EP4090163A1 - Verfahren zum herstellen eines hochdruckbehandelten pflanzlichen samenbasisprodukts und pflanzliches samenbasisprodukt - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines hochdruckbehandelten pflanzlichen samenbasisprodukts und pflanzliches samenbasisprodukt

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Publication number
EP4090163A1
EP4090163A1 EP21700517.2A EP21700517A EP4090163A1 EP 4090163 A1 EP4090163 A1 EP 4090163A1 EP 21700517 A EP21700517 A EP 21700517A EP 4090163 A1 EP4090163 A1 EP 4090163A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
base product
particularly preferably
seeds
bar
vegetable seed
Prior art date
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Pending
Application number
EP21700517.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mike Richter
Astrid SCHÖNBERGER
Daniel Bonerz
Julian ASCHOFF
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Doehler GmbH
Original Assignee
Doehler GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Doehler GmbH filed Critical Doehler GmbH
Publication of EP4090163A1 publication Critical patent/EP4090163A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23C—DAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C11/00—Milk substitutes, e.g. coffee whitener compositions
    • A23C11/02—Milk substitutes, e.g. coffee whitener compositions containing at least one non-milk component as source of fats or proteins
    • A23C11/10—Milk substitutes, e.g. coffee whitener compositions containing at least one non-milk component as source of fats or proteins containing or not lactose but no other milk components as source of fats, carbohydrates or proteins
    • A23C11/103—Milk substitutes, e.g. coffee whitener compositions containing at least one non-milk component as source of fats or proteins containing or not lactose but no other milk components as source of fats, carbohydrates or proteins containing only proteins from pulses, oilseeds or nuts, e.g. nut milk
    • A23C11/106—Addition of, or treatment with, microorganisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
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    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L7/00—Cereal-derived products; Malt products; Preparation or treatment thereof
    • A23L7/10—Cereal-derived products
    • A23L7/104—Fermentation of farinaceous cereal or cereal material; Addition of enzymes or microorganisms
    • A23L7/107—Addition or treatment with enzymes not combined with fermentation with microorganisms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L7/00—Cereal-derived products; Malt products; Preparation or treatment thereof
    • A23L7/10—Cereal-derived products
    • A23L7/115—Cereal fibre products, e.g. bran, husk

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a vegetable seed base product according to claim 1 and a vegetable seed base product according to claim 13.
  • Plant-based milk substitutes are becoming increasingly important for modern nutrition. These are products which, in terms of taste and application properties, come as close as possible to products based on animal milk, in particular cow's milk, but which do not contain any ingredients of animal origin. Such products are in demand from lactose or milk protein allergy sufferers as well as from people who follow a vegetarian or vegan diet.
  • Milk substitute products were therefore developed on a plant-based basis.
  • One possible starting product for plant-based milk substitute products are seeds, in particular cereals and seeds.
  • "Seeds" are tissue structures of the seed plants and consist of a seed coat, the seedling and, in the case of some seed plants, a nutrient tissue, the endosperm or perisperm.
  • the fruits of sweet grasses which are used to feed humans and animals, are referred to as "cereals" or "grain". These fruits consist of the endosperm as the endosperm, the seedling, and the shell, which consists of the seed coat and pericarp, as well as the between The aleurone layer is built up on the endosperm and peel.
  • the endosperm mainly contains starch.
  • the seedling contains fat and the aleurone layer contains protein, and the endosperm also contains protein.
  • the cereal fruits are separated from the mown plants by threshing, whereby in some varieties the awns and husks that have grown together with the skin still remain on the grain.
  • threshing When processing the threshed grain into flour, the shell is often removed as completely as possible and separated as bran.
  • “Whole grain” is used to describe cereal fruits from which only awns and husks have been removed after harvesting, which means that they still completely contain the peel.
  • the term "whole grain” according to the European whole-grain definition developed in the context of the EU research project "HEALTHGRAIN” means whole, ground, ground or flaked grains after the inedible parts such as husks and pods have been removed .
  • the main components of the anatomical structure of a grain namely the starchy endosperm, the seedling and the shell, are present in whole grain in the same proportion as in the whole grain.
  • Whole grains can be crushed into fragments of different sizes to make grist, groats or flour.
  • Another variant made from whole grain through mechanical processing are flakes.
  • Whole meal, groats, flour or flakes can also be prepared from seeds.
  • the use of all the components of seeds, especially whole grains or whole seeds, for milk substitute products is desirable, since components of whole grains such as antioxidants, fiber and secondary plant substances with anti-inflammatory effects are associated with a positive effect on humans.
  • WO 00/65930 describes a process in which oat bran or wholegrain oat flakes are suspended in water to a dry matter content of 1% to 35%, the suspension obtained being heat-treated at 50 ° C. to 95 ° C. for 10 to 60 minutes. This is followed by wet grinding and mechanical homogenization at a temperature of 50 ° C. to 95 ° C. and a pressure in the range from 80 to 250 bar in order to produce a creamy emulsion.
  • the invention achieves these objects in a surprisingly simple manner with a method according to claim 1 and a whole grain base product according to claim 10.
  • the invention provides a method for producing a vegetable seed base product with the following steps: a) Soaking vegetable seed starting material in water, wherein the vegetable seed starting material comprises at least seeds selected from the group comprising cereals, pseudograins, seeds and mixtures of these seeds b) High-pressure homogenization of the vegetable seed starting material, which has been liquefied, in particular by soaking, at a pressure of at least 800 bar, preferably at least 1000 bar, particularly preferably at least 2000 bar, with no components of the seeds used being removed.
  • the vegetable seed starting material can be provided in the context of the invention in the form of flour, meal, groats and / or flakes. Furthermore, within the scope of the invention, a combination of chemically and / or enzymatically treated starch with husks and / or bran can be used as the vegetable seed starting material. Another possibility to use the plant seed material in the To provide the scope of the invention is the use of whole grains.
  • step b) there is a step bl) liquefying the mixture from step a) to produce a liquefied vegetable seed starting material.
  • Liquefaction takes place under the action of enzymes on the plant seed raw material. Depending on the type of plant seed raw material used, the enzymes that the raw material brings with it are sufficient. In the context of the invention, enzymes can also be added; this is explained further below. Liquefaction takes place after the enzymes have acted. The total fiber content is reduced by at least 5%, preferably by at least 7%, particularly preferably by at least 10% compared to the seed raw material. In an advantageous further development, heating takes place at the beginning in order to gelatinize any starch and make it more accessible to the enzymes close.
  • the high-pressure homogenization can be carried out more easily, since the liquefaction can lower the viscosity and / or improve the homogeneity of the fluid supplied to the high-pressure homogenization.
  • the high-pressure homogenization of the, in particular liquefied, vegetable A high-pressure treated herbal seed base product is produced from the seed starting material. This allows a wide range of applications, especially as a substitute for milk products such as drinking milk, drinking yoghurt and yoghurt.
  • the invention thus provides, on the basis of seeds and water alone, with a one-step process, a plant-based seed base product which can comprise all components provided with the seeds used or their degradation products. These components, such as starch, fats or proteins, may have been at least partially broken down.
  • Product properties adjusted such as the mouthfeel, the taste and / or the flow behavior of the vegetable seed base product.
  • the invention preserves all water-soluble constituents of the entire seed that go into solution during soaking in the product.
  • the invention manages without the addition of stabilizing auxiliaries.
  • step a) a step al) is added at least one enzyme, in particular at least one amylase and / or at least one lipase and / or at least one beta glucanase and / or at least one protease and / or at least a cellulase.
  • individual components of the plant seed raw material can be broken down in order to specifically change the composition of the product based on the components of the seed. For example, an at least partial breakdown of the starch present in sugar can take place in order to produce taste and / or texture.
  • the use of at least one cellulase is helpful, especially with some oil seeds.
  • At least one enzyme acts which has a hydrolytic activity towards dietary fiber, preferably a hydrolytic activity of at least 5%, particularly preferably a hydrolytic activity of at least 7% and very particularly preferably a hydrolytic activity of at least 10%.
  • This can be at least one seed enzyme, the effect of which starts in connection with the soaking, and / or at least one added enzyme.
  • a pH adjustment in particular by adding an acid or an alkali, for example to values in the range from pH 4 to pH 9.
  • a further development of the method according to the invention provides that before step b) a step b2) inactivating at least one enzyme, which in particular is selected is from the group comprising amylases, lipases, beta glucanases, cellulases and proteases.
  • the sequence of steps bl) and b2) before step b) can be selected by the person skilled in the art in a suitable manner depending on the circumstances of the specific application.
  • the invention provides, in a further development, two possibilities which can be combined with one another by heating and / or by changing the pH value. Inactivation can be achieved by heating, in particular, if the addition of acid and / or alkali to the product is undesirable. If high temperatures have to be avoided as much as possible over a longer period of time, at least one enzyme can be inactivated with acidification and subsequent neutralization.
  • inactivation is possible in a wide temperature range and over different periods of time, so that further process parameters for adapting the method to the respective application to provide.
  • Inactivation can take place at temperatures in the range up to 150 ° C., for example by purely thermal inactivation at temperatures in the range between 120 ° C. and 150 ° C. and / or at a temperature of at most 100 ° C., preferably at a temperature of at most 95 ° C and in particular over a period of up to one hour, preferably over a period of up to 30 minutes, preferably of up to 10 minutes, particularly preferably of up to 5 minutes.
  • a pH in the range from 3 to 5, preferably in the range from 3.5 to 4.5, particularly preferably in the range from 3, can be used within the scope of the invention, in particular before heating. 9 to 4.1 can be set.
  • a pH in the range from 6 to 8, preferably in the range from 6.5 to 7.1, particularly preferably in the range from 6, can be used within the scope of the invention, in particular after heating. 7 to 7 can be set.
  • step b) a step bll) comminution of the vegetable seed raw material and / or a step blll) comminution of the liquefied vegetable seed raw material he follows.
  • the comminution according to steps bll) and / or blll) can be carried out, for example, with a rotor-stator dispersing device, in particular a cutting mill.
  • a "Turrax" used inline has proven to be particularly suitable.
  • Comminution is also possible via high-pressure treatment, which is carried out at significantly lower pressures than the actual high-pressure homogenization, for example at pressures of up to 300 bar.
  • the comminution in accordance with step blll) can be carried out in addition to or as an alternative to the optional comminution in accordance with step bll).
  • the optional comminution is helpful in the method according to the invention, in particular to be able to adapt the flowability of the (liquefied) starting material to the respective requirements of the process.
  • the invention also offers the possibility of making the high-pressure-treated vegetable seed base product durable within the scope of the method.
  • a step c) keeping the high-pressure treated vegetable seed base product hot in particular at a temperature in the range from 60 ° C to 140 ° C, preferably in the range from 65 ° C to 95 ° C, particularly preferably at a Temperature of 70 ° C, and in particular over a period of up to 50 minutes, preferably over a period of up to 20 minutes to 40 minutes, particularly preferably over a period of up to 45 seconds, particularly preferably over a period of up to 10 seconds, very particularly preferred takes place over a period of up to 5 seconds, particularly preferably up to 4.6 seconds.
  • temperature and holding time in coordination with one another. For example, at a temperature in the range from 130 ° C. to 140 ° C., holding times of a few seconds are sufficient to achieve sterilization. Longer holding times are used at lower temperatures. At some point the temperature is so low that sterilization is no longer possible, only pasteurization. For example, only one pasteurization is possible for 45 seconds at 95 ° C. At 65 ° C, adequate pasteurization can be achieved with hold times ranging from about 20 to about 40 minutes.
  • the invention further provides a vegetable seed base product which is produced in particular using a method described above, comprising essentially all components of at least one plant seed, in particular a whole grain cereal, with a volume density distribution of the particles of the vegetable seed base product in which d3.97 a maximum of 130 Micrometers, preferably a maximum of 120 micrometers.
  • the herbal seed base product according to the invention is with high pressure, in particular with so-called “ultra high pressure” (English “ultra high pressure”).
  • ultra high pressure English “ultra high pressure”
  • the invention advantageously creates a vegetable seed base product with a smooth mouthfeel and can thus overcome the disadvantage of known products with a rough mouthfeel.
  • the vegetable seed base product according to the invention can have a proportion of vegetable seeds in the vegetable seed base product of up to 60% by weight, preferably up to 50% by weight, particularly preferably up to 35% by weight, particularly preferably up to 20% by weight % By weight, in particular up to 15% by weight.
  • a proportion of vegetable seeds in the vegetable seed base product of up to 60% by weight, preferably up to 50% by weight, particularly preferably up to 35% by weight, particularly preferably up to 20% by weight % By weight, in particular up to 15% by weight.
  • Seed starting material and / or intended use of the basic product to be able to adjust its taste, texture and / or mouthfeel or its flow properties in a targeted manner.
  • the inventors are not aware of any fundamental restrictions on the starting material for the vegetable seed base product according to the invention, so that in principle any type of seed, in particular any grain and / or any pseudo-grain and / or any seed, for example oilseed, can be used within the scope of the invention. It Mixtures of different seeds can also be used.
  • the vegetable seed base product has at least seeds which are selected from the group which includes cereals, in particular wheat, rye, oats, barley, triticale,
  • the nutrient profile and / or the taste of the plant-based seed base product according to the invention can be adapted to the respective requirements for the application.
  • the invention thus also enables the use of a vegetable seed base product produced by a method described above as a food or as an additive to a food, which is selected in particular from the group consisting of alternatives to milk and milk products, drinks, drinking milk, milkshakes, drinking yogurt, yogurt and Includes ice cream preparations.
  • FIG. 1 is a flow chart of a method for producing a vegetable seed base product according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a flow diagram of a further development of the method shown in FIG. 1 for producing a vegetable seed base product
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a further development of the method for producing a vegetable seed base product with enzyme inactivation prior to high-pressure homogenization by changing the pH value and heating,
  • FIG. 4 shows a flow diagram of a further development of the method for producing a vegetable seed base product with enzyme inactivation prior to high-pressure homogenization by heating
  • FIG. 5 shows a flow diagram of a further development of the method for producing a plant-based seed base product with comminution of the plant-based seed starting material and / or the liquefied plant-based seed starting material
  • FIG. 6 shows a flow chart of a further development of the method for producing a vegetable seed base product with preservation of the vegetable seed base product by keeping it hot
  • FIG. 7 shows a flow chart of a further development of the method for producing a vegetable seed base product with preservation of the vegetable seed base product in a further embodiment of the invention
  • FIG. 8 photographs of samples of a whole grain oat base material with a dry matter content of 15% by weight after ultra-high pressure treatment at various pressures and
  • FIG. 9 photographs of samples of a whole grain oat base material with a dry matter content of 15% by weight after ultra-high pressure treatment at various pressures and cooled short-term storage.
  • FIG. 1 the basic scheme of the method according to the invention for producing a vegetable seed base product is shown with the further development that the starting material mixture is heated before the high-pressure homogenization to produce a liquefied vegetable seed starting material.
  • This heating for liquefaction is an optional step of the method according to the invention.
  • FIGS. 2 to 7 illustrate further developments of the method shown in FIG. These developments can be integrated individually or in combination with one another or all of them in the method shown in FIG.
  • the mash has a dry matter of 17.6% by weight and is heated to a temperature of 50.degree.
  • the soaking of the vegetable seed raw material begins in water. Over a holding time selected by a person skilled in the art, the vegetable seed raw material swells and absorbs water in the process.
  • the swollen vegetable seed starting material is heated to a temperature of 80 ° C. after soaking and is liquefied by holding it at this temperature for a period of two hours.
  • the plant seed starting material liquefies as a result of the action of the enzymes which are present in the plant seed starting material itself and / or are added according to a further development of the invention. Such developments will be discussed in more detail below.
  • the temperature and the holding time for liquefaction (English “liquefaction") can be variably adapted depending on the plant seed raw material and in particular the intended flow behavior for the high-pressure homogenization.
  • the process step referred to as “liquefaction” converts the mash into a homogeneous, flowable, in particular pumpable, fluid.
  • This is a suspension of water-insoluble vegetable seed components in an aqueous phase, in which proteins, starch and sugar are present in particular. At least some of these components are in dissolved form.
  • a starch test with iodine solution can be carried out on a sample of the product before entering the high-pressure homogenization.
  • the liquefied vegetable seed starting material has a relative density of 17 ° Brix. This is conveyed through a nozzle by means of at least one high-pressure pump, the liquefied vegetable seed starting material according to the invention being subjected to a significantly higher pressure load compared to conventional high-pressure homogenizers. Therefore, the high pressure homogenization in the context of the method according to the invention is also referred to as “ultra high pressure homogenization” (UHPH for short).
  • the pressure is 2000 bar.
  • the vegetable seed base product according to the invention is produced from the liquefied vegetable seed starting material.
  • cooling to a target temperature of 34 ° C. takes place.
  • the invention offers in a further development the possibility of having an enzymatic effect on the composition of the vegetable seed raw material.
  • An embodiment of this development is shown schematically in FIG.
  • the pH is adjusted by adding acid, for example hydrochloric acid HCl, to a pH value in the target range of 6.2 to 6.4. Then at least one enzyme is added.
  • a beta-glucanase was used in a concentration of about 0.5 kg / MT of vegetable seed starting material. This concentration has increased in the case of the use of Oatmeal proved suitable.
  • an alpha-amylase was added. For this enzyme, a concentration of about 1.0 kg / MT of vegetable seed starting material has been found to be suitable in the case of the use of oatmeal.
  • the unit “MT” means “metric ton” (1000 kg), the information indicates the amount of enzyme used in kg per 1000 kg of seed starting material.
  • oatmeal was diluted with water, mixed with the enzyme and wet-ground.
  • the oatmeal had a residual moisture of 5%. Mixing with water creates the "starting product" for the further process. This has a moisture content of 62.79%.
  • the long-chain and short-chain dietary fiber fractions were determined in each case. The sum of these arithmetically gives the total fiber content. For better comparability, these values were only related to the dry matter (residual moisture 0%) and a change from flour to product of the individual fractions was calculated.
  • HMWDF high molecular weight dietary fiber
  • LMWDF low molecular weight dietary fiber
  • the dietary fiber is being attacked.
  • the total fiber content in the examined example of oatmeal drops by 11% compared to the raw material.
  • a clear shift from the long-chain dietary fiber fraction (HMWDF) to the smaller dietary fiber fraction (LMWDF) is visible. Because of the hydrolytic activity of the enzymes, the native dietary fibers are attacked.
  • the advantage of the hydrolytic breakdown of dietary fiber within the scope of the invention also applies to other soluble dietary fibers that increase the viscosity of a mixture of seed raw material and water, such as pentosans in, regardless of the embodiment with oats explained above Rye or mucilage in linseed.
  • the viscosity of the mixture of seed starting material and water is greatly reduced, which, due to the invention, enables a higher mixing ratio of seed starting material to water, for example flour to water.
  • water-soluble dietary fibers such as beta-glucans are often associated with a "slimy" mouthfeel, so that their breakdown can also improve the sensory properties.
  • the pH is initially adjusted by adding acid, for example hydrochloric acid HCl, to a pH value in the target range from 3.9 to 4.1.
  • the acidified liquefied vegetable seed starting material is then heated to a temperature of 95 ° C. and kept at this temperature for a period of 5 minutes.
  • the acidified vegetable seed raw material can be cooled to a temperature of 20 ° C after the holding time, for example to reduce the stress on components such as seals of the system used.
  • the pH value is neutralized by adding lye, for example sodium hydroxide NaOH, to a pH value in the target range of 6.7 to 7.0.
  • the liquefied vegetable seed raw material is heated to a target temperature of 100 ° C and kept at this temperature for a period of 60 minutes.
  • the liquefied vegetable seed starting material can be cooled to a temperature of 20 ° C. after this holding time, for example to reduce the load on components such as seals of the system used.
  • FIG. 5 shows a further development of the method with comminution of the vegetable seed starting material and / or the liquefied vegetable
  • Seed starting material shown schematically.
  • Such a comminution can positively influence the particle size distribution achievable by the high pressure homogenization, the flow behavior of the product and / or its composition by digesting the constituents of the vegetable seed raw material and / or the liquefied vegetable seed raw material.
  • Comminution step can be carried out.
  • this comminution can take place with a rotor-stator dispersing device, in particular a cutting mill.
  • A has proven to be particularly simple to use "Turrax" used inline.
  • Comminution is also possible within the scope of the invention via high pressure treatment, which is carried out at significantly lower pressures than the actual high pressure homogenization, for example at pressures of up to 300 bar.
  • comminution can be carried out as described above. This can be carried out in addition to or as an alternative to the optional comminution described above. Especially when using flakes or whole grains as the vegetable seed raw material, the optional comminution is helpful in the method according to the invention, in particular to be able to adapt the flowability of the (liquefied) vegetable seed raw material to the respective requirements of the process.
  • FIG. 6 a further development of the method for extending the shelf life of the vegetable seed base product by killing microorganisms by keeping them hot is shown schematically.
  • the high-pressure treated herbal seed base product is kept at a temperature of 70 ° C for a period of 30 seconds.
  • FIG. 7 A further embodiment of the invention is shown schematically in FIG. 7, which likewise leads to an extension of the shelf life of the vegetable seed base product.
  • the high-pressure homogenization is carried out at 3000 bar at an initial temperature of at least 80 ° C. During the relaxation, the high pressure treated heats up Vegetable seed base product at temperatures above 140 ° C and is thereby sterilized.
  • the plant-based seed base product can additionally or alternatively be subjected to sterilization within the scope of the invention, which is carried out, for example, in a heat exchanger or by means of direct steam injection.
  • a mixture of oat flour and water with a dry matter content of 15% by weight was used.
  • the residual moisture of the oatmeal is usually a maximum of 12% by weight.
  • the flour used in this example had approx. 9% by weight residual moisture.
  • comminution was carried out using an inline Turrax (IKA® Process-Pilot 2000/04) at 12800 rpm with a counter pressure of 1 bar. Samples at pressures of the ultra-high pressure treatment of 1000, 2000, 3000 and 4000 bar were examined.
  • Tastings of the samples showed that at pressures above 1000 bar, a structure that was smooth in the mouth was created. A roughness was noticeable on the tongue in the samples produced at 2000 bar, whereby the samples produced at 3000 bar did not show this roughness, but had a thinner texture than the samples produced at 2000 bar.
  • a variation of the product described above with a dry matter content of 20% by weight likewise led to stable products in the production with an ultra-high pressure treatment at 2000 bar and at 3000 bar. Furthermore, it was shown that lactic acid fermentation of the whole grain oat base materials according to the invention is possible and led to yoghurt-like products with a sour taste classified as pleasant from the sensory point of view. In order to achieve products with a texture similar to milk-based yoghurt, dry matter contents above 20% by weight should be aimed for when using whole-grain oat flour.
  • a mixture of oat flour and water with an oat content of 35% by weight was used.
  • the residual moisture of the oatmeal is usually a maximum of 12% by weight.
  • the flour used in this example was approx. 9% by weight
  • the stability of a "ready to drink" product with a pressure of 3000 bar is better than that of a corresponding product that has undergone ultra-high pressure treatment at 2000 bar.
  • Better stability means the formation of a lower proportion of supernatant in the sample a storage time of, for example, up to 72 hours.
  • the samples were subjected to sterilization at 141 ° C. over a period of 4 s in a subsequent process step and treated "down stream" in a two-stage high-pressure homogenizer at 250 bar in the first stage and 50 bar in the second stage it was found that through this downstream In the process step, the particle size distribution becomes narrower in that the characteristic values d3,10 shift towards larger values and d3.97 towards smaller values.
  • the pressure drops from 300 bar to 50 bar via a first valve.
  • This 50 bar is expanded to ambient pressure via a second valve
  • a homogenization at 300/50 bar it is possible to achieve approximately the particle size of a treatment according to the invention with 1000 bar.
  • the maximum particle size is somewhat higher than in an ultra-high pressure treatment according to the invention with 1000 bar, but the diameter d3.97 is significantly higher Sufficient comminution for a pleasantly smooth mouthfeel and a particle size smaller than 130 micrometers is only achieved at the higher pressures according to the invention.
  • Embodiment 4 A mixture of wholegrain rice flour and water with a wholegrain rice content of 35% by weight was used.
  • Whole grain rice flour has a maximum residual moisture of 14.5% by weight.
  • the wholemeal rice flour used in this exemplary embodiment had a residual moisture content of approx. 12% by weight.
  • the parameters d3, 97, d 3, 50 and d 3, i o are given in micrometers from the volume density distribution of the particles.
  • Gold flax flour has a maximum
  • Residual moisture of 10% by weight that in the context of this Gold flax flour used in the exemplary embodiment had a residual moisture content of approx. 9% by weight.
  • the processing of gold flax and thus a flour from an oil seed is also possible within the scope of the invention.
  • the gold flax flour used is flour from press cake after oil extraction, which is finely ground and therefore has a lower fat content than the whole seed.
  • the amount of linseed used was reduced in comparison to the other flours according to the above exemplary embodiments.
  • the mucilage contained in the gold linseed thickened the product comparatively strongly and was broken down by cellulases. Samples were examined at pressures of the
  • Ultra high pressure treatment of 1000, 2000, 3000 and 4000 bar Ultra high pressure treatment of 1000, 2000, 3000 and 4000 bar.

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Abstract

Um eine Basis für Milchersatzprodukte aus pflanzlichen Samen bereitzustellen, welche ein glattes Mundgefühl im Bereich des korrespondierenden Produktes aus tierischer Milch aufweist, stellt die Erfindung ein Verfahren bereit mit folgenden Schritten a) Einweichen von pflanzlichen Samenausgangsmaterial in Wasser, b) Hochdruckhomogenisieren des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials bei einem Druck von zumindest 800 bar, bevorzugt von zumindest 1000 bar, besonders bevorzugt von zumindest 2000 bar.

Description

Verfahren zum Herstellen eines hochdruckbehandelten pflanzlichen Samenbasisprodukts und pflanzliches
Samenba sisprodukt
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes gemäß Anspruch 1 sowie ein pflanzliches Samenbasisprodukt nach Anspruch 13.
Für die moderne Ernährung gewinnen pflanzliche Milchersatzprodukte zunehmende Bedeutung. Dies sind Produkte, welche in Geschmack und Anwendungseigenschaften Produkten auf Basis tierischer Milch, insbesondere Kuhmilch, möglichst nahekommen, aber keine Bestandteile tierischen Ursprungs enthalten. Solche Produkte werden von Lactose- oder Milcheiweißallergikern ebenso nachgefragt wie von Menschen, die sich vegetarisch oder vegan ernähren.
Als sogenannte „dairy alternatives" oder
Milchersatzprodukte wurden daher Produkte auf pflanzlicher Basis entwickelt. Ein mögliches Ausgangsprodukt für pflanzliche Milchersatzprodukte sind Samen, insbesondere Getreide und Saaten. „Samen" sind Gewebestrukturen der Samenpflanzen und bestehen aus einer Samenschale, dem Keimling und bei manchen Samenpflanzen einem Nährgewebe, dem Endosperm oder Perisperm.
Als „Getreide" oder „Korn" werden die Früchte von Süßgräsern bezeichnet, die zur Ernährung von Menschen und Tieren verwendet werden. Diese Früchte bestehen aus dem Mehlkörper als Endosperm, dem Keimling, und der Schale, die aus Samenschale und Fruchtwand sowie der zwischen Mehlkörper und Schale liegenden Aleuronschicht aufgebaut ist. Beispielsweise zählen Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Triticale - einer Kreuzung aus Weizen und Roggen - Mais, Reis, Hirse und Bambussamen, zu den Getreiden. Der Mehlkörper enthält vor allem Stärke. Der Keimling enthält Fett und die Aleuronschicht Eiweiß, wobei auch der Mehlkörper einen Eiweißanteil aufweist.
Die Getreidefrüchte werden nach der Ernte durch Dreschen von den abgemähten Pflanzen abgetrennt, wobei bei einigen Sorten auch die mit der Schale verwachsenen Grannen und Spelzen noch am Korn verbleiben. Bei der Verarbeitung des gedroschenen Getreides zu Mehl wird die Schale häufig möglichst vollständig entfernt und als Kleie abgetrennt.
Als „Vollkorn" werden Getreidefrüchte bezeichnet, bei denen nach der Ernte nur Grannen und Spelzen entfernt wurden, die also die Schale noch vollständig enthalten.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung werden unter dem Begriff „Vollkorn" nach der im Rahmen des EU- Forschungsprojektes „HEALTHGRAIN" erarbeiteten Europäischen Vollkorn-Definition die ganzen, gemahlenen, geschroteten oder flockierten Körner verstanden, nachdem die nichtessbaren Teile, wie Spelzen und Hülsen entfernt wurden. Die Hauptkomponenten des anatomischen Aufbaus eines Getreidekorns, nämlich das stärkehaltige Endosperm, der Keimling und die Schale, sind in Vollkorn im gleichen Verhältnis vorhanden wie im ganzen Korn. Vollkorn kann zu Bruchstücken unterschiedlicher Größe zerkleinert werden, so dass Schrot, Grütze oder Mehl entsteht. Eine weitere aus Vollkorn durch mechanische Bearbeitung erzeugte Variante sind Flocken. Schrot, Grütze, Mehl oder Flocken können auch aus Saaten bereitgestellt werden.
Aus ernährungsphysiologischer Sicht ist die Verwendung der gesamten Bestandteile von Samen, insbesondere von Vollkorn beziehungsweise Vollsaaten, für Milchersatzprodukte erstrebenswert, da Bestandteile des Vollkorns wie Antioxidantien, Ballaststoffen und sekundären Pflanzenstoffen mit entzündungshemmender Wirkung mit einer positiven Wirkung auf den Menschen in Verbindung gebracht werden.
In WO 00/65930 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem Haferkleie oder Vollkornhaferflocken in Wasser zu einem Trockenmassegehalt von 1 % bis 35 % suspendiert werden, wobei die erhaltene Suspension bei 50°C bis 95°C für 10 bis 60 Minuten hitzebehandelt wird. Anschließend erfolgen eine Nassvermahlung sowie eine mechanische Homogenisierung bei einer Temperatur von 50°C bis 95°C und einem Druck im Bereich von 80 bis 250 bar, um eine cremige Emulsion herzustellen .
Allerdings hat sich gezeigt, dass die Kleie in Milchersatzprodukten zu einem rauen Mundgefühl führt. Damit sind Milchersatzprodukte mit den ernährungsphysiologischen Vorteilen von Vollkorn vom Verbraucher nicht akzeptiert.
Es ergibt sich damit eine Aufgabe der Erfindung, eine pflanzliche Basis für Milchersatzprodukte bereitzustellen, welche ein glattes Mundgefühl im Bereich des korrespondierenden Produktes aus tierischer Milch aufweist. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Produkt zu schaffen, welches möglichst viele Bestandteile des vollen Samens, insbesondere des Vollkorns, enthält.
Die Erfindung löst diese Aufgaben in überraschend einfacher Weise mit einem Verfahren gemäß Anspruch 1 und einem Vollkornbasisprodukt gemäß Anspruch 10.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit folgenden Schritten bereit: a) Einweichen von pflanzlichem Samenausgangsmaterial in Wasser, wobei das pflanzliche Samenausgangsmaterial zumindest Samen umfasst, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, die Getreide, Pseudogetreide, Saaten und Mischungen dieser Samen umfasst, b) Hochdruckhomogenisieren des, insbesondere durch das Einweichen, verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials bei einem Druck von zumindest 800 bar, bevorzugt von zumindest 1000 bar, besonders bevorzugt von zumindest 2000 bar, wobei keine Bestandteile der eingesetzten Samen entfernt werden.
Das pflanzliche Samenausgangsmaterial kann im Rahmen der Erfindung in Form von Mehl, Schrot, Grütze und/oder Flocken bereitgestellt werden. Des Weiteren kann im Rahmen der Erfindung eine Kombination aus chemisch und/oder enzymatisch behandelter Stärke mit Schalen und/oder Kleie als pflanzliches Samenausgangsmaterial verwendet werden. Eine weitere Möglichkeit, das pflanzliche Samenmaterial im Rahmen der Erfindung bereitzustellen, ist der Einsatz von ganzen Körnern.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens erfolgt vor Schritt b) ein Schritt bl) Verflüssigen der Mischung aus Schritt a) zum Herstellen eines verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials .
Die Verflüssigung (englisch: Liquefaction) erfolgt unter Einwirkung von Enzymen auf das pflanzliche Samenausgangsmaterial. Je nach Art des eingesetzten pflanzlichen Samenausgangsmaterials sind dafür die Enzyme ausreichend, die das Ausgangsmaterial mitbringt. Im Rahmen der Erfindung können auch Enzyme zugesetzt werden, dies wird weiter unten erläutert. Die Verflüssigung erfolgt nach einer Einwirkzeit der Enzyme. Dabei sinkt der Gesamtballaststoffgehalt im Vergleich zum Samenausgangsmaterial um mindestens 5 %, bevorzugt um mindestens 7 %, besonders bevorzugt um mindestens 10 %._In vorteilhafter Weiterbildung erfolgt dabei eine Erhitzung zu Beginn, um (eventuell) vorhandene Stärke zu verkleistern und für die Enzyme besser zugänglich zu machen.
Damit kann je nach eingesetztem Ausgangsmaterial das Hochdruckhomogenisieren einfacher durchgeführt werden, da durch die Verflüssigung die Viskosität gesenkt und/oder die Homogenität des dem Hochdruckhomogenisieren zugeführten Fluids verbessert werden kann.
Durch das erfindungsgemäße Hochdruckhomogenisieren des, insbesondere verflüssigten, pflanzlichen Samenausgangsmaterials wird ein hochdruckbehandeltes pflanzliches Samenbasisprodukt hergestellt. Dieses erlaubt vielfältige Anwendungen, insbesondere als Ersatz für Milchprodukte wie Trinkmilch, Trinkjoghurt und Joghurt.
Die Erfindung stellt damit alleine auf der Basis von Samen und Wasser mit einem einstufigen Verfahren ein pflanzliches Samenbasisprodukt zur Verfügung, das alle mit dem eingesetzten Samen bereitgestellten Komponenten beziehungsweise ihre Abbauprodukte umfassen kann. Dabei können diese Komponenten wie etwa Stärke, Fette oder Proteine zumindest teilweise aufgespalten worden sein.
Damit werden im Rahmen der Erfindung die
Produkteigenschaften eingestellt, etwa das Mundgefühl, der Geschmack und/oder das Fließverhalten des pflanzlichen Samenbasisproduktes .
Es werden jedoch in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung keine Bestandteile des eingesetzten Samens entfernt, indem sie beispielsweise durch Zentrifugieren von Schalenbestandteilen abgetrennt oder indem sie gelöst und dann verworfen werden. Indem das Einweichwasser als Produktkomponente eingesetzt wird, bleiben durch die Erfindung alle wasserlöslichen Bestandteile des gesamten Samens, die beim Einweichen in Lösung gehen, im Produkt erhalten. Dabei kommt die Erfindung ohne die Zugabe stabilisierender Hilfsmittel aus.
Mit der Verflüssigung geht der Abbau von Stärkemolekülen einher und die Viskosität wird im Vergleich zur Maische gesenkt . In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, vor Schritt a) ein Schritt al) Zugabe von zumindest einem Enzym, insbesondere von zumindest einer Amylase und/oder zumindest einer Lipase und/oder zumindest einer Betaglucanase und/oder zumindest einer Protease und/oder zumindest einer Cellulase.
Durch Zugabe von Enzymen können einzelne Bestandteile des pflanzlichen Samenausgangsmaterials aufgeschlossen werden, um die Zusammensetzung des Produktes basierend auf den Bestandteilen des Samens gezielt zu verändern. Beispielsweise kann zur Erzeugung von Geschmack und/oder Textur ein zumindest teilweiser Aufschluss der vorhandenen Stärke in Zucker erfolgen. Dabei ist der Einsatz von zumindest einer Cellulase insbesondere bei einigen Ölsaaten hilfreich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wirkt zumindest ein Enzym, welches eine hydrolytische Aktivität gegenüber Ballaststoffen aufweist, bevorzugt eine hydrolytische Aktivität von mindestens 5 %, besonders bevorzugt eine hydrolytische Aktivität von mindestens 7 % und ganz besonders bevorzugt eine hydrolytische Aktivität von mindestens 10 % aufweist. Dabei kann es sich um zumindest ein sameneigenes Enzym handeln, dessen Wirkung im Zusammenhang mit dem Einweichen einsetzt, und/oder um zumindest ein zugesetztes Enzym.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zur Optimierung der Enzymbehandlung im Rahmen von Schritt al) eine pH-Anpassung, insbesondere durch Zugabe einer Säure oder einer Lauge, beispielsweise auf Werte im Bereich von pH 4 bis pH 9, erfolgen.
Wenn die Wirkung der Enzyme und/oder eine negative Beeinflussung beispielsweise des Geschmacks und/oder der Fließeigenschaften unterbunden werden sollen, ist in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass vor Schritt b) ein Schritt b2) Inaktivieren von zumindest einem Enzym, welches insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe, welche Amylasen, Lipasen, Betaglucanasen, Cellulasen und Proteasen umfasst, erfolgt. Die Reihenfolge der Schritte bl) und b2) vor Schritt b) kann der Fachmann je nach den Gegebenheiten des konkreten Anwendungsfalles in geeigneter Weise wählen.
Für das Inaktivieren von zumindest einem Enzym stellt die Erfindung in einer Weiterbildung durch Erhitzen und/oder durch Änderung des pH-Wertes zwei miteinander kombinierbare Möglichkeiten zur Verfügung. So kann insbesondere dann, wenn eine Zugabe von Säure und/oder Lauge zum Produkt unerwünscht ist, allein durch Erhitzen eine Inaktivierung erreicht werden. Sind hohe Temperaturen über einen längeren Zeitraum so weit wie möglich zu umgehen, kann mit Ansäuern und späterem Neutralisieren eine Inaktivierung von zumindest einem Enzym vorgenommen werden.
Im Rahmen der Erfindung ist das Inaktivieren in einem weiten Temperaturbereich und über unterschiedliche Zeiträume möglich, so dass weitere Prozessparameter zur Anpassung des Verfahrens an den jeweiligen Anwendungsfall zur Verfügung gestellt werden. Das Inaktivieren kann bei Temperaturen im Bereich bis 150°C erfolgen, beispielsweise durch rein thermische Inaktivierung bei Temperaturen im Bereich zwischen 120°C und 150°C und/oder bei einer Temperatur von maximal 100°C, bevorzugt bei einer Temperatur von maximal 95°C und insbesondere über einen Zeitraum von bis zu einer Stunde, bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 30 Minuten, bevorzugt von bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt von bis zu 5 Minuten durchgeführt werden.
Zum Inaktivieren durch Änderung des pH-Wertes kann im Rahmen der Erfindung dabei, insbesondere vor dem Erhitzen, ein pH-Wert im Bereich von 3 bis 5, bevorzugt im Bereich von 3,5 bis 4,5, besonders bevorzugt im Bereich von 3,9 bis 4,1 eingestellt werden.
Zum Inaktivieren durch Änderung des pH-Wertes kann im Rahmen der Erfindung dabei, insbesondere nach dem Erhitzen, ein pH-Wert im Bereich von 6 bis 8, bevorzugt im Bereich von 6,5 bis 7,1, besonders bevorzugt im Bereich von 6,7 bis 7 eingestellt werden.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass vor Schritt b) ein Schritt bll) Zerkleinern des pflanzlichen Samenausgangsmaterials und/oder ein Schritt blll) Zerkleinern des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials erfolgt.
Die Zerkleinerung gemäß den Schritten bll) und/oder blll) kann beispielsweise mit einem Rotor-Stator-Dispergiergerät, insbesondere einer Schneidmühle, durchgeführt werden. Als in besonders einfacher Weise geeignet hat sich ein inline verwendeter „Turrax" herausgestellt. Eine Zerkleinerung ist auch über eine Hochdruckbehandlung möglich, welche bei deutlich geringeren Drücken als die eigentliche Hochdruckhomogenisierung durchgeführt wird, beispielsweise bei Drücken von bis zu 300 bar.
Die Zerkleinerung gemäß Schritt blll) kann zusätzlich oder alternativ zu der optionalen Zerkleinerung gemäß Schritt bll) durchgeführt werden. Gerade bei Verwendung von Flocken als pflanzliches Samen- beziehungsweise ausgangsmaterial ist die optionale Zerkleinerung hilfreich im erfindungsgemäßen Verfahren, um insbesondere die Fließfähigkeit des (verflüssigten) Ausgangsmaterials an die jeweiligen Anforderungen des Prozesses anpassen zu können.
Die Erfindung bietet zudem die Möglichkeit, das hochdruckbehandelte pflanzliche Samenbasisprodukt im Rahmen des Verfahrens haltbar zu machen. Dazu ist vorgesehen, dass nach Schritt b) ein Schritt c) Heißhalten des hochdruckbehandelten pflanzlichen Samenbasisproduktes, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 140°C, bevorzugt im Bereich von 65°C bis 95°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 70°C, und insbesondere über einen Zeitraum von bis zu 50 Minuten, bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 20 Minuten bis 40 Minuten, besonders bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 45 Sekunden, im Besonderen bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 10 Sekunden, ganz besonders bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 5 Sekunden, besonders bevorzugt von bis zu 4,6 Sekunden, erfolgt .
Der Fachmann wird die Parameter Temperatur und Haltezeit dabei in Abstimmung aufeinander wählen. Beispielsweise sind bei einer Temperatur im Bereich von 130°C bis 140°C Haltezeiten von wenigen Sekunden ausreichend, um eine Sterilisation zu erreichen. Bei niedrigeren Temperaturen werden längere Haltezeiten angewendet. Irgendwann ist die Temperatur so niedrig, dass keine Sterilisation mehr möglich ist, sondern nur noch eine Pasteurisation. Beispielweise ist bei 95°C für 45 Sekunden nur eine Pasteurisation möglich. Bei 65°C kann mit Haltezeiten im Bereich von etwa 20 bis etwa 40 Minuten eine angemessene Pasteurisierung erreicht werden.
Die Erfindung stellt des Weiteren ein pflanzliches Samenbasisprodukt zur Verfügung, welches insbesondere hergestellt ist mit einem oben beschriebenen Verfahren, umfassend im Wesentlichen alle Bestandteile zumindest eines Pflanzensamens, insbesondere eines Vollkorngetreides, mit einer Volumendichteverteilung der Partikeln des pflanzlichen Samenbasisproduktes, bei welcher d3,97 maximal 130 Mikrometer, bevorzugt maximal 120 Mikrometer beträgt.
Das erfindungsgemäße pflanzliche Samenbasisprodukt ist mit Hochdruck, insbesondere mit sogenanntem „Ultrahochdruck" (englisch „ultra high pressure") homogenisiert worden. Dadurch wird erfindungsgemäß erreicht, dass ein Anteil von 97 % des Volumens der im pflanzlichen Samenbasisprodukt vorhandenen Partikel von solchen Teilchen eingenommen werden, die kleiner sind als 130 Mikrometer, bevorzugt kleiner als 120 Mikrometer. Umgekehrt ausgedrückt sind daher im Rahmen der Erfindung nur 3 % des Volumens der Partikel im pflanzliche Samenbasisprodukt größer als 120 Mikrometer. Damit schafft die Erfindung in vorteilhafter Weise ein pflanzliches Samenbasisprodukt mit einem glatten Mundgefühl und kann so den Nachteil von bekannten Produkten mit rauem Mundgefühl überwinden.
Das erfindungsgemäße pflanzliche Samenbasisprodukt kann in einer Weiterbildung der Erfindung einen Anteil an pflanzlichen Samen im pflanzlichen Samenbasisprodukt bis zu 60 Gew.-%, bevorzugt bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 35 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 20 Gew.-%, , insbesondere von bis zu 15 Gew.-%, aufweisen. Mit der Wahl des Anteils an pflanzlichen Samen über einen weiten Bereich bietet die Erfindung eine Möglichkeit, je nach eingesetztem Getreide und/oder Samen für das pflanzliche
Samenausgangsmaterial und/oder beabsichtigter Anwendung des Basisproduktes seinen Geschmack, Textur und/oder Mundgefühl beziehungsweise seine Fließeigenschaften gezielt einstellen zu können.
Für das Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße pflanzliche Samenbasisprodukt sind den Erfindern keine grundsätzlichen Beschränkungen bekannt, so dass prinzipiell jede Art von Samen, insbesondere jedes Getreide und/oder jedes Pseudogetreide und/oder jede Saat, beispielsweise Ölsaat, im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden kann. Es können dabei auch Mischungen von verschiedenen Samen eingesetzt werden. Beispielsweise ist vorgesehen, dass das pflanzliche Samenbasisprodukt zumindest Samen aufweist, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche Getreide, insbesondere Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Triticale,
Mais, Reis, Hirse und Bambus, Pseudogetreide, insbesondere Buchweizen, Quinoa, Chia und Amaranth, sowie Saaten, insbesondere Ölsaaten und Hülsenfrüchtler, sowie Mischungen dieser Samen umfasst.
Durch Auswahl und Kombination der Samen kann beispielsweise das Nährstoffprofil und/oder der Geschmack des erfindungsgemäßen pflanzlichen Samenbasisproduktes an die jeweiligen Anforderungen für die Anwendung angepasst werden.
Die Erfindung ermöglicht damit auch die Verwendung eines nach einem oben beschriebenen Verfahren hergestellten pflanzlichen Samenbasisproduktes als Lebensmittel oder als Zusatz zu einem Lebensmittel, welches insbesondere aus der Gruppe ausgewählt ist, die Alternativen zu Milch und Milchprodukten, Getränke, Trinkmilch, Milchshakes, Trinkjoghurt, Joghurt und Eiszubereitungen umfasst.
Die Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf die beigefügten Figuren und Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 ein Fließschema eines Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung, Figur 2 ein Fließschema einer Weiterbildung des in Figur 1 gezeigten Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes,
Figur 3 ein Fließschema einer Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit Enzyminaktivierung vor der Hochdruckhomogenisierung durch Änderung des pH-Wertes und Erhitzen,
Figur 4 ein Fließschema einer Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit Enzyminaktivierung vor der Hochdruckhomogenisierung durch Erhitzen,
Figur 5 ein Fließschema einer Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit Zerkleinerung des pflanzlichen Samenausgangsmaterials und/oder des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials,
Figur 6 ein Fließschema einer Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit Haltbarmachen des pflanzlichen Samenbasisproduktes durch Heißhalten,
Figur 7 ein Fließschema einer Weiterbildung des Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit Haltbarmachen des pflanzlichen Samenbasisproduktes in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Figur 8 fotografische Aufnahmen von Proben eines Hafervollkornbasismaterials mit einem Trockenmassegehalt von 15 Gew.-% nach Ultrahochdruckbehandlung bei verschiedenen Drücken und
Figur 9 fotografische Aufnahmen von Proben eines Hafervollkornbasismaterials mit einem Trockenmassegehalt von 15 Gew.-% nach Ultrahochdruckbehandlung bei verschiedenen Drücken und gekühlter Kurzzeitlagerung.
In Figur 1 ist das Grundschema des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes dargestellt mit der Weiterbildung, dass vor dem Hochdruckhomogensieren ein Erhitzen der Ausgangsmaterialmischung zum Herstellen eines verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials erfolgt. Dieses Erhitzen zum Verflüssigen ist ein optionaler Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Figuren 2 bis 7 illustrieren Weiterbildungen des in Figur 1 dargestellten Verfahrens. Diese Weiterbildungen können einzeln oder in Kombination miteinander oder alle insgesamt in das in Figur 1 dargestellte Verfahren integriert werden.
Die Bezeichnungen der Verfahrensschritte gemäß dem Grundschema sind dabei in den beigefügten Figuren mit stärkeren Linien umrandet als die Verfahrensschritte gemäß der Weiterbildungen. Gemäß dem in Figur 1 dargestellten Grundschema des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Wasser und pflanzliches Samenausgangsmaterial bereitgestellt und miteinander unter Erwärmen gemischt. Das Mischen erfolgt zum Herstellen einer Maische. Dieser Schritt kann auch als (An-)Maischen (englisch „mashing") bezeichnet werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurden vier Teile Wasser mit einem Teil pflanzlichen Samenausgangsmaterials gemischt. Das Mischen kann im einfachsten Fall durch Rühren in einem Kessel erfolgen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird als pflanzliches Samenausgangsmaterial Hafermehl eingesetzt. Im Rahmen der Erfindung können zusätzlich oder alternativ auch Haferflocken eingesetzt werden. Weitere Möglichkeiten, das pflanzliche Samenmaterial im Rahmen der Erfindung bereitzustellen, sind der Einsatz von ganzen Körnern sowie anderen Getreidemehlen und/oder -flocken sowie die Verwendung einer Kombination aus chemisch und/oder enzymatisch behandelter Stärke mit Schalen und/oder Kleie. Je nach zur Verfügung stehendem Ausgangsmaterial und je nach spezifischem Anwendungszweck kann der Fachmann das eingesetzte pflanzlichen Samenausgangsmaterial wählen beziehungsweise zusammenstellen.
Die Maische hat im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Trockenmasse von 17,6 Gew.-% und wird auf eine Temperatur von 50°C erwärmt.
Nach der Erwärmung beginnt das Einweichen (englisch „soaking") des pflanzlichen Samenausgangsmaterials in Wasser. Über eine vom Fachmann in ihrer Dauer gewählten Haltezeit quillt dabei das pflanzliche Samenausgangsmaterial und nimmt dabei Wasser auf. Das gequollene pflanzliche Samenausgangsmaterial wird in dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel nach dem Einweichen auf eine Temperatur von 80°C erhitzt und durch Halten bei dieser Temperatur über einen Zeitraum von zwei Stunden verflüssigt. Das pflanzliche Samenausgangsmaterial verflüssigt sich dabei infolge der Wirkung der Enzyme, die im pflanzlichen Samenausgangsmaterial selbst vorhanden sind und/oder nach einer Weiterbildung der Erfindung zugesetzt werden. Auf derartige Weiterbildungen wird weiter unten genauer eingegangen. Die Temperatur und die Haltezeit zum Verflüssigen (englisch "liquefaction") kann in Abhängigkeit vom pflanzlichen Samenausgangsmaterial und insbesondere dem beabsichtigten Fließverhalten für die Hochdruckhomogenisierung variabel angepasst werden.
Durch den als "Verflüssigung" bezeichneten Verfahrensschritt erfolgt eine Umwandlung der Maische in ein homogenes, fließfähiges, insbesondere pumpbares Fluid. Dabei handelt es sich um eine Suspension von wasserunlöslichen pflanzlichen Samenbestandteilen in einer wässrigen Phase, in welcher insbesondere Proteine, Stärke und Zucker vorliegen. Zumindest teilweise liegen diese Komponenten in gelöster Form vor.
Um sicherzustellen, dass die nativen Stärkemoleküle in ausreichender Weise abgebaut sind, um die Viskosität des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials vor der Hochdruckhomogenisierung hinreichend zu senken, kann ein Stärketest mit Jodlösung an einer Probe des Produktes vor Eintritt in die Hochdruckhomogenisierung durchgeführt werden. Das verflüssigte pflanzliche Samenausgangsmaterial hat eine relative Dichte von 17°Brix. Dieses wird mittels zumindest einer Hochdruckpumpe durch eine Düse gefördert, wobei das verflüssigte pflanzliche Samenausgangsmaterial gemäß der Erfindung einer im Vergleich zu herkömmlichen Hochdruckhomogenisatoren deutlich höheren Druckbeanspruchung unterworfen wird. Daher wird die Hochdruckhomogenisierung im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch als „Ultrahochdruckhomogenisierung" (englisch „ultra high pressure homogenisation", kurz UHPH) bezeichnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt der Druck dabei 2000 bar. Durch die Hochdruckhomogenisierung wird aus dem verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterial das erfindungsgemäße pflanzliche Samenbasisprodukt erzeugt. Es erfolgt gemäß dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ein Abkühlen auf eine Zieltemperatur von 34°C.
Um beispielsweise das Fließverhalten des pflanzlichen Samenausgangsmaterials und des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials einzustellen, bietet die Erfindung in einer Weiterbildung die Möglichkeit, enzymatisch auf die Zusammensetzung des pflanzlichen Samenausgangsmaterials einzuwirken. In Figur 2 ist eine Ausführungsform dieser Weiterbildung schematisch dargestellt.
Es erfolgt eine pH-Anpassung durch Zugabe von Säure, beispielsweise Salzsäure HCl, auf einen pH Wert im Zielbereich von 6,2 bis 6,4. Dann erfolgt die Zugabe von zumindest einem Enzym. Im dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine beta-Glucanase in einer Konzentration von etwa 0,5 kg/MT pflanzliches Samenausgangsmaterial verwendet. Diese Konzentration hat sich im Fall der Verwendung von Hafermehl als geeignet erwiesen. Des Weiteren wurde im gezeigten Ausführungsbeispiel eine alpha-Amylase zugegeben. Für dieses Enzym hat sich eine Konzentration von etwa 1,0 kg/MT pflanzliches Samenausgangsmaterial im Fall der Verwendung von Hafermehl als geeignet erwiesen. Die Einheit „MT" bedeutet dabei „metric ton" (1000 kg), die Angaben benennen die eingesetzte Menge Enzym in kg pro 1000 kg Samenausgangsmaterial .
Um die hydrolytische Aktivität des eingesetzten Enzyms zu bestimmen wurde ein Hafermehl mit Wasser verdünnt, mit dem Enzym versetzt und nassvermahlen. Das Hafermehl hatte eine Restfeuchte von 5 %. Durch das Mischen mit Wasser entsteht das „Ausgangsprodukt" für das weitere Verfahren. Dieses hat eine Feuchtigkeit von 62,79 %.
Es wurden jeweils die langkettigen und kurzkettigen Ballaststofffraktionen bestimmt. Deren Summe ergibt rechnerisch den Gesamtballaststoffgehalt. Diese Werte wurden zur besseren Vergleichbarkeit nur auf die Trockenmasse (Restfeuchte 0 %) bezogen und eine Veränderung vom Mehl zum Produkt der einzelnen Fraktionen berechnet.
In der im Folgenden wiedergegebenen Tabelle stehen die Abkürzungen „HMWDF" für „high molecular weight dietary fiber" und „LMWDF" für „low molecular weight dietary fiber".
Die Anteile an Ballaststoffen beziehungsweise deren genannten Fraktionen sind in g /100 g angegeben.
Es ist deutlich zu erkennen, dass die Ballaststoffe angegriffen werden. Zum einen sinkt der Gesamtballaststoffgehalt im untersuchten Beispiel des Hafermehls um 11 % im Vergleich zum Rohstoff. Des Weiteren ist eine klare Verschiebung von der langkettigen Ballaststofffraktion (HMWDF) hin zur kleineren Ballaststofffraktion (LMWDF) sichtbar. Es werden also aufgrund der hydrolytischen Aktivität der Enzyme die nativen Ballaststoffe angegriffen.
Die Ergebnisse legen nahe, dass sehr große beta- Glukanmoleküle in mittelgroße Stücke aufgespalten werden.
Ebenso wie bei den in Hafer und Gerste vorkommenden beta- Glukanen gilt der Vorteil des hydrolytischen Abbaus von Ballaststoffen im Rahmen der Erfindung unabhängig vom oben erläuterten Ausführungsbeispiel mit Hafer auch für andere die Viskosität einer Mischung aus Samenausgangsmaterial und Wasser erhöhende lösliche Ballaststoffe wie zum Beispiel Pentosane in Roggen oder Schleimstoffe in Leinsaat. Durch den Abbau dieser Ballaststoffe wird die Viskosität der Mischung aus Samenausgangsmaterial und Wasser stark verringert, wodurch aufgrund der Erfindung ein höheres Mischungsverhältnis von Samenausgangsmaterial zu Wasser, beispielsweise Mehl zu Wasser, ermöglicht wird.
Gleichzeitig wird der Aufwand zum Pumpen der Masse geringer, und es wird generell eine bessere Prozessierbarkeit ermöglicht.
Des Weiteren werden wasserlösliche Ballaststoffe wie beta- Glukane häufig mit einem „schleimigen" Mundgefühl assoziiert, so dass ihr Abbau zudem die Sensorik verbessern kann.
In Figur 3 ist eine Möglichkeit zur Inaktivierung der Enzyme vor der Hochdruckhomogenisierung durch Verändern des pH-Wertes und Erhitzen schematisch dargestellt. Die Inaktivierung ist im Rahmen der Erfindung nicht zwingend erforderlich. Im gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt zunächst eine pH-Anpassung durch Zugabe von Säure, beispielsweise Salzsäure HCl, auf einen pH Wert im Zielbereich von 3,9 bis 4,1.
Dann wird das angesäuerte verflüssigte pflanzliche Samenausgangsmaterial auf eine Temperatur von 95°C erhitzt und über einen Zeitraum von 5 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Optional kann das angesäuerte pflanzliche Samenausgangsmaterial nach der Haltezeit auf eine Temperatur von 20°C abgekühlt werden, beispielsweise um die Belastung von Bauteilen wie etwa Dichtungen der eingesetzten Anlage zu verringern. Vor der Hochdruckhomogenisierung erfolgt eine Neutralisierung des pH-Wertes durch Zugabe von Lauge, beispielsweise Natronlauge NaOH, auf einen pH Wert im Zielbereich von 6,7 bis 7,0.
In Figur 4 ist eine weitere Möglichkeit zur Inaktivierung der Enzyme schematisch dargestellt. Dabei wird das verflüssigte pflanzliche Samenausgangsmaterial auf eine Zieltemperatur von 100°C erhitzt und über einen Zeitraum von 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Optional kann das verflüssigte pflanzliche Samenausgangsmaterial nach dieser Haltezeit auf eine Temperatur von 20°C abgekühlt werden, beispielsweise um die Belastung von Bauteilen wie etwa Dichtungen der eingesetzten Anlage zu verringern .
In Figur 5 ist eine Weiterbildung des Verfahrens mit Zerkleinerung des pflanzlichen Samenausgangsmaterials und/oder des verflüssigten pflanzlichen
Samenausgangsmaterials schematisch dargestellt. Eine solche Zerkleinerung kann die durch die Hochdruckhomogenisierung erreichbare Partikelgrößenverteilung, das Fließverhalten des Produktes und/oder seine Zusammensetzung durch Aufschluss der Bestandteile des pflanzlichen Samenausgangsmaterials und/oder des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials positiv beeinflussen.
So kann nach dem Einweichen optional ein
Zerkleinerungsschritt durchgeführt werden. Beispielsweise kann diese Zerkleinerung mit einem Rotor-Stator- Dispergiergerät, insbesondere einer Schneidmühle, erfolgen. Als in besonders einfacher Weise geeignet hat sich ein inline verwendeter „Turrax" herausgestellt. Eine Zerkleinerung ist im Rahmen der Erfindung auch über eine Hochdruckbehandlung möglich, welche bei deutlich geringeren Drücken als die eigentliche Hochdruckhomogenisierung durchgeführt wird, beispielsweise bei Drücken von bis zu 300 bar.
Vor der Hochdruckhomogenisierung kann eine Zerkleinerung wie oben beschrieben durchgeführt werden. Diese kann zusätzlich oder alternativ zu der oben beschriebenen optionalen Zerkleinerung durchgeführt werden. Gerade bei Verwendung von Flocken oder ganzen Körnern als pflanzliches Samenausgangsmaterial ist die optionale Zerkleinerung hilfreich im erfindungsgemäßen Verfahren, um insbesondere die Fließfähigkeit des (verflüssigten) pflanzlichen Samenausgangsmaterials an die jeweiligen Anforderungen des Prozesses anpassen zu können.
In Figur 6 ist eine Weiterbildung des Verfahrens zum Verlängern der Haltbarkeit des pflanzlichen Samenbasisproduktes durch Abtöten von Mikroorganismen mittels Heißhalten schematisch dargestellt. Dazu wird das hochdruckbehandelte pflanzliche Samenbasisprodukt bei einer Temperatur von 70°C über einen Zeitraum von 30 Sekunden gehalten.
In Figur 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung schematisch dargestellt, die ebenfalls zum Verlängern der Haltbarkeit des pflanzlichen Samenbasisproduktes führt. Dabei wird bei einer Ausgangstemperatur von mindestens 80°C die Hochdruckhomogenisierung bei 3000 bar durchgeführt. Bei der Entspannung erwärmt sich dann das hochdruckbehandelte pflanzliche Samenbasisprodukt auf Temperaturen oberhalb von 140°C und wird dadurch sterilisiert.
Neben den in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen zum Verlängern der Haltbarkeit des pflanzlichen Samenbasisproduktes kann das pflanzliche Samenbasisprodukt im Rahmen der Erfindung zusätzlich oder alternativ einer Sterilisierung zugeführt werden, die beispielsweise in einem Wärmetauscher oder mittels Direktdampfinjektion durchgeführt wird.
Ausführungsbeispiel 1
Es wurde eine Mischung von Hafermehl und Wasser mit einem Trockenmassegehalt von 15 Gew.-% eingesetzt. Die Restfeuchte des Hafermehls liegt üblicherweise bei maximal 12 Gew.-%. Das in diesem Beispiel verwendete Mehl hatte ca. 9 Gew.-% Restfeuchte. Vor der Ultrahochdruckbehandlung erfolgte eine Zerkleinerung mittels inline betriebenem Turrax (IKA® Process-Pilot 2000/04) bei 12800 U/min mit einem Gegendruck von 1 bar. Untersucht wurden Proben bei Drücken der Ultrahochdruckbehandlung von 1000, 2000, 3000 und 4000 bar.
Es zeigte sich, dass für diesen Trockenmasseanteil die besten Ergebnisse bei Werten zwischen 2000 und 3000 bar erzielt wurden. In Figur 8 sind fotografische Aufnahmen der Proben dargestellt. Bei allen Proben wurde eine optisch glatte Struktur beobachtet. Eine Ultrahochdruckbehandlung mit 4000 bar führte zu einem Produkt, bei welchem sich im oberen Bereich der Probe eine deutlich hellere Phase im Vergleich mit dem sonstigen Material der Probe bildet. Die in Figur 9 gezeigten fotografischen Aufnahmen zeigen, dass bei gekühlter Kurzzeitlagerung bei einer Temperatur von 4°C bis 8 °C über einen Tag oder zwei Tage nur eine leichte Sedimentation erfolgte. Diese kann durch Schütteln der Probe von Hand wieder behoben werden.
Verkostungen der Proben zeigten, dass bei Drücken oberhalb von 1000 bar eine vom Mundgefühl her glatte Struktur erzeugt wurde. Auf der Zunge spürbar war bei den bei 2000 bar hergestellten Proben eine Rauigkeit, wobei die bei 3000 bar hergestellten Proben diese Rauigkeit nicht zeigten, jedoch eine dünnere Textur aufwiesen als die bei 2000 bar hergestellten Proben.
Nach einem Stabilitätstest durch Zentrifugieren mit 4000 g über 10 Minuten weisen die bei 2000 bar und 3000 bar hergestellten Proben eine geringere Trennung der Phasen auf als die bei 1000 bar und 4000 bar hergestellten Proben.
Die folgende Tabelle fasst die Ergebnisse von Partikelgrößenanalysen (Malvern Panalytical, Mastersizer 3000; Brechungsindex Disperse Phase: 1,449; Brechungsindex Dispersionmittel: 1,330; Lichtabschattung: 10-15 %) zusammen, welche an den bei den genannten Drücken behandelten Materialien durchgeführt wurden. Die Angabe der Lichtabschattung stellt in diesem Fall ein Maß für die Verdünnung da, die aber nicht in SI-Einheiten umgerechnet werden kann. Für die Nachvollziehbarkeit der Messung mit diesem Gerät und Software ist die Angabe für den Fachmann dennoch ausreichend. Aus der Volumendichteverteilung der Partikel sind die Kenngrößen d3, , d3,so sowie d3,io in Mikrometern angegeben.
Die folgenden Ergebnisse einer Viskositätsmessung (Anton Paar Rheometer MCR 102; Messkörper: ST-24; Temperatur =
10 °C) bestätigen die Befunde, wonach der für den genannten Trockenmassegehalt des Hafervollkornmaterials gefundene Bereich von 2000 bar gegenüber den übrigen untersuchten Drücken bevorzugt wird.
Eine Variation des oben beschriebenen Produktes mit einem Trockenmassegehalt von 20 Gew.-% führte ebenfalls zu stabilen Produkten bei der Herstellung mit einer Ultrahochdruckbehandlung bei 2000 bar und bei 3000 bar. Des Weiteren zeigte sich, dass eine milchsaure Fermentation der erfindungsgemäßen Vollkornhaferbasismaterialien möglich ist und zu joghurtähnlichen Produkten mit sensorisch als angenehm eingestuftem saurem Geschmack führte. Um Produkte mit einer Textur ähnlich einem Joghurt auf Milchbasis sind Trockenmassegehalte oberhalb von 20 Gew.-% beim Einsatz von Vollkornhafermehl anzustreben.
Ausführungsbeispiel 2
Es wurde eine Mischung von Hafermehl und Wasser mit einem Haferanteil von 35 Gew.-% eingesetzt. Die Restfeuchte des Hafermehls liegt üblicherweise bei maximal 12 Gew.-%. Das in diesem Beispiel verwendete Mehl hatte ca. 9 Gew.-%
Restfeuchte .
Vor der Ultrahochdruckbehandlung erfolgte eine Zerkleinerung mittels inline betriebenem „Turrax" (IKA® Process-Pilot 2000/04) bei 12800 U/min mit einem Gegendruck von 1 bar oder mittels Hochdruckhomogenisator bei 300 bar. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen diesen beiden Möglichkeiten der Zerkleinerung auf das Produkt .
Untersucht wurden Proben bei Drücken der Ultrahochdruckbehandlung von 2000, 2500 und 3000 bar.
Die folgende Tabelle fasst die Ergebnisse von Partikelgrößenanalysen (Malvern Panalytical, Mastersizer 3000; Brechungsindex Disperse Phase: 1,449; Brechungsindex Dispersionmittel: 1,330; Lichtabschattung: 10-15 %) zusammen, welche an den bei den genannten Drücken behandelten Materialien durchgeführt wurden. Aus der Volumendichteverteilung der Partikeln sind die Kenngrößen d3,97, d3,5o sowie d3,io in Mikrometern angegeben.
Mit einer Hochdruckhomogenisierung bei einem Druck oberhalb von 2000 bar, insbesondere bei 2500 bar oder 3000 bar, lassen sich im Rahmen der Erfindung
Vollkornhaferbasisprodukte mit einem Trockenmassegehalt von 35 Gew.-% und glatter Textur im Mundgefühl hersteilen. Vom Geschmack her wurde in sensorischer Auswertung die Probe bevorzugt, welche bei 3000 bar hergestellt wurde. Die bei den untersuchten Proben höchste Viskosität und das beste Mundgefühl wurden mit einem Druck von 2500 bar erzielt.
Die Stabilität eines „ready to drink"-Produktes mit einem Druck von 3000 bar ist dabei besser als die eines entsprechenden Produktes, das eine Ultrahochdruckbehandlung bei 2000 bar erfahren hat. Eine bessere Stabilität bedeutet dabei die Bildung eines geringeren Anteils an Überstand in der Probe bei einer Lagerzeit von beispielsweise bis zu 72 Stunden .
In diesem Beispiel wurden die Proben in einem nachgelagerten Prozessschritt einer Sterilisierung bei 141°C über eine Dauer von 4 s unterzogen und dabei „down stream" in einem zweistufigen Hochdruckhomogenisator bei 250 bar in der ersten Stufe und 50 bar in der zweiten Stufe behandelt. Es zeigte sich, dass durch diesen nachgelagerten Prozessschritt die Partikelgrößenverteilung dadurch enger wird, dass sich die Kennwerte d3,10 hin zu größeren und d3,97 hin zu kleineren Werten verschieben.
Ausführungsbeispiel 3
Es wurde dieselbe Mischung von Hafermehl und Wasser wie in Ausführungsbeispiel 2 eingesetzt und der Effekt einer mehrfachen Homogenisierung untersucht.
Die folgenden Tabelle fassen Ergebnisse von
Partikelgrößenanalysen dieser Untersuchungen zusammen. Die Messungen wurden mit einem „Mastersizer 3000" der Malvern Panalytical durchgeführt mit folgenden Parametern: Brechungsindex Disperse Phase: 1,449; Brechungsindex Dispersionmittel: 1,330; Lichtabschattung: 10 % bis 15 %. Aus der Volumendichteverteilung der Partikeln sind die Kenngrößen d3,97, d3,so sowie d3,io in Mikrometern angegeben. Dabei zeigte sich, dass es nicht möglich ist, mit mehrfachen Durchläufen durch einen zweistufigen Hochdruckhomogenisator vom Typ APV Gaulin LAB 60 / 500 / 2bei 300/50 bar ein Ergebnis wie mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erzielen. Die Angabe „300/50 bar" bedeutet dabei, dass insgesamt ein Druck von 300 bar aufgebaut wird. Über ein erstes Ventil fällt der Druck von 300 bar auf 50 bar. Diese 50 bar werden über ein zweiten Ventil auf Umgebungsdruck entspannt. Mit einer häufigen Wiederholung einer Homogenisierung bei 300/50 bar ist es zwar möglich annähernd die Partikelgröße einer erfindungsgemäßen Behandlung mit 1000 bar zu erreichen. Die maximale Partikelgröße liegt etwas höher als bei einer erfindungsgemäßen Ultrahochdruckbehandlung mit 1000 bar, jedoch ist der Durchmesser d3,97 deutlich höher. Eine ausreichende Zerkleinerung für ein angenehm glattes Mundgefühl und einer Partikelgröße kleiner als 130 Mikrometer wird erst bei den erfindungsgemäß höheren Drücken erreicht.
Auch eine mehrfache Homogenisierung bei 1000 bar erreicht kein Ergebnis wie eine erfindungsgemäße Hochdruckbehandlung bei 3000 bar.
Ausführungsbeispiel 4 Es wurde eine Mischung von Vollkornreismehl und Wasser mit einem Vollkornreisanteil von 35 Gew.-% eingesetzt. Vollkornreismehl hat eine maximale Restfeuchte von 14,5 Gew.-%. Das im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels verwendete Vollkornreismehl hatte eine Restfeuchte von ca. 12 Gew.-%.
Im Vergleich mit den Ergebnissen, die mit Vollkornhafer erzielt wurden (Ausführungsbeispiel 2) zeigte sich, dass die Prozessierung von Vollkornreis genauso möglich ist. Vor der Ultrahochdruckbehandlung erfolgte eine
Zerkleinerung mittels inline betriebenem „Turrax" (IKA® Process-Pilot 2000/04) bei 12800 U/min mit einem Gegendruck von 1 bar oder mittels Hochdruckhomogenisator bei 300 bar. Es zeigten sich keine signifikanten Unterschiede zwischen diesen beiden Möglichkeiten der Zerkleinerung auf das Produkt .
Untersucht wurden Proben bei Drücken der
Ultrahochdruckbehandlung von 1000, 2000, 3000 und 4000 bar. Die folgende Tabelle fasst die Ergebnisse von Partikelgrößenanalysen (Malvern Panalytical,
Mastersizer 3000; Brechungsindex Disperse Phase: 1,449; Brechungsindex Dispersionmittel: 1,330; Lichtabschattung: 10-15 %) zusammen, welche an den bei den genannten Drücken behandelten Materialien durchgeführt wurden. Aus der Volumendichteverteilung der Partikeln sind die Kenngrößen d3,97, d3,5o sowie d3,io in Mikrometern angegeben.
Mit einer Hochdruckhomogenisierung bei einem Druck oberhalb von 2000 bar, insbesondere bei 2500 bar oder 3000 bar, lassen sich im Rahmen der Erfindung
Vollkornreisbasisprodukte mit glatter Textur im Mundgefühl hersteilen. Die bei mindestens 3000 bar hergestellten Proben zeigten eine bessere Stabilität als die übrigen Proben. Eine bessere Stabilität bedeutet dabei die Bildung eines geringeren Anteils an Überstand in der Probe während einer Lagerzeit.
Ausführungsbeispiel 5
Es wurde eine Mischung von 6,65 Gew.-% Goldleinmehl und Wasser verwendet. Goldleinmehl hat eine maximale
Restfeuchte von 10 Gew.-%. Das im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels verwendete Goldleinmehl hatte eine Restfeuchte von ca. 9 Gew.-%.
Im Vergleich mit den Ergebnissen, die mit Vollkornhafer und Vollkornreis erzielt wurden (Ausführungsbeispiele 2 und 3) zeigte sich, dass die Prozessierung von Goldleinmehl und damit einem Mehl aus einer Ölsaat im Rahmen der Erfindung ebenso möglich ist. Bei dem verwendeten Goldleinmehl handelt es sich um Mehl aus Presskuchen nach der Ölextraktion, welcher feinvermahlen wird und damit im Besonderen einen geringeren Fettgehalt als die ganze Saat aufweist. Der eingesetzte Anteil an Leinsaat wurde im Vergleich zu den anderen Mehlen gemäß den obigen Ausführungsbeispielen reduziert. Die in der Goldleinsaat enthaltenen Schleimstoffe haben das Produkt vergleichsweise stark verdickt und wurden mittels Cellulasen abgebaut. Untersucht wurden Proben bei Drücken der
Ultrahochdruckbehandlung von 1000, 2000, 3000 und 4000 bar.
Die folgende Tabelle fasst die Ergebnisse von Partikelgrößenanalysen (Malvern Panalytical, Mastersizer 3000) zusammen, welche an den bei den genannten Drücken behandelten Materialien durchgeführt wurden. Aus der Volumendichteverteilung der Partikeln sind die Kenngrößen d3,97, d3,so sowie d3,io in Mikrometern angegeben.
Die folgenden Ergebnisse einer Viskositätsmessung (Anton Paar Rheometer MCR 102; Messkörper: ST-24; Temperatur =
10 °C) zeigen, dass bei Drücken von zumindest 3000 bar eine deutlich höhere Viskosität erzielt wurde als bei 1000 oder 2000 bar, wobei der Unterschied zwischen den bei 3000 bar und den bei 4000 bar hergestellten Proben gering ist. Nach einem Stabilitätstest durch Zentrifugieren mit 4000 g über 10 Minuten weisen die bei 1000 bar und 2000 bar hergestellten Proben eine geringere Trennung der Phasen und homogenere Sedimente auf als die bei 3000 bar und 4000 bar hergestellten Proben.
Es ist dem Fachmann ersichtlich, dass die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt ist, sondern vielmehr in vielfältiger Weise variiert werden kann. Insbesondere können die Merkmale der einzeln dargestellten Beispiele auch miteinander kombiniert oder gegeneinander ausgetauscht werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines pflanzlichen Samenbasisproduktes mit folgenden Schritten a) Einweichen von pflanzlichem Samenausgangsmaterial in Wasser, wobei das pflanzliche Samenausgangsmaterial zumindest Samen umfasst, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, die Getreide, Pseudogetreide, Saaten und Mischungen dieser Samen umfasst, b) Hochdruckhomogenisieren des, insbesondere durch das Einweichen, verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials bei einem Druck von zumindest 800 bar, wobei keine Bestandteile der eingesetzten Samen entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor Schritt b) ein Schritt bl) Verflüssigen der Mischung aus Schritt a) zum Herstellen eines verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei vor Schritt a) ein Schritt al) Zugabe von zumindest einem Enzym, insbesondere von zumindest einer Amylase und/oder zumindest einer Lipase und/oder zumindest einer Betaglucanase und/oder zumindest einer Protease und/oder zumindest einer Cellulase, erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Enzym wirkt, welches eine hydrolytische Aktivität gegenüber Ballaststoffen aufweist, bevorzugt eine hydrolytische Aktivität von mindestens 5 %, besonders bevorzugt eine hydrolytische Aktivität von mindestens 7 % und ganz besonders bevorzugt eine hydrolytische Aktivität von mindestens 10 % aufweist.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vor Schritt b) ein Schritt b2) Inaktivieren von zumindest einem Enzym, welches insbesondere ausgewählt ist aus der Gruppe, welche Amylasen, Lipasen, Betaglucanasen, Cellulasen und Proteasen umfasst, erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Inaktivieren von zumindest einem Enzym durch Erhitzen und/oder durch Änderung des pH-Wertes erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei das Inaktivieren bei Temperaturen im Bereich bis 150°C erfolgt, beispielsweise durch rein thermische Inaktivierung bei Temperaturen im Bereich zwischen 120°C und 150°C, und/oder bei einer Temperatur von maximal 100°C, bevorzugt bei einer Temperatur von maximal 95°C erfolgt und insbesondere über einen Zeitraum von bis zu einer Stunde, bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 30 Minuten, bevorzugt von bis zu 10 Minuten, besonders bevorzugt von bis zu 5 Minuten durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei, insbesondere vor dem Erhitzen, ein pH-Wert im Bereich von 3 bis 5, bevorzugt im Bereich von 3,5 bis 4,5, besonders bevorzugt im Bereich von 3,9 bis 4,1 eingestellt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei, insbesondere nach dem Erhitzen, ein pH- Wert im Bereich von 6 bis 8, bevorzugt im Bereich von 6,5 bis 7,1, besonders bevorzugt im Bereich von 6,7 bis 7 eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei vor Schritt b) ein Schritt bll) Zerkleinern des pflanzlichen
Samenausgangsmaterials und/oder ein Schritt blll) Zerkleinern des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei nach Schritt b) ein Schritt c) Heißhalten des hochdruckbehandelten pflanzlichen
Samenbasisproduktes, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 140°C, bevorzugt im Bereich von 65°C bis 95°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur von 70°C, und insbesondere über einen Zeitraum von bis zu 50 Minuten, bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 20 Minuten bis 40 Minuten, besonders bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 45 Sekunden, im Besonderen bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 10 Sekunden, ganz besonders bevorzugt über einen Zeitraum von bis zu 5 Sekunden, besonders bevorzugt von bis zu 4,6 Sekunden.
12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei Schritt b) Hochdruckhomogenisieren des verflüssigten pflanzlichen Samenausgangsmaterials bei einem Druck bevorzugt von zumindest 1000 bar, besonders bevorzugt von zumindest 2000 bar stattfindet.
13. Pflanzliches Samenbasisprodukt, insbesondere hergestellt mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend im Wesentlichen alle Bestandteile zumindest eines Pflanzensamens mit einer Volumendichteverteilung der Partikeln des Vollkornbasisproduktes, bei welcher d maximal 130 Mikrometer, bevorzugt maximal 120 Mikrometer beträgt.
14. Pflanzliches Samenbasisprodukt nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an pflanzlichen Samen im pflanzlichen Samenbasisprodukt bis zu 60 Gew.-%, bevorzugt bis zu 50 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 35 Gew.-%, besonders bevorzugt bis zu 20 Gew.-%, insbesondere bis zu 15 Gew.-%, beträgt.
15. Pflanzliches Samenbasisprodukt nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pflanzliche Samenbasisprodukt zumindest Samen aufweist, welche aus der Gruppe ausgewählt sind, welche Getreide, insbesondere Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Triticale, Mais, Reis, Hirse und Bambus, Pseudogetreide, insbesondere Buchweizen, Quinoa, Chia und Amaranth, sowie Saaten, insbesondere Ölsaaten und Hülsenfrüchtler, sowie Mischungen dieser Samen umfasst.
16. Verwendung eines pflanzlichen Samenbasisproduktes nach einem der Ansprüche 13 bis 15 als Lebensmittel oder als Zusatz zu einem
Lebensmittel, welches insbesondere aus der Gruppe ausgewählt ist, die Alternativen zu Milch und Milchprodukten, Getränke, Trinkmilch, Milchshakes, Trinkjoghurt, Joghurt und Eiszubereitungen umfasst.
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