h. Der maximale Druck in dem Kreis beträgt 35 bar, die Verweilzeit in dem Kreis beträgt drei Minuten. Der Kreis umfasst in Reihe geschaltet die folgenden statischen Mischer: 30 cm von Sulzer mit DN20, 70 cm von Kenics mit DN20, 110 cm von Kenics mit DN20 und 6 cm von Sulzer mit DN10. Der Druck beim Ablegen wird mit Hilfe eines Membran-Gegendruckes oder eines Nadelventils, das als Gegendruck dient (bremst die Durchsatzmenge stark, wobei ein hoher Druckverlust bewirkt wird) auf 12 bar gehalten. Nach dem Ablegen weisen die Teige eine Dichte von 0,70 auf.
Nach dem Aufschlagen, das mit Hilfe der Erfindung vollzogen wird, wird der Teig unter herkömmlichen Bedingungen gebacken. Es werden weiche Produkte mit einer für Backwaren charakteristischen Hohlraumbildung erhalten.
Die Produkte werden anschließend für Alterungstest in einer dichten Verpackung aufbewahrt. Nach einer Woche wird die Weichheit der Produkte nach dem angegebenen Kompressions-Protokoll charakterisiert. Der Young-Modul der aufgeschlagenen Produkte beträgt 226 000 Pa, gegenüber 376 000 Pa bei nicht aufgeschlagenen Produkten. Auch hier ermöglicht die Verwendung des Belüftungsverfahrens, die Weichheit von Backwaren zu verbessern.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines lufthaltigen Nahrungsmittels durch Verteilung und/oder Auflösung unter Druck eines Gases in einem Nahrungsmittel, das wenigstens ein Fett enthält, anschließend durch Druckminderung, um eine Hohlraumbildung zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Verteilung und/oder Auflösung unter einem Relativdruck zwischen 8 und 50 bar, bei einer Temperatur von kleiner oder gleich 50°C in einer Misch- und Förderanlage stattfindet, die wenigstens einen statischen Mischer aufweist, wobei die Nahrungsmittelzusammensetzung bei der genannten Temperatur eine Casson-Viskosität zwischen 2 und 500 Pa·s, insbesondere zwischen 5 und 500 Pa·s, weiterhin insbesondere zwischen 8 und 500 Pa·s oder aber zwischen 20 und 500 Pa·s, sowie eine Fließgrenze zwischen 2 und 300 Pa, insbesondere zwischen 10 und 300 Pa, weiterhin insbesondere zwischen 20 und 300 Pa oder zwischen 40 und 300 Pa aufweist, und dass es ein Ablegen des Hohlräume aufweisenden Nahrungsmittels in Form von einzelnen Produkten oder von wenigstens einem Streifen einsetzt, deren bzw. dessen Form sich im allgemeinen hält, solange keine Kraft angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Temperatur zwischen 5°C und 50°C und insbesondere zwischen 10°C und 40°C liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Nahrungsmittel auf der Basis von Schokolade ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt auf der Basis von Schokolade einen Gewichtsgehalt an Fett zwischen 22% und 40% aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schokolade in Form von einzelnen Produkten abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablegen in Form von einzelnen Produkten mit Hilfe eines Mengen-Dosierapparates, der insbesondere mit einem Drahtschneider ausgestattet ist, bzw. mit Hilfe eines Nadelventils erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Produkte auf oder in Keksen abgelegt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Ablegen von Keksen auf den einzelnen Produkten aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ablegen bei einer Temperatur erfolgt, die derart ist, dass die Schokolade nicht vollständig kristallisiert ist, so dass die Kristallisation der Schokolade ein Haften zwischen der Hohlräume aufweisenden Schokolade und dem oder den Keks(en) ermöglicht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt auf der Basis von Schokolade in Form eines Streifens mit einer Breite zwischen 2 mm und 10 mm und einer Höhe zwischen 2 mm und 5 mm abgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise nach der Kristallisation der Schokolade der genannte Streifen zugeschnitten wird, um zugeschnittene Produkte mit einer Länge zwischen 5 mm und 15 mm zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kristallisation des in dem Produkt enthaltenen Fettes in einem Kältetunnel unter atmosphärischem Druck erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Nahrungsmittel eine Rohmasse auf Mehlbasis, insbesondere eine Biskuitmasse ist.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Ablegen einen Schritt zum Backen der Rohmasse aufweist.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel, das nach dem Ablegen und vor dem Backen und/oder der Kristallisation wenigstens ein Fett enthält und das durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens 80% der Hohlräume eine Abmessung zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, wenigstens 30% der Hohlräume einen Durchmesser von über 0,2 mm aufweisen, dass es eine plastische Casson-Viskosität zwischen 4 Pa·s und 1000 Pa·s, insbesondere zwischen 10 und 1000 Pa·s, weiterhin insbesondere zwischen 20 und 1000 Pa·s oder aber zwischen 40 und 1000 Pa·s sowie einen Fließpunkt zwischen 10 Pa und 600 Pa, insbesondere zwischen 20 und 600 Pa, weiterhin insbesondere zwischen 40 und 600 Pa oder aber zwischen 80 und 600 Pa aufweist, so dass es eine Form aufweist, die sich hält, solange keine Druckkraft angelegt wird.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass 90% der Hohlräume einen Durchmesser von unter 1,6 mm aufweisen.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es auf der Basis von Schokolade ist und dass es in Form eines Produktes mit ebenen Flächen vorliegt.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es auf der Basis von Schokolade ist und in Form eines Streifens vorliegt, der eine Breite zwischen 2 mm und 10 mm und eine Höhe zwischen 2 mm und 5 mm aufweist, wobei 90% der Hohlräume einen Durchmesser von unter 0,5 mm aufweisen.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einer Rohmasse, insbesondere einer strukturierten Biskuitmasse besteht.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel auf der Basis von Schokolade, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Zuschneiden aus einem Streifen nach Anspruch 18 erhalten wird, um zugeschnittene, Hohlräume aufweisende Schokoladenprodukte mit einer Länge zwischen 5 mm und 15 mm zu bilden.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel, das durch Backen einer Rohmasse nach Anspruch 19 erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Biskuitmasse ist und eine Dichte von unter 0,28 sowie ein Young-Modul von unter 130.000 aufweist.
Kristallisiertes, Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel auf der Basis von Schokolade, das aus einem Produkt nach Anspruch 15 erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass es eine maximale Abmessung von gleich 15 mm und eine Dichte zwischen 0,6 und 1,1, insbesondere zwischen 0,6 und 0,9 und vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,9 aufweist.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass es allgemein tröpfchenförmig ausgebildet ist.
Hohlräume aufweisendes Nahrungsmittel nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Dichte aufweist, die zwischen 0,7 und 0,9 liegt.
Nahrungsmittel, das wenigstens einen Keks und ein Produkt auf der Basis von kristallisierter Schokolade mit ebenen Flächen nach Anspruch 17 verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt auf der Basis von Schokolade Hohlräume aufweist und eine Dichte hat, die zwischen 0,5 und 1,1, insbesondere zwischen 0,6 und 0,9 und vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,8 liegt.
Nahrungsmittel nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Dichte gewählt ist, damit der Keks und das Produkt auf der Basis von Schokolade gleiche oder nahe gelegene Härten aufweisen, so dass ein Verbraucher beim Kauen wenig Übergang zwischen dem Keks und dem Produkt auf der Basis von Schokolade spürt.
Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass 80% der Hohlräume eine Abmessung zwischen 0,1 mm und 1,5 mm, wenigstens 30% der Hohlräume einen Durchmesser von über 0,2 mm aufweisen.
Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt auf der Basis von Schokolade kristallisiert wird.
Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass es ein sogenanntes Hohlräume aufweisendes Produkt auf der Basis von Schokolade umfasst, das zwischen zwei Keksen angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gas CO₂ umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Gas eine Mischung aus einem löslichen Gas (CO₂, NO₂) und aus einem unlöslichen Gas (N₂ und/oder O₂, Luft) ist.