DE69929341T2

DE69929341T2 - Calciumreative pektinzusammensetzung

Info

Publication number: DE69929341T2
Application number: DE69929341T
Authority: DE
Inventors: Finn Madsen; Stig Groven
Original assignee: Danisco AS
Current assignee: International N&H Denmark ApS
Priority date: 1998-08-14
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2006-09-07
Anticipated expiration: 2019-08-14
Also published as: GB9817805D0; EP1104249A1; US7371402B2; US20010043979A1; DK1104249T3; ATE314810T1; DE69929341D1; AU5297999A; EP1104249B1; US20030162746A1; US6528085B2; WO2000008952A1; ES2255290T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung einer Zusammensetzung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung einer Pektinzusammensetzung.
Pektin ist ein wichtiges Gut in der heutigen Industrie. Zum Bespiel kann es in der Nahrungsmittelindustrie als Verdickungs- oder Gelierungsmittel verwendet werden, wie bei der Herstellung von Marmeladen oder Fruchtsystemen für Yoghurt.
Pektin ist ein strukturelles Polysaccharid, das gewöhnlich in Form von Protopektin in Pflanzenzellwänden gefunden wird. Die Hauptkette des Pektins umfaßt α-1-4-verknüpfte Galakturonsäurereste, die unterbrochen sind mit einer kleinen Zahl von 1,2-verknüpften α-L-Rhamnose-Einheiten. Zusätzlich verfügt Pektin über stark verzweigte Bereiche mit einer annähernd alternierenden Rhamnogalacturonan-Kette. Diese stark verzweigten Bereiche beinhalten andere Zuckereinheiten (wie D-Galaktose, L-Arabinose und Xylose), die über glycosidische Verbindungen mit den C3- oder C4-Atomen der Rhamnoseeinheiten oder mit den C2- oder C3-Atomen der Galacturonsäureeinheiten. Die langen Ketten der α-1-4-verknüpften Galakturonsäurereste werden gemeinhin als „weiche" Bereiche bezeichnet, während die stark verzweigten Bereiche als „haarige Bereiche" bezeichnet werden.
Einige der Carboxylgruppen der Galakturonreste sind verestert (z.B. die Carboxylgruppen sind methyliert). Typischerweise tritt die Veresterung der Carboxylgruppen nach der Polymerisierung der Galakturonsäurereste auf. Allerdings ist es sehr selten, dass alle der Carboxylgruppen verestert werden (z.B. methyliert). Normalerweise variiert der Veresterungsgrad von 0 – 90%. Wenn mehr als 50% der Carboxylgruppen verestert sind, wird das resultierende Pektin als „hochverestertes Pektin" („HE-Pektin" abgekürzt) oder „hochmethoxyliertes Pektin" bezeichnet. Wenn weniger als 50% der Carboxylgruppe verestert sind, wird das resultierende Pektin als „niederverestertes Pektin" („LE-Pektin" abgekürzt) oder „niedermethoxyliertes Pektin" bezeichnet. Wenn 50% der Carboxylgruppe verestert sind, wird das resultierende Pektin als „mittelverestertes Pektin" („ME-Pektin abgekürzt) oder „mittelmethoxyliertes Pektin" bezeichnet. Wenn das Pektin gar keine – oder nur wenige – veresterte Gruppen enthält, wird es gewöhnlich als Pektinsäure bezeichnet.
LE-Pektine sind für eine lange Zeit für Yoghurtfrucht als ein Stabilisationsmittel verwendet worden, um eine gewisse Fließspannung und damit eine gleichmäßige Fruchtverteilung zu sichern, ohne eine zu hohe Viskosität zu erhalten. Allerdings neigen LE-Pektine dazu, ein Gel zu ausbilden, und jede Gelierung sollte verhindert werden.
Gelierung ist nachteilig für das Aussehen von vielen Nahrungsmittelprodukten und kann zu unerwünschten organoleptischen Eigenschaften führen. Die Gelierung eines Produktes kann ebenso das Pumpen eines Produkts verhindern. Das Pumpen ist eine weithin angewandte Methode um Produkte während der Herstellung und Verwendung zu handhaben, so dass die Pumpfähigkeit eine Anforderung für viele Anwendungen ist, wie z.B. die Yoghurtfruchtanwendung.
Im Stand der Technik wurde versucht, die oben genannten Probleme zu übenwinden. Im Stand der Technik wurden „vorgelierte" Systeme bereit gestellt, die, obwohl sie einige der oben genannten Probleme überwinden mögen, ein Produkt hervorbringen, das körnig ist mit einer trüben Erscheinung. Weiterhin haben solche vorgelierten Produkte eine starke Neigung zu Synärese.
Die vorliegende Erfindung zielt auf die Überwindung der Probleme des Stands der Technik ab.
Einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung zufolge wird eine Verwendung einer Pektinzusammensetzung bereit gestellt, um eine wässrige Zusammensetzung herzustellen, die hohe Fließspannungseigenschaften ohne wesentliche Gelierung aufweist, wobei die Pektinzusammensetzung wenigstens eine Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, umfasst, wobei die Pektinzusammensetzung fähig ist, der wässrigen Zusammensetzung eine hohe Fließspannungseigenschaften zu verleihen, ohne eine wesentliche Gelierung der wässrigen Zusammensetzung zu verursachen.
Die vorliegende Erfindung ist im Gegensatz zu vorgelierten Systemen aus dem Stand der Technik vorteilhaft darin, dass sie eine wässrige Zusammensetzung bereit stellen kann, die glatt ist und glänzend in ihrer Erscheinung, ohne dass sie Synärese aufzeigt.
Der Begriff „Pektin" umfaßt Pektinfraktionen, eine oder mehrere Verbindungen aus der Klasse von Verbindungen, die als Pektine bekannt sind, und deren Derivate.
Der Begriff „deren Derivate" umfaßt derivatisiertes Pektin und abgebautes Pektin (wie z.B. teilweise abgebautes Pektin) und modifiziertes Pektin.
Der Begriff „Population von Pektin, das calciumsensitiv ist" bezeichnet eine Population von Pektin, dessen Calciumsensitivitätsindex (CF) nicht gleich 1 ist. Ein Protokoll zur Bestimmung von Calciumsensitivität kann auf Seite 57 der WO-A-97/03574 gefunden werden. Zur Erleichterung der Bezugnahme wurde das Protokoll am Ende des Beispielabschnitts (infra) als Protokoll 1 wiedergegeben.
Bevorzugt hat die Population von Pektin einen CF von größer als 1,2. Besonders bevorzugt hat die Population von Pektin einen CF von größer als 5. Noch bevorzugter hat die Population von Pektin einen CF von größer als 15.
Bevorzugt hat die Pektinzusammensetzung einen CF von größer als 1,2. Besonders bevorzugt hat die Pektinzusammensetzung einen CF von größer als 5. Noch bevorzugter hat die Pektinzusammensetzung einen CF von größer als 15.
In der vorliegenden Spezifikation bezeichnet der Begriff „eine hohe Fließspannung aufweisen", dass die Fließspannung der wässrigen Zusammensetzung, gemessen gemäß Protokoll II, wenigstens 1,0 Pa beträgt. Protokoll II ist am Ende des Beispielabschnitts (infra) wiedergegeben.
Bevorzugt ist die Fließspannung der wässrigen Zusammensetzung größer als 3,0 Pa. Besonders bevorzugt ist die Fließspannung der wässrigen Zusammensetzung größer als 5,0 Pa.
In der vorliegenden Spezifikation bezeichnet der Begriff „ohne wesentliche Gelierung", dass die maximale Viskosität einer standardisierten wässrigen Zusammensetzung, gemessen gemäß Protokoll III, nicht größer als 500 Pa s ist. Protokoll III ist am Ende des Bespielabschnitts (infra) wiedergegeben.
Bevorzugt ist die Pektinzusammensetzung fähig, der wässrigen Zusammensetzung einen hohen Grad an Strukturviskosität zu verleihen. Ein hoher Grad an Strukturviskosität ist eine wichtige rheologische Eigenschaft in flüssigen und halb-flüssigen Systemen, um das Pumpen zu erleichtern und um ein gutes, nicht-klebriges Gefühl im Mund zu sichern.
Der Grad an Thixotropie der wässrigen Zusammensetzung kann von Anwendung zu Anwendung variiert werden. Wenn eine Stabilisierung von suspendierten Partikeln erforderlich ist, ist die wässrige Zusammensetzung bevorzugt in der Lage, nach Scherung mit geringer Thixotropie eine Struktur aufzubauen. Wenn nach der Scherung ein Grad an Fließen erforderlich ist, ist ein Grad an Thixotropie erwünscht und kann von der Pektinzusammensetzung bereit gestellt werden. Die Pektinzusammensetzung kann gemäß der vorliegenden Erfindung zur Steuerung der oben genannten rheologischen Eigenschaften verwendet werden. Diese Steuerung wird erreicht, indem man – neben anderen Dingen – den Grad der Veresterung (%DE), den Anteil an Pektinzusammensetzung, die calciumsensitiv ist (%CSP), die Calciumsensitivität der calciumsensitiven Population von Pektin (CS), das Molekulargewicht der Pektinzusammensetzung und/oder die Konzentration von Calcium in der wässrigen Zusammensetzung steuert.
Der Grad der Thixotropie, der Strukturviskosität und der Scherumkehrbarkeit können bestimmt werden, indem man ein Fließkurvenexperiment gemäß Protokoll IV durchführt. Protokoll IV ist am Ende des Bespielabschnitts (infra) wiedergegeben.
Bevorzugt hat die wässrige Zusammensetzung bei einer Scherrate von 0,1 s^–1 eine geringe Viskosität.
In der vorliegenden Spezifikation bezeichnet der Begriff „geringe Viskosität", dass, gemessen gemäß Protokoll IV, bei einer Scherrate von 0,1 s^–1 die Viskosität niedriger als 100 Pa s, bevorzugt niedriger als 80 Pa s, ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung daher die Verwendung einer Pektinzusammensetzung zur Herstellung einer wässrigen Zusammensetzung bereit, die hohe Fließspannungseigenschaften und bei einer Scherrate von 0,1 s^–1 eine geringe Viskosität aufweist, wobei die Pektinzusammensetzung wenigstens eine Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, umfasst; wobei die Pektinzusammensetzung fähig ist, einer wässrigen Zusammensetzung hohe Fließspannungseigenschaften und eine geringe Viskosität bei einer Scherrate von 0,1 s^–1 zu verleihen.
Die calciumsensitive Pektinpopulation kann eines oder mehrere unter einem niederveresterten Pektin, einem mittelveresterten Pektin oder einem hochveresterten Pektin umfassen. Bevorzugt umfasst die calciumsensitive Pektinpopulation ein hochverestertes Pektin. Bevorzugt umfasst die calciumsensitive Pektinpopulation kein niederverestertes Pektin oder kein mittelverestertes Pektin.
Bevorzugt beträgt der Grad der Veresterung der calciumsensitiven Pektinpopulation von 50 bis 90%. Besonders bevorzugt beträgt der Grad der Veresterung von 60 bis 85%. Besonders bevorzugt beträgt der Grad der Veresterung von 60 bis 80% oder 65 bis 85%. Noch bevorzugter beträgt der Grad der Veresterung von 65 bis 80%.
Der Grad der Veresterung der Gesamtpektinzusammensetzung beträgt von 50 bis 90%. Besonders bevorzugt beträgt der Grad der Veresterung beträgt von 60 bis 80% oder von 65 bis 85%. Noch bevorzugter beträgt der Grad der Veresterung von 65 bis 80%.
Ein Protokoll zur Bestimmung des Grads der Veresterung kann auf Seite 58 der WO-A-97/03574. Zur Erleichterung der Bezugnahme wurde das Protokoll am Ende des Beispielabschnitts (infra) als Protokoll V wiedergegeben.
Die Struktur des Pektins, im Besonderen der Grad der Veresterung des Pektins und der Grad der Blockstruktur, d.h. der Grad der Verteilung der Estergruppen und freien Carboxylgruppen in Blöcken, steuerrt viele der physikalischen Eigenschaften des Pektins. Modifizierung und/oder Steuerung des Veresterungsgrads kann demnach wichtig sein.
Der Veresterungsgrad und/oder Grad der Blockstruktur kann durch beliebige Verfahren modifiziert und/oder gesteuert werden. Beispiele für geeignete Verfahren sind die saure Hydrolyse, die alkalische Hydrolyse, die Verwendung anderer chemischer Entesterungsmittel oder die Verwendung von Enzymen. Geeignete Enzyme sind erhältlich aus Pflanzen oder Mikroorganismen wie Bakterien, Hefe oder Pilzen. Die Enzyme, die in dem Review von Pilnik und Voragen (Food Enzymology, Ed.: P.F.Fox, Elsevier, (1991), S.: 303–337) beschrieben werden, können angewendet werden.
Bevorzugt wird der Veresterungsgrad der Pektinzusammensetzung durch die Verwendung von Pektinmethylesterase (EC 3.1.1.11), auch als PME bezeichnet, modifiziert und/oder gesteuert. PMEs entestern HE-Pektine zu LE-Pektinen oder Pektinsäuren.
Die Verwendung von PMEs ist vorteilhaft, weil die PME-Aktivität freie Carboxylgruppen und freies Methanol liefert. Die Erhöhung der Zahl von freien Carboxylgruppen und damit die des Veresterungsgrads kann leicht durch automatische Titration überwacht werden.
Zum Beispiel wird der Veresterungsgrad der calciumsensitiven Pektinpopulation modifiziert und/oder gesteuert gemäß einem Verfahren, das in der WO 98/47391 (die die Priorität der Britischen Patentanmeldung Nr. 9708278.8 beansprucht) beschrieben wird.
Bevorzugt ist die Pektinzusammensetzung durch Fraktionierung eines Pektins oder einer Pektinzusammensetzung erhältlich oder wird so erhalten. Durch Anwendung von Fraktionierungsverfahren kann eine Pektinzusammensetzung erhalten werden, die angereichert ist mit einer oder mehreren spezifischen calciumsensitiven Pektinpopulationen.
Bevorzugt ist die Pektinzusammensetzung erhältlich oder wird erhalten, in dem man Schalen von Zitrusfrüchten, z.B. Limette und/oder Zitrone, sammelt und das Pektin nach einem Verfahren mit den folgenden Stufen extrahiert:
Extraktion

Vermischen der Schale mit Wasser in einem Verhältnis Wasser:Schale von 21:1
Einstellen des pH-Wert mit Salpetersäure auf 1,9–2,3, falls notwendig
Erhitzen für 3–6 Stunden auf eine Temperatur von 68–71 °C

Filtration
Nach der Extraktion wird die Pektinlösung filtriert.
Fällung

Verringerung der Temperatur auf 36–40°C
Einstellen des pH-Werts auf 2,6–2,9
Zugabe von Isypropyl-Alkohol bis Fällung auftritt. Typischerweise wird eine Konzentration an Isopropylalkohol von 49–58 Gew.-% benötigt.

Nachbehandlung
Nach der Fällung kann das Pektin getrocknet oder gemahlen werden.
Bevorzugt stellt die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung eine wässrige Zusammensetzung bereit.
Gemäß einem dritten Aspekt gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher eine wässrige Zusammensetzung bereit gestellt, die gemäß der Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
Die wässrige Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst eine oder mehrere andere Komponenten, wie z.B. eine oder mehrere geeignete Nahrungsmittelzutaten. Typische Nahrungsmittelzutaten beinhalten eines oder mehrere unter ein Salz, ein Protein, eine Säure – wie z.B. Zitronensäure – oder ein Zuckers – wie z.B. Sukrose, Glukose oder Invertzucker oder eine Frucht oder ein Enzym.
Die vorliegende Erfindung kann zur Herstellung von pharmazeutischen Produkten, Nahrungsmitteln und nicht-Nahrungsmitteln verwendet werden.
Typische pharmazeutische Produkte umfassen klinische Ernährungsprodukte (enternal zu verabreichende Produkte und andere flüssige Produkte)
Typische Nicht-Nahrungsmittel beinhalten Enteisungsmittel und Farben.
Der Begriff „Nahrungsmittel" kann Nahrung für menschlichen und/oder tierischen Verbrauch umfassen.
Typische Nahrungsmittel umfassen Marmeladen, Fruchtzubereitungen, Fruchtfüllungen, Ripples, Fruchtsaucen, Fruchtkompott, Molkereiprodukte (wie Milchprodukte oder Eiscreme), Feinnahrungsmittel (wie Salatdressings, Ketchup, Vinaigrettedressing und Suppen), Fleischprodukte, Geflügelprodukte, Fischprodukte und Backwaren. Das Nahrungsmittel kann ein Getränk sein. Das Getränk kann ein Trinkyoghurt, ein Fruchtsaft, ein Getränkekonzentrat oder ein Getränk auf Fruchtbasis sein.
Die vorliegende Erfindung kann bei der Herstellung eines Nahrungsmittels zur Herstellung eines Ausgangsmittel oder eines Zwischenprodukts verwendet werden.
Alternativ kann die vorliegende Erfindung zur Herstellung eines Nahrungsmittels selbst verwendet werden.
Bevorzugt umfasst die Pektinzusammensetzung basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Zusammensetzung nicht mehr als 5,0 Gew.-% einer wässrigen Zusammensetzung. Besonders be vorzugt umfasst die Pektinzusammensetzung basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Zusammensetzung nicht mehr als 0,1–1,5 Gew.-% einer wässrigen Zusammensetzung.
Bevorzugt umfasst die Pektinzusammensetzung und/oder die wässrige Zusammensetzung eines oder mehr Metallionen. Bevorzugt umfassen das eine oder die mehreren Metallionen Metallionen, die unter Ionen der Elemente der Gruppe II des Periodensystems ausgewählt sind. Besonders bevorzugt umfassen das eine oder die mehreren Metallionen wenigstens Ca²⁺-Ionen.
Bei der weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Pektinzusammensetzung und/oder die wässrige Zusammensetzung 25–300 mg Metallionen pro Gramm Pektin. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Pektinzusammensetzung und/oder die wässrige Zusammensetzung 50–150 mg Metallionen pro Gramm Pektin.
Bei einer weiteren Ausführungsform umfasst die Pektinzusammensetzung und/oder die wässrige Zusammensetzung 25–300 mg Ca²⁺-Ionen pro Gramm Pektin. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Pektinzusammensetzung und/oder die wässrige Zusammensetzung 50–150 mg Ca²⁺-Ionen pro Gramm Pektin.
Bei den obigen Ausführungsformen können die Metallionen in die Pektinzusammensetzung eingebracht werden, indem die Metallionen zu der Pektinzusammensetzung während der Herstellung zugegeben werden oder sie können nachträglich zu der trockenen Pektinzusammensetzung zugegeben werden. Bei einer Alternative können die Metallionen in die Pektinzusammensetzung eingebracht werden, indem die Metallionen zu der Pektinzusammensetzung im Beisein von Wasser zugegeben werden.
Die Metallionen können in die wässrige Zusammensetzung eingebracht werden, indem die Metallionen vor oder nach der Zuführung der Pektinzusammensetzung unmittelbar in die wässrige Zusammensetzung zugegeben werden.
Die Metallionen, bevorzugt Calcium, können als Metallionensalz hinzugefügt werden. Zum Beispiel kann das Metallion in der Citratform des Metalls, wie z.B. Calciumcitrat, hinzugefügt werden.
Ein Beispiel einer Kombination von Metallionen und Pektinzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung, um eine übereinstimmende wässrige Zusammensetzung bereit zu stellen, lautet wie folgt:

1) Ein Pektin mit einem pH-Wert von 5 wird mit Calciumcitrat gemischt.
2) Das Gemisch wird in Wasser gelöst. Unter diesen pH-Bedingungen, d.h. pH-Wert von 5, wird nur das Pektin in Lösung gehen.
3) Der pH-Wert wird auf einen Wert unter 4 verringert. Mit dem Senken des pH-Werts wird das Calciumcitrat unter Freisetzung des Calciums in Lösung gehen. Sobald das Calcium freigesetzt ist, wird es verfügbar werden, und es wird eine wässrige Zusammensetzung, die hohe Fließspannungseigenschaften ohne wesentliche Gelierung aufzeigt, erhalten.

Es ist wesentlich, dass die Pektinzusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Population von Pektin enthält, das calciumsensitiv ist. Allerdings kann die Pektinzusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung des weiteren wenigstens ein calciumunsensitives Pektin umfassen.
Bevorzugt umfasst die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 40 Gew.-% der Pektinzusammensetzung. Besonders bevorzugt umfasst die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 50 Gew.-% der Pektinzusammensetzung. Besonders bevorzugt umfasst die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 60 Gew.-% der Pektinzusammensetzung. Besonders bevorzugt umfasst die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 70 Gew.-% der Pektinzusammensetzung. Noch bevorzugter umfasst die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 80 Gew.-% der Pektinzusammensetzung.
Der Anteil der Pektinzusammensetzung, die calciumsensitiv ist, kann gemäß dem Verfahren in Protokoll VI bestimmt werden. Protokoll VI ist am Ende des Beispielabschnitts (infra) wiedergegeben.
Bevorzugt hat die Pektinzusammensetzung eine verringerte Viskosität von wenigstens 0,25 L/g. Besonders bevorzugt hat die Pektinzusammensetzung eine verringerte Viskosität von wenigstens 0,375 L/g. Noch bevorzugter hat die Pektinzusammensetzung eine verringerte Viskosität von wenigstens 0,50 L/g. Die verringerte Viskosität kann gemäß Protokoll VII bestimmt werden. Protokoll VII ist am Ende des Beispielabschnitts (infra) wiedergegeben.
In der vorliegenden Spezifikation haben wir beschrieben, dass die vorliegende Erfindung sich auf die Verwendung einer Pektinzusammensetzung bezieht. Die vorliegende Erfindung umfaßt jedoch auch die Verwendung jedes Polysaccharids, um die vorteilhaften Eigenschaften der vorliegenden Erfindung bereit zu stellen. Gemäß einem weit gefassten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung damit die Verwendung einer Polysaccharidzusammensetzung zur Herstellung einer wässrigen Zusammensetzung mit hohen Fließspannungseigenschaften ohne wesentliche Gelierung bereit, wobei die Polysaccharidzusammensetzung fähig ist, einer wässrigen Zusammensetzung hohe Fließspannungseigenschaften zu verleihen, ohne wesentliche Gelierung der wässrigen Zusammensetzung zu verursachen.
Gemäß einem weit gefassten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung alternativ die Verwendung einer Zusammensetzung zur Herstellung einer wässrigen Zusammensetzung mit hohen Fließspan nungseigenschaften ohne wesentliche Gelierung bereit, die ein Pektinisoster umfasst, wobei das Pektinisoster fähig ist, einer wässrigen Zusammensetzung hohe Fließspannungseigenschaften zu verleihen, ohne wesentliche Gelierung der wässrigen Zusammensetzung zu verursachen.
Gemäß einem weiteren weit gefassten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine Pektinzusammensetzung bereit, wobei die Pektinzusammensetzung wenigstens eine Population eines Pektins umfasst, das calciumsensitiv ist, wobei die Pektinzusammensetzung fähig ist, einer wässrigen Umgebung hohe Fließspannungseigenschaften zu verleihen, ohne wesentliche Gelierung der wässrigen Umgebung zu verursachen. Nach diesem weit gefassten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung des weiteren ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Zusammensetzung, bevorzugt eines Nahrungsmittels, bereit, bei dem man ein wässriges Medium mit einer Pektinzusammensetzung kombiniert, wobei die Pektinzusammensetzung wenigstens eine Population von Pektin umfaßt, die calciumsensitiv ist, wobei die Pektinzusammensetzung fähig ist, einer wässrigen Umgebung hohe Fließspannungseigenschaften zu verleihen, ohne wesentliche Gelierung der wässrigen Umgebung zu verursachen.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anhängenden Figuren lediglich beispielhaft beschrieben:
1 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
2 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
3 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
4 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
5 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
6 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
7 ist eine graphische Darstellung der Analyse einer Zusammensetzung
1 zeigt eine Fließspannungsmessung einer Pektinzusammensetzung für die Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren zum Messen der Fließspannung ist in Protokoll II beschrieben. Die Fließspannung wird bestimmt als die Kraft (Pa), die benötigt wird, um die Struktur zu zerstören (Punkt der maximalen Viskosität). Es wird deutlich, dass die Fließspannung recht hoch ist und die Viskosität bei dem Strukturzusammenbruch gering (500 Pa s) ist. Weiterhin wird deutlich, dass die Viskositätskurve von glockenförmiger Natur ist, was bedeutet, dass der Zusammenbruch der Struktur bei Spannungszuständen oberhalb der Fließspannung nur graduell stattfindet. Dies ist eine charakteristische Eigenschaft von Pektinzusammensetzungen, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Diese Eigenschaft bedeutet in der Praxis, dass die Pektinzusammensetzung auch bei Spannungen größer als die Fließspannung einen erheblichen Anteil ihrer Struktur und damit ihrer Stabilisierungsfähigkeit beibehält. Quantitativ ausgedrückt ist dies in Gestalt der recht hohen Viskosität und einer geringen Scherrate zu sehen, gemessen bei Spannungen etwas oberhalb der Fließspannung.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt weist die Pektinzusammensetzung der vorliegenden Erfindung bei einem Spannungswert 2 Pa oberhalb der Fließspannung eine Scherrate von nicht größer als 500 ml/s auf, wenn gemäß Protokoll II gemessen wird. Dieses Verhalten unterscheidet sich vollständig von einer glatt-gelierten und brüchigen Struktur, die typischerweise bei gelierenden Hydrokolloiden erhalten wird, deren Viskositätskurve nach Überschreiten der Fließspannungspunkts eine schnelle Reduzierung der Viskosität aufweist und deren Scherrate stark ansteigt, was einen vollständigen Verlust der Stabilisierungsfähigkeit anzeigt. Optisch werden solche Produkte als brüchige Gele bewertet. 1 kann mit 2 verglichen werden, die eine Fließspannungsmessung einer wässrigen Zusammensetzung eines niederveresterten amidierten Pektins zeigt, bei dem eine vorgelierte Struktur zur Verhinderung von Gelierung erhalten wurde. Solch eine wässrige Zusammensetzung eines niederveresterten amidierten Pektins würde typischerweise in Nahrungsmitteln Anwendung finden. Obwohl eine glockenförmige Fließspannungskurve erhalten wurde, die auf eine Stabilisierungsfähigkeit auch etwas oberhalb der Fließspannung hinweist, ist die wässrige Zusammensetzung der Zusammensetzung mit niederverestertem amidierten Pektin wegen der sehr hohen Viskosität bei der Fließspannung von Nachteil. Weiterhin ist die wässrige Zusammensetzung einer Zusammensetzung mit niederverestertem amidierten Pektin von Nachteil, da sie trüb und körnig ist.
Wenn man 1 mit 3 vergleicht, ist ersichtlich, dass die Fließspannungsgröße, die glockenförmige Viskositätskurve und die Viskosität beim Zusammenbruch der Struktur der Pektinzusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung vergleichbar ist mit dem, was erhalten wird, wenn man eine 0,7%-ige Xanthan-Zusammensetzung verwendet. 1 kann in ähnlicher Weise mit 7 verglichen werden, die die Fließspannungsmessung einer 0,8%-igen Xanthan-Zusammensetzung darstellt.
Damit stellt die Pektinzusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung eine wässrige Zusammensetzung mit hoher Fließspannung und trotzdem geringer Viskosität bereit, und darüber hinaus ist die Erscheinung der wässrigen Zusammensetzung glatt und glänzend im Gegensatz zu dem Produkt, das erhalten wird, wenn ein niederverestertes amidiertes Pektin verwendet wird.
4 ist eine graphische Darstellung der Viskosität bei verschiedenen Scherraten („Fließkurven") eines Yoghurtfrucht-Rezepts, daß gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Das Verfahren zur Messung der Fließkurven ist in Protokoll IV beschrieben. Zum Vergleich wurden Fließkurven desselben Yoghurtfrucht-Rezepts erstellt, wobei die Pektinzusammensetzung durch 0,55% niederverestertes amidiertes Pektin oder 0,7% Xanthan ersetzt wurde. Es ist ersichtlich, dass die Viskosität bei geringen Scherraten (z.B. 0,1 s^–1) bei der wässrigen Zusammensetzung mit einer Pektinzu sammensetzung, die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, geringer ist als bei der wässrigen Zusammensetzung mit niederverestertem amidierten Pektin und eher vergleichbar mit Xanthan.
Zwei wässrige Zusammensetzungen, wovon die eine eine Pektinzusammensetzung bestehend aus einer calciumsensitiven Pektinpopulation enthält und die andere eine Pektinzusammensetzung bestehend aus einer nicht-calciumsensitiven Pektinpopulation enthält, wurden hergestellt, um die Bedeutung der Anwesenheit einer calciumsensitiven Pektinpopulation zu dokumentieren. Ein hochverestertes Pektinrohmaterial wurde in zwei Pektinzusammensetzungen fraktioniert. Eine der Pektinzusammensetzungen (bezeichnet als CSP-Zusammensetzung) enthielt nahezu reines calciumsensitives Pektin (CSP), wie bestimmt gemäß dem Verfahren beschrieben in Protokoll VI. Die andere Pektinzusammensetzung (bezeichnet als NCSP-Zusammensetzung) enthielt 0% CSP (100% nichtcalciumsensitives Pektin (NCSP)). Die CSP-Zusammensetzung und NCSP-Zusammensetzung wurden auf ihre Fließspannungseigenschaften gemäß Protokoll II getestet. Eine feststehende Dosierung von jeweils 0,75% CSP und 0,75% NCSP wurde eingesetzt.
5 und 6 zeigen die erhaltenen Fließspannungswerte. Diese Figuren zeigen, dass die Anwesenheit von einer calciumsensitiven Pektinpopulation in der Pektinzusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung wesentlich ist.
Die Herstellung eines Pektins gemäß der vorliegenden Erfindung und dessen Verwendung in einer Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben.
BEISPIELE:
Herstellung des Pektins
Eine Pektinzusammensetzung zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung kann erhalten werden, in dem man Schalen von Zitrusfrüchten, zum Beispiel Limette und/oder Zitrone, sammelt und die Pektinzusammensetzung nach einem Verfahren mit folgenden Stufen extrahiert:
Extraktion

Mischen der Schale mit Wasser in einem Wasser : Schale Verhältnis von 21:1
Einstellen des pH-Werts, falls erforderlich, auf 1,9–2,3 mit Salpetersäure
Erhitzen auf eine Temperatur von 68–71 °C für 3–6 Stunden

Filtration
Nach der Extraktion wird die Lösung filtriert.
Fällung

Verringerung der Temperatur auf 36–40°C
Einstellen des pH-Werts auf 2,6–2,9
Zugabe von Isypropyl-Alkohol bis Fällung auftritt. Typischerweise ist eine Konzentration an Isopropylalkohol von 49–58% (m/m) erfoderlich.

Nachbehandlungen
Nach der Fällung kann das Pektin getrocknet und/oder gemahlen werden.
Die nach dem Verfahren erhältliche Pektinzusammensetzung wurde analysiert und ergab die folgenden Merkmale:

Veresterungsgrad (%DE) 68,1%

Trocknungsverlust 10,6%

pH-Wert 3,1

Calciumsensitivität (CF) 10,4

CSP-Gehalt 59,1
Beispiel 1 – Fruchtzubereitung mit 30% löslichen Feststoffen
Eine Fruchtzubereitung mit der Formulierung beschrieben in Tabelle 1 wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt:

1) Trockenmischen von Pektin und Zucker und Lösung des Gemischs in heißem Wasser (80–90°C) unter energischem Schütteln
2) Mischen von Frucht, Zucker und Erhitzen auf 80–90°C
3) Zugabe von 1) zu 2) unter energischem Schütteln
4) Erhitzen für einige Zeit und Zugabe von zusätzlichem Wasser zum Einstellen des Feststoffgehalts
5) Zugabe von Calciumlactat (bevorzugt als dünner Brei) bei einer Minimumtemperatur von 90°C unter Schütteln
6) Einstellen des pH-Werts auf 3,8–4,0, Einstellen des Gehalts an löslichen Feststoffen auf 30 und Zugabe von Aroma.
7) Abkühlen auf 30°C unter Schütteln
8) Abfüllen bei 30°C

Die Fruchtzubereitung hergestellt gemäß Beispiel 1 ergibt eine Fließspannung um 3 Pa, womit eine sehr gute Fruchtstücksuspension gesichert ist. Gleichzeitig besitzt die Fruchtzubereitung eine geringe Viskosität im Vergleich zu ähnlichen Formulierungen, die mit traditionellem, niederverestertem amidierten Pektin hergestellt sind, und ergibt eine Fruchtzubereitung mit guter Fließ- und Pumpfä higkeit und mit der Eigenschaft eines sehr reinen Gefühls im Mund. Diese Eigenschaften machen die Fruchtzubereitung geeignet für viele Arten von Yoghurt, wie z.B. gerührter Fruchtyoghurt, geschichtete Yoghurts und für Doppelkammer-Systeme, wie unten beschrieben.
Ein gerührter Yoghurt kann hergestellt werden, indem die Fruchtzubereitung in Yoghurt (weiße Grundlage) gemischt wird, z.B. mit einem Anteil von 10–20 Gew.-% bezogen auf den Yoghurt.
Die Fruchtzubereitung kann ebenso in einem zwei- oder mehrschichtigem Yoghurt ohne Bildung einer gelierten Schicht am Übergang Verwendung finden.
Die Fruchtzubereitung kann ebenso bei einem Doppelkammer-System (bei der die Fruchtzubereitung gegenüber der weißen Grundlage Yoghurt in einer abgetrennten Abteilung vorliegt) venrwendet werden, was eine Fruchtzubereitung mit vollständiger Fruchtstücksuspension und einem glänzenden und glatten Aussehen ergibt.
Die Fruchtzubereitung kann ebenso für verschiedene Dessertprodukte verwendet werden.
TABELLE 1

* entspricnt einem Genalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,75 Gew.-%
** NID – naturidentisch

Beispiel 2 – Fruchtzubereitung mit 50% löslichen Feststoffen
Eine Fruchtzubereitung mit der in Tabelle II beschriebenen Formulierung wurde gemäß dem in Beispiel 1 angewendeten Verfahren hergestellt. Die Fruchtzubereitung wurde wie in Beispiel 1 beschrieben in den Yoghurt eingearbeitet.
Die Fruchtzubereitung weist eine hohe Fließspannung und gute Eigenschaften zur Suspension von Fruchtstücken af. Diese Fruchtzubereitung hat ebenso eine beachtlich geringere Viskosität im Vergleich zu ähnlichen Formulierungen, die mit traditionellem, amidierten niederveresterten Pektin hergestellt sind, was zu einer guten Fließ- und Pumpfähigkeit sowie zu einem sehr reinen Gefühl im Mund führt.
Wie bereits erwähnt kann die Fruchtzubereitung bei allen Arten von Yoghurt wie z.B. gerührter Fruchtyoghurt, geschichteter Yoghurts und bei Doppelkammer-Systemen, aber auch bei anderen Desserts Verwendung finden.
TABELLE II

* entspricht einem Gehalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,75 Gew.-%
** NID - naturidentisch

Beispiel 3–10% Fruchtgetränk
Ein Fruchtgetränk mit der in Tabelle III beschriebenen Formulierung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Trockenmischen des Pektins mit Zucker
2) Lösen der Trockenmischung in Wasser bei 80°C unter energischem Schütteln für 15 Minuten
3) Zugabe von Fruchtsaft, -konzentrat oder -püree und Zugabe des übrigen Wassers
4) Einstellen des pH-Werts und Zugabe von Aroma und Konservierungsmitteln
5) Zugabe von Calciumlactat (bevorzugt als dünner Brei)
6) Hitzebehandlung des Getränks bei 80–90°C entweder in einem kontinuierlichen oder einen diskontinuierlichen System
7) Entlüften des Getränks, falls notwendig
8) Abkühlen auf die Abfülltemperatur und steriles Abfüllen

Die Viskositätsstufe, die bei diesem Fruchtgetränk erhalten wird, ist relativ gering – etwa 25 mPa s (bei einer Scherrate/Sekunde von 50) und ist vergleichbar mit einem ähnlichen Fruchtgetränk, das mit einem CMC- und Xanthangummi-Stabilisiersystem (GRINDSTED^TM JU 543 Stabiliser System erhältlich bei Danisco Ingredients, Dänemark) hergestellt, das in einer Dosis von 0,2% verwendet wird.
Auch die Fließspannung und damit der Stabilisierungseffekt für das Fruchtfleisch des auf Pektin basierenden Beispiels ist mit der auf CMC und Xanthangummi basierenden Referenz (Dosierung 0,2%) vergleichbar.
TABELLE III

* entspricht einem Gehalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,25 Gew.-%

Beispiel 4 – Fruchtgetränkkonzentrat
Fruchtsaftkonzentrat/Saftgetränk (Verdünnungsverhältnis 1:9)
Ein verdünnungsfähiges Fruchtgetränkkonzentrat mit der in Tabelle IV beschriebenen Formulierung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Trockenmischen des Pektins mit Zucker
2) Zugabe der Trockenmischung zur Wasserphase
3) Erhitzen auf 90°C für wenige Minuten unter Schütteln
4) Zugabe des Saftkonzentrat und weiteres Erhitzen für wenige Minuten
5) Zugabe von Calciumlactat (bevorzugt als dünner Brei)
6) Lösen des restlichen Zuckers bei 80°C
7) Entlüften unter Vakuum bei 80°C
8) Abkühlen auf 40°C oder weniger und Zugabe von Aroma, Konservierungs- und Trübungsmitteln
9) Fortfahren des Schüttelns bis das Produkt homogen ist
10) Abfüllen in Flaschen/Einfüllen

Vor der Konsumierung muss das Konzentrat vom Konsumenten mit Leitungswasser in einem Verhältnis von 1:9 verdünnt werden. Damit ergibt 1 Liter Konzentrat 10 Liter eines fertig trinkbaren Getränks. Das Getränk ist ein frisches und leicht säuerliches Fruchtgetränk.
Die Struktur, die in dem Getränkekonzentrat erhalten wurde, das gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des beschriebenen Pektins hergestellt ist, ist vergleichbar mit traditionellen Fruchtsaftkonzentraten/Saftgetränken, die auf Alginat-/Alginsäure als Verdickungs- und Stabilisierungsmittel in entsprechender Dosis basieren. Damit ist die Fähigkeit des auf Pektin basierenden Fruchtgetränkkonzentrats mit Wasser verdünnt zu werden vergleichbar mit der des Referenzbeispiels.
Die Verwendung des auf Pektin basierenden Fruchtgetränkkonzentrats ist auch anwendbar bei zuckerreduzierten oder zuckerfreien Formulierungen. Bei solchen Formulierungen werden Referenzprodukte mit einem auf Xanthangummi basierenden Stabilisierungssystem stabilisiert.
TABELLE IV

* entspricht einem Gehalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,2 Gew.-%

Wenn °Brix bei dem zugefügten Fruchtkonzentrat geringer ist, muss die Formulierung modifiziert werden, um den richtigen Endgehalt an löslichen Feststoffen zu erhalten.
Beispiel 5 – Vinaigrette-Dressing
Ein Vinaigrette-Dressing mit der in Tabelle V beschriebenen Formulierung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Mischen von Wasser und Pektin und Erhitzen auf 85°C
2) Wenn das Pektin gelöst ist, Abkühlen auf 30°C
3) Zugabe von Salz, Zucker und Gewürzen und Kräutern zu der Lösung
4) Zugabe von Ölphase zu der Lösung
5) Zugabe von Essig zu der Lösung
6) Mischen für ungefähr 15 Minuten
7) Zugabe von Calciumlactatbrei
8) Abfüllen

Die Formulierung aus Tabelle V wurde verglichen mit einer ähnlichen Formulierung basierend auf Xanthangummi in einer 1:1 Ersetzung.
Die erhaltenen Dressings weisen bei einer organoleptischen Bewertung die gleiche Stabilität und Erscheinung auf. Allerdings hat das mit Pektin hergestellte Dressing eine Fließspannung von 1,5 Pa im Vergleich zu der auf Xanthan basierenden Probe mit einer Fließspannung von größer als 4 Pa.
Die organoleptische Bewertung zeigt weiterhin, dass die auf Pektin basierende Probe eine sehr charakteristische Eigenschaften für das Gefühl im Mund im Hinblick auf eine weniger klebrige Struktur, eine reinere Esseigenschaft und eine bessere Entfaltung des Geschmacks im Vergleich zu der auf Xanthan basierenden Probe aufweist.
Viskositätsmessungen zeigen, dass die Viskositäten beider Proben sehr nah beieinander liegen (gemessen bei einer Scherrate/Sekunde zwischen 50 und 100)
TABELLE V
* entspricht einem Gehalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,4 Gew.-%
Beispiel 6 – Dressing
Ein Dressing mit der in Tabelle VI beschriebenen Formulierung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Mischen von Wasser, Zucker, Kaliumsorbat und Salz
2) Mischen von Pektin, Propylenglykolalginat (PGA) und Stärke mit wenig Öl und Zugabe zur Wasserphase
3) Mischen, bis alle Zutaten vollständig gelöst sind
4) Zugabe von Eigelb zu der Wasserphase
5) Zugabe von Calciumlactat zu der Wasserphase
6) Bildung einer Emulsion des verbleibenden Öls in der Wasserphase
7) Zugabe von Essig und Senf
8) Abfüllen

Das hergestellte Dressing hat einen guten Körper und gute Anhaftung und dieselbe Struktur und Stabilität wie typische kommerzielle Formulierungen
TABELLE VI

* entspricht einem Gehalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,4 Gew.-%

Beispiel 7 – Eiscreme
Eiscreme mit der in Tabelle VII beschriebenen Formulierung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Erhitzen aller flüssigen Zutaten auf ungefähr 40°C
2) Mischen von Pektin, Emulgator und Zucker
3) Mischen der Trockenmischung mit den flüssigen Zutaten
4) Pasteurisieren bei 80–85°C für 20–40 Sekunden
5) Homogenisieren bei 80°C
6) Abkühlen auf Reifetemperatur, 4°C
7) Reifung für mindestens 4 Stunden (bevorzugt über Nacht)
8) Gefrieren in einer kontinuierlichen Gefrierkammer bis zum benötigten Overrun (100% empfohlen)
9) Härten in einer Röhre bei –40°C
10) Aufbewahren bei Temperaturen unter –25°C

Die Verwendung des beschriebenen Pektin/Calcium-Systems in dem Rezept wird helfen, die Bildung von Eiskristallen in der Eiscreme während der Herstellung und während der Gefrierlagerung der Eiscreme zu verringern.
Die Eiscreme weist damit eine gute Hitzeschockbeständigkeit auf und ein trockenes und cremiges Gefühl im Mund mit reinen Esseigenschaften.
Das Abschmelzen der mit dieser Formulierung hergestellten Eiscreme ist vergleichbar mit einer Eiscreme, die mit Xanthangummi (0,18%) zubereitet wurde. Beide schmelzen relativ langsam und schmelzen im Vergleich zu kommerzieller Standardeiscreme langsamer.
Auch der „erste Tropfen" (Minuten bis die Eiscreme unter standardisierten Bedingungen zu tropfen beginnt) ist für die mit Pektin und Xanthangummi hergestellten Eiscremes sehr ähnlich.
Eine Erhöhung der Pektindosierung auf nur 0,30% ergibt eine beachtliche Verbesserung der oben genannten Eigenschaften.
TABELLE VII

* entspricht einem Gehalt an calciumsensitiver Pektinpopulation von 0,15 Gew.-%

PROTOKOLL I
CALCIUMSENSITIVITÄTSINDEX (CF)
Die Calciumsensitivität wird gemessen als die Viskosität eines Pektins, das in einer Lösung mit 57,6 mg Calcium/g Pektin gelöst ist, geteilt durch die Viskosität der exakt gleichen Menge Pektin in Lösung, aber ohne Zugabe von Calcium. Ein Calciumunsensitives Pektin hat einen CF-Wert von 1.
Eine Probe mit 4,2 g Pektin wird in 550 ml heißem Wasser unter tüchtigem Rühren gelöst. Die Lösung wird abgekühlt auf 20°C und ein pH-Wert von 1,5 wird mit 1 N HCl eingestellt. Die Pektinlösung wird bis 700 ml mit Wasser aufgefüllt und gerührt. 290 g dieser Lösung wird individuell in 2 Viskositätsgläser abgemessen. 10 ml Wasser werden zu einem dieser Gläser hinzu gegeben (Doppelbestimmungen) und 10 ml einer 250 mM CaCl₂-Lösung werden dem anderen Glas unter Rühren zugeführt.
50 ml eines Acetat-Puffers (0,5 M, pH-Wert etwa 4,6) werden beiden Viskositätsgläsern unter tüchtigem Magnetrühren zugegeben, womit der pH-Wert der Pektinlösung auf über pH 4,0 gebracht wird. Die Magnete werden entfernt und die Gläser über Nacht bei 20°C stehen gelassen. Die Viskositäten werden am folgenden Tag mit einem Brookfield-Viskosimeter gemessen. Der Calciumsensitivitätsindex berechnet sich wie folgt:
PROTOKOLL II
FLIEßSPANNUNG
Eine wässrige Zusammensetzung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Die Pektinzusammensetzung wurde in heißem Wasser (80–90°C) unter energischem Schütteln gemischt.
2) Verdünnen von konzentriertem Erdbeersaft* in einem Verhältnis von 1:6,5 mit Wasser, um einen Erdbeersaft mit einen Feststoffgehalt von 10,0% und einem Calciumgehalt von 200 ppm zu erhalten
3) Mischen des verdünnten Erdbeersafts und der Pektinzusammensetzung unter energischem Schütteln
4) Erhitzen bis zum Siedepunkt
5) Zugabe von Calciumlactat 5 H₂O, um ein Niveau Ca²⁺/Pektin von 150 mg/g zu erhalten**
6) Einstellen des pH-Werts auf 3,8–4,0
7) Einstellen des Feststoffgehalts auf 30%
8) Abkühlen auf 30°C unter Schütteln zur Gewährleistung einer wässrigen Zusammensetzung

*erhältlich von Dinter GmbH Spezifikation Gehalt an löslichen Feststoffen von 65% Calciumgehalt von ungefähr 1300 ppm Hergestellt durch Konzentration von Erdbeersaft, der durch Pressen von frischen/gefrorenen Erdbeeren erhalten wurde Brix: 64,0–66,0 Azidität: 6,0–7,8% als Zitronensäure, pH 8,1
** Dieser Gehalt an Calciumlactat wurde für hochverestertes Pektin optimiert. Der Gehalt an Calciumlactat kann variiert werden, wenn ein mittelverestertes oder ein niederverestertes Pektin in Betracht gezogen wird. Diese Optimierung kann erreicht werden, indem man eine Reihe von einfachen Experimenten mit unterschiedlichen Gehalten an Calciumlactat durchführt, um die hohen Fließspannungs-/nicht-gelbildenden Eigenschaften einer wässrigen Zusammensetzung, die eine Pektinzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthält, zu optimieren.

Die Rheologie des Erdbeersaftskonzentrats steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Menge an Calcium in dem Saftkonzentrat. Das Konzentrat kann analysiert werden und mit einer Calciumlösung, z.B. einer Calciumlactatlösung, ersetzt werden. Das vorliegende Protokoll wurde mit einer solchen Lösung wiederholt, und es wurden identische Resultate erzielt.
Die wässrige Zusammensetzung wurde bei Raumtemperatur für minimal 48 Stunden gelagert und in ein Stress-Tech-CS-Rheometer des Herstellers Rheologica Instruments AB eingebracht. Die Pektinprobe wurde so behutsam wie möglich ohne Aufrühren der Probe eingebracht.

Das Rheometer war wie folgt konfiguriert

Programm	Fließspannung („Yield Stress")
Messsystem	CC 25 (25 mm konzentrische Zylinder)
Zeit bis Gleichgewicht	900 Sekunden
Spannung	0,1429–10,00 Pa, steigend
Messzeit	300,0 Sekunden bei 60 Intervallen
Temperatur	25°C

Die Prozedur wurde, wenn notwendig, wiederholt, bis das Verhältnis von Pektinzusammensetzung zu Wasser, das erforderlich war, um eine maximale Viskosität von ungefähr 500 Pa zu erreichen, bestimmt wurde. Dieses Verhältnis liefert eine standardisierte wässrige Zusammensetzung.
Die Fließspannung einer standardisierten Pektinzusammensetzung wird dann bestimmt, indem die standardisierte wässrige Zusammensetzung, die bei Raumtemperatur für minimal 48 Stunden gelagert wurde, in ein Stress-Tech-CS-Rheometer des Herstellers Rheologica Instruments AB (so behutsam wie möglich ohne Aufrühren der Probe) eingebracht wird.

Das Rheometer war wie folgt konfiguriert

Die Fließspannung wird bestimmt als die Spannung, die die maximale Viskosität während der Spannungsviskosimetrie ergibt.
PROTOKOLL III
NICHT-GELIERUNG
Eine wässrige Zusammensetzung wurde gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.

1) Die Pektinzusammensetzung wurde in heißes Wasser (80–90°C) unter energischem Schütteln gemischt.
2) Verdünnen von konzentriertem Erdbeersaft* in einem Verhältnis von 1:6,5 mit Wasser, um einen Erdbeersaft mit einem Feststoffgehalt von 10,0% und einem Calciumgehalt von 200 ppm zu erhalten
3) Mischen des verdünnten Erdbeersafts und der Pektinzusammensetzung unter energischem Schütteln
4) Erhitzen bis zum Siedepunkt
5) Zugabe von Calciumlactat 5 H₂O, um ein Niveau Ca²⁺/Pektin von 150 mg/g zu erhalten**
6) Einstellen des pH-Werts auf 3,8–4,0
7) Einstellen des Feststoffgehalts auf 30%
8) Abkühlen auf 30°C unter Schütteln, um eine wässrige Zusammensetzung zu erhalten

* erhältlich von Dinter GmbH Spezifikation Gehalt an löslichen Feststoffen von 65% Calciumgehalt von ungefähr 1300 ppm Hergestellt durch Pressen von frischen/gefrorenen Erdbeeren Brix: 64,0–66,0 Säure: 6,0–7,8% als Zitronensäure, pH 8,1
** Dieser Gehalt an Calciumlactat wurde für hochverestertes Pektin optimiert. Der Gehalt an Calciumlactat kann variiert werden, wenn ein mittelverestertes oder ein niederverestertes Pektin in Betracht gezogen wird. Diese Optimierung kann erreicht werden, indem man eine Reihe von einfachen Experimenten mit unterschiedlichen Gehalten an Calciumlactat durchführt, um die hohen Fließspan nungs-/nicht-gelbildenden Eigenschaften einer wässrigen Zusammensetzung mit einer Pektinzusammensetzung der vorliegenden Erfindung zu optimieren.

Die Rheologie des Erdbeersaftkonzentrats steht in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Gehalt an Calcium in dem Saftkonzentrat. Das Konzentrat kann analysiert werden und durch eine Calciumlösung z.B. eine Calciumlactatlösung, ersetzt werden. Das vorliegende Protokoll wurde mit einer solchen Lösung wiederholt, und es wurden identische Resultate erzielt.
Die wässrige Zusammensetzung wurde bei Raumtemperatur für minimal 48 Stunden gelagert und in ein Stress-Tech-CS-Rheometer des Herstellers Rheologica Instruments AB eingebracht. Die Pektinprobe wurde so behutsam wie möglich ohne Aufrühren der Probe eingebracht.

Das Rheometer war wie folgt konfiguriert

Die Prozedur wurde, wenn notwendig, wiederholt, bis das Verhältnis von Pektinzusammensetzung zu Wasser, das erforderlich war, um eine maximale Fließspannung von ungefähr 1 Pa zu erreichen, bestimmt wurde. Dieses Verhältnis liefert eine standardisierte wässrige Zusammensetzung.
Die Fließspannung einer standardisierten Pektinzusammensetzung wird dann bestimmt, indem die standardisierte wässrige Zusammensetzung, die bei Raumtemperatur für minimal 48 Stunden gelagert wurde, in ein Stress-Tech-CS-Rheometer des Herstellers Rheologica Instruments AB (so behutsam wie möglich ohne Aufrühren der Probe) eingebracht wird.

Das Rheometer war wie folgt konfiguriert

Programm	Fließspannung („Yield Stress")
Messsystem	CC 25 (25 mm konzentrische Zylinder)
Zeit bis Gleichgewicht	900 Sekunden
Spannung	0,1429–10,00 Pa, steigend
Messzeit	300,0 Sekunden bei 60 Intervallen
Temperatur	25°

Das Vorliegen von Gelierung wird bestimmt durch Messung der maximalen Viskosität bei der Spannungsviskosimetrie.
PROTOKOLL IV
FLIEßKURVE
Zur Bestimmung der Scherumkehrbarkeit wurde eine wässrige Zusammensetzung, wie in Protokoll II beschrieben, hergestellt, und es wurde eine Fließkurve gemäß folgendem Verfahren erhalten.
Die Probe wurde bei Raumtemperatur für minimal 48 Stunden und in ein Bohlin VOR Rheometer eingebracht. Die Probe wurde so behutsam wie möglich ohne Aufrühren der Probe eingebracht.

Das Rheometer war wie folgt konfiguriert

Programm	Viskometrie („Viscometry")
Messsystem	CC 25 (25 mm konzentrische Zylinder)
Torque bar	20,25 gcm oder 41,10 gcm
Scherrate	0,06–92 s^–1, steigend und sinkend
Zeit bis Gleichgewicht	900 Sekunden
Messzeit	608 Sekunden bei 33 Intervallen
Temperatur	25°C

Es folgt die Viskosität und die Scherspannung als eine Funktion der Scherrate.
Das Viskositätsprofil als eine Funktion der Scherrate stellt den Grad an Strukturviskosität des Systems dar.
Die Viskosität bei jeglicher Scherrate, im Speziellen bei 0,1 s^–1, kann einfach bestimmt werden.
Die Fläche zwischen den „Auf"- und „Ab"-Kurven in der Fließkurve entspricht dem Grad an Thixotropie.
PROTOKOLL V
GRAD DER VERESTERUNG (%DE)
Zu 50 Millilitern einer 60%-igen Isopropanol- und einer 5%-igen HCl-Lösung wird eine Pektinprobe von 2,5 g hinzugefügt und für 10 Minuten gerührt. Die Pektinlösung wird durch einen Glasfilter filtriert und 8 Mal mit 15 ml einer 60%-igen Isopropanol-/5%-igen HCl-Lösung gewaschen, gefolgt von weiterem Waschen mit 60%-igen Isopropanol bis das Filtrat frei von Chlorid ist. Das Filtrat wird über Nacht bei 80°C getrocknet.
20,0 ml 0,5 N NaOH und 20 ml 0,5 N HCl werden in einem Erlenmeyerkolben vermischt und 2 Tropfen Phenolphthalein werden hinzugefügt. Dies wird mit 0,1 N NaOH titriert, bis man einen dauerhaften Farbwechsel erhält. Die 0,5 N HCl-Lösung sollte geringfügig stärker als die 0,5 N NaOH-Lösung sein. Das zugeführte Volumen an 0,1 N NaOH wird als V₀ vermerkt.
In einen Erlenmeyerkolben werden 0,5 g der getrockneten Pektinprobe (Filtrat) abgemessen und die Probe wird mit 96%-igen Ethanol befeuchtet. 100 ml kurz zuvor abgekochtes und gekühltes, destilliertes Wasser werden hinzu gegeben, und die hieraus hervorgehende Lösung wird gerührt, bis das Pektin vollständig gelöst ist. 5 Tropfen Phenolphthalein werden dann hinzu gegeben und die Lösung wird mit 0,1 N NaOH titriert (bis zu einem Farbwechsel und einem pH-Wert von 8,5). Die benötigte Menge an 0,1 N NaOH wird als V₁ vermerkt. 20 ml 0,5 N NaOH werden hinzu gegeben, und der Glaskolben wird energisch geschüttelt und dann für 15 Minuten stehen gelassen. 20 ml 0,5 N NaOH werden hinzugefügt, und der Glaskolben wird bis zum Verschwinden der rosa Farbe geschüttelt. 3 Tropfen Phenolphthalein werden hinzu gegeben, und die hieraus hervorgehende Lösung wird mit 0,1 N NaOH titriert. Das benötigte Volumen an 0,1 N NaOH wird als V₂ vermerkt.
Der Grad der Veresterung (% DE:% aller Carboxylgruppen) wird berechnet mit:
PROTOKOLL VI
VERFAHREN ZUR BESTIMMUNG DES CSP-GEHALTS
Eine Pektinzusammensetzung wurde aufgeteilt in eine calciumsensitive Fraktion (CSP) und eine nicht-calciumsensitive Fraktion (NSCP) gemäß dem unten aufgeführten Verfahren

- Lösen von 1% zuckerfreiem Pektin in Wasser
- Einstellen des pH-Werts auf 4,5 mit 10%-iger Na₂CO₃-Lösung
– Herstellen einer Fraktionierungslösung mit 60 mM CaC1₂/16% IPA/Wasser
– Abmessen von 20 ml dieser Fraktionierungslösung in ein 80 ml Zentrifugenglass
– Injizieren von etwa 20 Gramm Pektinlösung in die Fraktionierungslösung, wobei die genaue Menge zu notieren ist –
Zentrifugieren bei 5000 Umdrehungen pro Minute für 20 Minuten
– Separieren
– Zugabe von 30 ml Fraktionierungslösung verdünnt mit Wasser im Verhältnis 1:1
– Mischen des abgesetzten Gels und der Fraktionierungslösung mit einem Spatel und zentrifugieren bei 5000 Umdrehungen pro Minute für weitere 5 Minuten
– Zweimaliges Wiederholen dieses Verfahrens
– Lösen des Gels mit ein paar Tropfen von 3 N HCl und Aufrühren mit einem Spatel
– Zugabe von 60 ml einer Lösung mit 60% IPA/3% HCl/37% H₂O zu dem gelösten Gel. Mischen und Zentrifugieren bei 5000 Umdrehungen pro Minute für 5 Minuten
– Viermaliges Auswaschen von Chlorid aus dem Material mit 60 ml 60%-igem IPA. Jeder Waschschritt wird gemischt, zentrifugiert und separiert.
– Die CSP-Fraktion wird auf eine leichte Plastikpetrischale übertragen (die vorher gewogen wurde)
– Trocknen über Nacht bei 40°C

PROTOKOLL VII
REDUZIERTE VISKOSITÄT
Eine Menge Pektin, die 90 mg Pektin-Trockenmasse entspricht, wird in einen 150 ml Erlenmeyerkolben gemeinsam mit 100 g Pufferlösung abgewogen, die durch Lösen von 1 g Natriumhexametaphosphat in destilliertem Wasser und Einstellen des pH-Werts auf 4,5 mit wenigen Tropfen 4 N HCl hergestellt wurde. Nach einigen Stunden Schütteln ist das Pektin gelöst. Sollte die Lösung nicht klar sein, wird sie durch einen Porosität-2-Filtertiegel filtriert. Die Tropfabstände der hieraus hervorgehenden Pektinlösung und der Pufferlösung werden jeweils bei 20°C in einem „falling ball viscometer" (Hoeppler-Viscometer) gemessen
Die spezifische Viskosität ergibt sich aus ηsp = (Tropfabstand der Pektinlösung/Tropfabstand der Pufferlösung) – 1
Die reduzierte Viskosität ist dann ηred = ηsp/c = ηsp/1 (L/g),wobei c die Konzentration des Pektinpulvers in 10% Wasser ist, ausgedrückt in g/L.
Alle in den oben genannten Spezifikationen erwähnten Publikationen sind hierin durch Bezugnahme darauf eingeschlossen. Die verschiedenen Abwandlungen und Varianten der beschriebenen Verfahren und Systeme der Erfindung werden für dem Fachmann ersichtlich sein, ohne vom Schutzumfang und vom Wesen dieser Erfindung abzuweichen. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit bestimmten bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, sollte es so verstanden werden, dass die Er findung, so wie sie beansprucht wird, nicht unverhältnismäßig auf diese bestimmten Ausführungsformen beschränkt sein sollte. Tatsächlich ist es beabsichtigt, dass verschiedene Abwandlungen der beschriebenen Arten zur Ausführung der Erfindung, die für den Fachmann auf dem Gebiet der Chemie oder verwandter Bereiche offensichtlich sind, innerhalb des Schutzumfangs der folgenden Ansprüche liegen sollen.

Claims

Verwendung einer Pektinzusammensetzung für die Herstellung einer wässrigen Zusammensetzung mit einer Fließspannung von wenigstens 1,0 Pa, wobei die Fließspannung gemäß Protokoll II gemessen wird, wobei die maximale Viskosität der wässrigen Zusammensetzung nicht größer als 500 Pa s ist, wobei die Pektinzusammensetzung wenigstens eine Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, umfasst, wobei der Veresterungsgrad der gesamten Pektinzusammensetzung größer als 50% und nicht größer als 90% ist, und wobei die wässrige Zusammensetzung 25–300 mg Ca²⁺-Ionen pro Gramm Pektinzusammensetzung umfasst.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Pektinzusammensetzung nicht mehr als 5,0 Gew.-% der wässrigen Zusammensetzung, basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Zusammensetzung, ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 2, wobei die Pektinzusammensetzung nicht mehr als 0,1–1,5 Gew.% der wässrigen Zusammensetzung, basierend auf dem Gesamtgewicht der wässrigen Zusammensetzung, ausmacht.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die wässrige Zusammensetzung 50-52–150 mg Ca²⁺-Ionen pro Gramm Pektinzusammensetzung umfasst.
Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Pektinzusammensetzung der wässrigen Zusammensetzung eine Viskosität von weniger als 100 Pa sbei einer Schergeschwindigkeit von 0,1 s^–1 verleiht.
Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Pektinzusammensetzung einen Calciumsensitivitätsindex (CF) von größer als 1,2 hat.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei die Pektinzusammensetzung einen CF von größer als 5 hat.
Verwendung nach Anspruch 6, wobei die Pektinzusammensetzung einen CF von größer als 15 hat.
Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, einen Calciumsensitivitätsindex (CF) von größer als 1,2 hat.
Verwendung nach Anspruch 9, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, einen CF von größer als 5 hat.
Verwendung nach Anspruch 9, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, einen CF von größer als 15 hat.
Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Veresterungsgrad der gesamten Pektinzusammensetzung von 60 bis 85% beträgt.
Verwendung nach Anspruch 12, wobei der Veresterungsgrad der gesamten Pektinzusammensetzung von 65 bis 80% beträgt.
Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Veresterungsgrad der calciumsensitiven Pektinpopulation von 50 bis 90% beträgt.
Verwendung nach Anspruch 14, wobei der Veresterungsgrad der calciumsensitiven Pektinpopulation von 60 bis 85% beträgt.
Verwendung nach Anspruch 14, wobei der Veresterungsgrad der calciumsensitiven Pektinpopulation von 60 bis 80% beträgt.
Verwendung nach Anspruch 14, wobei der Veresterungsgrad der calciumsensitiven Pektinpopulation von 65 bis 80°% beträgt.
Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 40 Gew.-% der Pektinzusammensetzung ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 50 Gew.-% der Pektinzusammensetzung ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei die Population von Pektin. das calciumsensitiv ist, wenigstens 60 Gew:% der Pektinzusammensetzung ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 70 Gew.-% der Pektinzusammensetzung ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 18, wobei die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, wenigstens 80 Gew.-% der Pektinzusammensetzung ausmacht.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei (i) die Population von Pektin, das calciumsensitiv ist, einen CF von größer als 15 hat, (ii) der Veresterungsgrad der calciumsensitiven Pektinpopulation von 60 bis 80% beträgt und (iii) die Pektinpopulation, die calciumsensitiv ist, wenigstens 80 Gew.-% der Pektinzusammensetzung ausmacht.
Wässrige Zusammensetzung, hergestellt gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen eines wässrigen Nahrungsmittels mit einer Fließspannung von wenigstens 1,0 Pa, welches folgendes umfasst: i) Kombinieren der Bestandteile des Nahrungsmittels mit Pektin in einer endgültigen Menge von 0,25–1,3 Gew.-%, ii) Sicherstellen, dass das Pektin gelöst wird, wobei das wässrige Nahrungsmittel 25–300 mg Ca²⁺-Ionen pro Gramm Pektin umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei das Pektin ein calciumsensitives Pektin in einer endgültigen Menge von 0,15–0,75 Gew.-% umfasst.
Verfahren nach Anspruch 25 oder Anspruch 26, wobei das wässrige Nahrungsmittel 50–150 mg Ca²⁺-Ionen pro Gramm Pektinzusammensetzung umfasst.