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Diese
Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen Anmeldung Nr. 60/239,258,
eingereicht am 12. Oktober 2000.
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kombination aus Gellangummi
und Nu- und/oder Nu-/Iota-Carrageenan, um eine feste, elastische,
gelatineartige Textur in einem gelatinefreien Gummikonfekt bereitzustellen.
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Hintergrund der Erfindung
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Gelatine
wird auf Grund seines festen, federartigen, elastischen Charakters
verwendet, um „gummiartige" gelierte Konfektprodukte
herzustellen. Gelatine stammt von tierischen Quellen ab; in der
Regel Schwein oder Rind. Viele Leute sind auf Grund religiöser Diätvorschriften
(koscher, halal usw.) oder einer vegetarischen Diät nicht
dazu in der Lage, gelatinehaltige Konfektprodukte zu verzehren.
Zusätzlich
neigen auf Gelatine basierende Konfektprodukte zu einem Erweichen
oder Schmelzen unter warmen Umgebungsbedingungen, d.h. Temperaturen
oberhalb von ungefähr
40°C.
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Es
wurden Gelatinealternativen verwendet und sind erhältlich,
wie z.B. Gellangummi. Obwohl jedoch solche Gellangummiprodukte die
gewünschte
Festigkeit und Wärmestabilität bereitstellen,
fehlt den Produkten auf Grund ihrer relativ niedrigen Federelastizität und Flexibilität die gelatineartige
Textur.
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Eine
Texturprofilanalyse (TPA) wird verwendet, um die vielen Aspekte
der Textur eines gelierten Produkts zu kennzeichnen. Insbesondere
ist die TPA-Kohäsionskraft
ein Maßstab
für die
Flexibilität
eines Produkts, die TPA-Elastizität ist ein Maßstab für die Federelastizität und die
TPA-Härte ist
ein Maßstab
für die
Festigkeit. Die Kennzeichnung eines Gelatinegels ist seine hohe
Flexibilität
und hohe Federelastizität,
zusätzlich zu
einer relativ hohen Festigkeit.
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Auf
Gelatine basierende Gummikonfekte haben typischerweise sowohl TPA-Kohäsionskrafts-
als auch TPA-Elastizitätswerte
im Bereich von 80 bis 90% und TPA-Härtewerte im Bereich von 25-30
lbs (f).
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Gelatinealternativen,
die üblicherweise
auf dem Markt angetroffen werden, wie z.B. Stärke und Pektin, erreichen typischerweise
die geeignete TPA-Härte, haben
jedoch niedrigere TPA-Elastizitätswerte
in einem Bereich von 30 bis 50% und sehr viel niedrigere TPA-Kohäsionskraftswerte
im Bereich von 15 bis 30%. Entwicklungen der letzten Zeit haben
unter Verwendung von nur Gellangummi Produkte mit akzeptabler TPA-Härte und
verbesserter, wenn auch immer noch niedriger TPA-Elastizität im 50
bis 70%-Bereich und TPA-Kohäsionskraft
im 30 bis 50%-Bereich erzeugt. Entwicklungen der noch kürzeren Zeit
haben mit neu zu Verfügung stehenden
Arten von Carrageenan stattgefunden; insbesondere mit unvollständig modifizierten
Iota-Copolymeren
von Nu- und Iota-Carrageenanen, die hiernach als „Nu- und/oder Iota-Carrageenan" bezeichnet werden.
Studien an Nu- und Nu-/Iota-Carrageenan als Gelatinealternative
haben Produkte mit TPA-Kohäsionskrafts-
und -Elastizitätswerten
von 75% oder mehr erzeugt, jedoch mit nicht akzeptabel niedrigen
TPA-Härtewerten
im von 10 bis 15% lbs (f)-Bereich.
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Das
folgende ist eine typische TPA-Analyse einer Vielzahl von auf Gelatine
basierenden Gummikonfektprodukten:
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WO
00/19836 beschreibt ein Hydrokolloidkonfektprodukt, umfassend Iota-Carrageenan
oder eine Mischung von Carrageenanen mit mindestens 50% Iota-Carrageenan.
Diese Veröffentlichung
schlägt
die Verwendung von Iota-Carrageenan
mit anderen Hydrokolloiden wie Agar Agar, Xanthanlösung, Johannisbrotgummi,
Gellangummi, Gummi arabicum, Pektin, Gelatine, Kappa-Carrageenan, Guargummi
oder modifizierten oder nicht modifizierten Stärken vor. Die WO 00/19836 stellt
keine Texturdaten bereit noch bezieht sie sich auf irgendeine Weise
auf Nu-Carrageenan.
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Die
US 6,063,915 , die auf ein
wässriges
Nachspeisengel gerichtet ist, enthaltend Nu-Carrageenan, schlägt die Verwendung
von Gellangummi unter einer Liste von zweiten Geliermitteln vor.
Sie lehrt jedoch nicht, wie man ein Gummikonfekt erzeugen kann,
oder legt dies nahe, wobei eine überraschende
Kombination aus Gellangummi und Nu-Carrageenan verwendet wird, wobei
die Kombination eine annehmbare Festigkeit, Federelastizität und Flexibilität bereitstellt.
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Es
ist wünschenswert,
ein geliertes gelatinefreies Produkt zu haben, das in seinen Eigenschaften
gelatineähnlich
ist. Es ist auch wünschenswert,
ein geliertes Produkt mit einer besseren Wärmestabilität als Gelatineprodukte zu haben
und insbesondere ein solches, das bei Temperaturen von mehr als
40°C verschifft
und gelagert werden kann, um eine Verteilung in Märkten mit
heißem
Klima zu ermöglichen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft gelatinefreie Gummikonfekte, umfassend Gellangummi
und Nu-Carrageenan, Nu-/Iota-Carrageenan oder beide in ausreichenden
Mengen, um ein kohäsives
geliertes Produkt bereitzustellen, vorzugsweise ungefähr 0,25
bis ungefähr
0,75 Gew.-% Gellangummi und ungefähr 2 bis ungefähr 3 Gew.-%
Carrageenan, basierend auf dem Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Der pH der Zusammensetzung liegt vorzugsweise bei ungefähr 3 bis
ungefähr
4,5 und noch bevorzugter bei ungefähr 3,7 bis ungefähr 4.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
umfasst das Konfekt weiterhin Zucker, Glucosesirup, Maissirup, Maissirup
mit hohem Fructosegehalt, Saftkonzentrat oder Mischungen daraus.
Der pH kann durch Zugabe einer geeigneten Säure, eines Puffers oder von
beidem eingestellt werden.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines
gelatinefreien Gummikonfekts, umfassend die Erwärmung einer Lösung eines
ersten Süßmittels
und Wassers, vorzugsweise auf ungefähr 30 bis ungefähr 50°C; Vermischen
eines zweiten Süßmittels,
Nu-Carrageenan, Nu-/Iota-Carrageenan
oder beidem und Gellangummi und Hinzufügen zu der Lösung und
Kochen der Lösung,
vorzugsweise bis ungefähr
70 bis ungefähr
76% Feststoffe erhalten werden.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Die
Erfindung befasst sich mit „gelatineähnlichen" Konfektprodukten,
die auf Grund der Tatsache, dass sie frei von Gelatine sind, von Individuen
verzehrt werden können,
die Diätbeschränkungen
unterliegen, die es ihnen nicht erlauben, bestimmte von Tieren abstammende
Produkte zu essen. Da die Produkte der Erfindung wärmestabile
Produkte erzeugen, können
diese gelatineähnlichen
Konfekte in Ländern
mit heißem
Klima verteilt werden, wo die Verteilung von auf Gelatine basierenden
Konfekten begrenzt oder verboten ist.
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Die
Erfindung betrifft eine Gummikonfektzusammensetzung, die mit Gellangummi
und Carrageenan hergestellt wird. Allgemein wird Carrageenan als
Gelatineersatz für
Dessertgels verwendet. Es wurde jedoch entdeckt, dass bestimmte
Arten von Carrageenan, kombiniert mit Gellangummi, gummiartige Produkte
bereitstellen, die ein annehmbare Festigkeit, Federelastizität und Flexibilität aufweisen.
Beispielsweise erzeugt eine Kombination aus Gellangummi mit ungefähr 0,25
bis ungefähr
0,75 Gew.-% und Nu-Carrageenan, Nu-/Iota-Carrageenan oder beiden
mit ungefähr
2,5 bis ungefähr
3 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht des Produkts, ein Gummikonfekt
mit TPA-Härtewerten
von mehr als 20 lbs (f) und TPA-Kohäsionskrafts-
und -Elastizitätswerten
von 75 bis 80%.
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Hier
verwendbares Gellangummi ist dasjenige Gummi, das durch Inokulieren
eines sorgfältig
formulierten Fermentationsmediums mit dem Mikroorganismus Sphingamonas
elodea (ATTC 31461) erzeugt wurde. Gellangummi ist von der CP Kelco
Company, 1313 North Market Street, Wilmington, Delaware 19894, USA erhältlich.
Typische Marken beinhalten KELCOGEL und GELRITE. KELCOGEL und GELRITE
sind Marken der CP Kelco Company. Besonders bevorzugt wird KELCOGEL
F. Das hier nützliche
Gellangummi beinhaltet jede zur Verfügung stehende Form wie z.B.
nicht geklärte,
geklärte
und teilweise geklärte
native, deacetylierte und teildeacetylierte Formen, wie auch Mischungen
daraus und ähnliches,
ist jedoch nicht auf solche begrenzt. Das Gellangummi kann gemäß den in
den US Patenten 4,326,052 und 4,385,123 offenbarten Verfahren hergestellt
werden.
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Die
Art des Carrageenan ist für
die Erfindung wichtig. Das Carrageenan ist ein Nu-Carrageenan, Nu-/Iota-Carrageenan
oder beide oder eine Mischung aus Carrageenanen mit mindestens 50%
Nu-Carrageenan, Nu-/Iota-Carrageenan oder beiden, vorzugsweise mit
mindestens 75%, noch bevorzugter mit mindestens 90%. Unter den gelierenden
Carrageenanen erzeugt Iota elastischere Gels als Kappa-Carrageenan;
jedoch bilden Nu- und/oder
Nu-/Iota-Carrageenane die elastischsten Gels von allen. Das Carrageenan
stammt vorzugsweise von der Reihe von GENUTINE Nu- und/oder Nu-/Iota-Carrageenan
und Carrageenan-Mischungen ab, die von der CP Kelco Company zur
Verfügung
stehen. Die Zugabe von GENUTINE erhöht die Kohäsionskraftswerte in den Gellangummiprodukten
auf typischerweise oberhalb von 50%.
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Die
Zusammensetzung enthält
ausreichende Mengen an Gellangummi, um ein geliertes Produkt mit Kohäsionskraft
und Elastizität
bereitzustellen, jedoch ohne Verarbeitungsschwierigkeiten. Vorzugsweise
liegt die Menge an Gellangummi bei ungefähr 0,25 bis ungefähr 0,75
Gew.-%, noch bevorzugter bei ungefähr 0,25 bis ungefähr 0,5 Gew.-%.
Die Zusammensetzung enthält
ausreichend Carrageenan, um ohne Verarbeitungsschwierigkeiten eine
Kohäsionskraft
bereitzustellen. Vorzugsweise liegt die Carrageenanmenge bei ungefähr 1,5 bis
ungefähr
3 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr
2,5 bis ungefähr
3 Gew.-%.
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Der
pH der Zusammensetzung liegt bei ungefähr 3 bis ungefähr 5, vorzugsweise
ungefähr
3,7 bis ungefähr
4. Der pH kann durch jede geeignete Säure, einen Puffer oder beides
eingestellt werden. Geeignete Säuren
beinhalten Zitronensäure,
Adipinsäure, Äpfelsäure und
Milchsäure,
sind jedoch nicht hierauf begrenzt. Geeignete Puffer beinhalten
Natriumcitrat und Kalziumcitrat, sind jedoch nicht hierauf begrenzt.
Beispielsweise ist ein bevorzugtes Säure-/Puffersystem 1,33% einer
54%-igen Zitronensäurelösung, gepuffert
mit Natriumcitrat. Eine höhere
Säure (ein
niedrigerer pH) führt
zu einem Fehlen einer Struktur, während niedrigere Säureniveaus
nicht ausreichend „sauren
Biss" in dem Geschmacksprofil
bereitstellen.
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Die
Zusammensetzung kann ein Süßmittel
wie Glucosesirup, Maissirup, Maissirup mit hohem Fructosegehalt
und Fruchtkonzentrate enthalten. Typischerweise enthält die Zusammensetzung
ungefähr
30 bis ungefähr
80 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr
45 Gew.-% Glucosesirup. Der Glucosesirup wird mit ungefähr 0 bis ungefähr 25 Gew.-%,
vorzugsweise ungefähr
19 Gew.-% Wasser kombiniert.
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Die
Zusammensetzung kann auch ungefähr
0 bis ungefähr
50 Gew.-%, vorzugsweise ungefähr
30 Gew.-% Zucker enthalten. Wenn ein zuckerfreies Konfekt erwünscht ist,
können
Zuckeralternativen zugefügt werden,
wie z.B. Maltodextrin, Zuckeralkohol (Alkohole) und (ein) künstliche(s)
Süßmittel
wie Aspartam, Acesulfam-K und ähnliche.
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Andere
verwendete Bestandteile zur Herstellung einer gummiartigen Zusammensetzung
beinhalten ein oder mehrere Färbemittel,
Geschmacksmittel, Süßmittel,
Minze, Geruchsstoffe, Wirkstoffe, Weichmacher, massebildende Mittel,
Aufschlaghilfen und Mischungen daraus, sind jedoch nicht darauf
begrenzt.
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Die
Zusammensetzung hat eine sehr gute Wärmestabilität und kann einer verlängerten
Lagerung bei oberhalb von 40°C,
typischerweise mindestens bis zu 50°C, widerstehen.
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Das
Gummikonfekt kann durch jedes geeignete Verfahren hergestellt werden.
Typischerweise wird eine Lösung
eines ersten Süßmittels
und Wasser erwärmt,
vorzugsweise auf ungefähr
30 bis ungefähr
50°C, vorzugsweise
auf ungefähr
40°C. Dann
wird eine Mischung eines zweiten Süßmittels, Carrageenan und Gellangummi
der Lösung
zugefügt
und die Lösung
wird gekocht. Das erste Süßmittel
ist vorzugsweise Glucosesirup, Maissirup, Maissirup mit hohem Fructosegehalt,
Saftkonzentrat oder Mischungen daraus. Das zweite Süßmittel
ist vorzugsweise Zucker. Die Lösung
wird vorzugsweise gekocht, bis ungefähr 70 bis ungefähr 76 Gew.-%
Feststoffe erhalten werden, vorzugsweise ungefähr 72 Gew.-% Feststoffe.
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Beispielsweise
wird eine erste Zusammensetzung mit ungefähr 45 Gew.-% Glucosesirup und
ungefähr
19 Gew.-% Wasser jeweils basierend auf dem Gesamtgewicht der gummiartigen
Zusammensetzung hergestellt. Zusätzliches
Wasser kann zugefügt
werden, um die Hydratisierung zu unterstützen. Die Zusammensetzung wird
auf ungefähr
30 bis ungefähr
50°C erwärmt. Eine
zweite Zusammensetzung wird mit ungefähr 30 Gew.-% Zucker hergestellt.
Daraufhin werden ungefähr
1,5 bis ungefähr
3 Gew.-% Carrageenan und ungefähr 0,25
bis ungefähr
1 Gew.-% Gellangummi zugefügt.
Dies ist eine trockene Zusammensetzung, die dann in der ersten Zusammensetzung
durch schnelles Vermischen (typischerweise 1200 UpM, jedoch nicht
hierauf begrenzt) dispergiert wird. Die Mischung wird auf den Siedepunkt
erwärmt
und bis ungefähr
76% Feststoffe erhalten werden, gekocht. Eine dritte Zusammensetzung
wird mit ungefähr
1,3 Gew.-% Zitronensäure
(typischerweise eine 54%-ige Lösung)
und ungefähr
1,3 Gew.-% Natriumcitrat
(typischerweise eine 33%-ige Lösung) hergestellt.
Diese Zusammensetzung wird dann der Mischung zugefügt und bis
zur Homogenität
vermischt.
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Beispiele
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Die
folgenden Beispiele werden bereitgestellt, um die Herstellung von
gummiartigen Konfekten gemäß dieser
Erfindung zu illustrieren und sollen nur illustrativ sein und die
Erfindung auf keine Weise begrenzen. Beispiel
1 Gellangummi-
und Carrageenanformulierung und Verfahren zur Herstellung eines
gelierten Produkts.
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Die
Teil A-Bestandteile werden in einem Erwärmungsgefäß kombiniert und auf 40°C erwärmt. (Zusätzliches
Wasser kann hinzugefügt
werden, um eine vollständige
Hydratisierung der Hydrokolloide, falls nötig, zu unterstützen). Die
Teil B-Bestandteile werden trocken vermischt und dem Erwärmungsgefäß unter
schnellem Vermischen zugefügt.
Die Materialien werden zum Kochen gebracht und dann auf 72% Feststoffe
gekocht. Die Teil C-Bestandteile werden kombiniert (einschließlich Farbstoffe
und Geschmack, falls gewünscht),
dem Erwärmungsgefäß zugefügt und dann
vermischt, bis sie homogen sind. Das Material wird in eine Ablagerungsvorrichtung
platziert und in vorher hergestellte Stärkeformen gegossen. Die Formen
werden bei ungefähr
30°C sowie
35% relativer Luftfeuchtigkeit für
3 bis 4 Tage gelagert, bis die Feststoffe 82 bis 85% erreichen.
Die Proben werden aus den Formen entfernt und gewachst, dann bei
Raumtemperatur in versiegelten Taschen gelagert.
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Beispiel 2
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Die
folgenden Zusammensetzungen wurden unter Verwendung desselben Verfahrens
wie in Beispiel 1 hergestellt.
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Die
Ergebnisse der Versuche sind unten als Tabelle aufgeführt:
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„Offene
Zeit" wird von dem
Moment gemessen, in dem das Material in eine Ablagerungsvorrichtung platziert
wird, bis das Produkt viskos geworden ist und/oder abgesetzt ist,
so dass es nicht länger
abgelagert werden kann. Eine offene Zeit von 3 Minuten war das Minimum
für eine
vernünftige
Verarbeitung des Materials.
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„Grad des
Tailings" ist eine
subjektive Bewertung von 0 bis 5, wobei höhere Werte ein stärkeres Tailing anzeigen.
Ein Wert von „2" war das Maximum
für eine
vernünftige
Verarbeitung des Materials.
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Versuch
1, der kein Gellangummi enthielt, hatte eine ausgezeichnete Elastizität und Kohäsionskraft, jedoch
eine niedrige Härte.
Die fertigen Produkte waren weich und verformbar. Versuch 2 zeigte
einen dramatischen Anstieg der Härte,
jedoch eine reduzierte Elastizität
und Kohäsionskraft.
Der Grad des Tailings war auf ein Randniveau angehoben und die offene
Zeit war auf ein nicht akzeptabel niedriges Niveau reduziert. Das Gellangummi
verbesserte die Festigkeit des Konfekts. 1% ist jedoch ein zu hohes
Niveau an Gellangummi, da die Härte
auf deutlich oberhalb des Kontrollniveaus von 28 lbs (f) (q.v.)
erhöht
war, während
Elastizität
und Kohäsionskraft
auf deutlich unterhalb der Kontrollniveaus von 89 bzw. 83% (q.v.)
reduziert waren.
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Die
letzten 3 Versuche bildeten zusammen mit Versuch 1 eine Reihe, worin
das Carrageenanniveau schrittweise von 3 auf 1,5% reduziert wurde,
während
das Gellangumminiveau schrittweise von 0 auf 0,75% erhöht wurde.
Die TPA-Härte
erhöhte
sich recht stetig von 15 lbs (f) auf 30 lbs (f) über die Reihe, vermutlich auf
Grund des ansteigenden Niveaus an Gellangummi. Andererseits erniedrigte
sich die TPA-Kohäsionskraft stetig
von 84 auf 54%, vermutlich im Wesentlichen auf Grund des abnehmenden
Niveaus an Carrageenan. Die TPA-Elastizität verblieb während der
gesamten Reihe auf einem recht hohen Niveau.
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Insgesamt
erzeugte Versuch 3 mit 2,5% Carrageenan und 0,25 Gellangummi die
besten Ergebnisse. Die Proben hatten nur ein 25% niedrigere Härte als
die Kompositkontrolle – anstatt
der 50% niedrigeren Härte des
Versuch 1-Produkts. Zusätzlich
war das Versuch 3-Produkt in der Kohäsionskraft nur 8% niedriger
als die Kompositkontrolle.
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Proben,
die von all diesen Versuchen in dieser Studie genommen wurden, wurden
in versiegelte Taschen und dann für 3 Tage bei 50°C in einen
Laborofen platziert. Nach Ende dieser Zeit war keine der Proben klebrig
geworden, hatte ihre Definition verloren, hatte sich verteilt oder
war in irgendeinem messbaren Grad geschmolzen. So wiesen die Proben
eine gute Wärmestabilität auf.
