DE69314027T2

DE69314027T2 - Essbare plastische dispersion auf basis von schnell gelierender stärke

Info

Publication number: DE69314027T2
Application number: DE69314027T
Authority: DE
Inventors: James Whitehouse Station Ny 08889 Kasica; Marie Springfield Ny 07081 Kowblanski; Robert Andrew Ellicott Md 21043 Madsen; Anthony Bedford Mk40 2Bd Morrison; Leendert Hendrik Ellicott City Md 21042 Wesdorp
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1992-06-16
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2013-06-05
Also published as: AU682664B2; EP0645966A1; CZ319694A3; US5338560A; HUT75830A; PL302401A1; CA2138157C; WO1993025084A1; AU4295893A; DE69314027D1; CA2138157A1; SK279592B6; CZ281699B6; HU9403615D0; EP0645966B1; DK0645966T3; ATE158143T1; SK154994A3

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eßbare plastische Dispersionen auf der Basis schnell gelierender Stärken mit besonderen rheologischen Eigenschaften.

Hintergrund der Erfindung

Eßbare Dispersionen mit einer plastischen Rheologie haben gewöhnlich einen hohen Fettgehalt. Oft liegt das Fett als kontinuierliche Fettphase vor. Bekannte eßbare plastische Dispersionen sind z.B. Butter und Margarine.
Es sind viele Versuche unternommen worden, einen Ersatz für Fett in eßbaren Produkten zu finden. Ein Grund, warum ein derartiger Fettersatz wünschenswert ist, ist der Wunsch zur Verringerung des Kaloriengehalts des Nahrungsproduktes und andere diätetische Überlegungen bei gleichzeitiger Senkung von Produktionskosten, insbesondere Senkung der Ausgangsmaterialkosten. Wenn beide Ziele erreicht sind, muß das Produkt dennoch ein für den Verbraucher annehmbares Aroma, Mundgefühl und lange Lagerfähigkeit haben.
Ein Vorschlag für ein Fettsubstitut bestand in der Verwendung eines kalorienfreien gasförmigen oder festen Materials, wie Luft oder Siliciumdioxid. Andere vorgeschlagene Fettersatzsubstanzen schließen Substanzen ein, die Triglyceriden physikalisch ähnlich sind, jedoch vom menschlichen Körper nicht verdaut werden können, wie Wachse, z.B. Jojobaöl, und Saccharosepolyfettsäureester. Vgl. z.B. JAOCS 63(3) (März 1986), 278-288. Die Ergebnisse dieser Anstrengungen waren bisher weniger als befriedigend. Eines der Probleme mit den unverdaulichen physikalischen Analogen von Triglyceridfett besteht darin, daß das Material nur in begrenzten Mengen verfügbar ist und die Materialkosten hoch sind. Die oben erwähnten gasförmigen und festen Materialien können nur zum Ersatz eines kleinen Teils des Fettes herangezogen werden. Bei höheren Mitverwendungsmengen beeinträchtigen diese Fettstreckmittel die Eigenschaften des erhaltenen Produktes erheblich.
Eine Substanz, die in breitem Maß als Fettstreckmittel eingesetzt worden ist, ist Wasser. Diese Verwendung von Wasser hat z.B. zur Einführung der sogenannten Halvarinen geführt: eines Substituts für Butter und Margarine, das nur etwa 40 % anstelle der üblichen 80 bis 85 % Fett enthält. Wie im Fall von Luft kann jedoch beispielsweise auch Wasser nur bis zu einem begrenzten Maß verwendet werden, bevor nachteilige Wirkungen auf die Produkteigenschaften festgestellt werden. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist vorgeschlagen worden, man solle Wasser in Kombination mit Verdickungsmitteln und insbesondere mit Geliermitteln verwenden. Dieser Weg hat zu erheblichen Verbesserungen derartiger Produkte mit wesentlich vermindertem Fettgehalt, wie Halvarine, geführt.
Jedoch war es mit diesen Maßnahmen möglich, nur einen Teil des Fettes eßbarer plastischer Dispersionen zu ersetzen. Wenn nur Verdickungsmittel in Kombination mit dem Wasser verwendet wurden, erhielt man ein noch im wesentlichen flüssiges System, das seine Form nicht bewahrte. Die Verwendung von Geliermitteln in derartigen flüssigen Systemen ergab, wie beobachtet wurde, wäßrige Gele mit elastischen oder spröden Eigenschaften, statt plastisch zu sein. So wurden die verdickten gelierten wäßrigen Systeme in eßbaren plastischen Dispersionen nur als Fettstreckmittel zum Ersetzen eines Teils des Fettes verwendet. Um die nötige plastische Rheologie des Produktes aufrechtzuerhalten, war noch immer die Verwendung einer nicht vernachlässigbaren Menge Fett, das üblicherweise die kontinuierliche Phase der eßbaren plastischen Dispersion darstellt, notwendig.
Obgleich im Stand der Technik angegeben wurde, daß bestimmte gelierte wäßrige Systeme derartige Plastizitäts- und Streicheigenschaften aufweisen, daß sie per se als Aufstriche, z.B. für Brot, zum Ersetzen von Buttter oder Margarine verwendet werden können, haben sich diese Systeme in der Praxis nicht als zufriedenstellend erwiesen. Die Gele waren zu elastisch oder spröde, um als Ersatz für ein plastisches Produkt akzeptabel zu sein. Ferner waren die organoleptischen Eigenschaften der Produkte gewöhnlich schlecht.
Plastische Dispersionen mit relativ guter plastischer Rheologie sind in der U.S. 4 956 193, erschienen am 11. September 1990, beschrieben. Diese eßbaren plastischen Dispersionen haben keine kontinuierliche Fettphase und schließen mindestens zwei kondensierte Phasen ein, von denen mindestens eine kontinuierlich ist. Die Zusammensetzungen enthalten (a) ein Geliermittel, ausgewählt aus der Gruppe von Gelatine, kappa-Carrageenan, iota- Carrageenan, Alginat, Agar, Gellan, Pektin und Mischungen davon, und (b) ein zweites Geliermittel, ausgewählt aus der Gruppe von einer gelierenden Stärke, denaturiertem Molkeprotein, denaturjertem Sojaprotein, mikrokristalliner Cellulose und Mischungen davon und einem von dem anderen Geliermittel verschiedenen Geliermittel.
Es ist festgestellt worden, daß diese plastischen Dispersionen sehr langsam gelierend sein können und einige Wochen benötigen, damit das Gel zu einer Konsistenz erstarrt, die für ein resultierendes Aufstrichprodukt geeignet ist. Einige schneller gelerstarrende Stärken produzieren, wie gefunden wurde, spröde oder gummiartige Dispersionen mit Nebenaromen und schlechtem Mundgefühl. Ferner wurde festgestellt, daß einige dieser Aufstriche Phasentrennung und mangelnde Lagerfähigkeit aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Somit ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eßbare plastische Dispersionen auf der Basis schnell gelierender Stärken mit besonderen rheologischen Eigenschaften bereitzustellen. Diese Zusammensetzungen verbessern die Herstellungsverfahren, während sie Produkte mit längerer Lagerfähigkeit und verbessertem Aroma ergeben. Auch die Textur der Produkte wird verbessert.
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung eine eßbare plastische Dispersion bereit, die keine kontinuierliche Fettphase aufweist und mindestens zwei kondensierte Phasen einschließt, von denen mindestens eine kontinuierlich ist, welche Dispersion umfaßt:
(a) 0,1 bis 99 Gew.-% einer ersten gelbildenden Zusammensetzung, die das 1- bis 8-fache der kritischen Konzentration eines Geliermittels, ausgewählt aus der aus Gelatine, kappa-Carrageenan, iota-Carrageenan, Alginat, Agar, Gellan, Pektin, Furcelleran, Johannisbrotgummi, Xanthangummi, Guargummi und Mischungen davon bestehenden Gruppe, enthält, und
(b) 1 bis 99,9 Gew.-% einer zweiten gelbildenden Zusammensetzung, die das 1- bis 8-fache der kritischen Konzentrationen einer gelierenden Stärke mit einer rheologischen Eigenschaft in einer wäßrigen Dispersion enthält, gekennzeichnet durch einen log einhalb G'max-Wert bei nicht mehr als etwa 7250 Sekunden bei Herstellung in einer Konzentration, um einen log G'max-Wert von 5,0 bei 11ºC bei 15 000 Sekunden zu ergeben, mit der Maßgabe, daß die wäßrige Dispersion der gelierenden Stärke anfänglich bei 0 bis 40ºC hergestellt ist.
Bevorzugte gelierende Stärken erreichen 1/2 G'max zwischen 4000 und 7000 Sekunden, und die am meisten bevorzugten gelierenden Stärken erreichen 1/2 Gmax zwischen 5500 und 6500 Sekunden.
Wenn die wäßrige Dispersion der gelierenden Stärke anfänglich bei 80 bis 100ºC hergestellt wird, dann hat die gelierende Stärke vorzugsweise eine rheologische Eigenschaft in wäßriger Dispersion, die durch einen G'max-Halbwert bei nicht mehr als Sekunden gekennzeichnet ist, wenn die Herstellung bei einer Konzentration erfolgte, um einen log G'max-Wert von 5,0 bei 11ºC und bei 15 000 Sekunden zu ergeben.
Vorzugsweise ist mindestens ein Material von dem Geliermittel und der gelierenden Stärke ein aggregatbildendes Geliermittel, und weder das Geliermittel noch die gelierende Stärke ist eine granulare oder unmodifizierte Nicht-Wachsstärke.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die Bezeichnung "wäßrige Stärkedispersion' soll eine wäßrige Lösung von gelatinierter Stärke oder eine kolloidale Dispersion von Stärke in Wasser bedeuten.
Die Bezeichnung "plastische Dispersion" oder "eßbare plastische Dispersion" soll eine Dispersion mit einem Geliermittel und einer gelierenden Stärke, wie im folgenden beschrieben, bedeuten.
Ein erfindungsgemäßes Produkt hat keine kontinuierliche Fettphase, um die notwendige plastische Rheologie aufzuweisen. Es müssen ferner mindestens zwei kondensierte, d.h. deutliche (wäßrige) Phasen vorliegen. Wir haben auch gefunden, daß - wenn das Endprodukt die geforderte Plastizität haben soll - seine Gesamtzusammensetzung beide oben beschriebenen gelbildenden Zusammensetzungen umfaßt.
Die erfindungsgemäßen plastischen Dispersionen haben schnelle Gelerstarrungseigenschaften, gute Zerfallseigenschaften im Mund, zufriedenstellende Aromaeigenschaften und eine lange Lagerbeständigkeit. Sie können ein orales Verhalten aufweisen, das demjenigen herkömmlicher eßbarer plastischer Dispersionen, z.B. Aufstrichen, wie Butter, Margarine und Halvarine, ähnlicher ist als Dispersionen des Standes der Technik.
Das Vorliegen von zwei oder mehreren kondensierten Phasen in der vorliegenden Dispersion kann durch jedes geeignete Verfahren nachgewiesen werden; z.B. können zwei Phasen mikroskopisch in herkömmlicher Weise unter Verwendung z.B. von Anfärbetechniken beobachtet werden. Im allgemeinen hat die Dispersion mindestens eine kontinuierliche kondensierte Phase. Wenn die Dispersion z.B. zwei kondensierte Phasen enthält, dann kann das Produkt entweder ein sogenanntes gefülltes Gel sein (in welchem Fall die zweite Phase eine dispergierte Phase ist), oder es kann ein bi-kontinuierliches System sein, in dem beide kondensierten Phasen kontinuierlich sind.
Entweder das Geliermittel oder die gelierende Stärke kann eine einzelne Substanz sein; oder es kann sich um eine Mischung geherender Materialien handeln. Als Geliermittel kann vorzugsweise Gelatine verwendet werden. Als gelierende Stärke kann z.B. eine Stärke verwendet werden, die eine Mischung von Amylose, einem gelierenden Material, und Amylopektin, einem nicht-gelierenden Material, enthalt. Alternativ kann z.B. eine Mischung von kappa- und iota-Carrageenan oder eine Mischung dieser zwei Geliermittel mit z.B. Gelatine verwendet werden. Andere geeignete Geliermittel schließen Alginat, Agar, Gellan, Pektin, Furcelleran, Johannisbrotgummi, Guargummi, Xanthangummi und Mischungen davon ein.
Die kritische Konzentration des Geliermittels und der gelierenden Stärke (die eine Mischung von Biopolymeren sein kann) in der Zusammensetzung ist diejenige Konzentration, bei der die Bildung eines Gels möglich zu werden beginnt. Die kritische Konzentration von Geliermittel und Stärke hängt nicht nur von der Natur des gelierenden Materials, sondern auch von der Zusammensetzung des wäßrigen Systems ab, in der es/sie das Gel bilden soll, z.B. von der Gegenwart und Konzentration von Salz, Zucker, Aromaverbindungen u.dgl. Zum Zweck der Erfindung bezieht sich die kritische Konzentration auf die Konzentration der gelierenden Materialien in ihren jeweiligen kondensierten Phasen. Demgemäß kann sich die kritische Konzentration des Geliermittels in der gelbildenden Zusammensetzung verändern, wenn die Art oder Menge eines der anderen in der Zusammensetzung enthaltenen Bestandteile variiert wird.
Die kritische Konzentration eines gelierenden Materials in einer besonderen Zusammensetzung kann aus Messungen des Schermoduls einer Reihe von Proben berechhet werden, die unterschiedliche Konzentrationen des gelierenden Materials enthalten, wie in Br. Polymer J. 17, (1985), 164, beschrieben. Wenn eine Mischung gelierender Mittel oder Stärken verwendet wird, dann wird die kritische Konzentration dieser Mischung in analoger Weise bestimmt. Die Zusammensetzung der Mischung gelierender Mittel oder Stärken wird konstant gehalten, und die Gewichtskonzentration der Mischung wird variiert, als ob sie nur aus einem einzigen gelierenden Material bestünde.
Ferner stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine eßbare plastische Dispersion bereit, die keine kontinuierliche Fettphase aufweist und mindestens zwei kondensierte Phasen einschließt, von denen mindestens eine kontinuierlich ist, und die nach einem Verfahren erhältlich ist, das das Mischen von
(a) einer ersten gelbildenden Zusammensetzung, umfassend ein Geliermittel in einer Menge des 1- bis 8-fachen der kritischen Konzentration, und
(b) einer zweiten gelbildenden Zusammensetzung, umfassend ein Geliermittel in einer Menge des 1- bis 8-fachen der kritischen Konzentration, wobei die gelierende Stärke eine rheologische Eigenschaft in einer wäßrigen Dispersion aufweist, gezeichnet durch einen G'max-Halbwert von nicht mehr als 7250 Sekunden bei Herstellung in einer Konzentration, um einen log G'max-Wert von 5,0 bei 15 000 Sekunden bei 11ºC zu ergeben, nachdem die gelierende Stärke im wesentlichen vollständig in einem wäßrigen Medium bei 25ºC dispergiert ist, und worin
(i) mindestens eines der Geliermittel oder der gelierenden Stärken ein aggregatbildendes gelierendes Material ist, und
(ii) weder das Geliermittel noch die gelierende Stärke eine granuläre Nicht-Wachsstärke ist,
bei einer solchen Temperatur, daß die erhaltene Mischung fluid ist und ein Abkühlen der Mischung ihr Erstarren bewirkt.
Der Grad an Mikroheterogenität (siehe unten) kann durch mikroskopische Untersuchung festgestellt werden. In dieser Weise kann man bestimmen, ob ein Produkt aus nur einer einzigen kondensierten Phase besteht oder ob mehr als eine Phase vorliegt.
In ähnlicher Weise ist es möglich zu bestimmen, ob das Produkt Aggregate enthält. Man kann auch Information über die chemische Zusammensetzung des Gesamtproduktes erhalten.
Derzeit sind keine präzisen Methoden verfügbar, um die chemische Zusammensetzung der verschiedenen kondensierten Phasen einer Dispersion getrennt genau zu bestimmen. Eine ausreichende Information über die chemische Zusammensetzung einer speziellen Phase kann jedoch beispielsweise durch Anwendung verschiedener Anfärbungen oder durch Trennen der kondensierten Phasen, z.B. durch Zentrifugieren, und anschließendes Analysieren erhalten werden. (Für einen Überblick über Verfahren zum Bestimmen heterogener Gelsysteme vgl. J. Colloid and Interface Sci., 81, (1981), 519.)
Wir wünschen, durch keine Theorie gebunden zu werden, vermuten jedoch, daß es zur Erzielung von Plastizität nötig ist, daß die kontinuierliche Phase (oder die hauptsächliche kontinuierliche Phase, wenn mehr als eine Phase vorliegt) ein Gel mäßiger Festigkeit sein sollte. Zur Erzielung von Plastizität wird es bevorzugt, daß zwei oder mehrere gelierte kondensierte Phasen vorliegen. In einem aus einer solchen Mehrzahl kondensierter Phasen bestehenden System erscheinen Regionen, die im Prinzip innerhalb der Region homogen sind, die sich jedoch von benachbarten Regionen unterscheiden, die selbst wiederum homogen sind (wobei im Augenblick Inhomogenitäten unbeachtet bleiben, die innerhalb einer Phase, z.B. aufgrund des Vorliegens von Aggregaten, vorhanden sein können). Eine von einer Region zu einer nächsten erfolgende Veränderung der Zusammensetzung erfolgt über eine ziemlich kleine Grenzregion. Wir vermuten, daß das Vorliegen solcher Regionen mit ständigen abrupten Veränderungen in der Zusammensetzung beim Übergang von einer Region zu einer anderen (d.h. beim Übergang von einer kondensierten Phase zu einer anderen) zur Erzielung eines plastischen Produktes nötig ist. Ein geliertes System dieser Art kann zweckmäßigerweise als ein mikroheterogen phasengetrenntes System bezeichnet werden.
Wir haben ferner gefunden, daß es zur Erzielung einer plastischen Dispersion zu bevorzugen ist, daß mindestens das Geliermittel oder die gelierende Stärke ein aggregatbildendes gelierendes Material ist. Wenn das aggregatbildende gelierende Material eine Mischung gelierender Materialien umfaßt, dann genügt es, wenn eine der Komponenten der das Geliermittel oder die gelierende Stärke bildenden Mischung ein aggregatbildendes gelierendes Material ist.
Die durch das aggregatbildende gelierende Material gebildeten Aggregate haben vorzugsweise eine kompakte Form (z.B. mit Dimensionen, die in drei Richtungen nicht weitgehend verschieden sind) statt einer langen, dünnen stabartigen Form.
Ein aggregatbildendes gelierendes Material kann als ein Material definiert werden, daß ein dreidimensionales Netzwerk ergibt, bei dem die das Netzwerk bildenden Einheiten Teilchen einer erheblich größeren Größe sind als die Moleküle des Geliermittels oder der gelierenden Stärke selbst. Dies bedeutet gewöhnlich, daß das Netzwerk auf Einheiten eines Durchmessers von mehr als 0,01 µm (oder einer solchen Dicke, wenn es sich um stabartige Aggregate handelt) beruht.
Das Vorliegen eines Netzwerks des aggregatbildenden Geltyps kann durch Messen der Trübung des Gels nachgewiesen werden. Beim Trübungsversuch für ein Gel der Dicke d cm liefert der Trübungsmesser einen Wert für 10 g (I/Io), wobei Io die Einfallintensität von sichtbarem Licht einer Wellenlänge ist, bei der keine signifikanten Absorptionseffekte vorliegen, und I die transmittierte Intensität ist. Die Beziehung ln(I/Io) = -Sd
kann dann verwendet werden, um einen linearen Streuungskoeffi zienten S(cm&supmin;¹) zu bestimmen, der für das betreffende Material charakteristisch ist. Zur Erzielung verläßlicher Werte ist es ratsam, I bei unterschiedlichen Weglängen d zu messen, um so einen von d unabhängigen Wert für S zu erhalten. Der resultierende S-Wert hängt dann von der Konzentration des Geliermittels oder der gelierenden Stärke und vom Grad der Heterogenität des betreffenden Netzwerkes ab.
Um festzustellen, ob ein in der erfindungsgemäßen Dispersion vorliegendes spezielles gelierendes Material als aggregatbildendes gelierendes Material wirkt, sollten der pH-Wert und die lonenstärke der zu analysierenden Probe dem pH-Wert und der Ionenstärke dieser Dispersion ähnlich sein. Ferner sollte die gelierte Probe durch Anwenden des, gleichen Heizplanes wie bei der Herstellung der Dispersion hergestellt sein. Die Trübungsmessungen erfolgen ferner zweckmäßigerweise bei einer Temperatur, die für die Temperatur repräsentativ ist, bei der das Produkt normalerweise verwendet wird. Im allgemeinen ergeben die bei Raumtemperatur erhaltenen Ergebnisse ein klares Anzeichen, ob ein Geliermittel oder eine gelierende Stärke als aggregatbildendes gelierendes Material wirkt oder nicht.
Um festzustellen, ob ein Geliermittel oder eine gelierende Stärke aggregatbildend ist oder nicht, sollte der lineare Streuungskoeffizient bei einer Konzentration des 3-fachen der kritischen Konzentration mindestens 0,1 cm&supmin;¹ betragen. Die besten Produkte erhält man jedoch, wenn aggregatbildende gelierende Mittel oder Stärken verwendet werden, die einen linearen Streuungskoeffizienten von mindestens 1 cm&supmin;¹ beim 2-fachen ihrer kritischen Konzentration aufweisen.
Wenn S hoch ist, kann das beschriebene Verfahren praktisch nur durchführbar sein, d.h. einen genauen Wert liefern, wenn sehr kleine Weglängen angenommen werden und wenn mehrfach gestreutes Licht aus dem Detektor ausgeschlossen sein kann. Die Tatsache, daß ein solcher hoher Wert für S beobachtet wird, zeigt jedoch klar, daß das Gelnetzwerk auf einem aggregatbildenden gelierenden Material basiert.
Wenn aus irgendeinem Grund das Ergebnis des oben genannten Verfahrens nicht eindeutig ist, ist es ratsam, die Gegenwart oder Abwesenheit von Inhomogenitäten in der Netzwerkstruktur mittels elektronenmikroskopischer Maßnahmen, wie z.B. Transmissionsuntersuchungen eines Gelabschnittes, Rasterelektronenmikroskopie, Gefrierfaktor u.dgl., nachzuweisen. Das Vorliegen solcher Inhomogenitäten ist ein klares Anzeichen der Gegenwart von Aggregaten.
Im Stand der Technik bekannte geeignete aggregatbildende geherende Materialien sind z.B. Konversionsstärkeprodukte, wie Instant N-Oil -II-Stärke, erhältlich von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, NJ, denaturiertes Molkeprotein, denaturiertes . Rinderserumalbumin, denaturiertes Sojaprotein, mikrokristalline Cellulose und bestimmte hydrolysierte Stärkeprodukte, wie Paselli SA2 -Maltodextrin, das von Avebe, Holland, erhältlich ist. Geliermittel, die als aggregatbildende Geliermittel ungeeignet sind, schließen Carrageenan, Agar und intaktes Molkeprotein ein.
Vorzugsweise umfaßt die Dispersion Aggregate einer mittleren Größe im Bereich von 0,1 bis 10 µm. Insbesondere beträgt die mittlere Größe 0,05 bis 1 µm. Die mittlere Größe des Aggregates wird aus Mikrophotographien bestimmt. Ein günstiger Aspekt des Vorliegens von Aggregaten in der vorliegenden Dispersion besteht darin, daß sie eine Größe haben, die Licht streuen kann. Dies, kombiniert mit einem nicht vernachlässigbaren Unterschied im Brechnungsindex zwischen den Aggregaten und ihrer Umgebung, bewirkt, daß die Dispersion opak ist, was dazu beiträgt, die Ähnlichkeit zwischen dem vorliegenden Produkt und herkömmlichen plastischen Dispersionen, wie Margarinen und Halvarinen, zu verstärken. Die Gegenwart von Aggregaten kann experimentell durch eine Anzahl von Techniken nachgewiesen werden, z.B. typischerweise Lichtstreuungsverfahren, von denen Trübung ein einfaches Beispiel ist, und Elektronenmikroskopie. (Versuchsverfahren und Theorien der Lichtstreuung sind von M. Kerker in "The Scattering of Light and other Electromagnetic Radiation", 1969, Academic Press, New York beschrieben.) Für praktische Zwecke ist wertvolle Information über das Vorliegen von Aggregaten aus Mikrophotographien zu erhalten.

Gelierende Strärke

Die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeigneten Stärken sind durch eine schnelle Gelerstarrung während der Herstellung der Brotaufstrichdispersion und durch Lagerbeständigkeit während der Lagerung des Aufstriches gekennzeichnet. Besonders bevorzugten Stärken fehlt ferner ein Nebenaroma aus der Stärkequelle, und sie ergeben einen Brotaufstrich mit guter Textur und ebensolchem Mundgefühl.
Eine erfindungsgemäß verwendbare Stärke oder ein Stärkegemisch muß eine gelierende Stärke oder ein Gemisch von Stärken sein, die/das mindestens eine gelierende Stärke mit spezifischen rheologischen Eigenschaften, wie unten beschrieben, enthält.
Gt ist der Elastizitätsmodul eines Gels, gemessen in dyn/cm². Zum Messen von G'max-Werten wird eine ausgewählte Stärke oder ein Stärkegemisch vollständig in einer Konzentration in Wasser dispergiert, um einen log G'max-Wert von etwa 5,0 bei 11ºC zu ergeben. Die dispergierte Stärke wird dann bei 11ºC auf eine Rheometerplatte gegeben, und die Messungen erfolgen periodisch bis zu 15 000 Sekunden. Der Wert von log G'max bei 15 000 Sekunden wird zwischen 4,0 und 6,0 liegen und als log G'max bezeichnet. Die notwendige Zeit, damit die Stärkeprobe die Hälfte des G'max-Wertes erreicht, wird aus der Rheometeraufzeichnung als verstrichene Zeit in Sekunden abgelesen. Eine detaillierte Beschreibung des erfindungsgemäß angewendeten Stärke-Rheologietests ist im nachfolgenden Abschnitt der Testverfahren beschrieben.
Die rheologischen Eigenschaften der Stärke oder des Stärkegemisches in wäßrigen Dispersionen sind durch einen G'max-Halbwert bei nicht mehr als 7250 Sekunden gekennzeichnet, und zwar bei Herstellung in einer Konzentration, um einen 199 G'max-Wert von 5,0 bei 11ºC, und anfänglich bei 25ºC dispergiert, zu ergeben.
Die Geliereigenschaften der diese Stärken enthaltenden Aufstriche erhält man vorzugsweise, wenn die G'max-Halbwerte bei 4000 bis 7000 Sekunden liegen. Insbesondere enthalten Brotaufstrichdispersignen Stärken, die G'max-Halbwerte bei 5500 bis Sekunden haben, wenn der log G'max-Wert 5,0 bei 11ºC beträgt.
Stärken mit geeigneten rheologischen Eigenschaften können aus jeder Stärkequelle stammen, einschlieblich Mais, Kartoffel, Tapioka, Süßkartoffel, Weizen, Reis, Sago, Wachsmais, Hochamylose-Mais, Sorghum u.dgl. Die aus irgendeiner dieser Stärken stammenden Konversionsprodukte, einschließlich Fluiditäts- oder dünnkochender Stärken, hergestellt durch Oxidation, alpha-Amylase(Enzym-)konversion, milde Säurehydrolyse oder Wärmedextrinierung, werden zur erfindungsgemäßen Verwendung bevorzugt. Geeignete bevorzugte Stärken schließen konvertierte Stärken mit einem Dextroseäquivalent (DB) von weniger als etwa 15,0 oder einer Heißfließviskosität von etwa 8 bis 80 Sekunden bei 55ºC bei 25 % Feststoffen oder einer Wasserfluidität (WF) ≥ 30 ein.
Die Bezeichnung "Dextroseäquivalent" bezieht sich auf die Reduktionskraft (oder den Gehalt an reduzierendem Zucker) von Stärkehydrolysaten, berechnet als Dextrose (Dextrose oder Glucose hat ein DB = 100), bezogen auf das Trockengewicht. Stärken (oder Maltodextrine) mit einem hohen DB haben niedrigere Molekulargewichte (und sind höher konvertiert) als solche mit einem niedrigen DB. Verfahren zur Bestimmung der Heißfließviskosität, Trichterviskosität und Wasserfluidität einer Stärke sind in Zalhe (U.S. 4 934 091) und Lenchin (U.S. 4 510 166) beschrieben.
Ebenfalls zur erfindungsgemäßen Verwendung bevorzugt werden Stärken, die durch Behandlung mit einer endo-alpha-1,6-Glucanohydrolase, wie Pullulanase oder Isoamylase, entzweigt worden sind, um ein partiell entzweigtes Stärkeprodukt mit einer Trichterviskosität bei 10 % Feststoffen von weniger als etwa 20 Sekunden bei 22ºC zu ergeben, das 30 bis 75 % kurzkettige Amylose (ein lineares Polymer mit einem Gehalt von etwa 15 bis 65 Anhydroglucoseeinheiten, die durch alpha-1,4-D-Glucosidbindungen gebunden sind) umfaßt. Partiell entzweigte Stärken, die zur erfindungsgemäßen Verwendung ausgew=hlt werden können, sind im U.S. Patent 4 971; 723, erschienen am 20. November 1990 für Chiu, beschrieben.
Ebenfalls bevorzugt zur erfindungsgemäßen Verwendung als fakultative Komponente von Stärkegemischen, die eine gelierende Stärke enthalten, sind vorgelatinierte, vorgekochte, in kaltem Wasser quellende Stärken und derivatisierte Stärken, z.B. Ether und Ester und andere modifizierte Stärken. Jede Kombination von Modifikationen von Stärken kann hier angewendet werden, vorausgesetzt, die Stärke oder das eine solche Stärke enthaltende Stärkegemisch ist oder enthält eine gelierende Stärke und hat die hier beschriebenen rheologischen Eigenschaften. Verfahren zur Herstellung modifizierter Nahrungsmittelstärken sind im Stand der Technik wohlbekannt. Vgl. z.B. M. W. Rutenberg, "Starch and its Modifications", Seite 22-36, im Handbook of Water-Soluble Gums and Resins, R. L. Davidson, Herausgeber, Mcgraw Hill, Inc., New York, NY, 1980.
Ein Verfahren zur enzymatischen Konversion von Stärke mit einer alpha-Amylase zur Erzeugung einer konvertierten Stärke ist im U.S. Patent 4 726 957 für Lacourse et al. offenbart, die durch Bezugnahme hierin eingeschlossen ist. Verfahren zum Kombinieren einer oder mehrerer Konversionstechniken, Depolymerisationsverfahren und Derivätisierungsverfahren sind im U.S. Patent 4 937 091, erschienen am 26. Juni 1990 für Zalhe et al., offenbart. Bevorzugte Stärkederivate schließen diejenigen ein, die zur Verwendung in Nahrungsmitteln anerkannt sind, wie Hydroxypropylstärkeether, Stärkeacetatester, Stärkeoctenylsuccinat und -succinathalbester und Stärkephosphatester und Gemische davon. Hydroxypropylstärkeether (hergestellt durch Umsetzen von Stärke mit Propylenoxid) werden zum Optimieren der Textur des Brotaufstrichs bevorzugt.
Jede Stärke oder jedes Stärkegemisch mit geeigneten rheologischen Eigenschaften zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Brotaufstrichen kann durch jedes in der Technik bekannte Verfahren gereinigt werden, um Stärkenebenaromen und -farben zu entfernen, die der Stärke natürlicherweise innewohnen oder während Stärkemodifizierungsverfahren erzeugt werden.
Die verbesserte eßbare plastische Dispersion umfaßt vorzugsweise die erste gelbildende Zusammensetzung, die ein Geliermittel in einer Menge des 1- bis 5-fachen der kritischen Konzentration umfaßt. In gleicher Weise beträgt die Konzentration der geherenden Stärke in der zweiten gelbildenden Zusammensetzung vorzugsweise das 1- bis 5-fache der kritischen Konzentration dieser gelierenden Stärke in dieser gelbildenden Zusammensetzung. Die Dispersion umfaßt vorzugsweise beide gelbildenden Zusammensetzungen in der jeweiligen Menge von 0,1 bis 99 Gew.-% bzw. 99,9 bis 1 Gew.-%, insbesondere in Mengen von 5 bis 95 Gew.-% bzw. 95 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Dispersion. Am meisten bevorzugt umfaßt die Dispersion 20 bis 80 Gew.-% der geliermittelhaltigen Zusammensetzung und 80 bis 20 Gew.-% der die gelierende Stärke enthaltenden Zusammensetzung.
Neben dem aggregatbildenden gelierenden Material umfaßt die plastische Dispersion vorzugsweise ein nicht-aggregatbildendes gelierendes Material der Art, daß es bei alleiniger Verwendung relativ elastische Gele bildet, wie Gelatine. Diese nicht-aggregatbildenden Geliermittel können durch die Tatsache gekennzeichnet sein, daß sie zur Bildung eines Gelnetzwerkes neigen, das aus Strängen und/oder Einheiten molekularer Dimensionen besteht.
Das Geliermittel der ersten gelbildenden Zusammensetzung ist vorzugsweise Gelatine, kappa-Carrageenan, iota-Carrageenan, Alginat, Agar, Gellan, Pektin oder eine Mischung von zwei oder mehreren davon. Insbesondere umfaßt die gelbildende Zusammensetzung Gelatine oder Pektin.
Die Zusammensetzungen können auch Molkerei- oder Nicht-Molkereibestandteile als Quelle von Fett, Aroma und Protein umfassen. Die Menge des in der Zusammensetzung vorliegenden Bestandteils wird in Abhängigkeit von der Wirkung des Proteinbestandteils auf Mundgefühl und Säure ausgewählt.
Das Molkereifett kann aus jeder Molkereiquelle stammen, wie Vollmilch, halbentrahmter Milch, Magermilch, Kulturbuttermilch, Buttermilchpulver, Magermilchpulver, Joghurt, Quark, Frischkäse, Hüttenkäse, Molkepulver, Butter u.dgl.
Zu Beeinflussung des Aromas der erfindungsgemäßen Brotaufstriche kann dem Produkt fakultativ Molkereifett einverleibt werden, indem man im Brotaufstrich mindestens 3 Gew.-% eines Molkereibestandteils verwendet. Der optimale Gehalt von Molkereibestandteilen hängt von der Art und dem Fettgehalt des Molkereiproduktes ab. Es können auch Kombinationen von Molkereiprodukten verwendet werden.
Wenn Vollmilch, halbentrahmte Milch, Magermilch oder Kombinationen davon verwendet werden, beträgt deren Gesamtgehalt vorzugsweise 40 bis 85 Gew.-% der Zusammensetzung, insbesondere 50 bis 80 Gew.-% und am meisten bevorzugt 55 bis 80 Gew.-%.
Werden Joghurt, Quark, Hüttenkäse, Frischkäse oder Kombinationen davon verwendet, beträgt die Gesamtkonzentration vorzugsweise 2 bis 40 Gew.-%, insbesoridere .5 bis 30 Gew.-%. Unter gewissen Umständen kann es vorteilhaft sein, eine Mischung von Milch und diesen Bestandteilen, z.B. in Gewichtsverhältnissen zwischen 20:1 und 2:1 zu verwenden, wobei der Gesamtgehalt von Joghurt/Quark/Hüttenkäse/Frischkäse und Milch 60 bis 85 Gew.-% beträgt.
Zusätzlich zu den oben genannten Bestandteilen können die Brotaufstriche der Erfindung zahlreiche fakultative Bestandteile, wie Aromen, aromatisierende Zucker (z.B. Lactose), Salz, Konservierungsmittel, Mittel zum Ansäuern, Vitamine, Färbematerialien u.dgl., umfassen.
Der Gehalt an aromatisierenden Materialien (die von denjenigen verschieden sind, die durch die Molkereibestandteile einverleibt werden) ist vorzugsweise kleiner als 0,5 Gew.-%, z.B. 0,01 bis 0,2 Gew.-%. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Brotaufstriche jedoch frei von aromatisierenden Bestandteilen außer denjenigen, die durch die Molkereibestandteile einverleibt werden. Der Salzgehalt (Natriumchlorid) beträgt vorzugsweise 0 bis 4 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 3 Gew.-% und am meisten bevorzugt 0,5 bis 1,7 Gew.-%.
Konservierungsmittel werden vorzugsweise in einem Anteil von bis 4 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 1 Gew.-% und am meisten bevorzugt von 0,05 bis 0,3 Gew.-%, einverleibt. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Kahumsorbat. Ein bevorzugtes Färbematerial ist β-Karotin. Bevorzugte Gehalte an Färbematerial betragen 0 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 0,2 Gew.-%. Mittel zum Ansäuern können einverleibt werden, um den pH des Produktes auf den gewünschten Wert zu bringen; vorzugsweise liegt der pH des Produktes zwischen 3 bis 10, insbesondere 3,5 bis 7. Ein geeignetes Mittel zum Ansäuern ist z.B. Milch- oder Citronensäure.
Ein weiterer fakultativer Bestandteil, der in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorliegen kann, sind Proteine. Der Proteingehalt in erfindungsgemäßen Brotaufstrichen beträgt vorzugsweise 0 bis 15 Gew.-%, insbesondere bis zu 6 Gew.-% und am meisten bevorzugt bis zu 4 Gew.-%. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stammen die Proteine teilweise oder vollständig aus Molkereiquellen. In einer anderen bevorzugten Ausführungsf6rm der Erfindung ist das Protein vollständig oder teilweise ein pflanzliches Protein, insbesondere Sojaprotein. Werden beispielsweise Mischungen dieser Bestandteile verwendet, dann können geeignete Verhältnisse von Molkereiprotein zu pflanzlichem Protein z.B. 10:1 bis 1:10 betragen.
Ferner wird es bevorzugt, daß die plastische Dispersion ein Verdickungsmittel umfaßt. Das Vorliegen eines Verdickungsmittels kann das orale Verhalten der Dispersion verbessern. Ein besonders bevorzugtes Verdickungsmittel ist Xanthangummi. Beim Kauen und während des Zerfalls der Dispersion zerfällt die durch ein solches Verdickungsmittel geschaffene Struktur in gewissem Maß, verhindert jedoch, daß das Produkt schnell sehr dünn wird, und bewirkt die Bewahrung einer gewissen Restviskosität, was zu einer für den Verbraucher wünschenswerten Eigenschaft führt.
Zur Erzielung optimaler organoleptischer Eigenschaften wird es bevorzugt, daß die Dispersion eine kontinuierliche Phase aufweist, die bei einer Temperatur zwischen etwa 20 und etwa 45ºC, vorzugsweise zwischen etwa 30 und etwa 37ºC, schmilzt. Dies erleichtert den Zerfall im Mund und verhindert, daß die Dispersion als wachsartig empfunden wird. Die Schmelztemperatur eines Gels kann unter Anwendung des folgenden Verfahrens gemessen werden: Eingießen der Probe in ein Testglasröhrchen und vollständiges Erstarrenlassen bei 5ºC. Anschließendes Einbringen des Röhrchens in einen an ein programmierbares Wasserbad angeschlossenen Wassermantel. Plazieren einer Stahlkugel auf der Probenoberfläche und leichtes Eindrücken zur Minimierung von Effekten der Oberflächenspannung Äquilibrierenlassen für eine Stunde bei 25ºC und anschließendes Anlegen eines Heizplanes von 0,5ºC/min. Der Gelschmelzpunkt ist die Temperatur, bei der die Kugel durch die Probe zu sinken beginnt. Die Bewegung der Kugel kann mittels eines mitlaufenden Mikroskopes beobachtet werden.
Wie oben beschrieben, sollte die plastische Dispersion eine kontinuierliche kondensierte Phase und mindestens eine weitere kondensierte Phase aufweisen, die entweder dispergiert oder kontinuierlich sein kann. Es hat sich jedoch als vorteilhaft erwiesen und wird daher bevorzugt, daß die Dispersion zwei kontinuierliche kondensierte Phasen umfaßt. Das Produkt kann auch mehr als zwei kontinuierliche kondensierte Phasen aufweisen.
Eine "kontinuierliche Phase" besteht nicht aus diskreten Teilchen, erstreckt sich jedoch im wesentlichen in verschiedene Richtungen durch das gesamte Produkt. Aus mikroskopischen Bildem bi- oder tri-kontinuierlicher Systeme kann es scheinen, als ob sich eine der Phasen nicht durch das gesamte Produkt erstrecken würde und tatsächlich eine dispergierte Phase wäre, jedoch eine, deren diskrete Teilchen kapriziöse Formen haben. Diese Phasen sind jedoch üblicherweise kontinuierlich. Der unrichtige Eindruck wird durch die Tatsache hervorgerufen, daß das mikroskopische Bild nur eine unvollständige zweidimensionale Abbildung der dreidimensionalen Wirklichkeit liefert.
Zusätzlich zum Geliermittel, der gelierenden Stärke und dem Lösungsmittel kann die Dispersion andere Bestandteile umfassen, wie dies mit Blick auf die beabsichtigte Verwendung des Endproduktes durch den Verbraucher wünschenswert erachtet wird. Die Dispersion kann z.B. färbendes Material, wie β-Karotin, Geschmacks- und Aromaverbindungen, z.B. Natriumchlorid oder nichtgelierendes Milchprotein, Konservierungsmittel, z.B. Kalumsorbat, und Verdickungsmittel, z.B. nichtgelierende Stärke und/oder Protein, und Gummis, z.B. Xanthangummi, umfassen. Vorzugsweise sind beide gelbildenden Zusammensetzungen so zusammengesetzt, daß beide Bestandteile, die von den gelierenden Materialien verschieden sind, in im wesentlichen den gleichen Konzentrationen enthalten. Die in den gelbildenden Zusammensetzungen verwendete Flüssigkeit, die als Lösungsmittel dienen soll, in welchem die gelierenden Materialien zur Bildung von Gelen befähigt sein sollen, besteht vorzugsweise im wesentlichen aus Wasser. Es kann jedoch auch eine Mischung von Wasser mit z.B. etwas Alkohol, vorzugsweise Ethanol, oder einer anderen nichttoxischen Flüssigkeit verwendet werden.
Die Dispersion kann ferner ein Material umfassen, das in der Dispersion eine (zusätzliche) dispergierte Phase bildet. Beispielsweise kann die Dispersion kleine Teilchen von Kräutern und Gemüse enthalten. Die Dispersion kann dann z.B. als Gemüseaufstrich verwendet werden. In ähnlicher Weise können feingemahlene Nüsse oder kleine Käseteilchen mitverwendet werden, um einen Nuß- bzw. Käseaufstrich zu erhalten. Die Mitverwendung dieser Nuß- oder Käseteilchen in der Dispersion impliziert, daß der Dispersion etwas Fett einverleibt wird. Dieses Fett ist vorzugsweise in einer dispergierten Phase enthalten und bildet keine kontinuierliche Phase.
Es sollte jedoch erkannt werden, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in fettkontinuierlichen Systemen verwendet werden können, wie sie z.B. in der U.S. 4 917 915 beschrieben sind. Um Verbraucherwünschen zu entsprechen, kann es auch wünschenswert sein, in der Dispersion etwas Fett als solches (im Unterschied zu dem z.B. in Nüssen oder Käse enthaltenen Fett) mitzuverwendeh. Dieses Fett sollte dann vorzugsweise als dispergierte Phase vorliegen. Demgemäß umfaßt die Dispersion in einer bevorzugten Ausführungsform ferner eine dispergierte Fettphase.
Vorzugsweise übersteigt der gesamte Fettgehalt der Dispersion 20 Gew.-% nicht. Insbesondere ist der Fettgehalt der Dispersion kleiner als 10 Gew.-%, bezogen auf die Dispersion, und am meisten bevorzugt beträgt er 0 bis 40 Gew.-% oder sogar weniger als 0,2 Gew.-%. Das in der Dispersion vorliegende Fett kann aus einer Molkereiquelle, Nicht-Molkereiquelle oder Mischungen davon stammen, z.B. den oben diskutierten Molkereiquellen, oder aus pflanzlichem Öl. Beispiele umfassen Butterfett, Palmöl, Palmmittelfraktion und/oder Kokosnußöl. Etwas Butterfett kann z.B. in der Dispersion mitverwendet werden, indem man als Lösungsmittel in den gelbildenden Zusammensetzungen Vollmilch oder teilweise entfettete Milch oder eine Mischung davon mit Wasser verwendet. Auf diese Weise liegt das dem Produkt einverleibte Fett in Form kleiner Fettglobuli vor. Es hat sich für die organoleptischen Eigenschaften des Produktes als günstig erwiesen, wenn jegliches im Produkt mitverwendetes Fett in Form kleiner Globuli vorliegt. Der volumengewichtete mittlere Durchmesser der Fettglobuli beträgt vorzugsweise weniger als 20 µm. Dies erreicht man zweckmäßigerweise z.B. durch Homogenisierung der Zusammensetzung bei einer Temperatur, bei der sie im wesentlichen flüssig ist, gefolgt vom Abkühlen zwecks Erstarren des Produktes.

Testverfahren

Stärkerheologietest

Rheologietests von Stärkedispersionen erfolgten an einer Rheometrics Dynamic Mechanical Analyzer Vorrichtung, Modell RFS2 (erhalten von Rheometrics Oompany, Piscataway, New Jersey). Die Vorrichtung wurde auf eine Oszillationsfrequenz von 0,5 rad/s und eine Deformationsbelastung von 1 % eingestellt. Die Messungen erfolgten bei 11ºC alle 60 Sekunden für insgesamt 15 000 Sekunden in Einheiten von dyn/cm²(G'). Der Rheologietest maß die Bildungsgeschwindigkeit des Stärkegels sowie die Stabilität des Stärkegels nach Bildung.
Stärkedispersionen wurden aus Stärkeproben und destilliertem Wasser bei einem geeigneten Stärkefeststoffprozentgehalt hergestellt, um auf der Rheometrics-Vorrichtung einen log G'max von 4,0 bis 6,0 zu erreichen. Die in den folgenden Beispielen 1 bis 6 verwendeten Stärken (Paselli SA2 -Maltodextrin, 78- 0296-, 6110:97-2-, 6110:97-3- und 78-0323-Stärken) wurden nach diesem beschriebenen Stärkerheologietest hergestellt und gemessen.
Beispielsweise wurden im Fall des Stärkegemisches 6110:97-2 Dispersionen zum rheologischen Testen hergestellt, die 16 bis % Stärkegemischfeststoffe enthielten. Für Paselli SA2-Stärkekontrollproben wurden 25 bis 30 % Stärkefeststoffe enthaltende Dispersionen hergestellt. Für gereinigte Stärke 78-0296 wurden etwa 25 % Stärkefeststoffe enthaltende Dispersionen hergestellt, so daß Messungen im log G'max-Bereich von 4,0 bis 6, durchgeführt werden konnten.
Alle Dispersionen wurden hergestellt, indem man die Stärkeprobe bei Raumtemperatur in destilliertes Wasser gab und die Dispersion mit einem Magnetrührer etwa 30 Minuten rührte. Die Temperatur der Stärkdispersion wurde dann auf 8500 (+/- 200) erhöht, und es wurde mindestens 15 Minuten weitergerührt. (Diese Schritte waren nötig, um die Probe vollständig zu dispergieren und reproduzierbare Rheologiemessungen zu ergeben.) Dann wurde die Probe aus der Wärme entfernt und schnell auf die Rheometerplatte gegossen (wobei eine parallele Plattengeometrie verwendet wurde), die auf 1100 (+/- 0,500) gehalten wurde. Rheologiemessungen wurden bis zum Verstreichen von 15 000 Sekunden kontinuierlich aufgezeichnet, nachdem die Probe auf die Vorrichtung gegeben war. Die Rheologieeigenschaften wurden als G' gegen die Zeit in Sekunden aus dem anfänglichen Rheologiepräparat der Stärkedispersion, wie in Fig. 1 dargestellt, gemessen. bie Rheologieeigenschaften wurden als die Zeit in Sekunden, die nötig war, um den G'max-Halbwert zu erreichen, gegen den log von G'max aufgetragen, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Ergebnisse wurden dann aus der in Fig. 2 gezeigten Kurve in Sekunden angegeben, die nötig waren, um 1/2 G' bei einem log G'max-Wert von 5,0 zu erreichen.

Stabilitätstest

Dieser Test wird angewendet, um stabile Stärken von gelierenden Stärken zu unterscheiden. Gekochte Stärkedispersionen, die 10 bis 50 % Feststoffe enthalten, sollten nach 24 stündigem Stehen bei 4ºC zur Bildung eines Gels befähigt sein. Die Stärken werden gekocht, indem man eine wäßrigen, die Stärke enthaltende Aufschlämmung auf 95 bis 100ºC erhitzt und 15 Minuten lang auf dieser Temperatur hält ünd dann abkühlt.

Test der Spannungs-Deformations-Beziehung

Die rheologischen Eigenschaften eines Produktes können geeigneterweise durch Bestimmten der Spannungs-Deformations-Beziehung charakterisiert werden. Dies kann mit einer Reihe von Messungen unter Anwendung eines "Quetschflusses" mit paralleler Plattengeometrie erfolgen. Die Messungen erfolgen unter Verwendung eines Plastometers mit parallelen Platten, worin ein Block des zu testenden Materials zwischen zwei parallelen Platten deformiert wird, die sich gegeneinander bewegen. (Eine geeigneterweise für diese Zwecke verwendbare Vorrichtung ist z.B. eine Carrimed -Vorrichtung.) Die Deformation wird bei konstanter Geschwindigkeit beigebracht, vorzugsweise bei einer Deformationsgeschwindigkeit von 0,0167 s&supmin;¹ (d.h. 100 %ige Kompression in 1 Minute). Wenn somit die Dicke des zu untersuchenden Materials verdoppelt wird, wird auch die Geschwindigkeit, mit der eine Platte gegen die andere bewegt wird, verdoppelt. Die entsprechende Spannung bei sich erhöhender Deformation (Belastung) wird durch Aufzeichnen der Kraft bestimmt, die nötig ist, die Deformationsgeschwindigkeit konstant zu halten, während sich die Deformationsgröße erhöht. Eine Reihe derartiger Messungen erfolgt an einer Reihe von Blöcken des zu testenden Materials unterschiedlicher Dicken. Aus dieser Reihe von Messungen der Spannungs-Deformations-Beziehung des zu untersuchenden Materials erhält man dann durch Extrapolieren die Ergebnisse auf unendliche Dicke. Die Spannung d, gewöhnlich in KPa ausgedrückt, wird als Funktion der Deformation &epsi; aufgezeichnet, wobei &epsi; = ln(Ho/H); dabei zeigt Ho die Dicke des Testblockes ohne jegliche Deformation zu Beginn der Messung; und H zeigt die Dicke des Blockes während der Messung, wobei sie zwischen den zwei plarallelen Platten zusammengedrückt wird. Die Spannungs- Deformations-Beziehung eines speziellen Produktes wird gewöhnlich bei einer Temperatur bestimmt, die. für die Temperatur repräsentativ ist, bei der das Produkt verwendet werden soll. Üblicherweise liegt diese für die eßbare Dispersion zwischen etwa 5 und 25ºC. In der Praxis ist meist eine Temperatur von etwa 15 bis 20ºC angemessen. Für ein Produkt, das zur Aufbewahrung. in einem Kühlschrank beabsichtigt ist, kann jedoch z.B. eine Temperatur von 5 oder 10ºC gewählt werden. Die Spannungs-Deformations-Beziehung wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 15ºC gemessen.
Charakterisierende Merkmale einer Kurve für ein plastisches Produkt mit einer wünschenswerten Rheologie sind die Deforma tiom (&epsi;max), bei der die Spannung durch ein Maximum ( max) geht, die Größe dieser maximalen Spannung und das Verhältnis der sogenannten plastischen Spannung ( max) und der maximalen Spannung max. In einem idealen System zeigt die Kurve des plastischen Produktes ein Maximum in der Spannung bei einer relativ geringen Deformation &epsi;; dann zeigt sie bei einer etwas größeren Deformation eine Region, in der die Spannung bei sich erhöhender Deformation konstant bleibt, d.h. ein horizontales Plateau zeigt. Dieser Teil, bei dem die Steigung der Kurve idealerweise null ist, wird als plastische Fließregion bezeichnet. Die Spannung in dieser Region wird als plastische Spannung bezeichnet.
In der Praxis ist die Kurve der Spannungs-Deformations-Beziehung in der plastischen Fließregion üblicherweise nicht streng horizontal. Zur Vermeidung von Ünklarheiten über den Punkt der Kurve, der die plastische Spannung bestimmt - falls es kein horizontales Plateau in der Kurve gibt - wird die plastische Spannung als die Spannung am Wendepunkt gewählt. Die Deformation an diesem Punkt wird als &epsi;p angegeben.
Im allgemeinen hat die vorliegende eßbare plastische Dispersion eine Spannungs-Deformations-Beziehung mit einer bei einer Deformation (&epsi;max) von 0,001 bis 2 auftretenden maximalen Spannung, wobei die maximale Spannung bei Deformation &epsi;max ( max) 0,01 bis 100 kPa beträgt und das Verhältnis der plastischen Spannung ( p) und der maximalen Spannung max ( p/ max) 0,1 bis 1 ist.
Vorzugsweise hat die Dispersion eine Spannungs-Deformations-Beziehung mit &epsi;max = 0,01 bis 0,5, max = 0,3 bis 60 kPa und p/ max = 0,2 bis 0,95. Insbesondere ist &epsi;max = 0,05 bis 0,3, max = 0,8 bis 60 kPa und p/ max = 0,3 bis 1,0.
Die vorliegende Dispersion kann auf verschiedene Weise hergestellt werden. Wie oben beschrieben, kann sie z.B. durch Mischen und Homogenisieren aller Bestandteile und anschließendes Erstarrenlassen hergestellt werden. Zur Erzielung eines Produktes mit optimaler Struktur kann es jedoch vorteilhaft sein, die Zusammensetzung zu erhitzen (was auch vorteilhaft ist, weil es das Lösen der Bestandteile erleichtert und eine im wesentlichen homogenisierte Mischung ergibt; ferner kann es wünschenswert sein zum Pasteurisieren der Zusammensetzung) und dann erneut abzukühlen, während man sie Bearbeitungsbedingungen unterwirft. Dies kann z.B. erfolgen, indem man sie durch zwei Kühleinheiten mit einem dazwischenliegenden Mischer leitet.
Alternativ können ein oder mehrere Rühr- oder Kratzkühleinheiten verwendet werden. Zweckmäßigerweise kann auch eine Kombination derartiger Einheiten verwendet werden. Ein solches Verfahren kann z.B. geeigneterweise in einer Votator -Anlage mit einem oder mehreren Kratzwärmetauschern, fakultativ kombiniert mit einem oder mehreren sogenannten Rührkristallisatoren, durchgeführt werden.
Die vorliegende Dispersion kann geeigneterweise z.B. als Brotaufstrich verwendet werden, um z.B. Margarine oder Halvarine zu ersetzen.
Ferner können Teile der Zusammensetzung, die die vorliegende Dispersion ausmachen würden, ließe man sie erstarren, in getrennten Schritten einverleibt werden. Wenn die Zusammensetzung beispielsweise wärmeempfindliche Bestandteile enthält, kann es günstig sein, eine Lösung oder Dispersion dieser Bestandteile nach der Pasteurisierung einzubringen, während der andere Teil mit der Brotaufstrichzusammensetzung vor dem Pasteurisieren gemischt wird.
Andere Nahrungsprodukte mit vermindertem Fettgehalt können in ähnlicher Weise hergestellt werden.
Demgemäß stellt die Erfindung Nahrungsprodukte bereit, die die vorliegende Dispersion oder eine Zusammensetzung enthalten, die die vorliegende Dispersion darstellen würde, ließe man sie erstarren, indem man sie z.B. bei Umgebungstemperatur hält, wobei der Rest aus eßbarem Material besteht.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

Gelierende Stärken dieser Erfindung wurden mit gelierenden Stärken des Standes der Technik auf rheologische Eigenschaften untersucht, nachdem sie anfänglich in Wasser entweder bei heißen oder kalten Temperaturen dispergiert waren.
Unter Anwendung des bei den Testverfahren dargestellten Stärkerheologietestes wurden Stärkedispersionen aus Paselli SA2 - Maltodextrin und aus den 6110:07-2-Stärkegemischproben hergestellt. Ein Probensatz wurde anfänglich bei Raumtemperatur (25ºC) in Wasser dispergiert und, wie im Abschnitt der Testverfahren beschrieben, vollständig dispergiert.
Ein anderer Satz identischer Proben wurde vor den Rheologiemessungen anfänglich in heißem Wasser (95ºC) dispergiert und mindestens 30; Minuten lang bei 95ºC, wie in den Testverfahren beschrieben, gerührt, bevor die Probe auf das Rheometer gegeben wurde.
Eine Probe des 6110:97-2-Stärkegemischs, das anfänglich in Wasser von 25ºC dispergiert worden war, hatte rheologische Eigenschaften, die durch einen G'max-Halbwert bei 6467 Sekunden gekennzeichnet waren, wenn log G'max= 5,0. Bei 95ºC hatte eine andere Probe der 6110:97-2-Probe einen G'max-Halbwert bei 7130 Sekunden, wenn log Gmax = 5,0.
Im Gegensatz dazu hatte die Einzelcharge des Paselli SA2 -Maltodextrins rheologische Eigenschaften, die durch einen G'max- Halbwert bei 7787 Sekunden bei 25ºC und 10 150 Sekunden bei 95ºC gekennzeichnet waren, wenn log G'max = 5,0 ist. max
Somit zeigte das Paselli SA2 -Maltodextrin des Standes der Technik im Vergleich zu einem erfindungsgemäß bevorzugten Stärkegemisch nachteiligerweise rheologische Eigenschaften, die in Abhängigkeit von der Temperatur, bei der die anfängliche Dispersion hergestellt worden ist, signifikant variierten.

Beispiel 2 (Vergleich)

Zum Vergleich wurden zwei sehr fettarme Brotaufstrichformulierungen, die Stärken des Standes der Technik enthielten, wie folgt hergestellt:

Bestandteile Gew.-% im Produkt

¹ Instant N-Oil -II-Stärke ist eine Stärke mit rheologischen Eigenschaften, die durch einen G'max-Halbwert bei 7650 Sekunden gekennzeichnet sind, wenn log G'max = 5,0 (vgl. Fig. 2), geliefert von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, NJ.
¹ Paselli SA2 OR ist eine modifizierte Nahrungsmittelstärke mit einem G'max-Hälbwert bei etwa 7700 Sekunden, wenn log G'max = 5,0, geliefert von Aveba, Holland.
³ Kaomel ist ein hydriertes pflanzliches Öl (Soja/Baumwollsamen), geliefert von Van den Bergh Foods, Joliet, III.
Instant-N-Oil -II-Stärke wurde in kaltem Wasser dispergiert und unter Rühren in einem Tank auf 80ºC bis zum vollständigen Dispergieren der -Stärke erhitzt. Gelatine, Buttermilchpulver, Kahumsorbat und β-Karotin wurden zum Lösen zugefügt. Dann wurde die Lösung auf 6000 abgekühlt.
Milchsäure wurde zur Erzielung eines pH-Wertes von 5,0 zugefügt, dann wurde geschmolzenes Kaomel -Pflanzenöl zu der noch auf 60ºC gehaltenen Mischung zugefügt. Die Zusammensetzung wurde dann zum Homogenisieren bei 100 bar durch einen Homogenisator geleitet. Die homogenisierte Zusammensetzung wurde 3 Minuten bei 80ºC pasteurisiert. Dann wurde die pasteurisierte Zusammensetzung durch einen Kratzwärmetauscher geleitet und auf 5 bis 10ºC abgekühlt. Die Zusammensetzung wurde in Becher gefüllt und bei 55ºC gelagert.
Die Paselli SA2 -Maltodextrin enthaltende Zusammensetzung wurde wie oben beschrieben hergestellt.
Bezüglich Textur, Mund efühl und Aroma wurde festgestellt, daß sich die Paselli SA2 -Maltodextrin- und Instant N-Oil -II- Stärken enthaltenden Formulierungen glatt verstrichen, jedoch ein dickes pastiges Mundgefühl und ein starkes Nebenaroma aus der Stärke aufwiesen.

Beispiel 3

Eine Zusammensetzung wurde unter Verwendung von 12 Gew.-% Stärke 78:0323 gemäß dem Verfahren von Beispiel 2 hergestellt, wobei jedoch die Stärkedispersion statt auf 80ºC auf 90ºC erhitzt wurde. Diese Stärke ist eine Stärke mit rheologischen Eigenschaften, die durch einen log G'max von 5,0 bei einem Feststoffgehalt von 16 % und einem G'max-Halbwert bei 4750 Sekunden gekennzeichnet sind. Die Stärke war von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, NJ, bezogen worden.
Es wurde festgestellt, daß die Formulierung auf 78: 0323-Stärkebasis schneller als Paselli SA2 -Maltodextrin und Instant N- Oil -II-Stärke erstarrte, jedoch eine unerwünscht spröde Verstreichtextur aufwies.

Beispiel 4

Eine Formulierung wurde wie in Beispiel 2 beschrieben unter Verwendung einer modifizierten Maltodextrinstärke 6110:97-2 bei einem Gehalt von 10 Gew.-% hergestellt, wobei jedoch die Stärkedispersion 10 Minuten auf 8500 erhitzt und 1,0 Gew.-% Salz anstelle von 0,7 Gew.-% Salz verwendet wurden.
Das Stärkegemisch 6110:97-2 ist ein Gemisch modifizierter Nahrungsmittelstärken mit rheologischen Eigenschaften, gekennzeichnet durch einen log G'max von 5,0 nach vollständiger Dispersion in Wasser bei einem Stärkefeststoffgehalt von 17,2 % und einem G'max-Halbwert bei 6467 Sekunden nach anfänglicher Dispersion in Wasser bei 25ºC; es wurde von National Starch and Ohemical Company, Bridgewate.r, NJ; bezogen.
Die Formulierung des 6110:97-2-Stärkegemisches hatte weniger Nebenaroma, ein glatteres Mundgefühl und eine schnellere Erstarrungszeit als die Paselli SA2 -Stärke und Instant N-Oil II-Stärke enthaltenden Formulierungen von Beispiel 2. Es wurde auch festgestellt, daß die 6110:97-2 enthaltende Formulierung eine glattere Textur und weniger Nebenaroma hatte als die 78:0323-Stärke enthaltende Formulierung (Beispiel 3).

Beispiel 5

Die folgenden Zusammensetzungen mit einem Gehalt von 6110:97-3- Stärke von 8,5 und 10 Gew.-% wurden wie im obigen Beispiel 2 beschrieben hergestellt:
¹ Kaomax ist ein hydriertes pflanzliches Öl (Soja/Baumwollsamen), geliefert von Van den Bergh Foods, Joliet, I11.
Stärke 6110-97-3 ist ein modifiziertes Gemisch von Nahrungsmittelstärken mit rheologischen Eigenschaften, gekennzeichnet durch einen G'max-Halbwert bei 5285 Sekunden, wenn log G'max 5,0 ist, und bezogen von National Starch and Chemical Company, Bridgewater, N.J.
Die 8,5 % 6110:97-3-Stärke enthaltende Probe erstarrte, wie festgestellt wurde, schneller als andere Zusammensetzungen, die höhere Konzentrationen von Paselli -Maltodextrin, 78:0296- Stärke und 6110:97-2-Stärke enthalten. Die 6110:97L3 enthaltenden fettarmen Brotaufstriche hatten, wie festgestellt wurde, ein glattes Mundgefühl und ebensolche Textur.

Beispiel 7

Zwei Zusammensetzungen mit Konzentrationen von 12 % 78:0296- Stärke (von National Starch; 1/2 G'max bei 8950 Sekunden) und % 6110:97-2 wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt. 28,2 % Vollmilch wurden als zusätzliche Protein-, und Fettquelle anstelle der in Beispiel 2 verwendeten 2 % Buttermilchpulver und 3 % Kaomel -Fett zugefügt. Zusätzlich wurde 1,2 Gew.-% Salz anstelle von 0,7 Gew.-% Salz zur Herstellung dieser Proben verwendet.
Proben von Zusammensetzungen, die 6110:97-2- und 78: 0296-Stärken enthielten, wurden in Becher gegeben und kalt bei 5*C gelagert. In Abständen von 24 Stunden wurde 30 Tage lang eine Probe entnommen, und die Härte des Brotaufstrichs wurde unter Verwendung des Stevens LFRA -Texturanalysators ausgewertet. Die Stevens-Werte sind in der folgenden Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1 Tabelle 1 Fortsetzung
Wie in Tabelle 1 oben gezeigt, wurde festgestellt, daß die 6119:97-2-Stärke enthaltenden Proben relativ schneller erstarrten als die 78:0296-Stärke enthaltenden Proben.

Beispiel 8

Drei Zusammensetzungen mit Konzentrationen von 12 % Paselli SA2 -Maltodextrin, 12 % 78:0296-Stärke und 10 % 6110:97-2-Stärke wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, wobei in die Zusammensetzungen jedoch kein Kaomel -Pflanzenöl und Buttermilchpulver gegeben wurden. Salz lag in einer Menge von 1, Gew.-% anstelle von 0,7 Gew.-% vor.
Die Ergebnisse- einer Messung der Stärkeerstarrung zur Bestimmung der Fließspannung durch eine Oarrimed-Vorrichtung wie oben beschrieben verglich eine Probe der 12 Gew.-%igen Paselli SA2 -Maltodextrin-Formulierung (Stand der Technik) mit einer Probe der jeweiligen erfindungsgemäßen Formulierungen, die 10 % 6110:97-2 und 12 Gew.-% 78:0296 enthielten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben: Tabelle 2 Fließspannung (Pa)
Je höher der Wert der Fließspannung ist, umso höher ist die Erstarrungsgeschwindigkeit einer Probe.
Die die 6110:97-2-Stärke enthaltende Formulierung zeigte die schnellsten Stärkeerstarrungsgeschwindigkeiten. Die die 78:0296-Stärke enthaltende Formulierung zeigte ebenfalls annehmbare Stärkeerstarrungs geschwindigkeiten.
Die Paselli SA2 -Maltodextrin enthaltende Formulierung des Standes der Technik zeigte, wie gefunden wurde, selbst nach 14 Tagen nur etwa die halbe Fließspannung der erfindungsgemäßen das Stärkegemisch 6110:97-2 enthaltenden Formulierung.

Beispiel 9

Zwei Zusammensetzungen mit Konzentrationen von 8,5 Gew.-% 6110:97-2- und 8,5 Gew.-% 6110:97-3-Stärke wurden wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, wobei jedoch hydriertes Kaomax -Pflanzenöl anstelle des hydrierten Kaomel -Pflanzenöls verwendet wurde. Ferner enthielten die Proben keine Buttermilch, und 1,5 Gew.-% Salz anstelle von 0,7 Gew.-% Salz wurden zugefügt.
Proben der Zusammensetzungen wurden entnommen und unter Verwendung des Stevens LFRA -Texturanalysators wie in Beispiel 7 beschrieben ausgewertet. Die Stevens-Werte sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben: Tabelle 3 - Stevens-Werte
In der obigen Tabelle 3 ist festgehalten, daß die 6110:97-3- Stärke enthaltenden Zusammensetzungen relativ schneller als die 6110:97-2-Stärke enthaltende Zusammensetzung gelierten.

Claims

1. Eßbare plastische Dispersion, die keine kontinuierliche Fettphase aufweist und mindestens zwei kondensierte Phasen einschließt, von denen mindestens eine kontinuierlich ist, welche Dispersion umfaßt:

(a) 0,1 bis 99 Gew.-% einer ersten gelbildenden Zusammensetzung, die das 1- bis 8-fache der kritischen Konzentration eines Geliermittels, ausgewählt der aus der Gelatine, kappa-oarrageenan, iota-Carrageenan, Alginat, Agar, Gellan, Pektin, Furcelleran, Johannisbrotgummi, Xanthangummi, Guargummi und Mischungen davon bestehenden Gruppe, enthält, und

(b) 1 bis 99,9 Gew.-% einer zweiten gelbildenden Zusammensetzung, die das 1- bis 8-fache der kritischen Konzentrationen einer gelierenden Stärke mit einer rheologischen Eigenschaft in einer wäßrigen Dispersion enthält, gekennzeichnet durch einen log einhalb G'max-Wert bei nicht mehr als etwa 7250 Sekunden bei Herstellung in einer Konzentration, um einen log G'max-Wert von 5,0 bei 11*C bei 15 000 Sekunden zu ergeben, mit der Maßgabe, daß -die wäßrige Dispersion der gelierenden Stärke anfänglich bei 0 bis 40ºC hergestellt ist.

2. Eßbare plastische Dispersion nach Anspruch 1, in der die gelierende Stärke einen G'max-Halbwert bei 4000 bis 7000 Sekunden aufweist.

3. Eßbare plastische Dispersion nach Anspruch 2, in der die gelierende Stärke einen G'max-Halbwert bei 5500 bis 6500 Sekunden aufweist.

4. Eßbare plastische Dispersion nach Anspruch 1, in der das Geliermittel Gelatine ist.

5. Eßbare Dispersion nach Anspruch 1, die ferner ein Molkereifett umfaßt, ausgewählt aus der Gruppe von Vollmilch, halbentrahmter Milch, Magermilch, Kulturbuttermilch, Buttermilchpulver, Magermilchpulver, Joghurt, Quark, Frischkäse, Hüttenkäse, Molkepulver, Butter und Mischungen davon&sub6;

6. Eßbare Dispersion nach Anspruch 1, die ferner ein Verdikkungsmittel umfaßt.

7 Eßbare Dispersion nach Anspruch 1, die nicht mehr als 20 Gew.-% eines Fettes umfaßt.

8. Eßbare Dispersion nach Anspruch 7, die nicht mehr als 10 Gew.-% eines Fettes umfaßt.

9. Eßbare Dispersion nach Anspruch 8, die nicht mehr als 4 Gew.-% umfaßt.

10. Eßbare plastische Dispersion nach Anspruch 9, die nicht mehr als 0,2 Gew.-% eines Fettes umfaßt.