DE69015774T2 - Verarbeitungsverfahren für Gewürze und andere essbare aromatische Pflanzenstoffe. - Google Patents
Verarbeitungsverfahren für Gewürze und andere essbare aromatische Pflanzenstoffe.Info
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- A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
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-
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- A23L3/00—Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer aromatischen Würzmittelzusammensetzung, die aromatische eßbare pflanzliche Substanzen wie Gewürze und Kräuter enthält, und die so hergestellten Würzmittelzusammensetzungen.
- Ein in Betracht zu ziehendes Problem, dem sich Hersteller und Verkäufer von Gewürzen und Kräutern gegenübergestellt sehen, ist zu gewährleisten, daß das an den Verbraucher ausgelieferte Produkt im wesentlichen frei von schädlichen Mikroorganismen, insbesondere resisteten mesophilen und thermophilen Sporenformen, ist, di Verarbeitungsbedingungen wie Pasteurisierung überleben können. Dies ist insbesondere wichtig, wenn der Verbraucher ein Hersteller von vorgekochten und abgekühlt verpackten Fertiggerichten ist. Gewürze wie Pfefferkörner werden typischerweise unter Bedingungen hoher Wärme und Feuchtigkeit gezüchtet; das sind Bedingungen, die ideal für das Wachstum eines weiten Bereichs von Mikroorganismen ist. Pfefferkörner, ein sehr verbreitet angewendetes Gewürz, neigen besonders zur Verunreinigung mit schädlichen Mikroorganismen, nicht nur als Folge der Bedingungen, unter denen sie gezüchtet werden, sondern auch wegen der häufig unhygienischen Weise, auf die sie sofort nach dem Ernten behandelt werden. Das Problem wird verstärkt durch die Tatsache, daß Pfefferkörner eine rauhe äußere Oberfläche haben, in der leicht Mikroorganismen eingefangen werden.
- Das Ausmaß des Problems ist in dem Artikel von H. Konuma et al in Journal of Food Protection, Band 51, Nr. 4, Seiten 324-326, 1988, dargestellt, worin gefunden wurde, daß folgend auf die Analyse einer großen Anzahl von Lebensmittelprodukten, rohem Fleisch und Fleischproduktzusatzstoffen die Hauptquelle für Verunreinigung mit Bacillus cereus in Fleischprodukten nicht das Fleisch selbst, sondern Fleischproduktzusatzstoffe wie Gewürze, ist.
- Gewürze wie Pfefferkörner werden in weitem Maße bei der Herstellung von vorgekochten Lebensmitteln verwendet, und moderne Trends in der Herstellung und dem Verbrauch derartiger Lebensmittel haben in gewisser Weise eher die Möglichkeit einer mikrobiellen Verunreinigung und die damit verbundene Möglichkeit daraus herrührender Lebensmittelvergiftung erhöht als erniedrigt. So bestand beispielsweise in den letzten Jahren eine Bewegung in Richtung auf die Eliminierung von Konservierungsmitteln wie beispielsweise Nitriten von Lebensmitteln. Darüber hinaus gab die wachsende Anwendung von Mikrowellen-Öfen Anlaß zum Entstehen wesentlicher Probleme. Solche Öfen erhitzen, wenn sie falsch eingesetzt werden, Lebensmittel ungleichmäßig, was zur Bildung von kalten Bereichen im sonst heißen Lebensmittel führt. In derartigen kalten Bereichen können die Gewürzmittelteilchen nicht ausreichend hohe Temperaturen erreichen, damit Sterilisation eintritt.
- Sterilisation von aromatischen eßbaren Pflanzlichen Substanzen wie Gewürzen und Kräutern ist bisher durch Erhitzen oder durch Einfluß von chemischen Sterilisierungsmitteln durchgeführt worden. Um ein steriles Produkt durch Erhitzen zu erhalten, müssen relativ hohe Temperaturen angewendet werden. Der Grund dafür ist, daß, während die meisten schädlichen Bakterien und andere schädliche lebensfähige Mikroorganismen bei Temperaturen zwischen 70º und 100ºC zerstört werden (herkömmliche Pasteurisierung wird bei 70ºC bis 80ºC durchgeführt), werden thermophile und mesophile Sporen von Sporen tragenden Mikroorganismen im allgemeinen erst bei Temperaturen zerstört, die 100ºC überschreiten. Deshalb ist es üblicherweise notwendig, um ein annehmbares Niveau der Sterilität (d.h. kommerzieller Sterilität) zu erzielen, das Gewürz oder Kräuter auf eine Temperatur von 120ºC oder höher über längere Perioden zu erhitzen.
- Das Erhitzen von Gewürzen und Kräutern auf solche Temperaturen über lange Zeitperioden läßt ein weiteres Problem entstehen; und zwar daß die Substanzen, zum Beispiel ätherische oder essentielle öle, die den aromatischen Charakter des Gewürzes oder der Kräutersubstanz liefern, durch chemische Veränderungen modifiziert werden oder durch Verdampfung ausgetrieben werden, so daß das Aroma und der Geruch der Substanz signifikant reduziert werden.
- Chemische Verfahren zum Abtöten schädlicher Mikroorganismen in Gewürzen und Kräutern sind auch schon angewendet worden. So ist beispielsweise Äthylenoxid seit vielen Jahren für diesen Zweck eingesetzt worden. Es ist jedoch keineswegs klar, daß der Einsatz von Äthylenoxid ohne Gefahr ist, und es wurde berichtet, daß die Verwendung dieser Substanz zur Bildung von toxischen Chlorhydrinen in dem Lebensmittel führt (vgl. US-Patent 4,210,678).
- Es ist auch vorgeschlagen worden (vgl. Europäisches Patent No. 0012813 - L. Givaudan et Cie S.A.), Gewürze zu sterilisieren, indem sie Scherbeanspruchungen bei wenigstens 2000 N, zum Beispiel in einem Extruder vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 150ºC, unterworfen werden. In dem EP 0012813 wird angegeben, daß die Gewürze vorzugsweise unverdünnt sind, d.h. nicht mit einem Träger verbunden sind, und die spezifischen angewendeten Prozeßbedingungen schließen nicht die Verwendung von Trägersubstanzen ein.
- Extrusions-Sterilisation von Gewürzen und Kräutern ist auch beschrieben worden in US-Patent 4,210,678 (Bayusik et al), aber das Verfahren von Bayusik ist ein etwas zeitaufwendiges Verfahren, das das Befeuchten der Kräuter oder des Gewürzes und das Stehenlassen der angefeuchteten Masse, bis der Feuchtigkeitsgehalt über 8 bis 14 Gew.-% ins Gleichgewicht gebracht ist, Erhitzen der befeuchteten Kräuter oder Gewürze auf eine Temperatur über 93,3ºC (200ºF) und schließlich Extrudieren derselben durch eine Form umfaßt. Das Verfahren nach Bayusik erwähnt keine Streckmittel oder Trägersubstanzen.
- Extrudieren von Gewürzen ist auch in JP 57-170142 beschrieben worden.
- Das Problem des Verlustes von flüchtigen ätherischen Ölen wird nur z.T.durch die oben beschriebenen Extrusions-Sterilisationsverfahren vermindert, und es ist gefunden worden, daß wesentliche weitere Verluste an ätherischen Ölen während der Lagerung nach der Extrusion auftreten, insbesondere wenn das extrudierte Gewürz oder die extrudierten Kräuter zu einem Pulver vermahlen sind, was das übliche Verfahren der Darreichung ist. Darüber hinaus ist berichtet worden, daß Extrusionsverfahren des oben diskutierten Typs zu nachteiligen Farbänderungen bei stark gefärbten Gewürzen wie Paprika führen können, wenn nicht spezielle Vorkehrungen getroffen werden (z.B. Extrusion unter einer Schutzdecke aus Stickstoffgas) - vergleiche Thermal Processing and Quality of Foods, herausgegeben von P. Zeuthen et al; Elsevier Applied Science Publishers, London und New York, 1984, Seite 186.
- Es ist nun gefunden worden, daß durch Mischen aromatischer eßbarer pflanzlicher Lebensmittelsubstanzen wie eines Gewürzes oder eines Krauts mit einem eßbaren Streckmittel und Extrudieren der Mischung bei einer geeignet hohen Temperatur ein Produkt entsteht, das im Geschmack und Aroma im wesentlichen der originalen unverdünnten aromatischen pflanzlichen Substanz äquivalent ist und in einigen Fällen einen verbesserten Geschmack und verbessertes Aroma hat. Darüber hinaus ist gefunden worden, daß Gewürze und Kräuter, die mit einem Streckmittel extrudiert worden sind, viel bessere Haltefähigkeit für flüchtige ätherische Öle während der Lagerung nach der Extrudierung aufweisen, als dies bei Gewürzen und Kräutern der Fall ist, die ohne ein Streckmittel extrudiert worden sind; die verbesserte Haltefähigkeit für ätherische Öle ist besonders zu bemerken, wenn das extrudierte Material danach gemahlen wird. Weiterhin ist gefunden worden, daß durch Anwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, wie es unten beschrieben wird, bei stark gefärbten Gewürzen und Kräutern wie Paprika, Turmerikwurzel und Petersilie die Farbe des entstehenden extrudierten Produktes im wesentlichen identisch zu der des Ausgangsmaterials ist. Die Erfindung wird durch die Ansprüche definiert.
- In einem ersten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer aromatischen Würzmittelzusammensetzung, wobei das Verfahren umfaßt, daß ein Gemisch, das aromatische eßbare pflanzliche Substanzen und wenigstens 2 Gew.-%, relativ zu der Menge der aromatischen eßbaren pflanzlichen Substanzen, einer eßbaren Streckmittelsubstanz enthält, durch einen Extruder geleitet wird, wobei die Extrusionsverfahrensbedingungen
- (a) eine Verweilzeit von bis zu 3 Minuten,
- (b) eine Temperatur in dem Bereich von 90ºC bis 180ºC und
- (c) einen ausreichend hohen Schergrad, um kommerzielle
- Sterilität zu erzielen, umfassen.
- Weitere Vorteile des vorliegenden Verfahrens schließen die Tatsache ein, daß ganze Gewürze oder grob zerstoßene oder gemahlene Gewürze direkt in den Extruder eingeführt werden können, d.h., daß keine Notwendigkeit besteht, daß die Gewürze vor dem Extrudieren fein gemahlen werden müssen. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ermöglicht auch, daß kommerzielle Sterilisierung ohne die Notwendigkeit erzielt wird, daß das pflanzliche Material auf einer erhöhten Temperatur über lange Perioden gehalten wird. So kann beispielsweise kommerzielle Sterilisierung bei einer Extruder-Verweilzeit von nur 30 Sekunden bei einer erhöhten Temperatur und innerhalb von 3 Minuten erzielt werden. Typischerweise kann jedoch kommerzielle Sterilisierung innerhalb von 45 Sekunden bis 2 Minuten bei der erhöhten Temperatur bewirkt werden.
- Es wird bevorzugt, daß die gesamte lebensfähige Zählrate (TVC - von englisch: "total viable count") von Mikroorganismen (d.h. keine Sporen eingeschlossen) und die mesophile Sporenzählrate (MSC - von englisch "mesophilic spore count") und die thermophile Sporenzählrate (TSC - von englisch "thermophilic spore count") jeweils auf ein Niveau von nicht mehr als 104/g, und vorzugsweise weniger als 10- /g, reduziert wird. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann jede Zählrate um beispielsweise bis zu vier log-Einheiten oder mehr reduzieren, zum Beispiel von 107/g auf 103/g oder weniger.
- Das Streckmittel ist typischerweise ein Absorptionsmittel, das im allgemeinen schwach oder mild schmeckend ist, oder sogar eine geschmacklose Substanz, die in der Lage ist, Wasser und Öle von der pflanzlichen Substanz zu absorbieren.
- Die Öl-Absorptionsfähigkeit des Streckmittels ist typischerweise derart, daß es wenigstens die Hälfte seines eigenen Gewichts eines flüssigen Öls, zum Beispiel Maisöl, absorbieren kann. Geeigneterweise kann es sein eigenes Gewicht an flüssigem Öl absorbieren, und am stärksten zu bevorzugen ist, daß es mehr als das 1 1/2-fache seines eigenen Gewichtes (zum Beispiel das Zweifache seines eigenen Gewichts oder mehr) an flüssigem Öl absorbieren kann. Die Öl-Absorptionsfähigkeit des Streckmittels kann nach Routineverfahren bestimmt werden. Ein solches Verfahren beinhaltet das Wiegen einer bekannten Menge einer Streckmittelsubstanz in ein graduiertes Zentrifugenrohr und nachfolgendes Zugeben einer bekannten Menge Maisöl. Das Maisöl und das Streckmittel werden gemischt und werden dann bei Umgebungstemperatur 30 Minuten gehalten. Das freie Öl wird dann durch Zentrifugieren bei 3200 Upm über 25 Minuten abgetrennt und volumetrisch gemessen. Die Öl-Absorptionsfähigkeit wird als die Ölmenge, die an die Probe gebunden ist, auf einer 14% Feuchtigkeitsbasis ausgedrückt und unterliegt einem Fehler von etwa ± 10%.
- Ohne daß die Bindung an irgendeine Theorie hier beabsichtigt ist, wird angenommen, daß während des Extrudierens Zerstörung der Zellenstruktur der pflanzlichen Substanz die geschmackund aromaerzeugenden Substanzen freisetzt, die durch das Streckmittel eingefangen sind und zurückgehalten werden. Im allgemeinen wird es bevorzugt, daß die Menge des Streckmittels weniger als 75 Gew.-%, zum Beispiel weniger als 50 Gew.-% relativ zu der Menge der eßbaren pflanzlichen Substanz, entspricht. Am meisten zu bevorzugen ist, daß die Menge des Streckmittels in den Bereich von etwa 10% bis etwa 30%, zum Beispiel angenähert 25%, ist.
- Wenn jedoch die pflanzliche Substanz einen hohen Gehalt an gebundenem Öl (d.h. nicht-flüchtigem Öl) (z.B. größer als 10%) zusätzlich zu flüchtigen Ölen enthält, wird es bevorzugt, eine Menge Streckmittel hinzuzugeben, die ausreichend ist, um sicherzustellen, daß der gesamte gebundene Ölgehalt in der extrudierten Würzmittelzusammensetzung nicht mehr als 10% ist. Für solche Substanzen mit hohem Ölgehalt kann die Menge des verwendeten Streckmittels zum Beispiel bis zu 200 Gew.-% relativ zu der pflanzlichen Substanz, z.B. angenähert 150%, betragen. Beispiele für aromatische eßbare pflanzliche Substanzen, die hohe Gehalte an gebundenem Öl aufweisen, schließen Muskatnuß, Mazis, Koriander und Senf ein.
- Die Streckmittelsubstanzen können auf der Basis von Kohlenhydraten oder Protein sein. Beispiele für Streckmittel sind im wesentlichen Substanzen auf Kohlehydrat-Basis pflanzlichen Ursprungs; Beispiele sind Materialien auf Stärke-Basis wie Zwieback, Mehl, Tapioka, Maisstärke und Maisgrieß; Zucker und Oligosaccharide wie Lactose und Maltodextrine; Zellulosen mit Lebensmittelqualität und entaromatisierte Gewürze, z.B. die Rückstände, die nach der Extraktion der ätherischen Öle von Gewürzen mit Lösungsmitteln wie Dichlormethan übrig bleiben.
- Obgleich die Substanzen auf Kohlehydrat-Basis von pflanzlichem Ursprung sein können, können sie verschiedenen Verarbeitungsschritten unterworfen worden sein, um ihre Qualitäten als Streckmittel zu verbessern. Zum Beispiel kann der Ausdruck "Zwieback", wie er hier verwendet wird, sich auf Materialien beziehen, die durch Mahlen eines getrockneten leicht angesäuerten oder zur Gärung gebrachten Getreidebackwerks hergestellt worden sind, wie es beispielsweise in Kapitel 7.8, Seiten 385-396 der Veröffentlichung Cereals in a European Context, First European Conference on Food Science and Technology, herausgegeben von I.D. Morton, veröffentlicht von Ellis Horwood, 1987; oder in der Veröffentlichung Modern Cereal Chemistry, sechste Ausgabe, veröffentlicht von der Food Trade Press Ltd., London, beschrieben ist.
- Eine spezielle Form von Zwieback wird aus Mehl, Wasser, einem Bicarbonat-Treibmittel, z.B. Ammoniumbicarbonat, und wahlweise Natriumchlorid hergestellt. Solch eine Form von getrocknetem hefelosem Zwieback ist erhältlich von Lucas Ingredients Ltd., Kingswood, Bristol, Großbritannien. Solch eine Form von Zwieback hat ein Öl-Absorptionsvermögen von näherungsweise dem Eindreiviertelfachen seines eigenen Gewichts, gemessen durch das oben beschriebene Testverfahren.
- Im allgemeinen wird die Teilchengröße des Zwieback-Streckmittels so sein, daß im wesentlichen alle Teilchen eine Größe im Bereich von 50 bis 250 pm aufweisen.
- Die geeigneten Streckmittel auf Protein-Basis sind solche, die einen hohen Protein-Dispergierbarkeits-Index (PDI) haben. Der Protein-Dispergierbarkeits-Index ist durch die folgende Beziehung bestimmt:
- PDI = % wasserdispergierbares Protein x 100/% gesamtes Protein
- Ein Verfahren zum Messen von PDI ist in "Soybeans" Chemistry and Technology, Band 1, Herausgeber: A.K. Smith & S.J. Circle, The AVI Publishing Company, Inc., Westport, Connecticut, 1972, Seiten 451-454, angegeben.
- Der PDI ist ein Maß für die Dispergierbarkeit des Proteins, und höhere PDI-Werte zeigen höhere Löslichkeit an. Beispiele für Streckmittel auf Protein-Basis mit hohem PDI ist entfetteter Sojabohnengrieß, der beispielsweise von Lucas Ingredients Ltd., Kingswood, Bristol, Großbritannien, erhältlich ist. Solch ein Grieß wird typischerweise durch Walzen oder Pressen von Sojabohnen, um das Öl herauszupressen, und nachfolgendes Extrahieren der entstandenen Flocken mit einem Lösungsmittel wie Hexan, um Restöl zu entfernen, gebildet. Es wurde gemessen, daß solch ein Sojabohnengrieß mit hohem PDI ein Öl-Absorptionsvermögen von etwa dem Einundeinviertelfachen seines eigenen Gewichtes aufweist, wobei das oben beschriebene Testverfahren angewendet wurde. Streckmittel auf Protein-Basis mit niedrigerem PDI können auch verwendet werden, werden jedoch im allgemeinen weniger bevorzugt. Andere Streckmittel auf Protein-Basis, die verwendet werden können, umfassen Sojagrieß-Protein-Konzentrat, von dem lösliche Kohlehydrate entfernt worden sind. Eine solche Substanz ist New Pro, das von Lucas Ingredients erhältlich ist. Diese Substanz hat ein Öl-Absorptionsvermögen von näherungsweise dem Zweifachen seines eigenen Gewichtes.
- Der Ausdruck aromatische eßbare pflanzliche Substanzen umfasst solche Substanzen, die in Lebensmitteln als Würzmittel aufgrund ihres aromatischen Charakters verwendet werden. Solche Substanzen können zum Beispiel Gewürze oder Kräuter sein und können einzeln oder als Mischungen extrudiert werden.
- Beispiele für Gewürze umfassen schwarze Pfefferkörner, weiße Pfefferkörner, Nelken, Koriander, spanischer Pfeffer, Paprika, Ingwer, Turmerikwurzel,Kruzkümmel, Mazis (Muskatblüte), Senfkörner, Muskatnuß, Kümmelsamen, Kardamon, Nelkenpfeffer (Pimenta officinalis), Cayennepfeffer (Chili), die verschiedenen Currypulvergewürze und Mischungen derselben.
- Beispiele für Kräuter umfassen Rosmarin, Basilikum, Thymian, Oregano, Majoran, Fenchel, Pfefferminz und Salbei.
- Andere Kategorien aromatischer eßbarer pflanzlicher Substanzen, die vorteilhafterweise nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden können, schließen Zwiebeln, Schnittlauch und Knoblauch ein.
- Der bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Extruder ist vorzugsweise einer aus der Vielfalt der Doppelschnecken-Extruder. Der Vorteil der Verwendung eines Doppelschnecken-Extruders und insbesondere eines Doppelschnecken-Extruders, bei dem doppelflüglige Schaufeln verwendet werden, die in Bereichen gruppenweise zusammengefaßt sind, ist, daß es nicht notwendig ist, die aromatischen eßbaren pflanzlichen Substanzen vor dem Extrudieren vorzumahlen, da die Schaufeln gegeneinander wirken und die Struktur der pflanzlichen Substanzen aufbrechen und zerkleinern.
- Extruder, die für den Einsatz bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen solche, die in der Europäischen Patentanmeldung No. 88305097.3 (Veröffentlichungsnummer 0294226) beschrieben sind. Besonders geeignete Extruder sind die Modelle, die mit MPF 50 und 80 bezeichnet sind und von APV Baker (früher Baker Perkins), Peterborough, Großbritannien, hergestellt werden. Andere geeignete Extruder werden zum Beispiel von Clextral SA, Firminy Cedex, Frankreich; Wenger, Kansas City, Missouri, USA; Mapimpianti, Galliera Veneta PD, Italien; Bühler, Uzvil, Schweiz, und Werner und Pfleiderer, Stuttgart, Bundesrepublik Deutschland, hergestellt.
- Die Extruder-Schneckenkonfiguration kann so eingestellt werden, daß sie einen stromaufwärts helikalen Zuführungsschnekkenbereich, einen stromabwärts geführten Ablaßschneckenbereich zum Ablassen durch eine Form an dem stromabwärts gelegenen Ende des Extruders und eine Mehrzahl von Schaufelbereichen, die stromabwärts von dem Zuführungsbereich gelegen sind und Paare symmetrischer doppelflügliger Schaufeln umfassen, liefert, von denen die Schaufeln jedes Paares auf jeweiligen Schnecken des Extruders getragen werden und unter 90º in Bezug aufeinander orientiert sind.
- Spezieller kann die Extruder-Schneckenkonfiguration auf eine Weise ähnlich der, die in EP 0294226 beschrieben ist, ausgebildet werden. So kann sie beispielsweise einen stromaufwärts gelegenen helikalen Zuführungsschneckenbereich, einen stromabwärts gelegenen helikalen Steigungs-Ablaßschneckenbereich, zwei dazwischen gelegene Steigungsschneckenbereiche und drei Schaufelbereiche, die mit Zuführungs- und Leitschneckenbereichen abwechseln, umfassen. Die genaue Konfiguration der Extruderschnecke kann durch den Fachmann routinemäßig durch Experimente nach dem Prinzip "Versuch und Irrtum" auf der Basis der Beschreibung in EP 0294226 und den unten angegebenen Beispielen bestimmt werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens kann jedoch der stromaufwärts gelegene Schaufelbereich aus 4 x 45º nach vorwärts gerichteten Schaufeln bestehen, der Zwischenschaufelbereich kann aus 3 x 90º Schaufeln bestehen, gefolgt von 3 x 45º Umkehrschaufeln, wobei der stromabwärts gelegene Schaufelbereich aus 3 x 60º nach vorne gerichteten Schaufeln besteht, auf die 3 x 60º Umkehrschaufeln folgen.
- Die Form, in der die pflanzlichen Substanzen in den Extruder eingeführt werden, wird von der präzisen Natur der pflanzlichen Substanzen abhängen. Idealerweise können sie, wo es möglich ist, im ganzen Zustand eingeführt werden, insbesondere wenn die pflanzlichen Substanzen ein Gewürz sind, obgleich die pflanzlichen Substanzen, wenn es notwendig ist, zerstoßen oder grob gemahlen werden können, um kleinere Teilchen mit einer Größe zu liefern, die in den Extruder eingeführt werden kann. So haben beispielsweise Pfefferkörner eine ausreichend kleine Größe, daß sie ganz eingeführt werden können. Bei größeren Gewürzen kann ein "Schrotmühlenverfahren" oder ein Grobmahlschritt angewendet werden, um Teilchen mit Pfefferkorngröße, zum Beispiel 1 bis 3 mm im Querschnitt, zu erhalten. In ähnlicher Weise kann die pflanzliche Substanz, wenn sie in Blattform vorliegt, grob zerstoßen werden, um Stücke mit 1 bis 3 mm Querschnitt zu erhalten. Es wird bevorzugt, daß die pflanzlichen Substanzen nicht fein gemahlen sind (d.h. so, daß im wesentlichen all die entstehenden Teilchen kleiner als 0,5 mm im Durchmesser sind) vor dem Extrudieren, da dies Anlaß zum Verlust eines Teils der flüchtigen aroma- und geschmackerzeugenden Substanzen in der pflanzlichen Materie geben kann.
- Um sicherzustellen, daß die pflanzlichen Substanzen und das Streckmittel kommerzielle Sterilität erreichen, wird das Verfahren derart gesteuert, daß die maximale Temperatur, der die pflanzlichen Substanzen ausgesetzt sind, in dem Bereich von 90ºC bis 180ºC, insbesondere etwa 120ºC bis etwa 145ºC, beträgt. Typischerweise wird die maximale Temperatur nur in dem Bereich erreicht, der der Form benachbart ist, und deshalb ist die Zeit, über die die Zusammensetzung solch einer hohen Temperatur ausgesetzt ist, relativ kurz, zum Beispiel 2 bis 3 Sekunden. Ein großer Teil, wenn nicht die gesamte Wärme, die zum Erzeugen derartiger Temperaturen erforderlich ist, wird durch Reibungserhitzung entstehen, wenn das Gemisch aus pflanzlichen Substanzen/Streckmittel durch den Extruder gedrückt wird. Das Niveau der reibungsmäßigen Erhitzung wird von dem Druck, dem das Gemisch unterworfen wird, der Identität der pflanzlichen Substanzen und der Feuchtigkeit des Gemisches abhängen. Bei pflanzlicher Substanz, die sehr trocken ihrer Art nach ist und relativ wenig Öl enthält, liefert Reibungserhitzung im wesentlichen die gesamte Wärme, die zum Erreichen der erforderlichen Temperatur nötig ist. Bei solchen Substanzen kann es notwendig sein, Kühlfluid durch den Extruder zu leiten, um Überhitzung zu verhindern. Wenn die pflanzlichen Substanzen einen größeren Anteil von Ölen enthalten, wirken diese Öle als natürliche Schmiermittel und reduzieren die Reibung zwischen den Teilchen der pflanzlichen Substanzen. Dies hat die Wirkung, daß der Grad der Reibungserhitzung verringert wird. In solchen Fällen kann es notwendig sein, dem Extruder Wärme zuzuführen, beispielsweise mittels einer elektrischen Heizspule, wie es unten diskutiert wird. Wenn der feste Ölgehalt größer als 10% ist, wird es bevorzugt, höhere Mengen Streckmittel hinzuzugeben, zum Beispiel Mengen, die ausreichend sind, um den gesamten Ölgehalt des extrudierten Produktes auf etwa 10% oder weniger zu reduzieren, um so die Reibung und folglich den Schergrad zu erhöhen.
- Bei Gewürzen wie Pfefferkörnern und dergleichen, die relativ trocken sind und einen niedrigen Ölgehalt aufweisen, wird üblicherweise Wasser zu dem zu extrudierenden Gemisch hinzugegeben, um Schmierung zu erzeugen. Die Wassermenge, die hinzugegeben werden muß, wird entsprechend der Absorptionsfähigkeit des Streckmittels variieren, wird jedoch üblicherweise derart gewählt werden, daß das extrudierte Produkt einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als etwa 14% (Gewicht/Gewicht) hat. Produkte mit einem Feuchtigkeitsgehalt, der wesentlich größer als dieser Wert ist, würden stärker zur Bildung von Schimmel neigen mit der Konsequenz der allgemeinen Qualitätsverschlechterung. Durch Einstellen der Wassermenge, die vor oder während des Extrudierens zu dem Gemisch hinzugegeben wird, um einen Gesamtfeuchtigkeitsgehalt von 14% (Gewicht/Gewicht) oder weniger in dem extrudierten Produkt zu liefern, wird das Erfordernis für eine geheizte Trockenstufe nach dem Extrudieren vermieden, wodurch die Möglichkeit, daß ätherische Öle von dem Gemisch abdampfen, minimalisiert wird.
- Das Produkt, das aus der Extruderform herausquillt, wird dann vorzugsweise schnell abgekühlt, beispielsweise indem es in einen gekühlten verwirbelnden Luftstrom nach bekannten Verfahren suspendiert wird. Dies reduziert noch weiter die Menge flüchtiger ätherischer Öle, die an die Atmosphäre verlorengehen.
- Der Druck, dem das Gemisch innerhalb des Extruders unterworfen wird, wird von der Feuchtigkeit des Gemisches, der Zuführungsrate des Rohmaterials in den Extruder, der Konfiguration der Schaufeln auf den Extruderschnecken und der Drehzahl der Schnecken abhängen. Im allgemeinen wird der Druck entlang des Extruderzylinders gemäß der Konfiguration der Schnecke variieren und wird typischerweise in dem Bereich der Form am höchsten sein. Typischerweise wird entlang des Extruderzylinders in Richtung auf die Form ein ansteigender Druckgradient bestehen.
- Typische Drücke, denen das Gemisch in dem Bereich der Form unterworfen wird, würden in den Bereich bis zu etwa 10&sup4; kPa, zum Beispiel im Bereich von etwa 10³ kPa bis etwa 10&sup4; kPa, liegen. Für Gemische, die Pfefferkörner enthalten, würde der Formendruck typischerweise in dem Bereich von 2,5 x 10³ kPa bis 5 x 10³ kPa liegen.
- Typische Zuführungsraten, die solche Drücke in dem Extruder erzeugen, wie sie vorstehend beschrieben wurden, würden von der Größenordnung 50 bis 1000 kg/Stunde, zum Beispiel 100 bis 500 kg/Stunde, sein.
- Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird nun in näheren Einzelheiten durch die folgenden nicht einschränkenden Beispiele beschrieben.
- Ein APV Baker MPF50 Doppelschnecken-Extruder wurde mit einer Schneckenkonfiguration, wie sie in Figur 1 gezeigt ist, eingestellt. So umfaßte die Schneckenkonfiguration einen stromaufwärts gelegenen Zuführungsstart-Doppelschneckenbereich A, einen stromabwärts gelegenen Bereich G, der eingängige und Zuführungsstart-Doppelschnecken umfaßte, und zwei eingängige Schraubenzwischenbereiche C und E. Zwischen diese Bereiche eingeschaltet waren drei Schaufelbereiche B, D und F. º
- Im Schaufelbereich B - 4 x 45 Vorschub-Schaufeln
- Im Schaufelbereich D - 3 x 90º Schaufeln, gefolgt von
- 3 x 45º Umkehrschaufeln
- Im Schaufelbereich F - 3 x 60º Vorschub-Schaufeln, gefolgt von
- 3 x 60º Umkehrschaufeln.
- Der Extruder war mit zwei Formeneinsätzen jeweils mit 7x3,5 mm Durchmesser großen Formendüsen ausgestattet, und die Schneckendrehzahl wurde dann auf 400 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
- Brasilianische "Process Grade" schwarze Pfefferkörner, die vorher gereinigt und entsteint worden waren, wurden mit einer Rate von 74kg/Stunde zusammen mit Zwieback (Lucas Ingredients Ltd.) mit einer Rate von etwa 21 kg/Stunde und Wasser ( 5 Liter/Stunde) in den Extruder eingegeben, um eine Gesamtausgangsmaterial-Zuführungsrate von 100 kg/Stunde einzustellen. Die Formentemperatur wurde auf 144ºC eingestellt. Der Druck an der Form wurde als 4445 kPa Überdruck (630 psig) registriert. Das Material wurde durch die Düse extrudiert und wurde dann durch ein neben der Form gelegenes rotierendes Messer in Scheiben geschnitten, um Pellets zu bilden. Die Pellets wurden dann in einem Wirbelschichtkühler abgekühlt.
- Das extrudierte Produkt wurde dann mikrobiologischer und geschmacklicher Analyse gemäß Standardverfahren unterworfen.
- Das Aroma der extrudierten Probe wurde mit dem unverdünnten Ausgangsmaterial verglichen. Ein erfahrenes Gremium fand keine signifikanten Unterschiede zwischen den zwei Proben bezüglich ihres "Pfeffer"-Aromas und der Wärmeeigenschaften.
- Bei der mikrobiologischen Analyse wurde gefunden, daß TVC-, anaerobische TVC- und MSC-Zählwerte jeweils von 10&sup7;/g in dem Ausgangsmaterial zu weniger als 10³/g reduziert wurden, wohingegen TSC-Zählwerte von 10&sup5;/g auf weniger als 10³/g reduziert wurden.
- Unter Anwendung von Bedingungen, die identisch oder analog zu denen waren, die in Beispiel 1 beschrieben worden sind, wurde eine Reihe von Gewürzen dem Extrusionsverfahren der Erfindung unterworfen. Die Verfahrensbedingungen waren so, wie es in der folgenden Tabelle 1 angegeben ist, und die mikrobiologischen Eigenschaften der Produkte waren so, wie es in der nachfolgenden Tabelle 2 angegeben ist. In jedem Fall wurde das Aroma der extrudierten Probe durch ein erfahrenes Gremium beurteilt und es wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen dem Aroma der extrudierten Probe und dem Aroma des unverdünnten Ausgangsmaterials gefunden.
- Unter Bedingungen, die identisch oder analog zu denjenigen waren, die in Beispiel 1 beschrieben sind, wurde eine weitere Auswahl eßbarer aromatischer pflanzlicher Substanzen dem Extrusionsverfahren der Erfindung unterworfen. Die Verfahrensbedingungen sind in Tabelle 3 unten angegeben, und die mikrobiologischen Eigenschaften der Produkte sind in Tabelle 4 angegeben. Tabelle 1 Prozeßbedingungen Beisp. Nr. Ausgangsmaterial Gesamte Zufühuungsrate (kg/Stunde) Zwieback % Wasser % Formtemperatur Formdruck+) kPa (psig) Schaarzer Pfeffer Weißer Pfeffer Koriander Spanischer Pfeffer Paprika Ingwer +) gemessen in Pfund pro 0uadratzoll Überdruck Tabelle 2 Mikrobiologische Analyse * Bsp. Nr. TVC Anaerobe TVC MSC TSC * (Ausgangsmaterialorganismen/g) Tabelle 3 Prozeßbedingungen Bsp. Nr. Ausgangsmaterial Gesamte Zuführungsrate (kg/Stunde) Zwieback % Wasser % Formtemperature ºC Formdruck kPa (psig) Anissaeen Basiliuum Spanischer Pfeffer Chili (Pulver) Koriander Kruzkümmel Knoblauch (Pulver) Ingwer (grob gemahlen) Mazis (Muskatblüte) (grob gehahlen) Majoran Mischgewürz (gemahlen) Senf Muskatnuß (grob gemahlen) Zwiebel (Pulver) Oregano Paprika Petersilie Pfeffer(schwarz) Pfeffer(weiß) Piment (Pimenta officinalis) Rosmarin Salbei Thymian Tumerikwurzel Tabelle 4 Mikrobiologische Analyse * Bsp.Nr. TVC/g MSC/g TSC/g * (Ausgangsmaterial Organismen/g)
- Unter Anwendung des Verfahrens und der allgemeinen Prozeßbedingungen, die in Beispiel 1 angegeben wurden, und der spezifischen Prozeßbedingungen, die in Tabelle 5 unten angegeben sind, wurden ganze schwarze Pfefferkörner zusammen mit Zwieback extrudiert. Einige der entstandenen Würzmittel-Pellets wurden dann zu einem Pulver vermahlen, und sowohl die gemahlenen als auch die ungemahlenen Pellets wurden in einer offenen Schale acht Tage lang liegen gelassen, wobei in Intervallen während dieser Zeitperiode Proben entnommen wurden, um den Gehalt an flüchtigem Öl zu bestimmen. Für Vergleichszwecke wurde auch frisch gemahlener roher schwarzer Pfeffer in einer offenen Schale acht Tage lang liegen gelassen, und der Gehalt an flüchtigem Öl wurde auf die gleiche Weise bestimmt. Die Ergebnisse sind in Figur 2 dargestellt.
- Figur 2 zeigt, daß, obgleich einige der flüchtigen ätherischen Öle als Ergebnis der Extrusion verlorengegangen waren, der nachfolgende Verlust an Ölen während der Lagerung beträchtlich kleiner bei der extrudierten Pfeffer-/Zwieback-Kombination als bei dem gemahlenen schwarzen Pfeffer war.
- Unter Anwendung des Verfahrens und der allgemeinen Prozeßbedingungen, die in Beispiel 1 angegeben worden sind, und der spezifischen Prozeßbedingungen, die in Tabelle 5 unten angegeben sind, wurden ganze weiße Pfefferkörner in Anwesenheit verschiedener Streckmittel und bei Fehlen von Streckmitteln extrudiert. Nach der Extrusion wurden die entstandenen Pellets gemahlen und dann in einer offenen Schale acht Tage liegen gelassen. In regelmäßigen Intervallen wurden während dieser Zeitperiode Proben herausgenommen und der Gehalt an flüchtigem Öl wurde jeweils bestimmt. Die Ergebnisse sind in Figur 3 dargestellt.
- Der in Figur 3 angegebene Zwieback ist ein standardmäßiger getrockneter hefeloser Zwieback, der von Lucas Ingredients Limited erhältlich ist. Das "Soja", auf das in Figur 3 Bezug genommen wird, ist entfettetes Sojabohnenschrot mit hohem PDI, das auch von Lucas Ingredients Limited erhältlich ist. Figur 3 zeigt, daß, obgleich es einen Anfangsverlust an flüchtigen ätherischen Ölen während der Extrusion unabhängig von dem Vorhandensein oder Fehlen eines Streckmittels gibt, der Anfangsverlust merklich größer ist, wenn ein Streckmittel nicht vorhanden ist. Darüber hinaus ist die Geschwindigkeit des Verlustes flüchtiger ätherischer Öle größer, wenn kein Streckmittel vorhanden ist. Tabelle 5 Prozeßbedingungen für die Figure 2 und 3 Beisp. Nr. Ausgangmaterial Gesamte Zuführungsrate (kg/Stunde) Streckmittel % Wasser % Schneckendrehzahl Upm Formtemperatur ºC Formdruck kPa (psig) +) (Entfettetes Sojaschrot mit hohem PDI§ § (PDI = Protein-Dispergierbarkeits-Index)
Claims (12)
1. Ein Verfahren zum Herstellen einer aromatischen
Würzmittelzusammensetzung, wobei das Verfahren umfaßt, daß ein Gemisch,
das aromatische eßbare pflanzliche Substanzen und wenigstens
2 Gew.-%, relativ zu der Menge der aromatischen eßbaren
pflanzlichen Substanzen, einer eßbaren Streckmittelsubstanz enthält,
durch einen Extruder geleitet wird, wobei die
Extrusionsverfahrensbedingungen:
(a) eine Verweilzeit von bis zu 3 Minuten,
(b) eine Temperatur in dem Bereich von 90ºC bis 180ºC,
und
(c) einen ausreichend hohen Schergrad, um kommerzielle
Sterilität zu erzielen,
umfassen.
2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die eßbare
Streckmittelsubstanz in einer Menge zugegeben wird, die ausreichend
ist um sicherzustellen, daß der gesamte fixierte Ölgehalt in
dem Gemisch nicht mehr als etwa 10 Gew.-% beträgt.
3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die
gesamte lebensfähige Keimzahl, die mesophile Sporenkeimzahl und
die thermophile Sporenkeimzahl jeweils auf ein Niveau von nicht
mehr als 10&sup4;/g reduziert ist.
4. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das
extrudierte Produkt nach der Extrusion schnell abgekühlt wird.
5. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die
Menge des Streckmittels weniger als 75 Gew.-% relativ zu der
Menge der aromatischen eßbaren pflanzlichen Substanzen, z.B.
10% - 30%, beispielsweise 25%, beträgt.
6. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die
Temperatur in dem Bereich von 120ºC bis 145ºC liegt.
7. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei
dem die aromatischen eßbaren pflanzlichen Substanzen aus
Gewurzen, Kräutern und Mischungen derselben, Muskatnuß, Mazis
(Muskatblüte), Koriander, Senf, Pfefferkörnern, stark gefärbten
Substanzen, Paprika, Turmerikwurzel, Petersilie und Substanzen
auf Kohlehydratbasis pflanzlichen Ursprungs ausgewählt sind.
8. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei
dem die eßbare Streckmittelsubstanz getrocknetes Hefe-Getreide-
Gebäck (Zwieback), Substanzen auf Proteinbasis und entfettetes
Sojaschrot umfaßt.
9. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei
dem die eßbare Streckmittelsubstanz ein Ölabsorptionsvermögen
von wenigstens der Hälfte ihres eigenen Gewichtes von flüssigem
Öl, z.B. Maisöl, aufweist.
10. Ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei
dem der Extruder vom Doppelschneckentyp ist.
11. Eine aromatische Würzmittelzubereitung, die aromatische
eßbare pflanzliche Substanzen enthält, die durch das Verfahren
nach einem der vorhergehenden Ansprüche herstellbar ist.
12. Eine aromatische Wurzmittelzubereitung nach Anspruch 11,
bei der die aromatischen pflanzlichen Substanzen aus schwarzen
Pfefferkörnern, weißen Pfefferkörnern, Nelken, Koriander,
spanischem Pfeffer, Paprika, Ingwer, Turmerikwurzel,
Kruzkümmel, Mazis (Muskatblüte), Senfkörnern, Muskatnuß,
Kümmelsamen, Kardamon, Nelkenpfeffer (Pimenta officinalis),
Cayennepfeffer (Chili), Currypulvergewürzen, Salbei, Majoran,
Rosmarin, Basilikum, Thymian, Oregano, Fenchel, Pfefferminze,
Zwiebeln, Schnittlauch und Knoblauch, und Mischungen derselben,
ausgewählt sind.
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