DE68912309T2 - Nährmittelemulsionserzeugnisse einschliesslich hemicellulose. - Google Patents

Nährmittelemulsionserzeugnisse einschliesslich hemicellulose.

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Description

    Hintergrund der Erfindung
  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der fettarmen Emulsions- Nahrungsmittel-Erzeugnisse wie etwa Mayonnaise, Salat-Dressings, Butter, Käsearten, Schlagsahne-Ersatzstoffe, Tunken (Dips), saure Sahne, Brotaufstriche und Saucen.
  • Einulsions-Nahrungsmittel-Erzeugnisse wie die oben angeführten sind weithin populär. Für die meisten Anwendungen ist eine geschmeidige, dickflüssige Textur wünschenswert, und deshalb wird Phasentrennung vorzugsweise minimiert.
  • Aufgrund von Zutaten wie Eiern und Öl haben die oben angeführten Emulsions-Nahrungsmittel-Erzeugnisse typischerweise einen hohen Fettgehalt. Der Fettgehalt wird gesenkt durch Substitution verschiedener Bestandteile, beispielsweise mit Xanthan-Gumen. Für ein wünschenswertes Handelsprodukt sind jedoch andere Eigenschaften wichtig. Es muß eine stabile Emulsion gebildet werden, die während Transport und Lagerung in Form der Emulsion bleibt. Wichtig sind auch rheologische Eigenschaften wie etwa der Konsistenzkoeffizient und der Index des Fließverhaltens, da die Leute im allgemeinen erwarten, daß neue Produkte die Konsistenz- und Fließeigenschaften bekannter Emulsionsprodukte aufweisen. Auch der Geschmack muß demjenigen Geschmack relativ ähnlich sein, der in üblicherweise erhältlichen Produkten angetroffen wird.
  • FR-A-2 518 372 offenbart eine Nahrungsmittel-Zusammensetzung, umfassend 10-30 Gewichtsteile Fasern, die ausgewählt sind aus Cellulose und Hemicellulose.
    • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Die Erfindung besteht in der Verwendung von Hemicellulose in Emulsions-Nahrungsmittel-Erzeugnissen. Die Hemicellulose wird verwendet als Ersatzstoff für Fett, Öl oder Eier, um ein fettarmes Produkt zu erzeugen, das rheologische Eigenschaften und Geschmack aufweist, die denen bekannter Produkte gleichkommen.
    • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
  • Diese Erfindung betrifft fettarme Emulsions-Nahrungsmittel- Erzeugnisse, die Hemicellulose enthalten. Zu den Emulsionsprodukten gehören - ohne allerdings darauf beschränkt zu sein - Mayonnaise-Ersatzstoffe, Salat-Dressings, Käse-Ersatzstoffe, Butter-Ersatzstoffe, Sauerrahm-Ersatzstoffe, Tunken, Brotaufstriche und Saucen.
  • Bei der Verwendung hierin bedeutet der Begriff "Hemicellulose" alle Polymere von Xylose, Arabinose, Galactose, Glucose, Mannose, anderen Zuckern und deren Uronsäuren init Molekulargewichten im Bereich von etwa 5000 bis etwa 4 000 000. Hemicellulosen kommen nicht als Homoglycane vor, sonderen als Heteroglycane, die verschiedene Arten von Zuckerresten enthalten, häufig als kurze Anhängsel, die mit der Kette des Hauprgerüsts verknüpft sind. Zu den typischen Beispielen für Hemicellulosen gehören L-Arabino-D-xylan, D-Glucurono- D-xylan, L-Arabino-D-glucurono-D-xylan aus Weizen und Roggen; B-Glucane aus Gerste und Hafer sowie Arabinogalactane. Die Hemicellulosen werden üblicherweise eingeteilt in "Hemicellulose A" und "Hemicellulose B". Hemicellulose A und Hemicellulose B sind die Hemicellulosen, die aus einer angesäuerten Hemicellulose-Mischung erhalten werden, die vorher durch Extraktion mit alkalischen Lösungen aus pflanzlichem Material erhalten wurde. Hemicellulose A enthält das meiste des wasserlöslichen Teils; Hemicellulose B enthält das meiste des wasserunlöslichen Teils. Hemicellulose B wird für die Zwecke der Erfindung besonders bevorzugt, da Wasserlöslichkeit und -suspendierbarkeit für einige Anwendungen wünschenswert sein können. Mischungen aus Hemicellulose A und Hemicellulose B können für alle Anwendungen eingesetzt werden sowie in allen Mischungen, die durch enzymatische Behandlung modifizierte Hemicellulose A oder Hemicellulose B ("modifizierte Hemicellulose A" und "modifizierte Hemicellulose B") enthalten.
  • Hemicellulose wird erhalten aus allen Lignocellulose-Substraten, aber vorzugsweise aus nichtholzigen Lignocellulose-Substraten. Zu den geeigneten Substraten gehören Maiskleie, Maisstroh, Maiskolben, Weizenkleie, Zuckerrohrbruch, Luzernenstroh, Haferkleie, Haferspelzen, Gerstenkleie, Gerstenspelzen, Hibiscus cannabinus, Kernholzstücke aus Westküstenlärchen, Reiskleie, Zuckerrübenpulpe, Zitruspulpe, Zitrusschalebn, Erdnußschalen, Bananenschalen, Eibischstroh, Sojabohnenstroh und Espartogras. Hemicellulose kann mit Hilfe irgendeiner einer Reihe von herkömmlichen Methoden extrahiert werden; zum Beispiel saure, alkalische, Hochdruck-, Hochtemperaturhydrolyse oder Hydrolyse unter starker Scherung, gefolgt von Ultrafiltration, Zentrifugation, Sprühtrocknen oder Gefriertrocknen. Hemicellulose kann auch durch enzymatische Behandlung modifiziert werden.
  • Ein Beispiel für ein typisches Extraktionsverfahren für Hemicellulose aus Weizenkleie ist nachstehend beispielhaft dargestellt. Zunächst wird die Weizenkleie mit verdünnter Säure (0,05-0,20 N Salzsäure) oder Enzymen (z.B. Amylasen, Proteasen) vorbehandelt, um Stärke, Asche und Proteine zu entfernen. Die Kleie wird dann mit alkalischen Lösungen [0,25- 4,00 N NaOH, KOH, NH&sub4;OH oder Ca(OH)&sub2;] 2-24 h lang extrahiert. Die Lösung wird zur Isolierung der Kleie filtriert oder zentrifugiert. Der pH der Kleie sollte vorzugsweise auf etwa 4,5 eingestellt werden. Die Hemicellulose wird dann isoliert durch Fällen in Ethanol oder durch Ultrafiltration, gefolgt von Sprühtrocknen, Vakuumtrocknen oder Lyophilisieren.
  • Einige Eigenschaften der Hemicellulose können je nach Substrat und Extraktionsmethode schwanken. Schwanken können zum Beispiel die molekulare Kettenlänge des Polymers, der Anteil an monomerem Zucker, die Viskosität, das Wasserhaltevermögen, Schäumfähigkeit und die Emulgierfähigkeit. Zudem können Proteine und Polysaccharide in einem extrahierten Hemicellulose- Produkt verbleiben. Eine wünschenwerte Hemicellulose weist weniger als 40% Verunreinigungen auf (Asche, Proteine, Fett etc..) und vorzugsweise weniger als 20% Verunreinigungen. Die aus Weizen, Mais, Hafer, Gerste und anderen geernteten Getreiden extrahierten Hemicellulosen sind bevorzugt aufgrund ihrer Verfügbarkeit und gegenwärtigen Verwendung als Nahrungsmittel-Erzeugnisse sowie ihrer im allgemeinen niedrigen Gehalte an Verunreinigungen, die der Abtrennung bedürften.
  • Es besteht eine direkte Beziehung zwischen dem Molekulargewicht von Hemicellulose und deren Viskosität. Die Viskosität wiederum beeinflußt direkt Bildung und Stabilität der Emulsion. Eine hohe Viskosität führt zu schneller Bildung einer stabilen Emulsion. Eine stabile Emulsion läßt sich bilden bei Verwendung von Hemicellulose am unteren Ende des Molekulargewichtsbereichs, doch muß zur Erzielung zufriedenstellender Ergebnisse eine größere Menge Hemicellulose verwendet werden. Der Molekulargewichtsbereich von Hemicellulose erlaubt auch deren Verwendung als Ersatz sowohl für gesättigte als auch ungesättigte Fette. Hemicellulose kann zugegeben werden, um Emulsionen in einem breiten Bereich flüssiger, halbfester und fester Formen zu erzeugen.
  • Eine Nahrungsmittel-Emulsion ist ein heterogenes System, bei dem eine Flüssigkeit in einer zweiten Flüssigkeit dispergiert ist. Die erste Flüssigkeit, die mit der zweiten Flüssigkeit unmischbar ist, ist die diskontinuierliche Phase und liegt in Form begrenzter Tröpfchen vor, während die zweite Flüssigkeit die kontinuierliche Phase ist. Die Hemicellulose kann in den Nahrungsmittel-Erzeugnissen die kontinuierliche oder die diskontinuierliche Phase sein. In Mayonnaise-Ersatzstoffen zum Beispiel ist die Hemicellulose die kontinuierliche Phase. Ist die Hemicellulose die kontinuierliche Phase, so sollte sie in hydratisierter wäßriger Form zugesetzt werden.
  • Hemicellulosen bilden im allgemeinen stabile Emulsionen, da die Grenzflächenspannung zwischen der Hemicellulose und der anderen Flüssigkeit typischerweise geringer ist als zwischen der Flüssigkeit und den Fetten, die durch die Hemicellulose ersetzt werden. Bei Vorhandensein von Hemicellulose kann die Verwendung von Emulgatoren, die typischerweise in Nahrungsmittel-Emulsionssystemen aufgrund der Instabilität der Emulsion erforderlich sind, eingeschränkt werden.
  • Typischerweise wird Hemicellulose mit einem Gehalt von 1-20 Gew.-% und vorzugsweise 3-10 Gew.-% verwendet, um alles oder einen Teil von Öl, Fetten oder Eiern zu ersetzen. Bei diesem prozentualen Gewichtsanteil bildet die Hemicellulose ein stabiles Emulsionsprodukt mit einer Viskosität, die höher ist als die Viskosität einer äquivalenten gewichtsbezogenen Menge an Öl, Fetten oder Eiern, die in herkömmlichen Produkten verwendet wird. Dies gestattet die Ersetzung eines höheren prozentualen Gewichtsanteils dieser Substanzen durch Hemicellulose, wobei der Rest an Gewicht durch Wasser oder einen anderen kalorienfreien oder kalorie:narmen Füllstoff ersetzt wird. Das resultierende Produkt hat einen verringerten Kaloriengehalt.
  • Ein fettarmes, Hemicellulose enthaltendes Mayonnaise-Ersatzprodukt kann hergestellt werden, das einen Konsistenzkoeffizienten, Index des Fließverhaltens und eine Stabilität aufweist, die herkömmlichen Mayonnaisen und Salat-Dressings gleichkommen. Die Hemicellulose verleiht dem Produkt auch eine fettartige Struktur und ein solches Mundgefühl.
  • Ein typisches fettarmes Mayonnaise-Ersatzprodukt - ohne Ei -weist vorzugsweise folgende Zubereitung auf: Bestandteil Salatöl Hemicellulose Essig (100 Getreide) Salz Zucker Wasser, Gewürze Emulgatoren, Konservierungsmittel
  • Die Mengen aller von Hemicellulose verschiedenen Bestandteile können gemäß den gewünschten Eigenschaften eingestellt werden. Ein besonders bevorzugtes Mayonnaise-Ersatzprodukt weist folgende Zubereitung auf: Bestandteil Salatöl Hemicellulose Essig (100 Getreide) Salz Zucker Wasser, Gewürze Emulgatoren, Konservierungsmittel
  • Auch ein Mayonnaise-Ersatzprodukt mit Ei läßt sich herstellen. Die Zubereitung für ein typisches Produkt ist: Bestandteil Salatöl Hemicellulose Essig (100 Getreide) Eigelb (trocken) Salz Wasser, Gewürze Emulgatoren, Konservierungsmittel
  • Diese Produkte können auch andere Substanzen enthalten, die üblicherweise in Mayonnaise-Ersatzprodukten anzutreffen sind.
  • Herkömmliche Mayonnaise-Ersatzprodukte enthalten 70 bis 85% Salatöl. Die Eigenschaften von Hemicellulose-haltigen Mayonnaise-Ersatzprodukten sind vergleichbar mit herkömmlichen Mayonnaisen und Salat-Dressings. Vorzugsweise enthalten die Mayonnaise-Ersatzprodukte Hemicellulose, die aus Weizenkleie gewonnen wurde. Die Hemicellulose hat ein mittleres Molekulargewicht von 300 000.
  • Die Emulsionsstabilität handeslüblicher Mayonnaisen beim Zentrifugieren im Vergleich zu Mayonnaise-Ersatzprodukten der vorliegenden Erfindung ist in Tabelle 1 gegeben. Der Emulsionsvolumenindex ist ein Maß für die Druckbeständigkeit der Emulsionsphase beim Zentrifugieren. Die Emulsionsbewertung ist ein subjektives Maß für die Emulsionsstabilität, bezogen auf ein Kontinuum von 1-100, wobei Faktoren wie Konsistenz und Struktur der Emulsion berücksichtigt werden. TABELLE 1 Probe Emulsionsvolumenindex Emulsionsbewertung Kraft Miracle Whip Salat-Dressing Kraft Real Mayonnaise Hidden Valley Ranch Dressing Henry's Creamy Italian Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 3,75% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 5% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 7,5% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 10,0% Hemicellulose
  • In Tabelle 2 werden die Eigenschaften des Fließverhaltens von handelsüblicher Mayonnaise und Salat-Dressings mit den Eigenschaften Hemicellulose-haltiger Mayonnaise-Ersatzprodukte verglichen. Der Konsistenzkoeffizient ist ein Maß für den Viskositätsindex, während der Index des Fließverhaltens die Auswirkung der Scherung auf die Viskosität angibt. TABELLE 2 Probe Konsistenzkoeffizient Index des Fließverhaltens Kraft Miracle Whip Salat-Dressing Kraft Real Mayonnaise Hidden Valley Ranch Dressing Henry's Creamy Italian Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 3,75% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 5% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 7,5% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 10,0% Hemicellulose
  • Somit ist ersichtlich, daß sich Mayonnaise-Ersatzprodukte unter Verwendung von Hemicellulose herstellen lassen, die ähnliche Eigenschaften aufweisen wie handelsübliche Mayonnaisen und Salat-Dressings.
  • Die Emulsionsstabilität der Hemicellulose läßt sich auch ersehen aus der Beobachtung der Lagerung bei 37ºC über unterschiedliche Zeiträume. Bei Phasentrennung trennt sich das Öl in der Mayonnaise ab. Tabelle 3 zeigt die Phasentrennung von Mayonnaise-Ersatzprodukten im Vergleich zu handelsüblichen Mayonnaisen und Salat-Dressings: TABELLE 3 Phasentrennung der Emulsion Probe 3 Tage Kraft Miracle Whip Light Salat-Dressing Parade Mayonnaise CRS Mayonnaise Kraft Real Mayonnaise Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 3,75% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 5,0% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 7,5% Hemicellulose Mayonnaise-Ersatz ohne Ei, mit 10,0% Hemicellulose nicht geprüft + = Phasentrennung - = keine Phasentrennung
  • Vorzugsweise enthalten die Mayonnaise-Ersatzprodukte und Salat-Dressings der vorliegenden Erfindung 5-10% Hemicellulose.
  • Hemicellulose kann auch bei der Herstellung fettarmer Tunken verwendet werden. Derartige Tunken haben typischerweise folgende Zusammensetzung: Bestandteil Hemicellulose Salatöl Essig (100 Getreide) Buttermilchpulver Zucker Salz Wasser, Zwiebeln, Knoblauch, Gewürze, Emulgatoren, und Konservierungsmittel
  • Die Tunken können auch andere Substanzen enthalten, die üblicherweise in handelsüblichen Tunken vorhanden sind. Herkömmliche Tunken enthalten 10 bis 25% Salatöl.
  • Die Eigenschaften des Fließverhaltens der Hemicellulose-haltigen Tunke wurden verglichen mit den Eigenschaften handelsüblicher Tunken, wie in Tabelle 4 gezeigt: TABELLE 2 Probe Konsistenzkoeffizient Index des Fließverhaltens Land O'Lakes Lean Cream Dip Dean Foods Green Onion Dip Tunke, enthaltend 6% Hemicellulose mit Gewürzen Tunke, enthaltend 6% Hemicellulose mit Gewürzen und 2% Stärke Tunke, enthaltend 4% Hemicellulose
  • Es wurde gefunden, daß die rheologischen Eigenschaften der Hemicellulose-haltigen Tunken innerhalb des Bereichs handelsüblicher Tunken lagen.
  • Zu den weiteren Produkten, die sich unter Verwendung von Hemicellulose herstellen lassen, gehören Salat-Dressings, Sauerrahm-Ersatzstoffe, Schlagsahne-Ersatzstoffe, Brotaufstriche und Saucen. Bevorzugte Bereiche für diese Produkte sind in Tabelle 5 zusammengestellt: TABELLE 5 Produkt Gew.-% Hemicellulose Gießbares Salat-Dressing Sauerrahm-Ersatzstoffe Schlagsahne-Ersatzstoffe Brotaufstrich Saucen
  • Zu den weiteren Produkten, die sich mit Hemicellulose als Ersatzstoff herstellen lassen, gehören Butter-Ersatzstoffe, Käsesorten und Margarinen.
  • Beschrieben wurden das Prinzip der Erfindung und die beste Verfahrensweise zur Anwendung dieses Prinzips. Es ist klar, daß die vorhergehenden Beispiele lediglich veranschaulichend sind und daß sich andere Hilfsmittel und Techniken einsetzen lassen, ohne vom wahren Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den folgenden Patentansprüchen definiert ist.

Claims (28)

1. Nahrungsmittel-Erzeugnis, umfassend eine 1 bis 20 Gew.-% Hemicellulose enthaltende Emulsion.
2. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, worin die Hemicellulose die funktionellen Eigenschaften von 1 bis 100 Gew.-% Fett verfügbar macht.
3. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, ausgewählt aus der aus Mayonnaise-Ersatzstoffen, Salat-Dressings, Butter- Ersatzstoffen, Käsearten, Dips, Ersatzstoffen für saure Sahne, Garnitur-Schlagcremes, Brotaufstrichen und Saucen bestehenden Gruppe.
4. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 3, umfassend einen Mayonnaise-Ersatzstoff.
5. Mayonnaise-Ersatzstoff nach Anspruch 4, umfassend
etwa 1 bis 40 Gew.-% Salatöl;
3 bis 10 Gew.-% Hemicellulose;
etwa 4 bis 6 Gew.-% Essig;
etwa 0 bis 2 Gew.-% Salz;
etwa 0 bis 2 Gew.-% Zucker; und
etwa 40 bis 92 Gew.-% Wasser, Gewürze, Emulgatoren und Konservierungsstoffe.
6. Mayonnaise-Ersatzstoff nach Anspruch 5, umfassend
0,01 bis 4 % Ei.
7. Mayonnaise-Ersatzstoff nach Anspruch 5, umfassend
5 bis 10 Gew.-% Hemicellulose.
8. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, umfassend ein gießbares Salat-Dressing.
9. Gießbares Salat-Dressing nach Anspruch 8, umfassend
etwa 0 bis 6 Gew.-% Salatöl;
etwa 2 bis 10 Gew.-% Essig;
2 bis 20 Gew.-% Hemicellulose;
etwa 2 bis 4 Gew.-% Salz; und
etwa 60 bis 94 Gew.-% Wasser, Gewürze, Emulgatoren und Konservierungsstoffe.
10. Gießbares Salat-Dressing nach Anspruch 9, umfassend 2 bis 6 Gew.-% Hemicellulose.
11. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, umfassend ein Dip.
12. Dip-Nahrungsmittel nach Anspruch 11, umfassend
2 bis 20 Gew.-% Hemicellulose;
etwa 0 bis 6 Gew.-% Salatöl;
etwa 2 bis 10 Gew.-% Essig;
etwa 0 bis 2 Gew.-% Buttermilch-Pulver;
etwa 0 bis 1 Gew.-% Salz;
etwa 0 bis 1 Gew.-% Zucker; und
etwa 60 bis 96 Gew.-% Wasser, Gewürze, Knoblauch, Zwiebeln, Emulgatoren und Konservierungsstoffe.
13. Dip-Nahrungsmittel nach Anspruch 12, umfassend
5 bis 10 Gew.-% Hemicellulose.
14. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, umfassend einen Brotaufstrich.
15. Brotaufstrich-Nahrungsmittel nach Anspruch 14, umfassend
2 bis 20 Gew.-% Hemicellulose;
etwa 0 bis 8 Gew.-% Salatöl;
etwa 2 bis 10 Gew.-% Essig;
etwa 2 bis 6 Gew.-% Parmesankäse-Pulver;
etwa 2 bis 4 Gew.-% Knoblauch-Pulver; und
etwa 52 bis 92 Gew.-% Wasser, Gewürze, Emulgatoren und Konservierungsstoffe.
16. Brotaufstrich-Nahrungsmittel nach Anspruch 15, umfassend
2 bis 6 Gew.-% Hemicellulose.
17. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, umfassend einen Ersatzstoff für saure Sahne.
18. Ersatzstoff für saure Sahne nach Anspruch 17, umfassend
6 bis 12 Gew.-% Hemicellulose.
19. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, umfassend einen Schlagsahne-Ersatzstoff.
20. Schlagsahne-Ersatzstoff nach Anspruch 19, umfassend
4 bis 8 Gew.-% Hemicellulose.
21. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, umfassend eine Sauce.
22. Sauce nach Anspruch 21, umfassend
2 bis 5 Gew.-% Hemicellulose.
23. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, worin die Hemicellulose aus der aus Hemicellulose A, Hemicellulose B, einer durch enzymatische Behandlung modifizierten Hemicellulose A oder B oder einer beliebigen Mischung aus diesen bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
24. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, weiterhin umfassend Emulgatoren, Konservierungsstoffe oder andere Substanzen, die üblicherweise in den genannten Nahrungsmittel- Erzeugnissen gefunden werden.
25. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 23, worin die Hemicellulose aus Weizenkleie, Maiskleie, Gerstenkleie, Gerstenhülsen, Haferkleie oder Haferhülsen stammt.
26. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, worin das Emulsions-Nahrungsmittel-Erzeugnis in fester Form vorliegt.
27. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, worin das Emulsions-Nahrungsmittel-Erzeugnis in halbfester Form vorliegt.
28. Nahrungsmittel-Erzeugnis nach Anspruch 1, worin das Emulsions-Nahrungsmittel-Erzeugnis in flüssiger Form vorliegt.
DE68912309T 1988-11-16 1989-11-13 Nährmittelemulsionserzeugnisse einschliesslich hemicellulose. Revoked DE68912309T2 (de)

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