DK160713B - Fremgangsmaade til fremstilling af et pektinpraeparat, isaer paa basis af frugtpektin - Google Patents

Description

DK 160713 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af et pektinpræparat, især på basis af frugtpektin, særligt æblepektin, og som egner sig til fremstilling af geléer med særligt lave tørstofindhold.

5 Højtforestrede pektiner danner geler, hvorved geldannelsen beror på en dehydratisering og elektrisk neutralisation af kolloidalt dispergerede samt hydratiserede pektinagglomerater. Derudover må sukker eller en sukker-10 erstatning være til stede som vandfortrængningsmiddel i en koncentration på ca. 65%, og den påkrævede pH-værdi må holdes inden for en snæver tolerance. De enkelte pektinmolekyler er derved sammenknyttede gennem hydrogenbroer, som stammer fra sukkerforbindelsen.

15

Lavtforestrede pektiner, d.v.s. pektiner med en for-estringsgrad lavere end 50%, har gelerings- henholdsvis fortykkelsesegenskaber, der svarer til de, der udvises af agar eller gelatine. Lavtforestrede pektiner bliver for 20 eksempel anvendt i levnedsmiddelindustrien til fremstilling af tørstoffattige geléer, mælkebuddinger og sukkerfrie geléer.

Lavtforestrede pektiners geleringsegenskaber er afhængige 25 af pektinmængden, tørstoffets art og mængde, pH-værdien og pufferkapaciteten samt tilstedeværende calciumioner. Calciumionkoncentrationen spiller i denne forbindelse en ikke uvæsentlig rolle, idet dog den optimale mængde calciumion ændrer sig i afhængighed af forestringsgraden.

30 Den optimale calciummængde, udtrykt i mg Ca/g pektin, som fører til en fast gel, er en for en bestemt pektin veldefineret størrelse. Overskridelse af Ca-koncentrationen fører til en sprød gel med stærk tilhøjelighed til sammentrækning. Afhængigheden af pH-værdien og af tør-35 stofmængden spiller herved kun en underordnet rolle. Følgende faktorer har dog en ugunstig indflydelse på den teknologiske anvendelse af disse pektiner:

DK 160713 B

2 1. Jo lavere en pektins forestringsgrad er, desto dårligere er dens opløselighed i vand.

2. Til sikring af en optimal calciumionkoncentration er 5 det for det meste nødvendigt at tilsætte Ca i mæng der afhængige af det anvendte vand og af frugten.

I fremlæggelsesskriftet DE-AS 1. 168 750 er omtalt en fremgangsmåde til fremstilling af højt- og lavtforestrede 10 letopløselige tørpektiner. Denne kendte fremgangsmåde angår udelukkende en forbedring af traditionelle fremstillingsmetoder for højt- og lavtforestrede pektiner, hvorved man ved tilsætning af fortyndet alkohol til vandige pektinopløsninger skulle kunne forbedre opløselig-15 heden. Ved tilsætning af calciumcarbonat under fremstillingen bliver opløseligheden forbedret endnu mere, så man kan arbejde med mindre alkoholmængder. Samtidig frigives CC^, hvorved der opnås en opdrifteffekt for det yderst voluminøse pektinbundfald. Det dannede calciumpektinat er 20 dog praktisk taget fuldkommen uopløseligt og må derefter ved omsætning med saltsyre overføres i opløselig pektin for videreførelse af fremstillingsprocessen. På grund af den efterfølgende nødvendige udvaskning til fjernelse af den tilsatte mængde calciumcarbonat og mineralsyre må der 25 herske tvivl om nytten af denne metode. Ifølge nævnte fremlæggelsesskrift er den gode opløselighed af det opnåede pektinmateriale kun til stede, så længe det udfældede voluminøse pektin efter tørringen ikke formales til pulver. Da sådanne uformalede produkter ikke kan bringes 30 i handelen, hverken i standardiseret eller i salgsmæssigt egnet form, kan man i forbindelse med den nævnte kendte metode ikke med rette tale om en opløselighedsforbedring, især ikke når der ved sædvanlige metoder opnås en god opløselighed af uformalede pektinbundfald efter tørring, 35 hvilket således ikke er et resultat af den beskrevne kendte fremgangsmåde. I fremlæggelsesskriftet findes også den forskrift, at en vandig pektinopløsning først ved

DK 160713 B

3 hjælp af CaCOg indstilles på en pH-værdi på 4, hvorefter pektinet ved tilsætning af calciumchlorid udfældes som calciumpektinat.

5 i gb-ps nr. 690 169 er beskrevet muligheden for at opnå en opløselighedsforbedring af pektiner ved variabel forhøjelse af pH-værdien ved iblanding af pufferstoffer, såsom natriumpyrophosphater. Ved tilsætning af pyro-phosphater bliver det muligt at opløse lavtforestrede 10 pektiner i vand, hvorved der så i denne pektinopløsning muliggøres en gelering med calciumsalte, f.eks. ved hjælp af det høje og relativt konstante calciumindhold i gelerende mælk. Samtidig gives anvisning på at regulere geleringstemperaturen ved at variere mængden af tilsat pyro-15 phosphat. For at indlede calciumreaktionen er det derved nødvendigt at koge blandingen af pufret pektinopløsning og mælk, hvilket skyldes, at der primært ikke foreligger nogen calcium-pektinforbindelse.

20 Den foreliggende opfindelse har til formål at fremstille et pektinpræparat på basis af lavtforestret pektin med den for sin forestringsgrad optimale calciummængde på en sådan måde, at der er en tilstrækkelig mængde puffersalt til at holde pektinen i vandig opløsning.

25

Til at løse denne opgave kan anvendes fremgangsmåden ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved, at man a) som udgangsprodukt anvender en pektin, der har en 30 calciumbindingsgrad på fra 30 til 140 g CaC^ pr. kg pektin med en forestringsgrad på fra 30 til 40% fortrinsvis fra 35 til 38%, b) ved en temperatur mellem 10 og 90 °C fremstiller en 35 opløsning af denne pektin, vand og phosphat fra gruppen bestående af polyphosphater og pyrophospha-ter, særligt tetranatriumpyrophosphat, således at

DK 160713 B

4 der opnås en pH-værdi på mellem 4,4 og 4,8, c) under kraftig omrøring til opløsningen sætter en sådan mængde CaC^/ som svarer til den anvendte pek- 5 tins calciumbindingsevne, og d) udfælder det dannede pektinpræparat og tørrer det.

Ved at anvende fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan man 10 således fremstille et pektinpræparat gennem omsætning mellem en lavtforestret pektin og visse phosphater ved bestemte reaktionsbetingelser og bestemte pH-værdier. Den således fremstillede pektin-phoshphatforbindelse omsættes med calciumioner, hvorved man efter fældning opnår en 15 phosphateret Ca-pektin, som man kan betegne som calcium-phosphopektin. Med hensyn til dette calciumphosphopektin må det antages, at den overvejende største del af calciumet ikke er direkte bundet til pektinen, men at det er knyttet til pektinen over phosphatgruppen.

20

Den i det følgende nærmere beskrevne calciumphosphopektin udviser ved teknisk anvendelse følgende fordelagtige egenskaber: 25 Opløseligheden i koldt og varmt vand er god. Der dannes en forholdsvis lavviskos opløsning, som er let at forarbejde. Ved indstilling på en bestemt pH-værdi under kogningen resulterer dette i en fraspaltning af calcium-phosphatgruppen fra pektin. Derved gendannes den oprinde-30 lige lavtforestrede pektin, og den forefindes nu i en veldefineret calcium- og pufferkoncentration. Omsætningen af pektin med calcium sker derefter langsomt, og der dannes en ensartet calciumpektinat-gel. Skønt afhængighedsforholdet til pH-værdien opretholdes, kan pH-området dog 35 være væsentligt bredere end ved højtforestrede pektiner. Calciumfølsomheden, d.v.s. afhængigheden af frugten, henholdsvis af det omgivende medium, er ringe. Med hensyn

DK 160713 B

5 til calcium- og pH-afhængighed ligner de ifølge opfindelsen fremstillede pektinpræparater de såkaldte amide-rede pektiner, idet dog de ifølge opfindelsen fremstillede calciumphosphopektiner allerede besidder indbygget 5 den optimale calciummængde.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal i det følgende nærmere belyses ved hjælp af et eksempel:

10 EKSEMPEL

Som udgangspektin anvendes en lavtforestret pektin med en forestringsgrad på 30 - 40%, specielt 35 - 38% 15 a) Gennemførelse af calciumtilsætningen:

Til fastlæggelse af det nødvendige calciumchloridbehov fremstilles kog med stigende mængder calciumchlorid. Som grundkog anvendes følgende recept: 20 500 g jordbærpulp 500 g lavtforestret pektinopløsning (2,5%) (= 12,5 g pektin) 650 g fruktosesirup, 70% 25 ca. 3 ml 50%-ig citronsyre til indstilling af pH til 2,9.

Ved kogning på et tørstofindhold på 50% opnås et 1 kg kog.

30 Til 100 g portioner af dette kog tilsættes stigende mængder 2%-CaCl2-opløsning. Calciumchloridopløsningen indføres i det endnu meget varme kog umiddelbart efter udstøbningen. Disse prøver henstilles koldt til geldannelse.

Som regel er en tilsætning på ca. 2 - 7 ml CaCH^-opløs-ning tilstrækkelig. Man anvender en 2%-opløsning af vand- 35

DK 160713 B

6 frit CaCl2· Som mål for den nødvendige mængde CaC^ tjener kogets konsistens, således at forstå, at ved tiltagende fasthed bedømmes som den bedste, den gelstyrke man finder umiddelbart før den prøve, hvor produktet 5 begynder at blive kornet (dannelse af calciumpektinat). Herudfra svarer en tilsætning på hver 1 ml CaC^-opløs-ning (2%) til 100 g kog med 1,2% lavtforestret pektin til en senere dosering på 16,67 g CaC^ (vandfrit) pr. kg pektin. Ved en calciumdosering på 6 ml til 100 g kog sva-10 rer dette eksempelvis til en senere tilsætning af 100 g CaCl2 pr. kg lavtforestret pektin.

b) Som eksempel blev der arbejdet med en pektincharge på 30 kg: 15

En beholder blev fyldt med 1200 1 vand af en temperatur på 50 - 60 °C. 30 kg af den ovenfor beskrevne udgangspektin blev indvejet i vandet under omrøring med en hurtigrører. Derpå blev tilsat 16,0 kg tetranatrium-20 pyrophosphat,dekahydrat (Na4P2O7,10 H20) i fast form for at opnå en pH-værdi på ca. 4,4-4,8. Efter tilsætningen af pyrophosphatet blev der rørt i ca. 15 minutter med formindsket hastighed, indtil pektinen var fuldstændig opløst.

25

En kraftigere dosering af tetranatriumpyrophosphat bør ikke finde sted på dette tidspunkt, idet dette kunne føre til reaktioner, som kunne have en uønsket indflydelse på slutproduktkvaliteten.

30

Alternativt er det muligt til vandet først at sætte tetranatriumpyrophosphatet og derpå pektinen, eller eventuelt samtidig at tilsætte begge stofferne.

35 Derpå tilsættes den beregnede mængde CaC^ (levnedsmiddelkvalitet) med en renhedsgrad på 96% i form af en 10%-opløsning, fortrinsvis ved hjælp af en injektor og

DK 160713 B

7 under hurtig omrøring. Intensiv omrøring er nødvendig for at opnå en hurtig og god fordeling af CaC^. Efter tilsætningen af CaC^ må der yderligere røres et stykke tid (ca. 5 minutter) med en hurtigrører for at sikre en opti-5 mal reaktion.

CaCl2~tilsætningen skal gennemføres således, at en pektinatdannelse undgås.

10 I stedet for calciumchlorid kan man også tilsætte andre opløselige calciumsalte og/eller magnesiumsalte eller blandinger af disse. Alt i alt kan også andre salte af di- eller polyvalente metalioner tilsættes under hensyn til levnedsmiddelbetingelserne.

15

Derpå tilsætes en yderligere mængde pyrophosphat. Denne mængde fastlægges derigennem, at man i laboratoriet undersøger en prøve for pH-værdi og viskositet, pH-værdien skal ligge på 5,0±0,2. Et bedre kriterium er 20 viskositeten. Viskositeter på mellem 30 og 35 mPa*s ved 20 °C (målt ved 2770 s er acceptable. Højere viskositeter bør ikke accepteres. Viskositetsmålingerne blev foretaget med et Rotovisco-instrument ved n = 512 o/m med aftagende drejningsfrekvens, 100 S-justering med måle-25 legeme NV. Mens denne tilsætning af fast pyrophosphat finder sted, røres igen med hurtigrører.

Efter at denne pyrophosphatmængde er iblandet, måles atter opløsningens pH-værdi og viskositet i laboratoriet.

30

Eventuelle korrektioner kan da stadig foretages. Eftersom disse målinger alle refererer til en opløsning af 30 kg lavtforestret pektin i 1200 1 vand (= 2,5%), må man, dersom man arbejder med opløsninger af andre koncentratio-35 ner, anvende andre måleværdier. pH-værdi- og viskositetsmålinger må derfor fastlægges påny fra grunden.

DK 160713 B

8

Det er således eksempelvis muligt at arbejde med højere pektinkoncentrationer, hvorved f.eks. 30 kg pektin blandes i en vandmængde på 700 - 800 1.

5 Ved den efterfølgende fældning er det fordelagtigt at vælge en højere koncentration end 2,5%, eksempelvis en 5%-pektinopløsning.

Når laboratoriebedømmelsen af pektinpræparatopløsningen 10 er fundet i orden, fældes opløsningen på sædvanlig måde i alkohol.

Efter fældningen presses tørstoffet i en skruepresse.

15 Det pressede pektinpræparat tørres i en luftstrøm ved højst 60 °C. Derpå formales det som sædvanligt.

Det således fremstillede calciumphosphopektin udviser de oven for beskrevne fordelagtige egenskaber.

20

Endvidere blev der udført forsøg til afprøvning af geldannelsesevnens afhængighed af den ved begyndelsen udviste pH-værdi af pektinpræparatopløsningen. Det har derved vist sig, at ved det fastlagte CaCl^-indhold er 25 geldannelsen bedst ved en pH-værdi på ca. 5,0. Når den 2,5%-ige pektinpræparatopløsning har en pH-værdi større end 5,0, så er forsøgskogenes geleringsevne desto dårligere, jo højere pH-værdien i udgangsopløsningen er. pH-værdien i forsøgskogene befinder sig konstant mellem 2,9 30 og 3,0. Dette forsøg skal påvise, at geleringsevnen aftager ved pH-værdier større end 5,0 i pektinopløsningen. Opløsninger med en pH-værdi på 5,0 er med hensyn til deres viskositet meget tyndtflydende. I alle tilfælde er en lav pH-værdi eller en høj viskositet af opløsningen en 35 fordel, idet bundfældning af calciumphosphat besværliggøres. En tilstrækkelig phosphatering af præparatet forbliver dog sikret.

DK 160713 B

9

Ved anvendelsen af de for tiden i handelen værende geleringsmidler, eksempelvis til fremstilling af mælke- eller frugtbaserede desserter, er det nødvendigt at opløse geleringsmidlet ved kogning i vand og/eller i givet fald 5 forberede det til geldannelsen ved tilsætning af eksempelvis citronsyre. Ved at anvende det fremstillede pektinpræparat ifølge opfindelsen kan man fremstille et levnedsmiddelgeleringsstof, der uden forberedelsestrin direkte kan tilsættes de pågældende produkter som færdig-10 geleringsmiddel.

Til opnåelse heraf kan man fremstille et levnedsmiddelgeleringsstof ved, at man bringer 1 til 4 vægt-% af et calciumphosphopektin baseret på pektin, specielt æble-15 pektin, i opløsning under omrøring i 20 til 80 vægt-% vand. I denne opløsning opløser man så derpå 20 til 80 vægt-% af et fyldstof baseret på sukker eller sukkererstatninger .

20 Baseret på den fremragende geleringsevne hos det ovenfor beskrevne pektinpræparat (herefter betegnet som NV-50), der består af en calciumphosphopektin baseret på frugtpektin, blev udviklet en fremgangsmåde, som tillader, at man på enkel måde fremstiller levnedsmiddelgeléer, idet 25 man ved normale temperaturer iblander det fremstillede geleringsmiddel med omtrent samme rumfang frugter (friske, frosne eller udfra konserves), frugtsafter, mælk, mælkeprodukter eller surmælksprodukter. Levnedsmiddelgeleringsstof fet fremstilles på følgende måde: 30 1 til 4% NV-50 bringes til opløsning i vand, og den 1-4 %-ige opløsning bringes ved tilførsel af et fyldstof op på et tørstofindhold af fra 20 til 80%.

35 Som fyldstof egner sig samtlige sukkerarter og sukkererstatninger som f.eks. saccharose, invertsukker, sorbitol, fruktose, xylose, stivelsessirup. Vigtigt såvel

DK 160713 B

10 ved fremstillingen som også ved bearbejdningen af den flydende geléstøbemasse er det, at man arbejder uden særlig tilsætning af syrer eller calciumsalte. De anvendte levnedsmidlers naturlige syre- eller calciumionindhold 5 er tilstrækkelige til geldannelsen.

Tørstofindholdet bør holdes så lavt, at produktets mikrobielle ødelæggelse forsinkes. 1 stedet kan produktionen gennemføres sterilt (kun fri aftapning ved temperaturer 10 over 70 °C), eller opløsningen kan præserveres med tilsætningsstoffer .

Fremstilling af den flydende geléstøbemasse henholdsvis af geleringsmidlet skal her som eksempel beskrives for en 15 2%-opløsning af NV-50 i 50% tørstofindhold med sukker, varmpåfyldning: 2 kg pektin NV-50 indrøres med hurtigrører i 50 kg vand med en temperatur på 40 - 100 °C, hvorved der må røres i 20 kort tid til fuldstændig opløsning af pektinen. Til denne opløsning sættes 48 kg sukker, og man rører videre, til sukkeret er fuldstændig opløst. Derpå aftappes under iagttagelse af de ovenfor nævnte forholdsregler mod mikrobiel ødelæggelse. Den ved denne fremgangsmåde frem-25 stillede geléstøbemasse skal have en pH-værdi, der ligger mellem 3,8 og 5,2, således at en gelering af den flydende geléstøbemasse forhindres.

I givet fald må man foretage en pH-korrigering ved til-30 sætning af tilsvaende tilsætningsstoffer. I det ovenfor anførte eksempel viste en pH-værdi på 4,8 sig at være mest gunstig (indstilling med tetranatriumpyrophosphat).

Som anvendelseseksempler skal følgende muligheder nævnes: 35 11

DK 160713 B

Fremstilling af mælkedesseret eller surmælksdessert:

Til det valgte rumfang flydende geléstøbemasse (100 ml) indrøres omtrent samme rumfang (50 - 200 ml) frisk mælk, 5 pasteuriseret mælk eller almindelige surmælksprodukter, såsom tykmælk eller youghurt, og man lader henstå i kort tid til udvikling af slutkonsistensen.

Frugtdesserter: 10

Til det valgte rumfang flydende geléstøbemasse (100 ml) indrøres omtrent samme rumfang (50 - 200 ml) forbehandlet frisk frugt (moset eller i små stykker), optøet dybfrossen frugt, konserveret frugt eller frugtsaft af 15 enhver art, og man lader henstå i kort tid til udvikling af slutkonsistensen.

Ved tilsætning af en bestemt mængde frugtsyre eller citronsaft til frugten eller til frugtsaften kan man 20 forbedre dessertens frugtagtige smag. Men man må så tage hensyn til, at man derved opnår en hurtigere færdig-gelering og en forøgelse af geléhårdheden.

Fremstilling af lagkagefyldmasser og kageovertræksgeléer: 25

Fremstillingen foregår på samme måde som i de ovenfor beskrevne frugtdesserter. Efter at den flydende geléstøbemasse er indført i frugten henholdsvis saften, må massen fordeles over kagelagene henholdsvis udstøbes 30 efter aftræksmetoden, før færdiggeleringen finder sted.

35

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af et pektinpræparat, 5 især på basis af frugtpektin og egnet til fremstilling af geléer med særligt lave tørstofindhold, kendetegnet ved,, at man a) som udgangsprodukt anvender en pektin, der besidder 10 en calciumbindingsgrad på 30 - 140 g CaCl2 pr. kg pektin med en forestringsgrad på 30 - 40%, fortrinsvis fra 35 til 38%, b) ved en temperatur mellem 10 og 90 °C fremstiller en 15 sådan opløsning af denne pektin, vand og phosphat valgt blandt polyphosphater og pyrophosphater, især tetranatriumpyrophosphat, at der opnås en pH-værdi på mellem 4,4 og 4,8, 20 c) under kraftig omrøring til opløsningen sætter en sådan mængde CaCl2 i opløst form, som svarer til den anvendte pektins calciumbindingsevne, og d) udfælder det dannede pektinpræparat fra opløsningen 25 og tørrer det.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man til opløsningen efter tilsætningen af CaCl^ tilblander en yderligere mængde phosphat til opnåelse af 30 en pH-værdi på 5,0±0,2.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man til opløsningen efter tilsætningen af CaCl2 tilblander en yderligere mængde phosphat til indstilling 35 af viskositeten ved 20 °C på 30 - 35 mPa·s, målt ved 2770 s"1, og ved en pektinkoncentration på 2,5 vægt-%. DK 160713 B

4. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at man udfælder pektinpræparatet med alkohol.

5. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 1 til 4, ken detegnet ved, at man udpresser det udfældede pektinpræparat ved hjælp af en skruepresse.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 5, kendetegnet 10 ved, at man tørrer det udpressede pektinpræparat ved en temperatur på højst 60 °C. 15 20 25 30 35