DE69212483T2 - Verfahren zur herstellung eines konzentrat aus saft - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines konzentrat aus saftInfo
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Saftkonzentrats, das verschiedene Anwendungen haben kann. Z. B. kann das Saftkonzentrat verwendet werden, um ein Pulver herzustellen, das zu einem Saftgetränk durch das Zusetzen von Wasser zu dem Pulver rückverdünnt werden kann, oder es kann dafür verwendet werden, einen weichkaramellartigen festen Stoff herzustellen. Genauer betrifft die Erfindung die Verwendung von Schmiermitteln und/oder Dextran, um es zu ermöglichen, daß die Säfte gefrier- oder sprühgetrocknet werden, so daß sie einer Verpackung und Langzeitlagerung bei Raumtemperatur zugänglich sind.
- Der Begriff "Saft", wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf die Flüssigkeit in Früchten und Gemüsen.
- Die Begriffe "Trocknen", "getrocknet" usw., wie sie hier verwendet werden, beziehen sich auf herkömmliche Techniken sowohl für das Gefriertrocknen als auch für das Sprühtrocknen, womit Wasser aus einem Saft entfernt wird.
- Der Begriff "Pulver" bezieht sich auf eine Substanz mit losen festen Granulaten mit einem Durchmesser von weniger als ungefähr 6,4 mm (1/4 inch)
- Der Begriff "Schmiermittel" bezieht sich auf Stearate entsprechend dem Standard für Lebensmittel, wie Zinkstearat und Calciumstearat und auf CABO-SIL entsprechend dem Lebensmittelstandard. Das unter der Marke CABO-SIL verkaufte Produkt ist ein verschmolzenes Silicat aus SiO&sub2;. Es ist bekannt, Schmiermittel in Lebensmittelprodukten zu verwenden, aber nicht um das Trocknen von Säften zu ermöglichen. Man vergleiche z. B. die US-Patente Nr. 4,156,021 und 4,089,981 von Richardson, bei denen Stearate als ein wasserabweisendes Mittel und in imitierten Nahrungsmittelprodukten verwendet werden.
- Der Begriff "Dextran" bezieht sich auf wasserlösliche Polymere mit α-D-Glucopyranosyl-Einheiten, die hauptsächlich in einer α, 1T6-Verbindung polymerisiert sind. Dextranpolymere können Molekulargewichte aufweisen, die von 10.000 bis zu mehreren Millionen reichen. Typischerweise werden die Dextranpolymere synthetisiert und fraktioniert, so daß Dextranpolymere mit einem vorbestimmten Molekulargewichtsbereich hergestellt werden,
- Dextran hat verschiedene Verwendungen, je nach seinem Molekulargewicht. Z. B. wurde hochreines Dextran gemäß dem USP-Standard (Molekulargewicht von 1.000.000 bis 40.000.000) für chirurgische Schwämme verwendet. Dextran gemäß dem klinischen Standard (Molekulargewicht von 40.000 bis 75.000) fand eine extensive Verwendung als Mittel zur Vergrößerung des Blutvolu- mens. Bei geringeren Molekulargewichten fand Dextran eine Anwendung als Stabilisator oder Verdickungsmittel bei Lebensmitteln. Es wurden z. B. komplexe Mischungen, welche Dextran ent halten als Dicknittel für Milchpulver (vgl. US-Patent Nr. 4,855,149 von Pucci, et al.) und als Stabilisator für Saftpulver (vgl. US-Patent Nr. 4,996,196 von Mitsuhashi, et al.) verwendet
- Es war seit langem ein Ziel der Lebensmittelindustrie, ein pulverisiertes Getränk herzustellen, das genauso wie wirklicher Saft schmeckt. Es war ein weiteres Ziel, in der Lage zu sein, ein solches pulverisiertes Getränk aus dem Saft von echten Früchten und Gemüsen herzustellen.
- Versuche, ein Pulver aus einem Saft herzustellen, waren nicht erfolgreich, weil die herkömmlichen Pulverisierungsverfahren dazu führen, daß der Saft zu einem klebrigen, nicht frei fließenden Produkt statt zu einem Pulver wird. Z. B. ergibt sich durch einfaches Gefriertrocknen oder Sprühtrocknen des Saftes nicht das gewünschte Pulver, weil diese Prozesse nicht die Fructose in dem Saftpulver pulverisieren.
- Es war ein weiteres Ziel der Lebensmittelindustrie, ein bekömmliches Snackprodukt aus echten Früchten und Gemüsen herzustellen, ohne wesentliche Mengen von Additiven hinzuzufügen, welche für den Verbraucher unattraktiv sein können. Wie bei dem pulverisierten Saftprodukt waren die Resultate nicht erfolgreich.
- Das Verfahren der vorliegenden Erfindung vermeidet die Probleme des Standes der Technik, indem Dextran mit oder ohne Schmiermittel verwendet wird, um die Struktur des getrockneten Safts für eine Verpackung und Lagerung geeignet zu machen. Weiterhin schmecken, was möglicherweise noch wichtiger ist, die Produkte, welche aus dem gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellten Konzentrat erzeugt werden, wie echter Saft.
- Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen eines Saftkonzentrats zu schaffen, das dafür verwendet werden kann, verschiedene Saftprodukte mit dem Geschmack von echtem Saft herzustellen
- Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen eines Pulvers aus einem Saft zu schaffen, welches die Probleme des Standes der Technik vermeidet.
- Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen eines Pulvers für ein Saftgetränk durch das Verwenden von hochreinem Dextran mit einem vorbestimmten Molekulargewicht als Trocknungsreagenz zu schaffen.
- Es ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen eines Pulvers für ein Saftgetränk durch das Lösen von Dextran in einem Saft zu schaffen, wobei die Menge des zugefügten Dextrans in einer inversen Beziehung zu dem Molekulargewicht des Dextrans steht.
- Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen eines Saftkonzentrats zu schaffen, bei dem Dextran mit oder ohne Schmiermittel verwendet werden kann, um ein getrocknetes Saftpulver herzustellen, das für eine Verpackung und Lagerung geeignet ist.
- Es ist noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Herstellen eines Saftkonzentrats zu schaffen, das dafür verwendet werden kann, einen weichkaramellartigen festen Stoff zu schaffen, der ohne Rückverdünnung konsumiert werden kann.
- Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen für einen Fachmann auf dem Gebiet, welches die Erfindung betrifft, unmittelbar aus einer Durchsicht der Ansprüche und der folgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen hervor.
- In einer der bevorzugten Ausführungsformen wird gemäß der vorliegenden Erfindung Dextran als Trocknungsreagenz für Säfte verwendet, welche in ein Pulver überführt werden sollen. Das Pulver kann zu einem Saftgetränk durch das Zusetzen von gewöhnlichern Wasser rückverdünnt werden. Das Dextran sollte eine hohe Reinheit haben, um dem Bundesstandard für die Verwendung bei Lebensmitteln für den menschlichen Verzehr zu entsprechen.
- Z. B. sollte das Dextran pyrogenfrei sein, und den Erfordernissen und Eigenschaften gemäß USP entsprechen.
- Die Menge des verwendeten Dextrans und das Molekulargewicht des Dextrans stehen in einer inversen Beziehung. Dies bedeutet, daß kleine Mengen von Dextran mit hohem Molekulargewicht oder größere Mengen an Dextran mit einem geringen Molekulargewicht bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise kann für Dextran mit einem Molekulargewicht von ungefähr 40.000 bis 75.000 die Menge des verwendeten Dextrans ungefähr 1/4 Gewichtsteile des Gesamtkohlenhydratgehalts des Safts betragen. Dextran mit einem Molekulargewicht von ungefähr 10.000 bis 40.000 kann mit ungefähr demselben Gewichtsanteil wie der Gesamtkohlenhydratgehalt des Safts gelöst werden. Dextran mit einem höheren Molekuargewicht von ungefähr 75.000 bis 40.000.000 kann in einer Menge von ungefähr dem 1/10 Gewichtsteile des Gesamtkohlenhydratgehalts des Safts gelöst werden.
- Der Gesamtkohlenhydratgehalt eines Safts beträgt typischerweise ungefähr 10 % des Gewichts des frischen Saftes. Z. B. weist Orangensaft einen Gesamtanteil an festen Stoffen von ungefähr 12 % (88 % Wasser) auf und ungefähr 80 % der gesamten festen Stoffe sind Zucker. Die Zucker sind die gesamten Kohlenhydrate des Safts. Die gesamten Kohlenhydrate sind typischerweise 40 % Saccharose, 30 % Dextrose und 30 % Fructose.
- Wünschenswerterweise hat das Dextran ein vorbestimmtes Molekulargewicht im Bereich von 40.000 bis 75.000 und einen Anteil von 0,2 bis 0,3 Gewichtsteilen des Gesamtkohlenhydratgehalts des Saftes.
- Das Dextran kann in dem Saft gelöst werden, nachdem der Saft gefiltert worden ist, um Kerne und schweres Fruchtfleisch zu entfernen, und bevor der Saft getrocknet und durch einen geeigneten Prozeß in ein Pulver überführt wird. Das Pulver kann zu einem Saftgetränk durch das Zusetzen von Wasser zu dem Pulver rückverdünnt werden. Die Menge des zugesetzten Wassers sollte ungefähr gleich der Menge des Wassers sein, das aus dem Saft entfernt wurde, als er getrocknet wurde.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Schmiermittel verwendet, um den Saft so zu konditionieren, daß der getrocknete Saft für ein Verpacken und Lagern für den späteren Verbrauch zugänglich ist. Wie man sehen wird, kann ein Saft durch das Zufügen von Schmiermitteln zu dem Saft vor oder nach dem Trocknen und durch das interne Zusetzen der Schmiermittel (Vermischen mit dem Saft vor dem Trocknen) oder durch externes Zusetzen (Auftragen auf die Oberfläche des getrockneten Safts) konditioniert werden. Die Schmiermittel sollten eine hohe Reinheit haben, um den Bundesstandard für die Verwendung bei Lebensmittel zum menschlichen Verzehr zu entsprechen.
- Die verwendete Menge an Schmiermittel beträgt ungefähr 0,1 % bis 1 % des Gewichts des getrockneten Safts, wobei ungefähr 0, 5 % bevorzugt sind (nicht Teil der vorliegenden Erfindung).
- Wenn Dextran zusammen mit Schmiermitteln verwendet wird, kann die Menge des Dextrans geringer als die oben angegebenen Mengen sein.
- Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels deutlicher, bei dem frischer Saft gefiltert wird, um Kerne und schweres Fruchtfleisch zu entfernen. Dextran mit einem hohen Molekulargewicht (Molekulargewicht von 5.000.000 bis 40.000.000) wird mit dem frischen Saft in einer Menge vermischt, welche ungefähr 1 % des Gewichts des frischen Saftes beträgt. Die Mischung wird in einem herkömmlichen Prozeß gefriergetrocknet, um eine amorphe Masse zu erzeugen. Die amorphe Masse kann gefroren werden, um einen Festkörper zu bilden, welcher zu einem Pulver durch herkömmliche Prozesse, wie Zerstoßen oder Zerbröckeln, reduziert werden kann. Eine kleine Menge (ungefähr 0,3 % des Gewichts des Pulvers) an Zink- oder Calciumstearat wird mit dem Pulver vermischt, um es frei fließend zu halten. Das sich daraus ergebende Pulver bleibt frei fließend und kann bei Raumtemperatur oder geringfügig darüber gelagert werden. Konservierungsstoffe müssen wegen der hohen Konzentration an selbstkonservierenden Zuckern nicht hinzugefügt werden. Das Pulver kann zu einem Saft durch das Zusetzen von Wasser in einer Menge rückverdünnt werden, welche ungefähr gleich der Menge an Wasser ist, welche während des Trocknens entfernt wurde.
- Die Schmiermittel bei der obigen Ausführungsform können auch durch das Schichten der Schmiermittel auf die Pfannen hinzugefügt werden, in denen der Saft gefriergetrocknet wird. Wenn die Höhe des Safts in den Pfannen ungefähr 1/4 inch oder weniger beträgt, müssen keine weiteren Schmiermittel zugesetzt werden. Dickere Saftschichten können leichter zu einem frei fließenden Pulver durch das nachfolgende Zusetzen des Schmiermittels zu dem getrockneten Saft verarbeitet werden.
- Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die amorphe Masse, welche wie in dem vorangehenden Beispiel beschrieben gebildet wird, zu einem plattenförmigen Körper geformt werden, statt gefroren zu werden; Der plattenförmige Körper kann an der Oberfläche mit dem Schmiermittel beschichtet werden und zu einer zylindrischen Form aufgerollt werden, welche in mundgerechte Stücke für den direkten Verzehr zerschnitten werden kann, ohne rückverdünnt zu werden. Die Stücke haben eine weichkaramellartige Konsistenz, welche für die Verwendung als Snack geeignet ist.
- Die nachstehend beschriebenen Versuche sind beispielhaft für die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Bei jedem Versuch war der Saft frischer Orangensaft und der Trocknungsprozeß war Gefriertrocknen. Dextran mit einem Molekulargewicht von 5.000.000 bis 40.000.000 (HMW) und einem Molekulargewicht von 60.000 bis 90.000 (LMW) und Zinkstearatund Calciumstearat-Konditioniermittel wurden verwendet.
- Mit frischem Saft vermischtes Dextran: keines.
- Konditioniermittel, das auf die Oberfläche des getrockneten Safts aufgetragen wurde:
- Dextran - LMW, ungefähr 2,0 % Gewicht des frischen Saftes und
- Stearat - Zinkstearat, ungefähr 0,3 % Gewicht des getrockneten Saftes.
- Resultate - Teilchengröße mit einem mittleren Durchmesser von ungefähr 1/8 inch, gute bis hervorragende Fließeigenschaften, läßt sich mit Wasser verdünnen.
- Mit frischem Saft vermischtes Dextran: HMW, ungefähr 2 % Gewicht des frischen Saftes.
- Konditioniermittel wurde auf die Oberfläche der Pfanne aufgetragen, in welcher der Saft gefriergetrocknet wurde; Saftschicht mit einer Dicke von mehr als 1/4 inch:
- Dextran - keines,
- Stearat - Pfanne mit Zinkstearat beschichtet und Zinkstearat mit einem Gewicht von 0,3 % des getrockneten Saftes wurde dem Pulver zugesetzt.
- Resultate - hervorragende Fließeigenschaften, läßt sich mit Wasser verdünnen.
- Mit frischem Saft vermischtes Dextran: LMW, ungefähr 0,35 % Gewicht des frischen Saftes.
- Auf die Oberfläche des getrockneten Saftes aufgetragenes Konditioniermittel:
- Dextran - keines,
- Stearat - Calciumstearat mit ungefähr 0,3 % Gewicht des getrockneten Saftes.
- Resultate - mittlere Teilchengröße geringer als 1/64 inch, hervorragende Fließeigenschaften, läßt sich mit Wasser verdünnen.
- Mit frischem Saft vermischtes Dextran: LMW, ungefähr 2,14 % Gewicht des frischen Saftes.
- Auf die Oberfläche des getrockneten Saftes aufgetragenes Konditioniermittel:
- Dextran - keines,
- Stearat - Calciumstearat, ungefähr 0,1 % des Gewichts des getrockneten Saftes.
- Resultate - mittlere Teilchengröße kleiner als 1/64 inch, hervorragende Fließeigenschaften, läßt sich mit Wasser verdünnen.
- Mit frischem Saft vermischtes Dextran: keines Mit dem pulverisierten getrockneten Saft vermischtes Konditioniermittel:
- Dextran - keines,
- Stearat - Zinkstearat mit ungefähr 0,5 % des Gewichts des getrockneten Saftes.
- Resultate - hervorragende Fließeigenschaften, läßt sich mit Wasser verdünnen.
Claims (18)
1 Verfahren zum Herstellen eines Pulvers, welches durch
das Zusetzen von Wasser zu einem Getränk verdünnt
werden kann, gekennzeichnet durch die
folgenden Schritte:
a) Vermischen von Dextran in einer Menge, die in einer
inversen Beziehung zu dem Molekulargewicht des Dextrans
steht, mit einem Saft,
b) Gefrier- oder Sprühtrocknen der Saftmischung und
c) Erzeugen eines Pulvers aus der getrockneten
Saftmischung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dextran ein
Molekulargewicht von 10.000 bis 40.000.000 aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dextranmenge
innerhalb des Bereiches von einem Zehntel bis zu dem
vollen Anteil des Gesamtkohlenhydratgehaltes des
Saftes, bezogen auf das Gewicht, liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dextranmenge ungefähr einen
gleichen Anteil wie der Gesamtkohlenhydratgehalt des
Saftes, bezogen auf das Gewicht, ausmacht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dextran ein Molekulargewicht
von 40.000 bis 75.000 aufweist und daß die Dextranmenge
ungefähr ein Viertel des Gesamtkohlenhydratgehaltes des
Saftes, bezogen auf das Gewicht, beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dextran ein Molekulargewicht
von 75.000 bis 40.000.000 aufweist und daß die
Dextranmenge ungefähr ein Zehntel des
Gesamtkohlenhydratgehaltes des Saftes, bezogen auf das Gewicht, beträgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Saftmischung
durch Lyophilisierung getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Saftmischung
durch Sprühtrocknen getrocknet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der Saft vor dein
Vermischen mit dem Dextran gefiltert wird, um Kerne und
schweres Fruchtfleisch zu entfernen.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dextranmenge 1%
bis 10% des Gewichtes des Saftes beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß das Dextran ein Molekulargewicht
von zwischen 5.000.000 und 40.000.000 aufweist und die
Menge des mit dem Saft vermischten Dextrans zwischen
ungefähr 1 Gew.-% und 3 Gew.-% des Saftes liegt.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch den zusätzlichen
Schritt des Zusetzens einer vorbestimmten Menge eines
Schmiermittels, das aus der Gruppe der Stearate gewählt
ist, welche Zinkstearat und Calciumstearat umfaßt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Saftmischung durch
Lyophilisierung in einer Pfanne getrocknet wird, die mit dem
Schmiermittel beschichtete Seiten aufweist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge des
Schmiermittels 0,1 Gew.-% bis 1,0 Gew.-% der
getrockneten Saftmischung beträgt.
15. Pulver, das nach einem der Verfahren der Ansprüche 1
bis 14 hergestellt ist und das durch Zusetzen von Was-
ser zu einem Saftgetränk verdünnt werden kann.
16. Verfahren zum Herstellen eines Saftkonzentrates, das
unverdünnt konsumiert werden kann,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) Vermischen von Dextran mit einem Saft, wobei die
Dextranmenge zwischen 1 Gew.-% und 10 Gew.-% des Saftes
liegt, wobei diese Menge in einer inversen Beziehung zu
dem Molekulargewicht des Dextrans steht,
b) Gefrier- oder Sprühtrocknen der Saftmischung zum
Bilden eines weichkaramelartigen Konzentrates und
c) Beschichten der Oberflächen des weichkaramelartigen
Konzentrates mit einer vorbestimmten Menge eines dem
Lebensmittelstandard entsprechenden Stearates oder
eines verschmolzenen Silicats aus SiO&sub2;.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet,
daß das Dextran ein Molekulargewicht
von 10.000 bis 40.000.000 aufweist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch
qekennzeichnet, daß das Schmiermittel
Zinkstearat oder Calciumstearat ist.
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