DE69103483T3 - Öl-Wasser-Emulsion und Verfahren zu ihrer Herstellung. - Google Patents
Öl-Wasser-Emulsion und Verfahren zu ihrer Herstellung.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine plastische Emulsion, die 5 bis 21 Gew.-% Fett enthält und eine kontinuierliche wäßrige Phase umfaßt. Insbesondere richtet sich die vorliegende Erfindung auf wasserkontinuierliche Brotaufstriche, Verzierungen und Mayonnaise, die 5 bis 21 Gew.-% Fett enthalten.
- Im Prinzip können zwei Arten von Emulsionen unterschieden werden, nämlich fettkontinuierliche und wasserkontinuierliche Emulsionen. Die im Stand der Technik bekannten fettkontinuierlichen plastischen Emulsionen enthalten gewöhnlich eine dispergierte wäßrige Phase, während die bekannten wasserkontinuierlichen plastischen Emulsionen normalerweise eine dispergierte Fettphase enthalten. Beide Arten von Emulsionen haben ihre Vor- und Nachteile. Im allgemeinen sind fettkontinuierliche Emulsionen mikrobiologisch stabiler und haben eine wunschenswertere Rheologie, insbesondere Plastizität Wasserkontinuierliche Emulsionen brechen dagegen leichter im Mund und sind gegenüber den Eigenschaften des verwendeten Fettes weniger empfindlich.
- In der EP-A-0 098 663 wird eine Emulsion beschrieben, die eine Zwischenstruktur halbwegs zwischen einer fettkontinuierlichen und einer wasserkontinuierlichen Emulsion zeigt. Eine solche Emulsion wird als bikontinuierlich bezeichnet, weil sie eine kontinuierliche Fettphase und eine kontinuierliche Wasserphase enthält. Sie wird durch Scherkirnen einer Öl-in-Wasser-Sahne in Abwesenheit einer Luft-/Wasser-Grenzfläche hergestellt. Die Emulsion des Bezugsdokumentes enthält 25 bis 65 % Fett. Von Sahnen mit einem Fettgehalt unter 25 Gew.-% wird jedoch gesagt, daß sie gemäß der Erfindung äußerst schwierig herzustellen sind.
- In der EP-A-O 420 315 wird eine Herstellung eines Brotaufstriches mit sehr niedrigem Fettgehalt beschrieben. Dieses Dokument bezieht sich auf eine fettkontinuierliche Emulsion mit einer Wasserphase. Es wird beiläufig bemerkt, daß die wäßrige Phase kontinuierlich sein kann. Die Beschreibung handelt jedoch nur von Emulsionen, die eine dispergierte Wasserphase enthalten.
- Es besteht ein großer Bedarf an eßbaren Emulsionen mit einem Fettgehalt unter 25 Gew.-% und insbesondere an Emulsionen mit einer kontinuierlichen Wasserphase, und zwar aufgrund von deren günstigen organoleptischen Eigenschaften.
- Es wurde nun gefunden, daß plastische bikontinuierliche Emulsionen eines sehr niedrigen Fettgehaltes, d.h. weniger als 24 Gew.-% Fett, hergestellt werden können, indem man eine geeignete Wahl der Bestandteile und Bearbeitungsschritte trifft. Diese Emulsionen vereinigen zahlreiche Vorteile wasserkontinuierlicher und fettkontinuierlicher plastischer Emulsionen.
- Unter der in der gesamten Anmeldung verwendeten Bezeichung "plastische Emulsion" wird eine Emulsion mit einer Rheologie verstanden, die in ihrer Spannungs-Belastungs-Kurve einen sogenannten Versagensbereich aufweist.
- Die Spannungs-Belastungs-Kurve erhält man durch Messen der Spannung als Funktion der angelegten Belastung. In Fig. 1 wird ein für plastische Emulsionen charakteristisches Beispiel von zwei Spannungs-Belastungs-Kurven (A) und (B) angegeben. Oft zeigen plastische Emulsionen in ihrer Spannungs-Belastungs-Kurve ein lokales Spannungsmaximum. Die Belastung, bei der das Spannungsmaximum beobachtet wird, ist die sogenannte "Versagensbelastung" und entspricht im allgemeinen dem Belastungsmaß, das zum Defor mieren der Probe in einem solchen Maß nötig ist, daß sie nicht in ihre ursprüngliche Form zurückkehrt Wenn ein geringeres Belastungsmaß als die Versagensbelastung ausgeübt wird, kehrt die Probe in ihre ursprüngliche Form zurück und zeigt da mit eine im wesentlichen elastische Rheologie.
- Manche sogenannten "nicht-typischen Emulsionen" zeigen keine klare Versagensbelastung, wie durch Kurve (B) dargestellt ist; aber sie haben mit typischen plastischen Emulsionen gemeinsam, daß die erste Ableitung der Spannungs-Belastungs-Kurve ein klares Minimum, gewöhnlich bei weniger als 75 % Deformation, vorzugsweise bei weniger als 65 % Deformation, zeigt. Ferner produzieren nicht-typische plastische Emulsionen - ebenso wie typische plastische Emulsionen - eine Spannungs-Belastungs-Kurve, die einen Versagensbereich zeigt. Hier ist der Versagensbereich als der Bereich definiert, der durch die Tangente zur Kurve und diese Kurve begrenzt wird. Im allgemeinen übersteigt der Versagensbereich 5 %, vorzugsweise mindestens 8 %, des Bereiches unterhalb der Kurve; der letztgenannte Bereich wird vom Ursprung bis zum Kontaktpunkt berechnet.
- Da nicht-typische plastische Emulsionen keine Spannungs-Belastungs-Kurven produzieren, die ein lokales Spannungs-Belastungs-Maximum umfassen, haben wir einen neuen Parameter, die sogenannte F-Belastung, eingeführt, die sowohl für typische als auch nichttypische plastische Emulsionen berechnet werden kann und die sich für typische plastische Emulsionen von der Versagensbelastung nicht wesentlich unterscheidet. Die F-Belastung ist die Belastung, die festgestellt wird, indem man das lokale Maximum der Spannungs-Belastungs-Kurve bezüglich der Tangente zu dieser Kurve bestimmt. Die Belastung, bei der dieses Maximum festgestellt wird, ist die F-Belastung.
- Die erfindungsgemäßen plastischen Emulsionen vereinigen die günstige Rheologie von Wasser-in-Öl-Emulsionen mit einem ausgezeichneten Mundansprechen.
- Es erschien als sehr wünschenswert, zur Erhöhung ihrer Viskosität eine Zusammensetzung der wäßrigen Phase zu verwenden, die eine wesentliche Menge eines Verdickungs- und/oder Geliermittels enthält. Insbesondere wurde gefunden, daß - wenn die Zusammensetzung der wäßrigen Phase eine Viskosität von mehr als 3 mPa.s, gemessen bei einer Scherrate von 1709 s&supmin;¹ und 10ºC hat - die Emulsion we niger zum Vercremen neigt, was das für wasserkontinuierliche Emulsionen, insbesondere Öl-in-Wasser-Emulsionen, beobachtete Phänomen der Phasentrennung ist. Da die vorliegende bikontinuierliche Emulsion normalerweise aus einer Öl-in-Wasser-Emulsion hergestellt wird, hat das Vercremen der letztgenannten Emulsion eine nachteilige Wirkung auf die Herstellung.
- Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Zusammensetzung der wäßrigen Phase jedoch nichtgelierend und enthält gerade ausreichend Verdickungs- und/oder Geliermittel, um den obigen Viskositätsansprüchen zu genügen. Die Zusammensetzung einer wäßrigen Phase wird als gelierend bezeichnet, wenn sie ein oder mehrere Geliermittel in einer Konzentration von mindestens der kritischen Konzentration dieser Geliermittel enthält. Umgekehrt wird die Bezeichnung "nichtgelierende Zusammensetzung" verwendet um anzuzeigen, daß die kritische Konzentration nicht erreicht ist.
- Die kritische Konzentration eines Geliermittels ist die niedrigste Konzentration, bei der dieses Geliermittel ein Gel bildet. Die kritische Geliermittelkonzentration in der Zusammensetzung der wäßrigen Phase einer plastischen Emulsion ist in einem wäßrigen System zu bestimmen, das genau die gleiche Zusammensetzung wie die Zusammensetzung der wäßrigen Phase hat, die in diese plastische Emulsion einverleibt werden 5911 - mit Ausnahme des oder der Geliermittel, deren Konzentration variiert werden muß, um die kritische Konzentration zu bestimmen.
- Die kritische Konzentration kann aus dem Schermodul einer Reihe von Proben berechnet werden, die unterschiedliche Konzentrationen an Geliermittel oder einer Mischung dieser Mittel, die gemeinsam als Geliermittel wirken, enthalten (Br. Polymer J. 17 (1985), 164). Wenn die kritische Konzentration für eine Kombination von Mitteln bestimmt werden soll, dann ist die Methode analog zum oben beschriebenen Verfahren. Das Gewichtsverhältnis der Mittel wird konstant gehalten, und die Konzentration der Mischung wird variiert, so daß die Mischung als ein einziges Geliermittel behandelt wird.
- Die Verwendung einer nichtgelierten wäßrigen Phase bietet den Vorteilg daß die erfindungsgemäßen Produkte im Mund sehr schnell dispergieren. Als Konsequenz zeigen sie gewöhnlich kein wachsartiges Mundgefühl.
- Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die Zusammensetzung der wäßrigen Phase der vorliegenden Emulsion absichtlich gelbildend. Die Verwendung einer gelbildenden wäßrigen Zusammensetzung bietet den Vorteil, daß ein Wasserverlust beim Verstreichen wirksam verhindert wird. Ferner kann die Verwendung einer gelierenden wäßrigen Phase vorteilhaft sein, da sie die Konsistenz des Produktes bei höheren Temperaturen verbessert, wenn die Fettphase wenig oder kein festes Fett enthält. Die letztgenannte Eigenschaft wird bei Produkten besonders geschätzt, die in Ländern mit warmem Klima verkauft werden.
- Gemäß einem Aspekt der obigen Ausführungsform kann eine F-Belastung in der Spannungs-Belastungs-Kurve für die gelbildende wäßrige Phase ebenso wie für die Emulsion, von der sie einen Teil bildet, festgestellt werden. Gemäß einer bevqrzugten Ausführungsform wird die F-Belastung für das System der wäßrigen Phase bei einer erheblich höheren Belastung als für die Emulsion festgestellt. Insbesondere übersteigt die für das System der wäßrigen Phase festgestellte F-Belastung die F-Belastung der Emulsion um mindestens 5 % Deformation.
- Die für die vorliegende Emulsion verwendeten Geliermittel sind im allgemeinen Biopolymere. Vorzugsweise werden sie aus der Gruppe ausgewählt, die Gummis, Proteine und Kohlenhydrate, wie Stärken, umfaßt. Insbesondere werden die Geliermittel aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus: Gelatine, kappa-Carrageenan, iota-Carrageenan, Alginat, Agar, Gellan, Pektin, Stärke, Molkeprotein, Natriumkaseinat, Rinderserumprotein, Sojaprotein und mikrokristalliner Cellulose. Die Bezeichnung "Stärke" schließt neben nativen Stärken auch modifizierte Stärken, wie vernetzte Stärken und hydrolysierte Stärken, ein.
- Die vorliegende bikontinunierliche Emulsion kann auch wasserbin dende Mittel&sub1; wie Guargummi, enthalten.
- Wie oben festgestellt, ist die vorliegende bikontinuerliche Emulsion durch eine relativ hohe elektrische Leitfähigkeit gekennzeichnet. Noch charakteristischer ist das Verhältnis der Leitfähigkeit der wäßrigen Phase und der Leitfähigkeit der Emulsion. Dieses Verhältnis ist vorzugsweise kleiner als 100, was anzeigt, daß die Emulsion wasserkontinuierlich ist. Gemäß einer stark bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieses Verhältnis 15 kleiner als 10.
- Ob die Emulsion nun im allgemeinen wasserkontinuierlich ist oder nicht, kann leicht durch Mikroskopie oder Messen der elektrischen Leitfähigkeit der Emulsion festgestellt werden. Normalerweise enthält die wäßrige Phase Elektrolyten, die die Phase hochleitfähig machen. Wenn die Emulsion wasserkontinuierlich ist, wird eine hohe Leitfähigkeit gemessen, die mindesstens 1ºC microSiemens/cm bei 5ºC beträgt.
- Dies steht im Gegensatz zu einer Emulsion, die neben der kontinuierlichen Fettphase nur eine dispergierte wäßrige Phase enthält und die daher eine sehr geringe Leitfähigkeit hat. Im Fall einer bikontinuierlichen Emulsion wird eine hohe Leitfähigkeit gemessen, was zeigt, daß das Produkt wasserkontinuierlich ist. Diese bikontinuierlichen Produkte können jedoch von Öl-in-Wasser-Emulsionen durch Vergleich der Spannungswerte der bikontinuierlichen Emulsion und ihrer Wasserphase unterschieden werden:
- Im Gegensatz zu Öl-in-Wasser-Emulsionen trägt das Fett in der vorliegenden bikontinuierlichen Emulsion in erheblicher und im allgemeinen vorteilhafter Weise zur Plastizität des Produktes bei. Der letztgenannte charakteristische Beitrag wird offensichtlich, wenn man die Spannungs-Belastungs-Kurve der bikontinuierlichen Dispersion mit der Spannungs-Belastungs-Kurve der wäßrigen Phase vergleicht. Für eine traditionelle plastische Öl-in-Wasser- Emulsion kann eine F-Belastung sowohl für die Emulsion als auch für die Zusammensetzung der wäßrigen Phase klar identifiziert werden. Die Spannungs-Belastungs-Kurven sind in der Form im wesentlichen identisch, was bedeutet, daß das Fett kaum etwas zur Plastizität beiträgt. Plastische bikontinuierliche Emulsionen zeigen dagegen eine Spannungs-Belastungs-Kurve, für die eine F- Belastung identifiziert werden kann, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Spannungswert bei der F-Belastung erheblich höher als der Spannungswert ist, der für die wäßrige Phase bei der gleichen Belastung, d.h. der F-Belastung der Emulsion, beobachtet wird.
- Die erfindungsgemäße plastische bikontinuierliche Emulsion ist daher dadurch gekennzeichnet, daß die bei der F-Belastung beobachtete Spannung - wenn die Spannung als Funktion der angelegten Belastung registriert wird - mindestens 25%,höher als die Spannung ist, die für die Zusammensetzung der wäßrigen Phase beim gleichen Belastungsweft festgestellt wird. Manchmal ist der Spannungswert der wäßrigen Phase unmeßbar klein und wird durch 0 angegeben.
- Wann immer sie in dieser Anmeldung genannt wird, wird die Spannungs-Belastungs-Kurve immer bei 10ºC gemessen, nachdem bei dieser Temperatur ausreichend lange die Gleichgewichtseinstellung zugelassen wurde, damit die Gelierung beendet werden konnte. Gewöhnlich ist nach einer Woche die Gleichgewichtseinstellung des Gelierungsverfahrens völlig beendet. Die Spannungs-Belastungs-Beziehung kann mit einem mit einer 10ºC N Beladungszelle ausgerüsteten Instron Wz Universaltester in zweckmäßiger Weise gemessen werden. Es sollte ein Kreuzkopf von Übergröße verwendet werden, um eine zylindrische Probe (12,5 mm Radius, 30 mm Höhe) bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 50 mm/min zu komprimieren.
- Es sollte bemerkt werden, daß lokale Maxima in der Spannungs-Belastungs-Kurve, die z.B. aus Ungenauigkeiten des Meßverfahrens resultieren, ignoriert werden können. Im Zweifelsfall sollte die Spannungs-Belastungs-Kurve mehrmals gemessen werden, um so festzustellen, ob ein anfänglich beobachtetes Maximum durch einen Meßfehler verursacht ist oder nicht.
- Gemäß einer stark bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die F-Belastung für die vorliegende Emulsion bei weniger als 50 % und sogar vorzugsweise bei weniger als 30 % Deformation festgestellt.
- Der zwischen der Emulsion und ihrer wäßrigen Phase festgestellte Unterschied in der Spannung wird vermutlich durch das in der kontinuierlichen Fettphase vorliegende Fettkristallnetzwerk bewirkt. Daher sollte die vorliegende Emulsion notwendigerweise bei Umgebungstemperatur etwas Festfett enthalten. Das in der Emulsion
- vorliegende Fett hat vorzugsweise einen N&sub2;&sub0;-Wert von mindestens 10.
- Der N-Wert für ein Fett bei einer bestimmtem Temperatur t wird als Nt ausgedrückt. Er zeigt den Gleichgewichts-Festfettgehalt der Zusammensetzung bei dieser Temperatur t, ausgedrückt in Gew.- % dieser Zusammensetzung und festgestellt mittels der in Fette, Seifen, Anstrichmittel 80 (1978), 180-186, beschriebenen NMR- Methode.
- Das in der erfindungsgemäßen Emulsion vorliegende Fett sollte bei Umgebungstemperatur genügend Festfett enthalten, um ein Fettkristallnetzwerk zu bilden; dagegen sollte sie bei Mundtempertatur wenig Festfett enthalten. Demgemäß hat das Fett in einer bevorzugten Ausführungsform einen N -Wert von weniger als 5 und einen N&sub2;&sub0;-Wert im Bereich von 15 bis 90.
- Die Fettgesamtmenge sollte mindestens 5 Gew.-% betragen, jedoch 21 Gew.-% der Emulsion nicht übersteigen.
- In dieser Anmeldung bezieht sich die Bezeichnung "Fett", falls nicht anders angegeben, auf eßbare Fettsubstanzen im allgemeinen Sinn, einschließlich natürlicher oder synthetisierter Fette und Öle, die im wesentlichen aus Triglyceriden bestehen, wie z.B. Sojaöl, Sonnenblumenöl, Palmöl, Kokosnußöl, Fischöl, Schmalz und Talg, die partiell oder völlig hydriert oder anderweitig modifiziert sein können, sowie auf nichttoxische Fettmaterialien mit Eigenschaften ähnlich denen der Triglyceride, die unverdaulich sein können, wie z.B. Wachse, z.B. Jojobaöl und hydriertes Jojobaöl, und Polyolfettsäurepolyester, die im folgenden genauer definiert werden. Die Bezeichnungen Fett und Öl werden austauschbar verwendet.
- In dieser Anmeldung soll sich die Bezeichnung "Polyol" auf jede aliphatische oder aromatische Verbindung beziehen, die mindestens vier freie Hydroxylgruppen umfaßt. Derartige Polyole schließen insbesondere die Gruppe von Zuckerpolyolen ein, die die Zucker, d.h. die Mono-, Di- und Oligosaccharde, die entsprechenden Zukkeralkohole und deren Derivate mit mindestens vier freien Hydroxylgruppen einschließt. Beispiele von Zuckerpolyolen schließen ein: Glucose, Mannose, Galactose, Xylose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Ribulose, Xylulose, Maltose, Lactose, Cellobiose, Raffinose, Saccharose, Erythritol, Mannitol, Lactitol, Sorbitol, Xylitol und alpha-Methylglucosid. Ein generell verwendetes und bevorzugten Zuckerpolyol ist Saccharose.
- In dieser Anmeldung soll sich die Bezeichnung "Polyolfettsäurepolyester" auf jeden Polyester oder eine Mischung davon beziehen, bei denen durchschnittlich mehr als 70 % der Polyolhydroxylgruppen mit Fettsäuren verestert worden sind. In dieser Anmeldung wird unter "unverdaulich" verstanden, daß mindestens 70 Gew.-% des betreffenden Materials vom menschlichen Körper nicht verdaut werden.
- Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält die vorliegende Emulsion ein Emulgatorsystem, das das Zusammenlaufen von Öltröpfchen in wäßrigen Systemen begünstigt. Vorzugsweise wird ein Emulgator aus der aus Tweens, Polyglycerolestern, Monoglyceriden, Lezithin, Saccharosefettsäureestern, Sorbitanfettsäureestern und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt. Besonders bevorzugt werden ungesättigte Emulgatoren.
- Wir haben gefunden, daß die erfindungsgemäßen Emulsionen relativ leicht hergestellt werden können, vorausgesetzt, das Emulgatorsystem zeigt einen Kontaktwinkel von mindestens 500. Der Kontaktwinkel kann zweckmäßigerweise nach der im Artikel mit dem Titel "Die Rolle von Fettkristallen bei der Emulsionsstabilität" von I.J. Campbell, 272-282, in Foods Colloids, Proceedings of an International Symposium, 13.-15. April 1988, beschriebenen Methode gemessen werden, wobei Magermilch als Wasserphase verwendet wird. In Abhängigkeit davon, ob der Emulgator nun wasser- oder öllösich ist, wird dieser entweder in der Wasserphase oder der Ölphase gelöst. Die beim Messen verwendete Konzentration sollte genau derjenigen Konzentration entsprechen, die der Emulsion einverleibt werden soll. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zeigt das in der Emulsion vorliegende Emulgatorsystem einen Kontaktwinkel von mindestens 60º. Am meisten bevorzugt zeigt das letztgenannte Emulgatorsystem einen Kontaktwinkel von mindestens 70º.
- Die vorliegende Emulsion kann Protein, z.B. Sojaprotein oder vorzugsweise Milchprotein, enthalten. Das Vorliegen einer wesentlichen Proteinmenge, insbesondere Milchprotein, in der wäßrigen Phase hat allgemein einen günstigen Effekt auf den Geschmack des Produktes. Die vorliegende Emulsion enthält vorzugsweise mindestens 2 % Protein, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Phase. Insbesondere enthält die plastische Emulsion 5 bis 20 % Protein, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Phase.
- Die Einverleibung von Stärke in die vorliegende Emulsion bietet einen weiteren Vorteil, indem die Stärke die Verdünnung des Produktes im Mund aufgrund von Amylaseaktivität im Speichel verstärkt. Die vorliegende Emulsion enthält vorzugsweise 0,1 bis 9,0 % Stärke, bezogen auf das Gewicht der wäßrigen Phase. Insbesondere umfaßt die vorliegende Emulsion 0,1 bis 4,5 % Stärke, bezogen auf das Gewicht derwäßrigen Phase. Die in der vorliegenden Emulsion verwendete Stärke wird vorzugsweise aus der aus nativer Stärke, vernetzter Stärke, hydrolysierter Stärke und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt.
- Die Vorteile der vorliegenden Erfindung zeigen sich insbesondere in Brotaufstrichen, Verzierungen und Mayonnaise. Die vorliegende plastische Emulsion ist insbesondere ein Brotaufstrich, und als solcher ist sie ein vorteilhafter Butter- oder Margarineersatz niedrigen Kaloriengehaltes. Die Bezeichnung "Brotaufstrich" schließt nicht nur Magermargarine sondern auch andere streichfähige Produkte mit sehr niedrigem Fettgehalt ein, wie Käseaufstriche, Haselnußaufstriche, Erdnußbutter u.dgl.
- Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung der vorliegenden Emulsion, das die Schritte umfaßt:
- (a) Bilden einer 5 bis 21 % Öl enthaltenden Öl-und-Wasser- Mischung,
- (b) Homogenisieren der Öl-und-Wasser-Mischung unter solchen Bedingungen, daß man eine Öl-in-Wasser-Dispersion erhält, in der die Öltröpfchen einen volumengewichteten mittleren Durchmesser von weniger als 5 Mikrometern haben, und
- (c) Abkühlen der Öl-in-Wasser-Dispersion unter solchen Bedingungen, daß das Zusammenlaufen der Öltröpfchen eingeleitet wird.
- Die Homogenisierung der Öl-in-Waser-Mischung kann in jeder im Stand der Technik bekannten geeigneten Homogenisiervorrichtung erfolgen. Aus dem Bereich von 2ºC bis 5ºC bar, vorzugsweise 100 bis 2ºC bar, wird ein geeigneter Druck gewählt. Zur Erzielung kleiner Tröpfchen sollte ein relativ hoher Druck angewendet werden.
- Das Kühlen der Öl-in-Wasser-Emulsion kann erfolgen, indem man die Emulsion durch z.B. eine Kühlschlange, einen Dünnschichtwärmeaustauscher u.dgl. leitet. Das Kühlen kann erfolgen, indem man die Emulsion durch eine Kühlvorrichtung leitet, in der die Emulsion geringer Scherwirkung oder überhaupt keiner Scherwirkung unterworfen wird; z.B. wird eine Kühlschlange, jedoch vorzugsweise ein Dünnschichtwärmeaustauscher verwendet. Bevorzugte Austrittstemperaturen liegem im Bereich von 8 bis 18ºC.
- Zur Erzielung eines glatten homogenen Brotaufstriches kann es zweckmäßig sein, die Kühlbedingungen in Abhängigkeit von der Zusammensetzung leicht zu variieren, wie dies im Stand der Technik üblich ist.
- Viskositätsmessungen erfolgten mit einem Ferranti Shirley Wz Viskometer.
- Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele veranschaulicht:
- Ein bikontinuierlicher Brotaufstrich sehr niedrigen Fettgehaltes wurde auf der Basis der folgenden Formulierung hergestellt:
- Der Aufstrich wurde hergestellt, indem zuerst eine Vormischung (Öl-in-Wasser-Emulsion) bei 60ºC durch Mischen der wäßrigen Phase und der Fettphase ohne Aroma unter Verwendung eines Silverson- Mischers hergestellt wurde. Die Mischung wurde bei 2ºC bar und 60ºC homogenisiert. Anschließend wurde sie 3 min bei 80ºC pasteurisiert und dann auf 60ºC abgekühlt. Das Aroma wurde zugefügt, und die Vormsichung wurde bei 50 g/min durch eine Folge von zwei Dünnschichtwärmeaustauschern, gefolgt von einem Kristallisator (0-Unit), gepumpt, die alle bei 10ºC U/min rotierten. Die Temperatur der Emulsion beim Verlassen der ersten A-Unit betrug 9ºC, nach der zweiten A-Unit war sie 5ºC und nach der C-Unit 3ºC. Nach Verlassen der C-Unit wurde die Emulsion in geschlossene Becher gefüllt.
- Das Produkt wurde 1 Woche bei 10ºC gelagert, worauf zylindrische Proben von 12,5 mm Radius und 30 mm Höhe aus den abgefüllten Bechern herausgeschnitten wurden. Die Proben wurden auf einen Instron Wz Universal-Tester gegeben, der mit einer 1000 N Beladungszelle versehen war. Ein Kreuzkopf von Übergröße wurde zum Komprimieren der zylindrischen Probe bei einer Kreuzkopfgeschwindigkeit von 50 mm/min verwendet. Die Beziehung zwischen Spannung und Belastung wurde bei einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 200 mm/min festgehalten. Die Proben wurden getestet, bis drei konsistente Ergebnisse erhalten waren.
- Auch von der Zusammensetzung der wäßrigen Phase wurden, nach Gleichgewichtseinstellung bei 10ºC wie bei der obigen Probe, Proben entnommen, und diese wurden wie oben beschrieben gemessen.
- Die F-Belastung für die Emulsion wurde als 27,8 % gefunden, was einer Spannung von 21,6 x 10³ N/m² entspricht. Bei der letztgenannten Deformation zeigte die wäßrige Zusammensetzung eine Spannung von 1,6 x N/m². Somit ist bei der F-Belastung die für die Emulsion festgestellte Spannung 1350 % höher als die für die wäßrige Phase bei der gleichen Belastung gemessene Spannung. Eine Leitfähigkeit von 4360 mikroSiemens/cm wurde für die Emulsion bei 5ºC gemessen. Bei der gleichen Temperatur hatte die wäßrige Phase, wie gefunden wurde, eine Leitfähigkeit von 8070 mikroSiemens/cm.
- Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Gelatine durch 0,15 Gew.-% Guargummi ersetzt wurde. Die F-Belastung wurde bei einer Deformation von 5,9 % festgestellt; bei dieser Deformation wurde eine Spannung von 14,1 x 10³ N/m² gemessen. Bei der letztgenannten Deformation zeigte die wäßrige Zusammensetzung eine Spannung von 0 N/m². Die Leitfähigkeitsmessungen bei der Emulsion und der wäßrigen Phase ergaben Werte von 3650 mikroSiemens/cm bzw. 8100 mikroSiemens/cm.
- Bikontinuierliche Brotaufstriche sehr niedrigen Fettgehaltes wurden unter Verwendung der folgenden Bestandteile hergestellt:
- 1 Fettsäurezusammensetzung, Anzahl der Kohlenstoffatome und Typen der Triglyceride: vgl. Beispiel 1
- 2 Emulgatoren
- Beispiel 3: Lezithin (Bolec 2TD Wz)
- Beispiel 4: ungesättigtes Monoglycerid (Hymono 7804 Wz)
- Beispiel 5: ungesättigtes Tween (Tween 80 Wz)
- Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die Vormischung nach Zugabe des Aromas durch einen Votator (A-Unit, Wellengeschwindigkeit 10ºC U/min³) bei 50 g/min bearbeitet wurde. Die Emulsion hatte eine Austrittstemperatur von 15ºC. Das Produkt wurde gesammelt und bei 5ºC gelagert.
- Weil die Wasserphase nichtgelierend war, war ihre F-Belastung 0. Die Emulsionen war durch die folgenden Rheologiewerte gekennzeichnet:
Claims (12)
1. Plastische bikontinuierliche eßbare Emulsion, die 5 bis 21
Gew.-% Fett enthält und eine kontinuierliche wäßrige Phase
umfaßt, in welcher die bei der F-Belastung festgestellte Spannung,
wenn die Spannung als Funktion der angewendeten Belastung aufge
zeichnet wird, mindestens 25% höher als die Spannung ist, die für die
Zusammensetzung der kontinuierlichen wäßrigen Phase bei der gleichen Belastung festgestellt
wird.
2. Plastische Emulsion nach Anspruch 1, in welcher die
F-Belastung bei weniger als 50 % Deformation erreicht wird.
3. Plastische Emulsion nach Anspruch 1 oder 2, in welcher die
Zusammensetzung der wäßrigen Phase eine Viskosität von mehr als 3
mPa.s hat, gemessen bei einer Scherrate von 1709 s&supmin;¹ und 10ºC.
4. Plastische Emulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in
welcher die Zusammensetzung der wäßrigen Phase eine
nichtgelierende Zusammensetzung ist.
5. Plastische Emulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, in
welcher die wäßrige Zusammensetzung gelbildend ist.
6. Plastische Emulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, in
welcher das Verhältnis der Leitfähigkeit der konstituierenden
wäßrigen Phase und der Leitfähigkeit der Emulsion kleiner als 10
ist.
7. Plastische Emulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6,
die zusätzlich einen Emulgator enthält.
8. Plastische Emulsion nach Anspruch 71 in welcher der Emulgator
aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Tweens, Polyglycerol
estern, Monoglyceriden, Lezithin, Saccharosefettsäureestern,
Sorbitanfettsäureestern und Mischungen davon besteht.
9. Plastische Emulsion nach Anspruch 8, in welcher der Emulgator
einen Kontaktwinkel von mindestens 60º zeigt.
10. Plastische Emulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9,
in welcher die wäßrige Phase mindestens ein Protein und
mindestens eine Stärke enthält und eine elektrische Leitfähigkeit von
mehr als 1ºC mikro-Siemens(cm bei 5ºC zeigt.
11. Plastische Emulsion nach Anspruch 10, in welcher die wäßrige
Phase mindestens 2 % Protein, bezogen auf das Gewicht der
wäßrigen Phase, und 0,1 bis 9 % Stärke, bezogen auf das Gewicht der
wäßrigen Phase, enthält.
12. Verfahren zur Hestellung einer Emulsion nach irgendeinem der
Ansprüche 1 bis 11, das die Schritte umfaßt:
(a) Bilden einer 5 bis 21 Gew.-% Fett enthaltenden Öl-und-
Wasser-Mischung, die fakultativ ein Emulgatorsystem enthält,
(b) Homogenisieren der Öl-und-Wasser-Mischung unter solchen
Bedingungen, daß man eine Öl-in-Wasser-Dispersion erhält, in der
die Öltröpfchen einen volumengewichteten mittleren Durchmesser
von weniger als 5 µm haben, und
(c) Abkühlen der Öl-in-Wasser-Dispersion unter solchen
Bedingungen, daß das Zusammenlaufen der Öltröpfchen eingeleitet
wird.
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