DE69625180T2 - Hydrokolloide enthaltende, expandierte Nahrungs- und Futtermittel und Verfahren zur Herstellung derselben - Google Patents

Hydrokolloide enthaltende, expandierte Nahrungs- und Futtermittel und Verfahren zur Herstellung derselben

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Nahrungsmittel für den menschlichen und tierischen Verzehr, das durch Kochextrusion hergestellt ist, und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
  • Die Herstellung von Nahrungsmittelprodukten für den menschlichen und tierischen Verzehr durch Kochextrusion ist schon bekannt. Das Problem hierbei ist, dass, wenn ein Produkt mit anderen Eigenschaften wie Dichte, Wasserabsorption, Größe und Feinstoffanteil benötigt wird, die einzige Möglichkeit, das zu erreichen, darin liegt, die Bedingungen des Herstellungsverfahrens, wie den Extrudertyp und das Schneckenprofil, erheblich zu verändern. Eine solche Lösung erfordert große Investitionen von Zeit und Geld und ist daher nicht realistisch. Das Patent FR 2500724 betrifft ein Tiertrockenfutter, welches eine Bindemittelkomponente enthält, die ausgewählt ist aus der aus iota-Carrageenan, kappa-Carrageenan, Johannisbrotkernmehl und Xanthanen bestehenden Gruppe: Der Grund, aus dem Hydrokolloide in diesem System anwesend sind, liegt darin, trockene Partikel in ein Agglomerat zu binden, doch das Verfahren ist nur ein Extrusionssystem und kein Kochextrusionsverfahren. Das erhaltene Produkt ist nicht expandiert und verfügt über eine Dichte zwischen 1.9 und 2.1. Das in diesem Patent beschriebene Verfahren erreicht nur eine Haftfunktion, ohne die Möglichkeit, das erhaltene Produkt zu variieren.
  • Das US Patent 5,260,078 betrifft ein expandiertes Nahrungsmittelprodukt, welches hergestellt wird durch die Vermischung von Weizenmehl, Wasser und einer oberflächenaktiven Substanz, um einen Teig herzustellen, der extrudiert wird, um ein expandiertes Nahrungsmittelprodukt herzustellen. Laut dieser Erfindung wird kein Hydrokolloid, sondern ein Emulgator benutzt.
  • Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Möglichkeit zu haben, ein Nahrungsmittelprodukt zum menschlichen und tierischen Verzehr durch Kochextrusion herzustellen, das einen weiten Bereich an physikalischen Eigenschaften aufweist, ohne die Parameter des Prozesses maßgeblich zu verändern, und dabei die industrielle Effizienz der Produktion zu erhalten.
  • Die Erfindung betrifft ein Nahrungsmittelprodukt für den menschlichen und tierischen Verzehr, das durch Kochextrusion hergestellt ist, wobei das genannte Produkt expandiert ist, zwischen 0,1 und 3% eines Hydrokolloids oder einer Mischung daraus enthält und eine Dichte zwischen 100 und 1200 g/l aufweist.
  • Die Anwesenheit eines Hydrokolloids erlaubt die Steuerung der Dichte des Produkts am Ausgang des Kochextruders in einer Größenordnung von 15-20% und eine Kontrolle der Feinstoffe in einer Größenordnung von 20-35%: Die Vergleichsbasis ist dasselbe Produkt, hergestellt durch Kochextrusion, aber ohne die Zugabe der oben erwähnten Hydrokolloide. Die Hydrokolloide können weiterhin die Wasserabsorption erhöhen oder verringern and erzielen für den Betrachter ein uniformes visuelles Erscheinungsbild. Die Oberfläche des Endprodukts ist glatt, und die Haltbarkeit bei Lagerung bei Umgebungsbedingungen überschreitet zwei Jahre ohne bemerkbare Änderungen (keine Rißbildung oder Ausflockung).
  • Die Arten von Produkten, welche die Erfindung betrifft, beinhalten:
  • - Frühstückscerealien und Snack-Nahrungsmittel. Diese basieren auf Gerste, Mais, Hafer und Weizen: Entweder ganzkörnig, gemahlen (Schrotmehl, Gries, Mehl) oder nur spezielle Anteile des Getreides (Keime), und können Zutaten enthalten wie verschiedene Zucker, Malz, Fette, Früchte, Nüsse, Hülsenfrüchte, Molkereiprodukte (Caseinat, Molke), Vitamine, Mineralien und andere.
  • - Tier- und Fischfutter (zum Beispiel schwimmendes Aalfutter). Diese basieren auf Fischmehl, Weizenmehl und Sojamehl und weisen ggf. Zutaten wie Fette, Öle und Nährstoffzusätze auf. Bei Futter für Fischfarmen ist die Kontrolle über die Dichte von zentraler Wichtigkeit, wenn es darum geht festzulegen, ob das Produkt schwimmt, im Wasser schwebt oder schnell sinkt, abhängig von den Fressgewohnheiten der speziellen Fischart.
  • - Süßigkeiten wie Lakritze oder Stangen. Diese basieren auf Weizenmehl, Maisstärke, Zuckern, Melassen, Aromen und Farbstoffen.
  • - Andere Nahrungsmittel wie z. B. extrudierter Brauhopfen.
  • Hydrokolloide sind Stoffe, welche die physikalischen Eigenschaften von Wasser in seinen verschiedenen Zuständen verändern, und umfassen:
  • - Funktionale lösliche Proteine wie Gelatine, sarkoplasmatische Stoffen wie Myosine, Albumine und andere,
  • - Gummen wie Galactomannane, Glucomannane, Exsudate und microbielle Präparationen (Xanthan, Gellan),
  • - Gele wie Seetangextrakte, pektinartige Materialien und Wurzelextrakte,
  • - Cellulosestoffe, Hemicellulosestoffe und Glucane.
  • Die Hydrokolloide sind aus einer Gruppe ausgewählt, die aus Seetangtangextrakten wie iota-Carrageenan, kappa-Carrageenan und Agar, Alginaten wie Natriumalginat und Propylenglycolalginat, Furcelleran, Cellulosederivaten wie Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Methylcellulose und Hydroxyethylcellulose, Galactomannanen oder verwandten Samengummen oder Samenextrakten, Prosopissamen-Gummi, Guar-, Tara-, Johannisbrot-Kernmehl, Sennasamen-Gummi und Tamarindengummi, microbiellen Gummen wie Xanthangummi und Gellangummi, Exsudatgummen wie Gummi arabicum, Karayagummi, Traganth, Ghattigummi, Glucomannan, Konjak, Zellwandpolysaccharid, Pektin, Protopektin und Pectat besteht.
  • Die Menge an Hydrokolloid in dem Produkt liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 1,5%. Alle Prozentangaben sind in Gewicht (Trockenbasis) angegeben, sofern nichts anderes angegeben ist.
  • Produkte, die normalerweise bei oder gleich nach dem Durchlaufen einer Formdüse oder eines anderen Gerätes zur Formgebung expandieren, erfahren Veränderungen in den Oberflächenspannungseigenschaften der Gasblase. Das ändert auf positive Weise das Ausmaß, bis zu dem die Blase sich ausdehnen kann, bevor die Zwischenwand teilweise zusammenbricht, um Porosität zu schaffen, während die plastische Phase des Extrudates erhärtet. Das beeinflusst in besonderem Maße die Längs- und in geringerem Maße die Radial-Expansion des Artikels, um Dichteänderungen zu erzeugen.
  • Zusätzlich führen die Koaleszenzveränderungen zu einer feineren Struktur, als sie sonst bei solchen Dichten auftritt. Zusammen mit den Modifikationen der internen Textur der kontinuierlichen Phase des Endproduktes führt dies zu Änderungen der Elastizität und der Kohäasion. Das detaillierte Aussehen wird ebenfalls beeinflusst.
  • Die Produkte verfügen daher über eine größere Widerstandfähigkeit gegenüber physikalischen Schäden bei der nachfolgenden Behandlung, ohne übermäßig härter zu werden. Ebenso können Nahrungsmittelprodukte mit veränderten Verzehr-Eigenschaften wie Kohäsion, Elastizität, Brüchigkeit und interne Struktur hergestellt werden.
  • Die Oberflächeneigenschaften des Produkts können durch die Zugabe von Hydrokolloiden ebenfalls verbessert werden. Dies beeinflusst die Fließeigenschaften, erleichtert die Beschichtung oder ein späteres Anfeuchten.
  • Diese Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Herstellung des oben beschrieben Produkts, bei dem eine wäßrige Phase, die ein Hydrokolloid oder eine Mischung davon umfaßt, hergestellt wird und in einem Kochextruder den Produktbestandteilen und dem Wasser zugesetzt und damit vermischt wird, wobei die genannte Mischung erhitzt wird und das Produkt extrudiert wird, wobei das Produkt auf einen Wassergehalt von 2 bis 10% getrocknet wurde. Der Wassergehalt am Ausgang des Extruders liegt vorzugsweise zwischen 15 und 25%, vorzugsweise zwischen 22 und 25%.
  • Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung des konzentrierten Hydrokolloids. Diese Lösung muss konzentriert sein, weil überschüssiges freies Wasser die Leistung des Kochextruders negativ beeinflusst. Lösungen werden typisch mit Endkonzentrationen zwischen 0,5 und 15%, vorzugsweise zwischen 5 und 10%, hergestellt. Genauere Angaben zur Herstellung dieser Lösungen werden in den Beispielen gemacht. Dieser Schritt ist entscheidend für die Erfindung, weil die Hydrokolloide in ihrem hydratisierten und reaktiven Zustand sind.
  • Im Stand der Technik wurden diese Materialien in der Kochextrusion in Erwägung gezogen, aber bis heute hat man sie nicht in ihrem hydratisierten und reaktiven Zustand verwendet. Das ist verständlich, wenn man das begrenzt verfügbare Lösungsmittel in typischen Rezepturen und die großen Schwierigkeiten, die bei der Herstellung und dem Umgang mit stark konzentrierten Hydrokolloiden auftreten, betrachtet. Der Prozess der Kochextrusion erfolgt jedoch in einer relativ trockenen Umgebung und in einem relativ kurzen Zeitrahmen. Die Resultate des Standes der Technik sind zu vernachlässigen, inkonsistent und uneffektiv.
  • Manche Hydrokolloide lösen sich nicht richtig, sondern quellen und saugen sich voll, oft auf der Zellebene. Solche Zubereitungen werden als aktivierte wässrige Dispersionen bezeichnet: für den Laien ähneln sie und verhalten sie sich jedoch wie Lösungen, obwohl mikroskopische Kolloidpartikel anwesend sein können.
  • Die vermischten Komponenten des Produkt sind die schon oben in Verbindung mit dem Produkt erwähnten. In der wässrigen Phase, die das Hydrokolloid enthält, ist es auch möglich, andere Komponenten aufzulösen, wie zum Beispiel Innereien, Fleisch-Nebenprodukte, Farbstoffe, Aromen und wasserlösliche Vitamine.
  • Die Produktkomponenten werden entweder in der wässrigen Phase oder im Trockenzustand hinzugefügt. Wenn sie in der wässrigen Phase hinzugefügt werden sollen, werden die Produktkomponenten mit Wasser und Dampf vorbehandelt und in den Kochextruder eingegeben. Sollen sie im Trockenzustand hinzugefügt werden, werden die Produktkomponenten direkt in den Kochextruder gegeben und die Zugabe von Wasser und Dampf geschieht im genannten Kochextruder.
  • Es werden Standardrezepturen für Kochextrusionsprodukte angewendet, gemäß veröffentlichten Daten und Prozessen. Die Feuchtigkeit der Hydrokolloidlösung ersetzt jedoch das gesamte oder einen Teil des normalerweise hinzugefügten Wassers, oder anderer auf Wasser basierender Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Maissirup.
  • Bestimmte Hydrokolloide benötigen ein Gegenion, um die Verbindungszonenbildung und somit eine rheologische Modifikation, Viskosität oder Gelbildung zu bewirken. In diesen Fällen werden die Gegenionen der Standardrezeptur hinzugefügt. Beispiele sind Calcium für iota-Carrageenan, Pektin mit geringem Methoxygehalt, Gellan oder Alginat und Kalium für kappa-Carrageenan oder Gellan.
  • Das Hydrokolloid wird in die Mischkammer des Kochextruders dosiert. Die Position der Zugabe ist weniger kritisch, und kann am Vorkonditionierapparat, in jeder der Zylinderzonen oder bei der Formdüse geschehen, je nach dem erwünschen Effekt. Die Zugabe geschieht vorzugsweise am Extrudereingang, um Einfluss auf die Energie/den Durchsatz zu nehmen, oder nahe der Formdüse für einen Einfluss auf die Dichte.
  • Das Hydrokolloid wird als wäßrige Lösung bei einem Hydrokolloid-Gesamtanteil zwischen 0,1 und 3% der Formulierung auf Trockengewichtsbasis zugegeben. Der niedrige Prozentsatz, bei dem die Effekte erzielt werden, ist das Resultat der Form, in der das Hydrokolloid zugegeben wird. Welche speziellen strukturellen und andere funktionalen Aspekte erhalten werden, hängt direkt von der Art und der Quelle des speziellen gewählten Hydrokolloids ab.
  • Die Erhitzung im Kochextruder findet bei einer Temperatur zwischen 120 und 180ºC statt. Die Dauer der Erhitzung liegt zwischen 20 Sekunden und 3 Minuten. Der verwendete Kochextruder kann ein Ein- oder ein Doppel-Schneckenextruder sein.
  • Der durch die Zugabe des konzentrierten Hydrokolloids erzielte Effekt ist die Modifikation der strukturellen Verformungseigenschaften. Das beeinflusst den Bedarf an spezifischer mechanischer und spezifischer thermischer Energie. Es führt zu großen Veränderungen der rheologischen Eigenschaften des Produkts im Zylinder, je nach dem verwendetem Hydrokolloid, jedoch bei relativ niedrigem Hydrokolloidgehalt in der Gesamtrezeptur.
  • Die resultierenden Änderungen in der Arbeitsleistung erlauben Verbesserungen bei der Aufenthaltszeit, was erhöhte Einspeis- und Durchsatzraten ermöglicht. Zusätzlich kann die Abnutzung an den Teilen des Kochextruders (Zylinderauskleidung, Schneckenelementen) reduziert werden, wodurch die Ausrüstung länger hälz. Das ist generell ein Resultat von Energieeinsparungen.
  • Eine weitere wichtige Eigenschaft des erfindungsgemäßen Produkts ist die Möglichkeit, die Wasserabsorptions- und die Wasserlöslichkeitseigenschaften zu beeinflussen. Diese beeinflussen viele Faktoren, einschließlich der folgenden:
  • - Auflösungszeit von Trockenmischungen für Getränke,
  • - Grad und Dauer der Milchaufsaugung von Frühstückscerealien,
  • - Aufweichgeschwindigkeit im Mund (Aufsaugung von Speichelflüssigkeit),
  • - Saucenabsorption von trockenem Tierfutter,
  • - Schwebe-/Sink-Eigenschaften von Fischfutter (und Ködern),
  • - Grad, Zeitverkürzung und Einfachheit der Anwendung von Überzügen bei Süßwaren,
  • - Kontrolle über die Fermentierungsgeschwindigkeit von Kochextruderprodukten.
  • Es werden nachfolgend die Produktkenngrößen angegeben, und wie sie zu messen sind: Alle in den Beispielen angegebenen Resultate werden mit einem Vergleichsprodukt oder einer Kontrolle ohne Hydrokolloide verglichen, wobei alle anderen Parameter beibehalten werden. Der Hydrokolloidgehalt wird mittels der folgenden qualitativen Testmethode gemessen: Flint F. O., 1990, "Microtechnique for the identification of Food Hydrokolloids", Analyst, 115, 61-63.
    • Dichte
  • Die in der Spezifikation angegebene Dichte ist das Schüttgewicht, welches der Masse von Kroketten pro Volumeneinheit entspricht. Es wurde gemessen, indem man die Masse von Kroketten, die in einem einen Liter fassenden Plastikzylinder enthalten sind, wiegt (g/l).
    • Produktdicke
  • Am Extruderausgang ermöglicht die Produktdicke eine Messung bei einer bestimmten Schnittgeschwindigkeit: Eine Erhöhung der Produktdicke bedeutet, dass die Produktivität verbessert wird.
    • Extrusionskraft
  • Diese ist die Kraft des Motors, der benutzt wird, um die Extrusionsschnecken anzutreiben. Die SME (specific mechanical energy) hat die gleiche Bedeutung, aber pro kg des Produkt im Extruder. Eine Reduzierung der Extusionskraft bedeutet, dass man mit Hydrokolloiden weniger Energie verbraucht als ohne, bei Erreichen der gleichen Produktleistung.
    • Zum Zerbrechen benötigte Energie
  • Diese ist die maximale benötigte Kraft, um die erhaltenen Stücke zu Zerbrechen. Diese Messung wird mit einem Instron- Apparat vorgenommen.
    • Wasserabsorptionsindex/Wasserlöslichkeitsindex
  • Dieser physikalische Test bestimmt die Menge an Wasser, die das Produkt absorbiert, wenn es mit Überschusswasser in Kontakt ist und die Menge einer trockenen Probe (WAI), die in der Wasserschicht nach dem Zentrifugieren gelöst ist (WSI). Diese Parameter geben Informationen darüber, wie sich das Produkt verhält, wenn es in Kontakt mit einer Flüssigkeit, wie Sauce, kommt.
    • Extrudergegendruck
  • Dieser ist ein Maß für den Druck zwischen den Schnecken und dem Motor, der sie antreibt. Eine Reduzierung dieses Drucks erlaubt eine Erhöhung des Outputs.
    • Stücke/kg des fertigen Produkts
  • Das ist ein Maß für die Anzahl von Stücken pro kg des Produktes, wobei genannte Stücke die gleiche Größe haben.
  • Die Erfindung wird außerdem in den folgenden Beispielen beschrieben.
    • BEISPIEL 1 Basisvormischung des Extrudates
  • Vollmais 50%
  • Tierisches Eiweiß 30
  • Maisgluten (60% Eiweiß) 12
  • Sojabohnen (44% Eiweiß) 06
  • Natriumchlorid 02
  • Gesamt 100
  • Die Basis wurde als Trockenmischung hergestellt.
    • Hydrokolloidlösung
  • Wasser 93%
  • Iota-Carrageenan 07
  • Gesamt 100
  • Das Hydrokolloid iota-Carrageenan wurde zu kräftig gerührtem Wasser von 950C (das zuvor gekocht wurde, um temporäre Härte zu entfernen) gegeben, und die Mischung wurde weitere 2 Minuten kräftig gerührt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 13.6 kg/Minute über einen Vorkonditionierer in einen Wenger-Einschneckenkochextruder eingespeist, der bei einer Schneckengeschwindigkeit von 400 U/min betrieben wurde. Ein Wenger-Schneider mit 6 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Extrudierte Stücke wurden durch einen Fördertrockner geführt, um eine Feuchtigkeit von &% zu erhalten.
  • (An dieser Stelle müssen wir noch das Zugabeverhältnis zwischen der Basis und der Lösung, sowie die Extrusionstemperatur und die Extrusionsdauer angeben. Dies gilt ebenso für die anderen Beispiele).
  • Um den Effekt auf die Dichte zu bestimmen, wurde das Hydrokolloid in verschiedenen Dosierungen und an verschieden Positionen im Kochextrusionsprozess zugegeben.
  • Die Auswirkungen auf die benötigte Energie nach Hydrokolloiddosierung wurden wie folgt bestimmt:
  • Um die Neigung der extrudierten Stücke, während der späteren Verarbeitung oder beim Transport Feinstoffe zu generieren, einzuschätzen, wurden die Stücke in einer Plastikschachtel mit Stahlkugeln nach Standardprozedur geschüttelt, und der Prozentsatz an Feinstoffen wurde durch Sieben gemessen. Feinstoffe sind hier Partikel mit einer Größe unter 1 mm.
  • Probe / Feinstoffe (%)
  • Kontrollmessung 4.8
  • 0.2% Hydrokolloidgehalt 3.6
  • Das letzte Resultat ist der Durchschnitt von drei verschiedenen Messungen.
    • BEISPIEL 2 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Natriumalginat mit hohem Guluronsäureanteil 05
  • Gesamt 100
  • Das Wasser wurde auf 90-95ºC erhitzt und dann mit einem Mixer gerührt, um einen Strudel mit steilen Seiten zu erzeugen. Das Hydrokolloidalginat wurde langsam auf die Wand des Strudels gestreut. Das Rühren wurde für 30 Minuten fortgesetzt und die Temperatur des Lösung wurde auf 70ºC eingestellt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Der Basis wurde auf einem Niveau Calciumsulfat hinzugefügt, das 0.14 mal der Hydrokolloidkonzentration im Endprodukt entspricht. Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Die Extrusionskraft wurde um 24% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 21% reduziert.
  • Die Dichte wurde um 18% reduziert.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 18% erhöht.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 28% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 23% reduziert.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 8% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 7% reduziert.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 4% reduziert.
    • Beispiel 3 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Propylenglycolalginat 05%
  • Gesamt 100%
  • Das Wasser wurde auf 75-80ºC erhitzt und dann mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid Propylenglycolalginat wurde schnell auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Das Rühren wurde noch 15 Minuten fortgesetzt, und die Lösung wurde auf 70ºC gebracht.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 41% erhöht.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 36% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 33% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 18% reduziert.
  • Die Dichte wurde um 12% erhöht.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 10% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 28% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 16% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 13% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 11% reduziert.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 9% reduziert.
    • Beispiel 4 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • iota-Carrageenan 05%
  • Gesamt 100%
  • Das Wasser wurde auf 95ºC erhitzt und behielt diese Temperatur während der Zugabe bei. Es wurde mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid iota- Carrageenan wurde auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Das Rühren wurde noch 2 Minuten lang fortgesetzt, und die Lösung wurde auf 80ºC gebracht.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Die Extrusionskraft wurde um 35% reduziert
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 28% reduziert.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 20% reduziert.
  • Stücke/kg des Endprodukts wurden um 19% erhöht.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 10% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 9% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 31% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 23% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 9% reduziert.
  • Stücke/kg des Endprodukts wurden um 8% erhöht.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 8% reduziert.
    • Beispiel 5 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Methylcellulose 05%
  • Gesamt 100%
  • Die Hälfte des Wassers wurde auf 60ºC erhitzt und dann mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid Methylcellulose wurde langsam in einem feinen Strahl auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Das restliche Wasser als gemahlenes Eis hinzugegeben, um eine kalte Lösung zu erreichen. Die Rührzeit betrug 2 Minuten, und die Lösung wurde bei 67ºC gepumpt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 20% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 20% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 13% reduziert.
  • Die Dichte wurde um 9% erhöht.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 7% reduziert.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 5% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 17% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 11% reduziert.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 10% reduziert.
  • Die Produktdicke wurde um 8% erhöht.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 6% reduziert.
    • Beispiel 6 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Natriumcarboxylmethylcellulose 05%
  • Gesamt 100%
  • Das Wasser wurde bei 25ºC mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid Natriumcarboxylmethylcellulose wurde auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Die Rührzeit betrug 5 Minuten und die Lösung wurde bei 25ºC gepumpt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 35% reduziert. Der Wasserabsorptionsindex wurde um 7% erhöht.
  • Die Extrusionskraft wurde um 5% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 9% reduziert
  • Die Dichte wurde um 7% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 7% erhöht.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 7% erhöht.
    • Beispiel 7 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Mikrokristallines Alphacellulosegel 05%
  • Gesamt 100%
  • Das Wasser wurde bei 18ºC mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid mikrokristallines Alphacellulosegel wurde in einem feinen Strahl auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Während des Pumpens wurde ununterbrochen gerührt, da dieses Material quillt, um eine aktivierte wässrige Dispersion zu bilden.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 24% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 21% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 6% reduziert
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 5% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Die Produktdicke wurde um 17% erhöht.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 17% reduziert.
  • Stücke/kg des Endprodukts wurden um 13% erhöht.
  • Die Extrusionskraft wurde um 10% reduziert.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 5% reduziert.
    • Beispiel 8 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Prosopis-Mesquitesamen-Gummi 05%
  • Gesamt 100%
  • Das Wasser wurde bei 65ºC mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid Prosopsis- Mequitesamen-Gummi wurde in einem feinen Strahl auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Die Rührzeit betrug 5 Minuten und das Produkt wurde bei 58ºC gepumpt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Die Extrusionskraft wurde um 26% reduziert.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 25% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 22% reduziert.
  • Die Produktdicke wurde um 15% erhöht.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 5% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% des Hydrokolloids hatte die folgenden Effekte:
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 37% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 29% reduziert.
    • Beispiel 9 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95.0%
  • Propylenglycolalginat 02.5%
  • Natriumalginat mit hohem Guluronsäureanteil 02.5%
  • Gesamt 100.0%
  • Das Wasser wurde bei 85ºC mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid Propylenglycolalginat wurde auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Die Rührzeit betrug 15 Minuten. Das Hydrokolloid Natriumalginat mit hohem Guluronsäureanteil wurde in einem feinen Strahl auf die Seitenwand des Wirbels gegeben, und der Rührvorgang wurden noch 30 Minuten fortgesetzt. Das Produkt wurde bei 75ºC gepumpt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Calciumsulfat wurde der Basis zu einem Anteil zugegeben, der 0.14% der Konzentration des Natriumalginat mit hohem Guluronsäureanteil im Endprodukt entspricht. Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral- Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% der Hydrokolloidmischung hatte die folgenden Effekte:
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 28% erhöht.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 20% erhöht.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 15% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 14% reduziert.
  • Die Dichte wurde um 6% reduziert.
  • Der Wasserabsorptionsindex wurde um 5% reduziert.
  • Eine Zugabe von 0.3% der Hydrokolloidmischung hatte die folgenden Effekte:
  • Die Extrusionskraft wurde um 25% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 25% reduziert.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 19% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 15% reduziert.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 8% erhöht.
    • Beispiel 10 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95.0%
  • kappa-Carrageenan 02.5%
  • Kassiagummi 02.5%
  • Gesamt 100.0%
  • Das Wasser wurde bei 95ºC mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid kappa-Carrageenan wurde auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Die Rührzeit betrug 2 Minuten. Das Hydrokolloid Kassiagummi wurde in einem feinen Strahl auf die Seitenwand des Wirbels gegeben, und der Rührvorgang wurden noch 10 Minuten fortgesetzt. Das Produkt wurde bei 80ºC gepumpt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Kaliumchlorid wurde der Basis zu einem Anteil zugegeben, der 0.7% der kappa-Carrageenankonzentration im Endprodukt entspricht. Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% der Hydrokolloidmischung hatte die folgenden Effekte:
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 20% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 19% reduziert.
  • Die Produktdicke wurde um 9% erhöht.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 8% reduziert.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 7% reduziert.
  • Stücke/kg des eingespeisten Materials wurden um 6% erhöht.
  • Die Dichte wurde um 3% erhöht.
  • Eine Zugabe von 0.3% der Hydrokolloidmischung hatte die folgenden Effekte:
  • Die Extrusionskraft wurde um 24% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 21% reduziert.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 12% erhöht.
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 10% reduziert. Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 10% reduziert.
    • Beispiel 11 Hydrokolloidlösung
  • Wasser 95%
  • Mikrokristallines Alphacellulosegel 03%
  • Natriumcarboxymethylcellulose 02%
  • Gesamt 100%
  • Das Wasser wurde bei 25ºC mit einem Mixer gerührt, um einen steilwandigen Wirbel zu erzeugen. Das Hydrokolloid mikrokristallines Alphacellulosegel wurde auf die Seitenwand des Wirbels gegeben. Die Rührzeit betrug 2 Minuten. Das Hydrokolloid Natriumcarboxymethylcellulose wurde in einem feinen Strahl auf die Seitenwand des Wirbels gegeben, und der Rührvorgang wurden noch 5 Minuten fortgesetzt. Das Produkt wurde bei 24ºC gepumpt.
    • Probenherstellung und Resultate
  • Kontrollproben wurden auf äquivalente Feuchtigkeitszugaben hergestellt.
  • Die Basis wurde bei 16.5 kg pro Stunde in einen gleichförmig drehenden Clextral-Doppelschneckenkochextruder bei einer Schneckengeschwindigkeit von 450 U/min eingespeist. Ein Clextral-Schneider mit 2 Klingen wurde an die Formdüsenplatte angebracht. Die extrudierten Stücke wurden 8 Minuten lang bei 120ºC getrocknet und dann für 5 Minuten gekühlt.
  • Einige der Vorteile können wie folgt veranschaulicht werden:
  • Eine Zugabe von 1% der Hydrokolloidmischung hatte die folgenden Effekte:
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 30% reduziert.
  • Die Extrusionskraft wurde um 13% reduziert.
  • Der Extrusionsgegendruck wurde um 13% reduziert.
  • Der Wasserlöslichkeitsindex wurde um 11% reduziert.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 10% erhöht.
  • Die Dichte wurde um 5% erhöht.
  • Die Produktdicke wurde um 4% erhöht.
  • Eine Zugabe von 0.3% der Hydrokolloidmischung hatte die folgenden Effekte:
  • Zerbrochene Stücke (< 1 mm nach dem Test zur Generierung von Feinstoffen, siehe Beispiel 1) wurden um 44% erhöht.
  • Die zum Zerbrechen der Stücke benötigte Energie wurde um 17% reduziert.
  • Die Produktdicke wurde um 7% erhöht.
  • Die Dichte wurde um 5% reduziert.

Claims (10)

1. Nahrungsmittelprodukt für den menschlichen oder tierischen Verzehr, das durch Kochextrusion hergestellt ist, wobei das genannte Produkt expandiert ist, zwischen 0,1 und 3% eines Hydrokolloids oder einer Mischung daraus enthält, eine Dichte zwischen 100 und 1200 g/l sowie einen Wassergehalt von 2 bis 10% aufweist und bei dem das Hydrokolloid in einem vollständig hydratisierten und reaktiven Zustand verwendet wird.
2. Nahrungsmittelprodukt nach Anspruch 1, bei dem die Menge des Hydrokolloids zwischen 0,5 und 1,5% liegt.
3. Nahrungsmittelprodukt nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Hydrokolloid aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einem Seetangextrakt wie beispielsweise iota-Carrageenan, kappa-Carrageenan und Agar, einem Alginat wie Natriumalginat und Propylenglycolalginat, Furcelleran, einem Cellulosederivat wie Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Methylcellulose und Hydroxyethylcellulose, einem Galactomannan oder verwandten Samengummi oder Samenextrakt, Prosopissamen-Gummi, Guar-, Tara-, Johannisbrot-Kernmehl, Sennasamen-Gummi, Tamarindengummi, Tamarindensamen-Gummi, einem mikrobiellen Gummi wie Xanthangummi und Gellangummi, Exsudatgummmi wie Gummi arabicum, Karayagummi, Traganth, Ghattigummi, Glucomannan, Konjak, einem Zellwandpolysaccharid, Pectin, Protopectin und Pectat.
4. Herstellung eines Nahrungsmittelprodukts nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem eine wäßrige Phase, die ein Hydrokolloid oder eine Mischung davon umfaßt, hergestellt wird und in einem Kochextruder den Produktbestandteilen und dem Wasser zugesetzt und damit vermischt wird, wobei die genannte Mischung erhitzt wird und das Produkt extrudiert wird, wobei das Produkt auf einen Wassergehalt von 2 bis 10% getrocknet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem das Erhitzen im Kochextruder bei einer Temperatur erfolgt, die zwischen 120 und 180ºC liegt.
6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 oder 5, bei dem die Extrusion innerhalb von 20 Sekunden bis 3 Minuten erfolgt.
7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Hydrokolloid aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus einem Seetangextrakt wie beispielsweise iota-Carrageenan, kappa-Carrageenan und Agar, einem Alginat wie Natriumalginat und Propylenglycolalginat, Furcelleran, einem Cellulosederivat wie Natriumcarboxymethylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose, Hydroxyethylmethylcellulose, Methyl- cellulose und Hydroxyethylcellulose, einem Galactomannan oder verwandten Samengummi oder Samenextrakt, Prosopissamen- Gummi, Guar-, Tara-, Johannisbrot-Kernmehl, Sennasamen- Gummi, Tamarindengummi, Tamarindensamen-Gummi, einem mikrobiellen Gummi wie Xanthangummi und Gellangummi, Exsudatgummmi wie Gummi arabicum, Karayagummi, Traganth, Ghattigummi, Glucomannan, Konjak, einem Zellwandpolysaccharid, Pectin, Protopectin und Pectat.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 7, bei dem der Kochextruder ein Einschnecken- oder Zweischnecken-Extruder ist.
9. Verfahren nach den Ansprüche 4 bis 8, bei dem die wäßrige Phase zwischen 0,5 und 15% Hydrokolloid enthält.
10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die wäßrige Phase zwischen 5 und 10% Hydrokolloid enthält.
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