EP4192266A1 - Pektinhaltige pflanzenfaserzusammensetzung - Google Patents

Pektinhaltige pflanzenfaserzusammensetzung

Info

Publication number
EP4192266A1
EP4192266A1 EP21761976.6A EP21761976A EP4192266A1 EP 4192266 A1 EP4192266 A1 EP 4192266A1 EP 21761976 A EP21761976 A EP 21761976A EP 4192266 A1 EP4192266 A1 EP 4192266A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fiber
weight
pectin
advantageously
citrus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21761976.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dündar GROSS
Ruben WEILER
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.)
Herbstreith und Fox GmbH and Co KG Pektin Fabriken
Original Assignee
Herbstreith und Fox GmbH and Co KG Pektin Fabriken
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Herbstreith und Fox GmbH and Co KG Pektin Fabriken filed Critical Herbstreith und Fox GmbH and Co KG Pektin Fabriken
Publication of EP4192266A1 publication Critical patent/EP4192266A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • A23L29/00—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof
    • A23L29/20—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents
    • A23L29/206—Foods or foodstuffs containing additives; Preparation or treatment thereof containing gelling or thickening agents of vegetable origin
    • A23L29/231—Pectin; Derivatives thereof
    • 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
    • A23L21/00—Marmalades, jams, jellies or the like; Products from apiculture; Preparation or treatment thereof
    • A23L21/10—Marmalades; Jams; Jellies; Other similar fruit or vegetable compositions; Simulated fruit products
    • A23L21/12—Marmalades; Jams; Jellies; Other similar fruit or vegetable compositions; Simulated fruit products derived from fruit or vegetable solids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0045—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Galacturonans, e.g. methyl ester of (alpha-1,4)-linked D-galacturonic acid units, i.e. pectin, or hydrolysis product of methyl ester of alpha-1,4-linked D-galacturonic acid units, i.e. pectinic acid; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00—Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/06—Pectin; Derivatives thereof

Definitions

  • the present invention relates to a composition comprising plant fiber, low methylester soluble pectin and high methylester soluble pectin.
  • the invention also relates to this composition as a semi-finished product for use in the food industry, and here in particular for the production of a baking-stable preparation and the use for the production of a low-calorie preparation.
  • the invention relates to a low-calorie composition or a foodstuff containing the composition according to the invention.
  • Fine baked goods with a short shelf life such as Danish pastries or apple turnovers, usually contain fruit fillings with a low sugar content and a fairly high proportion of fruit, some of which is chunky.
  • Modified starches (E 1422, E 1442) are used in the products for texturing and setting the required baking stability.
  • Typical baking-stable fruit preparations for long-life baked goods have a dry matter content of 50-80% TS. They are produced using low methylester pectins in combination with calcium salts. By reacting with the low methylester pectin, the calcium salts ensure that the gelling/melting temperature of the preparation is increased and thus the necessary baking stability. In the large-scale production of fruit preparations for the bakery industry, these are constantly sheared while cooling and then placed at low temperatures of approx. 40 °C in larger containers such as e.g. B. Container filled. This prevents the formation of an elastic gel network, resulting in a non-gelled, creamy-pasty product with the desired baking stability.
  • the increase in the melting temperature through the reaction of the low methylester pectin with calcium ions depends on the soluble solids of the preparation.
  • TSS soluble solids
  • the preparation tends to strong syneresis due to the strong pre-gelation and the high water content, which negatively affect the product.
  • the baking stability of baking-stable fruit preparations is defined by high dimensional stability and low syneresis tendency of the preparation, before during and after the baking process. For this reason, the use of pectin alone is only suitable to a limited extent for the production of baking-stable fruit preparations with a dry matter content below 50%, although the desired dimensional stability of the preparation is achieved with a strong tendency to syneresis.
  • a solution in the prior art for the production of baking-stable fruit preparations with a dry substance content below 50% TS is the use of modified starches.
  • these starches mask the fruit flavor and aroma release of the fruit fillings and give the fruit filling a dull appearance.
  • they are associated with a high cooking viscosity, which makes processing the fruit preparations more difficult.
  • the object of the present invention is to improve the prior art or to offer an alternative to it.
  • the stated object is solved by a composition
  • a composition comprising plant fibre, low methylester soluble pectin, high methylester soluble pectin and optionally sugar.
  • composition according to the invention initially offers the advantage that calcium ions can be dispensed with. This significantly simplifies the manufacturing process, insofar as one less ingredient is required, which must also always be added depending on the dry matter content and leads to the disadvantages described above in the case of low dry substance values.
  • the fruit preparations produced with the composition according to the invention show a significantly lower viscosity, especially when hot. As a result, the fruit pieces are better preserved, which is accompanied by a fruitier taste.
  • composition according to the invention do not have an increased tendency to syneresis, and a disruptive phase separation is not observed.
  • composition according to the invention is more potent in its effect. Compared to modified starch, less than half the amount can be used to create a preparation with comparable baking stability.
  • composition according to the invention can have high acid stability, which makes them particularly suitable for acidic fruit mixtures which contain, for example, sour cherries.
  • the composition according to the invention can be adapted to a wide variety of preparations and can therefore be used not only for fruit preparations but also for other baking-stable preparations.
  • composition according to the invention also allows an optimization of texture and baking behavior through the use of calcium salts.
  • compositions are obtained from plants and preferably from fruits and are therefore natural ingredients with well-known positive properties. In their basic components, they represent a low-calorie composition: Both the plant fibers and the pectin are largely indigestible dietary fibers that represent an important part of human nutrition.
  • pectins lead to a reduction in cholesterol levels by binding bile acids.
  • both the plant fiber and the pectin can be obtained from one and the same raw material source.
  • citrus fiber and citrus pectin with different degrees of esterification can be obtained from citrus pomace.
  • apple fiber and apple pectin with different degrees of esterification can be obtained from apple pomace.
  • composition according to the invention makes it possible for the first time to also produce baking-stable fruit fillings with a lower dry substance content (e.g. from 30 to 45% DM).
  • a lower dry substance content e.g. from 30 to 45% DM
  • composition according to the invention thus contains a total of three pectin sources, of which two pectins are soluble and are present separately from the plant fibers as low esterified and high esterified pectin and the plant fiber as the third pectin source, which in addition to the insoluble fiber-bound pectin (also known as protopectin) also contains water-soluble pectin.
  • Protopectins are insoluble pectins and probably not pure homoglycans.
  • the polygalacturonic acid chains are formed by complex bonds with divalent cations, via ferulic acid groups and borate complexes, and via glycosidic bonds with neutral sugar side chains Arabinose, galactose, xylose, mannose and traces of fucose may exist, interconnected. Since the plant fiber, as explained above, also contains water-soluble pectin, it is also referred to as “plant fiber containing pectin” within the scope of the invention.
  • the composition according to the invention consists essentially of plant fibre, low methylester soluble pectin and high methylester soluble pectin.
  • “essentially” means that the composition contains at most 5% by weight, preferably at most 4% by weight, preferably at most 3% by weight, more preferably at most 1% by weight of other components.
  • the composition according to the invention consists of plant fibre, low methylester soluble pectin and high methylester soluble pectin.
  • the composition according to the invention consists essentially of plant fibre, low methylester soluble pectin, high methylester soluble pectin and sugar.
  • “essentially” means that the composition contains at most 5% by weight, preferably at most 4% by weight, preferably at most 3% by weight, more preferably at most 1% by weight of other components.
  • the composition according to the invention consists of vegetable fibre, low methylester soluble pectin, high methylester soluble pectin and sugar.
  • the vegetable fiber of the composition is selected from the group consisting of citrus fiber, apple fiber, sugar beet fiber, carrot fiber and pea fiber, with the vegetable fiber preferably being a citrus fiber or an apple fiber.
  • the vegetable fiber of the composition is an activated pectin-containing fruit fiber or a partially activated, activatable pectin-containing fruit fiber.
  • an “activated fruit fiber containing pectin” is understood to mean a fruit fiber that has sufficient strength in a suspension so that no additional shearing forces are required in use in order to obtain the optimal rheological properties such as viscosity or texturing on the part of the user.
  • a “partially activated, activatable pectin-containing fibre” is understood to mean a fruit fiber which has a satisfactory strength in a suspension as a result of the partial activation in the production process. This activation is insofar can be described as partial, as it has not yet led to the theoretically possible final strength of the fiber. However, in order to obtain the optimal rheological properties such as viscosity or texturing, the user needs to activate it further by applying additional shearing forces. It is therefore a matter of partially activated fibers, which can, however, be further activated.
  • this plant fiber (regardless of its activation state) is selected from the group consisting of citrus fiber, apple fiber, sugar beet fiber, carrot fiber and pea fiber, the plant fiber preferably being a fruit fiber and particularly preferably a citrus fiber or an apple fiber.
  • Citrus fiber can be obtained from a wide variety of citrus fruits.
  • Non-limiting examples are: Tangerine (Citrus reticulata), Clementine (Citrus x aurantium Clementine group, syn.: Citrus Clementina), Satsuma (Citrus *aurantium Satsuma group, syn.: Citrus unshiu), Mangshan (Citrus mangshanensis), orange (Citrus *aurantium orange group, syn.: Citrus sinensis), bitter orange (Citrus *aurantium bitter orange group), bergamot (Citrus *limon bergamot group, syn.: Citrus bergamia), grapefruit (Citrus maxima) , grapefruit (Citrus *aurantium grapefruit group, syn.: Citrus paradisi) pomelo (Citrus *aurantium pomelo group), lime (Citrus *aurantiifolia), lime (Citrus xaurantiifolia, syn.: Citrus latifolia),
  • the apple fiber can be obtained from all cultivated apples (malus domesticus) known to those skilled in the art. Processing residues from apples can advantageously be used here as the starting material.
  • the starting material used can be apple peel, core casing, seeds or fruit pulp or a combination thereof.
  • Apple pomace is preferably used as the starting material, i.e. the pressed residue from apples, which typically also contain the above-mentioned components in addition to the skins.
  • the sugar-containing composition contains the plant fiber in a proportion of 20 to 55% by weight, preferably 30 to 50% by weight.
  • the sugar-containing composition has the citrus fiber in a proportion of 20 to 50% by weight, preferably 30 to 40% by weight, particularly preferably 33 to 38% by weight and particularly preferably 35% by weight.
  • the proportion of citrus fiber in the sugar-containing composition can be 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43% %, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% or 50%, these being percentages by weight.
  • the sugar-containing composition has the apple fiber in a proportion of 35 to 55% by weight, preferably 40 to 50% by weight, particularly preferably 43 to 48% by weight and particularly preferably 45% by weight.
  • the proportion of apple fiber in the sugar-containing composition can be 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48 %, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54% or 55%, these being percentages by weight.
  • a sugar-free composition according to the invention can have the plant fiber in a proportion of 29 to 81% by weight, preferably 44 to 70% by weight.
  • the sugar-free composition according to the invention contains the citrus fiber in a proportion of 29 to 74% by weight, preferably 44 to 59% by weight, particularly preferably 49 to 56% by weight, and in particular preferably from 51% by weight.
  • the proportion of citrus fiber in the sugar-free composition can be 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57% %, 58% or 59%, these being percentages by weight.
  • the sugar-free composition according to the invention contains apple fiber in a proportion of 51 to 81% by weight, preferably 59 to 74% by weight, particularly preferably 63 to 71% by weight, and in particular preferably from 66% by weight.
  • the proportion of apple fiber in the sugar-free composition can be 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72% %, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80% or 81%, these being percentages by weight.
  • the sugar-containing composition comprises the low methylester soluble pectin, which is preferably a low methylester soluble citrus pectin or apple pectin a proportion of 15 to 45% by weight, preferably 22 to 38% by weight, particularly preferably 27 to 33% by weight and particularly preferably 30% by weight.
  • the proportion of low methylester soluble pectin which is advantageously low methylester soluble citrus pectin or apple pectin, may be 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32% %, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44% or 45%, these being percentages by weight.
  • the sugar-free composition preferably has the low esterified soluble pectin, which is preferably a low esterified soluble citrus pectin or apple pectin, in a proportion of 22 to 66% by weight, preferably 32 to 56% by weight, particularly preferably 40 to 48% by weight and particularly preferably 44% by weight.
  • the low esterified soluble pectin which is preferably a low esterified soluble citrus pectin or apple pectin, in a proportion of 22 to 66% by weight, preferably 32 to 56% by weight, particularly preferably 40 to 48% by weight and particularly preferably 44% by weight.
  • the proportion of low methylester soluble pectin which is advantageously low methylester soluble citrus pectin or apple pectin, may be 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, %, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65% or 66% amount, these being percentages by weight.
  • the sugar-containing composition contains the high esterified soluble pectin, which is preferably a high esterified soluble citrus pectin or apple pectin, in a proportion of 1 to 10% by weight, preferably 1 to 5% by weight, particularly preferably 2 to 4% by weight and particularly preferably 3% by weight.
  • the proportion of high ester soluble pectin which is advantageously high ester soluble citrus pectin or apple pectin, may be 1.0%, 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.0%, 3.5%, 4 .0%, 4.5%, 5.0%, 5.5%, 6.0%, 6.5%, 7.0%, 7.5%, 8.0%, 8.5%, 9 .0%, 9.5% or 10.0%, these being percentages by weight.
  • the sugar-free composition according to the invention can advantageously contain the high esterified soluble pectin, which is preferably a high esterified soluble citrus pectin or apple pectin, in a proportion of 1.5 to 15% by weight, preferably 1.5 to 7.5% by weight, especially preferably from 3 to 6% by weight and particularly preferably from 4.5% by weight.
  • the high esterified soluble pectin which is preferably a high esterified soluble citrus pectin or apple pectin
  • the proportion of high ester soluble pectin which is advantageously high ester soluble citrus pectin or apple pectin, may be 1.5%, 2.0%, 2.5%, 3.0%, 3.5%, 4.0%, 4 .5%, 5.0%, 5.5%, 6.0%, 6.5%, 7.0%, 7.5%, 8.0%, 8.5%, 9.0%, 9 .5%, 10.0%, 10.5%, 11.0%, 12.0%, 12.5%, 13.0%, 13.5%, 14.0%, 14.5% or 15 .0%, these being percentages by weight.
  • the composition according to the invention can be defined by the weight ratios of the basic components.
  • the weight ratio of plant fiber to low esterified soluble pectin to high esterified soluble pectin can be 20-55:15-45:1-10, preferably 30-45:22-38:1-5 and particularly preferably 30-35: 30:3.
  • the sugar-containing composition contains the sugar, which is preferably dextrose, in a proportion of 18 to 40% by weight, preferably 20 to 38% by weight and particularly preferably 22 to 32% by weight.
  • the proportion of the sugar that is advantageously dextrose may be 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30% , 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% or 40%, these being percentages by weight.
  • the sugar-containing composition has the sugar, which is preferably dextrose, in a composition containing citrus fibers in a proportion of 18 to 40% by weight, preferably 20 to 38% by weight, particularly preferably 22 to 32% by weight. % and particularly preferably 32% by weight.
  • the proportion of the sugar that is advantageously dextrose may be 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30% , 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% or 40%, these being percentages by weight.
  • the sugar-containing composition has the sugar, which is preferably dextrose, in an apple fiber-containing composition in a proportion of 14.5 to 29.5% by weight, preferably 17 to 27% by weight, particularly preferably 19 .5 to 24.5% by weight and particularly preferably from 22% by weight.
  • the proportion of sugar which is advantageously dextrose may be 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26% or 27%, these being percentages by weight.
  • sugars that can be used are: dextrose, sucrose, fructose, invert sugar, isoglucose, mannose, melezitose, maltose, rhamnose, the sugar preferably being sucrose or dextrose.
  • the composition contains 30 to 50% by weight of plant fiber, 22 to 38% by weight of low esterified soluble pectin, 1 to 5% by weight of high esterified soluble pectin and 17 to 27% by weight of sugar, the weight percentages being in each case based on the total weight of the composition and the sum of all components of the mixture must be 100% by weight in each case.
  • an activated pectin-containing citrus fiber is used as the plant fiber.
  • the fiber structure can be broken down by acid digestion as a process step in the manufacturing process and this structure can be maintained by subsequent alcoholic washing steps with gentle drying.
  • the activated pectin-containing citrus fiber in a 2.5% by weight suspension has a yield point II (rotation) of more than 1.5 Pa and advantageously more than 2.0 Pa.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a yield point I (rotation) greater than 5.5 Pa and advantageously greater than 6.0 Pa.
  • the activated pectin-containing citrus fiber in a 2.5% by weight suspension has a yield point II (crossover) of more than 1.2 Pa and advantageously more than 1.5 Pa.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a yield point I (Cross Over) greater than 6.0 Pa and advantageously greater than 6.5 Pa.
  • the activated pectin-containing citrus fiber in a 2.5% by weight suspension has a dynamic Weissenberg number greater than 7.0, advantageously greater than 7.5, and most advantageously greater than 8.0. Accordingly, after shear activation, the activated pectin-containing citrus fiber in a 2.5% by weight dispersion has a dynamic Weissenberg number of greater than 6.0, advantageously greater than 6.5 and particularly advantageously greater than 7.0.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a strength of at least 150 g, particularly advantageously of at least 220 g, in a 4% by weight aqueous suspension.
  • the activated pectin-containing citrus fiber preferably has a viscosity of at least 650 mPas, the activated pectin-containing citrus fiber being dispersed in water as a 2.5% by weight solution and the viscosity being measured at a shear rate of 50 s ⁇ 1 at 20°C.
  • An activated pectin-containing citrus fiber with this high viscosity has the advantage that smaller amounts of fibers are required to thicken the end product. The fiber also creates a creamy texture.
  • the activated pectin-containing citrus fiber advantageously has a water-binding capacity of more than 22 g/g. Such an advantageously high water-binding capacity leads to a high viscosity and, as a result, to lower fiber consumption with a creamy texture.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a moisture content of less than 15%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 8%.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a pH of 3.1 to 4.75 and preferably 3.4 to 4.2 in a 1.0% by weight aqueous suspension.
  • the activated pectin-containing citrus fiber advantageously has a particle size in which at least 90% of the particles are smaller than 250 ⁇ m, preferably smaller than 200 ⁇ m and in particular smaller than 150 ⁇ m.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a lightness value L*> 90, preferably L*> 91 and particularly preferably L*> 92.
  • the citrus fibers are thus almost colorless and, when used in food products, do not lead to any significant discoloration of the Products.
  • the activated pectin-containing citrus fiber has a dietary fiber content of 80 to 95%.
  • the activated pectin-containing citrus fiber used in the present invention is preferably in powder form. This has the advantage that there is a formulation with low weight and high storage stability, which can also be used in a simple manner in terms of process technology. This formulation is only made possible by the activated pectin-containing citrus fiber used according to the invention, which, in contrast to modified starches, does not tend to form lumps when stirred into liquids. Due to the acidic extraction step, the pectin content of the citrus fiber has been greatly reduced, so that the activated pectin-containing citrus fiber has less than 10%, preferably less than 8% and particularly preferably less than 6% of water-soluble pectin. This residual pectin is highly esterified Pectin.
  • a highly esterified pectin is a pectin which has a degree of esterification of at least 50%.
  • the degree of esterification describes the percentage of carboxyl groups in the galacturonic acid units of the pectin which are present in esterified form, eg as methyl ester.
  • the degree of esterification can be determined using the method according to JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives).
  • the activated pectin citrus fiber can be obtained through a process that includes the following steps:
  • step (c) Single-stage or multi-stage separation of the disrupted material from step (b) from the aqueous suspension;
  • step (d) washing the material separated off in step (c) with an aqueous solution and separating off coarse or unbroken particles;
  • step (e) separating the washed material from step (d) from the aqueous solution
  • step (f) washing the separated material from step (e) at least twice with an organic solvent and then separating the washed material from the organic solvent in each case;
  • step (g) optionally additionally removing the organic solvent by contacting the washed material from step (f) with steam;
  • step (h) drying the material from step (f) or (g) including vacuum drying to obtain the activated pectin citrus fiber.
  • This manufacturing process leads to citrus fibers with a large inner surface, which also increases the water-binding capacity and is associated with good viscosity formation.
  • These fibers are activated fibers that have sufficient strength in an aqueous suspension so that no additional shearing forces are required in use in order for the user to obtain the optimum rheological properties such as viscosity or texturing.
  • the activated pectin-containing citrus fiber is synonymously referred to as pectin-containing citrus fiber in the context of the application.
  • the citrus fibers produced using this process have good rheological properties.
  • the fibers of the invention can be easily rehydrated and the advantageous rheological properties are retained even after rehydration.
  • the citrus fibers to be used according to the invention are obtained from citrus fruits and are therefore natural ingredients with known positive properties.
  • Citrus fruits and preferably processing residues of citrus fruits can be used as raw material.
  • citrus peel and here albedo and/or flavedo
  • citrus vesicles can be used as raw material for use in the method.
  • Citrus pomace is preferably used as the raw material, ie the residue from pressing citrus fruits, which typically also contain the pulp in addition to the peel.
  • the acid digestion in step (b) of the process serves to remove pectin by converting the protopectin into soluble pectin and at the same time activate the fiber by increasing the internal surface area. Furthermore, the raw material is thermally crushed by the digestion. Due to the acidic incubation in an aqueous environment under the influence of heat, it breaks down into citrus fibers. This achieves thermal comminution, and a mechanical comminution step is therefore not necessary as part of the manufacturing process. This represents a decisive advantage over conventional fiber manufacturing processes, which in contrast require a shearing step (such as (high) pressure homogenization) to obtain a fiber with sufficient rheological properties.
  • the fiber structure can be broken down by the acidic digestion as process step (b) in the manufacturing process and this structure can be maintained by subsequent alcoholic washing steps with gentle drying.
  • a suspension is a heterogeneous mixture of substances consisting of a liquid and solids (particles of raw material) finely distributed therein. Since the suspension tends to sedimentation and phase separation, the particles are suitably kept in suspension by shaking or stirring. There is therefore no dispersion in which the particles are comminuted by mechanical action (shearing) in such a way that they are finely dispersed.
  • step (b) the person skilled in the art can use any acid or acidic buffer solution known to him.
  • an organic acid such as citric acid can be used.
  • a mineral acid can also be used.
  • examples which may be mentioned are: sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or sulphurous acid.
  • Nitric acid is preferably used.
  • the liquid for preparing the aqueous suspension consists of more than 50% by volume, preferably more than 60, 70, 80 or even 90% by volume of water.
  • the liquid contains no organic solvent and in particular no alcohol. This is a water-based acidic extraction.
  • no enzymatic treatment of the raw material by adding an enzyme, in particular no amylase treatment, takes place in the production process and in particular in the acidic digestion in step (b).
  • the incubation takes place at a temperature between 60°C and 95°C, preferably between 70°C and 90°C and particularly preferably between 75°C and 85°C.
  • the incubation in step (b) takes place over a period of between 60 minutes and 8 hours and preferably between 2 hours and 6 hours.
  • the aqueous suspension suitably has a dry matter content of between 0.5% by weight and 5% by weight, preferably of between 1% by weight and 4% by weight, and particularly preferably of between 1 5 wt% and 3 wt%.
  • the aqueous suspension is stirred or shaken during the digestion in step (b). This is preferably done in a continuous manner to keep the particles in suspension in suspension.
  • step (c) of the process the digested material is separated from the aqueous solution and thus recovered. This separation takes place as a single-stage or multi-stage separation.
  • the broken down material is subjected to a multi-stage separation in step (b).
  • a multi-stage separation it is preferred if, during the separation from the aqueous suspension, increasingly finer particles are separated off in stages.
  • both stages separate larger particles, with finer particles being separated in the second stage than in the first stage in order to achieve the most complete possible separation of the particles from the suspension.
  • Preference is given to the first separation of particles using decanters and the second separation using separators. With each separation step, the material becomes more and more finely particulate.
  • step (d) After the acidic digestion in step (b) and the separation of the digested material in step (c), the separated material is washed with an aqueous solution in step (d).
  • This step allows remaining water-soluble substances, such as sugar, to be removed. It is precisely the removal of sugar with the help of this step that contributes to the fact that the citrus fiber is less adhesive and is therefore easier to process and use.
  • aqueous solution is understood as meaning the aqueous liquid used for washing in step (d).
  • the mixture of this aqueous solution and the digested material is referred to as the “wash mixture”.
  • the washing according to step (d) is carried out with water as an aqueous solution.
  • the aqueous solution consists of more than 50% by volume, preferably more than 60, 70, 80 or even 90% by volume of water.
  • the aqueous solution contains no organic solvent and in particular no alcohol. This is a water-based wash and no water-alcohol exchange as is the case with fiber washing with a mixture of alcohol and water, this mixture having more than 50% alcohol by volume and typically having an alcohol content of more than 70% by volume.
  • a salt solution with an ionic strength of I ⁇ 0.2 mol/l can also be used as the aqueous solution.
  • the washing according to step (d) is advantageously carried out at a temperature between 30°C and 90°C, preferably between 40°C and 80°C and particularly preferably between 50°C and 70°C.
  • the dry matter in the washing mixture is between 0.1% by weight and 5% by weight, preferably between 0.5% by weight and 3% by weight and particularly preferably between 1% by weight and 2% by weight.
  • step (d) is carried out with mechanical agitation of the washing mixture. This is more conveniently done by stirring or shaking the wash mixture.
  • coarse particles or particles that have not been broken down are separated off. It is advantageous here to separate particles with a grain size of more than 500 ⁇ m, more preferably more than 400 ⁇ m and most preferably more than 350 ⁇ m.
  • the separation is advantageously carried out using wet screening.
  • a straining machine or a belt press can be used for this purpose.
  • both coarse particle contamination of the raw material and insufficiently broken down material are removed.
  • the washed material is separated from the aqueous solution according to step (e). This separation is advantageously carried out using a decanter or a separator.
  • step (f) A further washing step then takes place in step (f), which, however, takes place with an organic solvent. This involves washing at least twice with an organic solvent.
  • the organic solvent can also be used as a mixture of the organic solvent and water, this mixture then having more than 50% by volume of organic solvent and preferably having more than 70% by volume of organic solvent.
  • the washing step takes place at a temperature between 40°C and 75°C, preferably between 50°C and 70°C and particularly preferably between 60°C and 65°C.
  • the period of contacting in step (f) with the organic solvent is for a period of between 60 minutes and 10 hours and preferably between 2 hours and 8 hours.
  • the dry mass in the washing solution is between 0.5% by weight and 15% by weight, preferably between 1.0% by weight and 10% by weight, and particularly preferably between 1.5% by weight and 5.0% by weight.
  • decolorization of the material can also be carried out.
  • This decolorization can be done by adding one or more oxidizing agents.
  • the oxidizing agents chlorine dioxide and hydrogen peroxide, which can be used alone or in combination, should be mentioned here as examples.
  • the final concentration of the organic solvent in the solution increases with each washing step.
  • This incrementally increasing proportion of organic solvent reduces the proportion of water in the fiber material in a controlled manner so that the rheological properties of the fibers are retained during the subsequent steps of solvent removal and drying and the activated fiber structure does not collapse.
  • the final concentration of the organic solvent is preferably between 60 and 70% by volume in the first washing step, between 70 and 85% by volume in the second washing step and between 80 and 90% by volume in an optional third washing step.
  • the solvent can be additionally reduced by contacting the material with steam. This is preferably done with a stripper in which the material is countercurrently contacted with steam as the stripping gas.
  • step (h) the washed material from step (f) or the stripped material from step (g) is dried, the drying comprising vacuum drying and preferably consisting of vacuum drying.
  • vacuum drying With vacuum drying, the washed material is exposed to a vacuum as a dry product, which increases the boiling point reduced and thus leads to evaporation of the water even at low temperatures.
  • the heat of vaporization continuously withdrawn from the material to be dried is suitably fed from the outside until the temperature is constant.
  • Vacuum drying has the effect of lowering the equilibrium vapor pressure, which favors capillary transport. This has proven to be particularly advantageous for the present citrus fiber material, since the activated, open fiber structures and thus the rheological properties resulting therefrom are retained.
  • the vacuum drying preferably takes place at a reduced pressure of less than 400 mbar, preferably less than 300 mbar, further preferably less than 250 mbar and particularly preferably less than 200 mbar.
  • step (h) suitably takes place at a jacket temperature of between 40°C and 100°C, preferably between 50°C and 90°C and particularly preferably between 60°C and 80°C. After drying, the product is expediently cooled to room temperature.
  • the method additionally comprises a comminuting, grinding or screening step.
  • a comminuting, grinding or screening step This is advantageously designed in such a way that, as a result, 90% of the particles have a particle size of less than 250 ⁇ m, preferably a particle size of less than 200 ⁇ m and in particular a particle size of less than 150 ⁇ m. With this particle size, the fiber is easy to disperse and shows an optimal swelling capacity.
  • the activated citrus fiber and a method for its production are disclosed in the application DE 10 2020 115 526.3.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber has a yield point II (rotation) of 0.1-1.0 Pa, advantageously 0.3-0.9 Pa, in a 2.5% by weight aqueous suspension particularly advantageously 0.6 -0.8 Pa. In a 2.5 wt 2.0 - 3.0 Pa.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber in a 2.5% by weight aqueous suspension has a dynamic Weissenberg number of 4.5-8.0 Pa, advantageously of 5.0-7.5 Pa and particularly advantageously of 7.0 - 7.5 Pa.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber in a 2.5% by weight dispersion accordingly has a dynamic Weissenberg number of 5.0-9.0 Pa, advantageously of 6.0-8.5 Pa and particularly advantageously of more 7.0 - 8.0 Pa.
  • the partially activated, activatable pectin-containing citrus fiber has a strength of between 60 g and 240 g, preferably between 120 g and 200 g and particularly preferably between 140 and 180 g in a 4% by weight aqueous suspension.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber preferably has a viscosity of between 150 and 600 mPas, preferably from 200 to 550 mPas, and particularly preferably from 250 to 500 mPas, the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber being present in water as 2, 5% by weight solution is dispersed and the viscosity is measured at a shear rate of 50 s -1 at 20°C. To determine the viscosity, the partially activated, activatable pectin-containing citrus fiber is dispersed as a 2.5% by weight solution in demineralized water using the method disclosed in the examples and the viscosity is measured at 20° C.
  • a partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber with this high viscosity after shear activation has the advantage that smaller amounts of fibers are required to thicken the end product.
  • the fiber also creates a creamy texture.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber advantageously has a water binding capacity of more than 20 g/g, preferably more than 22 g/g, particularly preferably more than 24 g/g, and particularly preferably between 24 and 26 g/g .
  • a water binding capacity of more than 20 g/g, preferably more than 22 g/g, particularly preferably more than 24 g/g, and particularly preferably between 24 and 26 g/g .
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber has a pH of 3.1 to 4.75 and preferably 3.4 to 4.2 in a 1.0% by weight aqueous suspension.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber advantageously has a particle size in which at least 90% of the particles are smaller than 450 ⁇ m, preferably smaller than 350 ⁇ m and in particular smaller than 250 ⁇ m.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber has a lightness value L*>84, preferably L*>86 and particularly preferably L*>88 a significant discoloration of the products.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber has a dietary fiber content of 80 to 95%.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber used according to the invention is preferably in powder form. This has the advantage that there is a formulation with low weight and high storage stability, which can also be used in a simple manner in terms of process technology. This formulation is only made possible by the activatable citrus fiber used according to the invention, which, in contrast to modified starches, does not tend to form lumps when stirred into liquids.
  • a highly esterified pectin is a pectin which has a degree of esterification of at least 50%.
  • the degree of esterification describes the proportion of carboxyl groups in the galacturonic acid units of the pectin which are present in esterified form, e.g. as methyl ester.
  • the degree of esterification can be determined using the method according to JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives).
  • the partially activated-activatable pectin-containing citrus fiber can be obtained by a process comprising the following steps:
  • step (c) Single-stage or multi-stage separation of the digested material from step (b) from the aqueous suspension;
  • step (d) washing the material separated off in step (c) with an aqueous solution and separating off coarse or unbroken particles;
  • step (e) separating the washed material from step (d) from the aqueous solution
  • step (f) washing the separated material from step (e) at least twice with an organic solvent and then separating the washed material from the organic solvent in each case;
  • step (g) optionally additionally removing the organic solvent by contacting the washed material from step (f) with steam; (h) drying the material from step (f) or (g) comprising drying at atmospheric pressure to obtain the partially activated activatable pectin citrus fiber.
  • This manufacturing process leads to citrus fibers with a large inner surface, which also increases the water-binding capacity and is associated with good viscosity formation.
  • These fibers are fibers which can be activated and which, as a result of the partial activation in the production process in aqueous suspension, have a satisfactory strength.
  • the user has to apply additional shearing forces. It is therefore a matter of partially activated fibers, which can, however, be further activated.
  • the activatable pectin-containing citrus fiber is referred to synonymously as pectin-containing citrus fiber.
  • the citrus fibers produced using the method described above have good rheological properties.
  • the fibers to be used according to the invention can easily be rehydrated and the advantageous rheological properties are retained even after rehydration.
  • the citrus fibers that can be used according to the invention are obtained from citrus fruits and thus represent natural ingredients with known positive properties.
  • Citrus fruits and preferably processing residues of citrus fruits can be used as raw material.
  • citrus peel and here albedo and/or flavedo
  • citrus vesicles can be used as raw material for use in the method.
  • Citrus pomace is preferably used as the raw material, ie the residue from pressing citrus fruits, which typically also contain the pulp in addition to the peel.
  • the acid digestion in step (b) of the process serves to remove pectin by converting the protopectin into soluble pectin and at the same time activating the fiber by increasing the inner surface. Furthermore, the raw material is thermally crushed by the digestion. Due to the acidic incubation in an aqueous environment under the influence of heat, it breaks down into citrus fibers. This achieves thermal comminution, and a mechanical comminution step is therefore not necessary as part of the manufacturing process. This represents a decisive advantage over conventional fiber manufacturing processes, which in contrast require a shearing step (such as by (high) pressure homogenization) in order to obtain a fiber with sufficient rheological properties.
  • a shearing step such as by (high) pressure homogenization
  • a mineral acid can also be used.
  • examples which may be mentioned are: sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or sulphurous acid.
  • Nitric acid is preferably used.
  • the liquid for preparing the aqueous suspension consists of more than 50% by volume, preferably more than 60, 70, 80 or even 90% by volume of water.
  • the liquid contains no organic solvent and in particular no alcohol. This is a water-based acidic extraction.
  • no enzymatic treatment of the raw material by adding an enzyme, in particular no amylase treatment takes place in the production process and in particular in the acidic digestion in step (b).
  • the incubation takes place at a temperature between 60°C and 95°C, preferably between 70°C and 90°C and particularly preferably between 75°C and 85°C.
  • step (b) the incubation takes place over a period of between 60 minutes and 8 hours and preferably between 2 hours and 6 hours.
  • the aqueous suspension suitably has a dry matter content of between 0.5% by weight and 5% by weight, preferably of between 1% by weight and 4% by weight, and particularly preferably of between 1 5 wt% and 3 wt%.
  • the aqueous suspension is stirred or shaken during the digestion in step (b). This is preferably done in a continuous manner to keep the particles in suspension in suspension.
  • the broken down material is subjected to a multi-stage separation in step (c).
  • a multi-stage separation in step (c).
  • both stages separate larger particles, with finer particles being separated in the second stage than in the first stage in order to achieve the most complete possible separation of the particles from the aqueous suspension.
  • the separated material is washed with an aqueous solution in step (d).
  • This step allows remaining water-soluble substances, such as sugar, to be removed. It is precisely the removal of sugar with the help of this step that contributes to the fact that the citrus fiber is less adhesive and is therefore easier to process and use.
  • the “aqueous solution” means the aqueous liquid used for washing in step (d).
  • the mixture of this aqueous solution and the digested material is referred to as the “wash mixture”.
  • the washing according to step (d) is carried out with water as an aqueous solution.
  • water as an aqueous solution.
  • deionized water is particularly advantageous here.
  • the aqueous solution consists of more than 50% by volume, preferably more than 60, 70, 80 or even 90% by volume of water.
  • the aqueous solution contains no organic solvent and in particular no alcohol. This is a water-based wash and no water-alcohol exchange as is the case with fiber washing with a mixture of alcohol and water, this mixture having more than 50% alcohol by volume and typically having an alcohol content of more than 70% by volume.
  • a salt solution with an ionic strength of I ⁇ 0.2 mol/l can also be used as the aqueous solution.
  • the dry matter in the washing mixture is between 0.1% by weight and 5% by weight, preferably between 0.5% by weight and 3% by weight and particularly preferably between 1% by weight and 2% by weight.
  • step (d) is carried out with mechanical agitation of the washing mixture. This is more conveniently done by stirring or shaking the wash mixture.
  • step (e) After washing with the aqueous solution in step (d), the washed material is separated from the aqueous solution according to step (e). This separation is advantageously carried out using a decanter or a separator.
  • step (f) A further washing step then takes place in step (f), which, however, takes place with an organic solvent. This involves washing at least twice with an organic solvent.
  • the organic solvent can also be used as a mixture of the organic solvent and water, this mixture then having more than 50% by volume of organic solvent and preferably having more than 70% by volume of organic solvent.
  • the organic solvent in step (f) is advantageously an alcohol which may be selected from the group consisting of methanol, ethanol and isopropanol.
  • the washing step according to step (f) takes place at a temperature between 40°C and 75°C, preferably between 50°C and 70°C and particularly preferably 60°C and 65°C.
  • the period of contacting with the organic solvent in step (f) is for a period of between 60 minutes and 10 hours and preferably between 2 hours and 8 hours.
  • the dry mass in the washing solution is between 0.5% by weight and 15% by weight, preferably between 1.0% by weight and 10% by weight, and particularly preferably between 1.5% by weight. % and 5.0% by weight.
  • the washing with the organic solvent in step (f) is preferably carried out with mechanical agitation of the washing mixture.
  • the washing is preferably carried out in a tank with an agitator.
  • a device for making the suspension uniform is advantageously used. This device is preferably a toothed ring disperser.
  • the washing with the organic solvent in step (f) is carried out in a countercurrent process.
  • washing with the organic solvent in step (f) involves partial neutralization by adding Na or K salts, NaOH or KOH.
  • decolorization of the material can also be carried out.
  • This decolorization can be done by adding one or more oxidizing agents.
  • the oxidizing agents chlorine dioxide and hydrogen peroxide, which can be used alone or in combination, should be mentioned here as examples.
  • the final concentration of the organic solvent in the solution increases with each washing step.
  • This incrementally increasing proportion of organic solvent reduces the proportion of water in the fiber material in a controlled manner so that the rheological properties of the fibers are retained in the subsequent steps for solvent removal and drying and the partially activated fiber structure does not collapse.
  • the final concentration of the organic solvent is preferably between 60 and 70% by volume in the first washing step, between 70 and 85% by volume in the second washing step and between 80 and 90% by volume in an optional third washing step.
  • the solvent can be additionally reduced by contacting the material with steam. This is preferably done with a stripper in which the material is countercurrently contacted with steam as the stripping gas.
  • the material is moistened with water before drying according to step (h). This is preferably done by introducing the material into a moistening screw and spraying it with water.
  • step (h) the washed material from step (f) or the stripped material from step (g) is dried, the drying comprising drying under atmospheric pressure.
  • suitable drying methods are fluidized bed drying, moving bed drying, belt dryers, drum dryers or paddle dryers. Fluid bed drying is particularly preferred here. This has the advantage that the product is dried loosely, which simplifies the subsequent grinding step. In addition, this type of drying avoids damage to the product due to local overheating thanks to the easily adjustable heat input.
  • step (h) The drying under atmospheric pressure in step (h) is expediently carried out at a temperature of between 50°C and 130°C, preferably between 60°C and 120°C and particularly preferably between 70°C and 110°C. After drying, the product is expediently cooled to room temperature.
  • the method additionally comprises a comminuting, grinding or screening step.
  • a comminuting, grinding or screening step This is advantageously designed in such a way that, as a result, 90% of the particles have a particle size of less than 450 ⁇ m, preferably a particle size of less than 350 ⁇ m and in particular a particle size of less than 250 ⁇ m. With this particle size, the fiber is easy to disperse and shows an optimal swelling capacity.
  • the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber and a process for its production are disclosed in the application DE 10 2020 115 527.1.
  • an activated pectin-containing apple fiber is used as the plant fiber.
  • the fiber structure can be broken down by acid digestion as a process step in the manufacturing process and this structure can be maintained by subsequent alcoholic washing steps with gentle drying.
  • the pectin content of the activated pectin-containing apple fiber is greatly reduced such that the apple fiber has less than 10%, preferably less than 8% and more preferably less than 6% water-soluble pectin.
  • the activated pectin-containing apple fiber advantageously has a water-soluble pectin content of between 2% and 8% by weight and more preferably between 2 and 6% by weight.
  • the water-soluble pectin content in this apple fiber can for example 2 wt%, 3 wt%, 4 wt%, 5 wt%, 6 wt%, 7 wt%, 8 wt%, 9 wt% or 9.5 wt%.
  • the activated pectin-containing apple fiber in a 2.5% by weight suspension has a yield point II (rotation) of more than 0.1 Pa, advantageously more than 0.5 Pa, and particularly advantageously more than 1.0 father
  • the activated pectin-containing apple fiber correspondingly has a yield point I (rotation) of more than 5.0 Pa, advantageously of more than 6.0 Pa and particularly advantageously of more than 7.0 Pa.
  • the activated pectin-containing apple fiber in a 2.5% by weight suspension has a dynamic Weissenberg number greater than 4.0, advantageously greater than 5.0, and most advantageously greater than 6.0.
  • the activated pectin-containing apple fiber in a 2.5% by weight dispersion correspondingly has a dynamic Weissenberg number of more than 6.5, advantageously more than 7.5 and particularly advantageously more than 8.5.
  • the activated pectin-containing apple fiber has a strength of more than 50 g, preferably more than 75 g and particularly preferably more than 100 g.
  • the activated apple fiber is suspended in water as a 6% by weight solution.
  • the activated pectin-containing apple fiber advantageously has a water binding capacity of more than 20 g/g, preferably more than 22 g/g, particularly preferably more than 24 g/g, and particularly preferably more than 27.0 g/g.
  • a water binding capacity of more than 20 g/g, preferably more than 22 g/g, particularly preferably more than 24 g/g, and particularly preferably more than 27.0 g/g.
  • the activated pectin-containing apple fiber has a moisture content of less than 15%, preferably less than 8% and particularly preferably less than 6%.
  • the activated pectin-containing apple fiber has a pH of 3.5 to 5.0 and preferably 4.0 to 4.6 in a 1.0% aqueous suspension.
  • the activated pectin-containing apple fiber advantageously has a grain size in which at least 90% of the particles are smaller than 400 ⁇ m, preferably smaller than 350 ⁇ m and in particular smaller than 300 ⁇ m.
  • the pectin content of the apple fiber has been greatly reduced such that the activated pectin-containing apple fiber has less than 10%, preferably less than 8% and more preferably less than 6% water soluble pectin.
  • This residual pectin is highly esterified pectin.
  • a Highly esterified pectin is understood according to the invention as a pectin which has a degree of esterification of at least 50%.
  • the degree of esterification describes the proportion of carboxyl groups in the galacturonic acid units of the pectin which are present in esterified form, eg as methyl ester.
  • the degree of esterification can be determined using the method according to JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives).
  • the activated pectin apple fiber can be obtained through a process that includes the following steps:
  • step (e) washing the material separated in step (d) with an aqueous solution
  • step (g) washing the separated material from step (f) at least twice with an organic solvent and then separating the washed material from the organic solvent in each case;
  • Apples and preferably processing residues from apples can be used as raw material.
  • the raw material used in the method according to the invention can be apple peel, core casing, seeds or fruit pulp or a combination thereof.
  • Apple pomace is used, i.e. the pressed residue from apples, which typically also contain the above-mentioned components in addition to the peel.
  • the fiber structure can be broken down by acid digestion as a process step in the manufacturing process and this structure can be maintained by subsequent alcoholic washing steps with gentle drying.
  • a suspension is a heterogeneous mixture of substances consisting of a liquid and solids (particles of raw material) finely distributed therein. Since the suspension tends to sedimentation and phase separation, the particles are suitably kept in suspension by shaking or stirring. There is therefore no dispersion in which the particles are comminuted by mechanical action (shearing) in such a way that they are finely dispersed.
  • step (b) the person skilled in the art can use any acid or acidic buffer solution known to him.
  • an organic acid such as citric acid can be used.
  • a mineral acid can also be used.
  • examples which may be mentioned are: sulfuric acid, hydrochloric acid, nitric acid or sulphurous acid. Sulfuric acid is preferably used.
  • the liquid for preparing the aqueous suspension consists of more than 50% by volume, preferably more than 60, 70, 80 or even 90% by volume of water.
  • the liquid contains no organic solvent and in particular no alcohol. This is a water-based acidic extraction.
  • the incubation takes place at a temperature between 60°C and 95°C, preferably between 70°C and 90°C and particularly preferably between 75°C and 85°C.
  • the one-stage or multi-stage separation it is advantageous for particles with a grain size of more than 1000 ⁇ m, preferably more than 500 ⁇ m, to be separated off. As a result, both coarse-particle components of the raw material and insufficiently broken down material are removed.
  • the broken down material in step (c) is subjected to a multi-stage separation.
  • a multi-stage separation it is preferred if, when the coarse particles are separated off, increasingly finer particles are separated off in stages. This means that, for example, in a two-stage separation, both stages perform a separation of larger particles, with finer particles being separated in the second stage compared to the first stage. With each separation step, the material becomes more and more finely particulate.
  • a two-stage separation with a separation of particles with a particle size of more than 1000 ⁇ m in the first stage and a separation of particles with a particle size of more than 500 ⁇ m in the second stage is particularly advantageous here.
  • the separation in these two stages is advantageously carried out using a sieve drum, a sieving machine or another type of wet sieving.
  • step (e) After the acidic digestion in step (b), the removal of coarse particles in step (c) and the separation of the digested material from the aqueous suspension in step (d), the separated material is washed with an aqueous solution in step (e).
  • This step allows the remaining water-soluble substances, such as the fruit's own sugars, to be removed. It is precisely the removal of sugar with the help of this step that contributes to the fact that the apple fiber is less adhesive and is therefore easier to process and use.
  • aqueous solution is understood to mean the aqueous liquid used for washing.
  • the mixture of this aqueous solution and the digested material is referred to as the “wash mixture”.
  • step (e) is advantageously carried out with water as an aqueous solution.
  • deionized water is particularly advantageous here.
  • the aqueous solution consists of more than 50% by volume, preferably more than 60, 70, 80 or even 90% by volume of water.
  • the aqueous solution contains no organic solvent and in particular no alcohol. This is a water-based wash and no water-alcohol exchange as is the case with fiber washing with a mixture of alcohol and water, this mixture having more than 50% alcohol by volume and typically having an alcohol content of more than 70% by volume.
  • step (e) is advantageously carried out at a temperature between 30°C and 90°C, preferably between 40°C and 80°C and particularly preferably between 50°C and 70°C.
  • step (e) with the aqueous solution takes place over a period of between 10 minutes and 2 hours, preferably between 30 minutes and one hour.
  • the dry matter in the washing mixture is between 0.1% by weight and 5% by weight, preferably between 0.5% by weight and 3% by weight and particularly preferably between 1% by weight and 2% by weight.
  • the washing according to step (e) is carried out with mechanical agitation of the washing mixture. This is expediently done by stirring or shaking the wash mixture.
  • Particles with a grain size of more than 500 ⁇ m, more preferably of more than 400 ⁇ m and most preferably of more than 350 ⁇ m can optionally also be separated off here during the washing in step (e).
  • the separation is advantageously carried out using a pulping machine or a belt press. As a result, both coarse-particle components of the raw material and insufficiently broken down material are removed.
  • the washed material is separated from the aqueous solution according to step (f). This separation is advantageously carried out using a decanter or a separator.
  • step (g) A further washing step then takes place in step (g), which, however, takes place with an organic solvent. This involves washing at least twice with an organic solvent.
  • the organic solvent can also be used as a mixture of the organic solvent and water, this mixture then having more than 50% by volume of organic solvent and preferably having more than 70% by volume of organic solvent.
  • the organic solvent is advantageously an alcohol which may be selected from the group consisting of methanol, ethanol and isopropanol.
  • the washing step in step (g) takes place at a temperature between 40°C and 75°C, preferably between 50°C and 70°C and more preferably between 60°C and 65°C.
  • the period of contacting with the organic solvent in step (g) is for a period of between 60 minutes and 10 hours and preferably between 2 hours and 8 hours.
  • Each organic solvent washing step involves contacting the material with the organic solvent for a specified period of time followed by separating the material from the organic solvent.
  • a decanter or a press is preferably used for this separation.
  • the dry matter in the washing solution is between 0.5% and 15% by weight, preferably between 1.0% and 10% by weight, and particularly preferably between 1.5 wt% and 5.0 wt%.
  • the final concentration of the organic solvent is preferably between 60 and 70% by volume in the first washing step, between 70 and 85% by volume in the second washing step and between 80 and 90% by volume in an optional third washing step.
  • the proportion of the solvent can additionally be reduced by bringing the material into contact with steam. This is preferably done with a stripper in which the material is countercurrently contacted with steam as the stripping gas.
  • step (i) the washed material from step (g) or the stripped material from step (h) is dried, the drying comprising vacuum drying and preferably consisting of vacuum drying.
  • the washed material is exposed to a negative pressure as drying material, which reduces the boiling point and thus leads to evaporation of the water even at low temperatures.
  • the heat of vaporization continuously withdrawn from the material to be dried is suitably fed from the outside until the temperature is constant.
  • Vacuum drying has the effect of lowering the equilibrium vapor pressure, which favors capillary transport. This has proven to be particularly advantageous for the present apple fiber material, since the activated, open fiber structures and thus the rheological properties resulting therefrom are retained.
  • Vacuum drying preferably takes place at an absolute vacuum of less than 400 mbar, preferably less than 300 mbar, more preferably less than 250 mbar and particularly preferably less than 200 mbar.
  • step (i) The drying under vacuum in step (i) is conveniently carried out at a jacket temperature of between 40°C and 100°C, preferably between 50°C and 90°C and particularly preferably between 60°C and 80°C.
  • the product is expediently cooled to room temperature.
  • the method additionally comprises a comminuting, grinding or screening step. This is advantageously designed in such a way that, as a result, 90% of the particles have a particle size of less than 400 ⁇ m, preferably a particle size of less than 350 ⁇ m and in particular a particle size of less than 300 ⁇ m. With this particle size, the fiber is easy to disperse and shows an optimal swelling capacity.
  • the pectins according to the invention are obtained by extraction from plants in which the pectin is found primarily in the more solid components such as stems, leaves, blossoms or fruits.
  • the soluble pectins according to the invention can be obtained from all plants and parts of plants known to the person skilled in the art. Examples include: citrus fruit, apple, sugar beet, sunflower infructescence, rosehip, quince, apricot, cherry and carrot.
  • the pectin is particularly preferably obtained by extraction from citrus pomace or apple pomace and used as citrus pectin or apple pectin.
  • the low esterified soluble pectin which is preferably a low esterified soluble citrus pectin or apple pectin, has a degree of esterification of 15 to 40%, preferably 20 to 38%, more preferably 24 to 33% and particularly preferably 26% to 31% % on.
  • the low ester soluble pectin when it is a low ester soluble citrus pectin, it has a degree of esterification of 15 to 40%, preferably 20 to 35%, more preferably 24 to 28% and most preferably 26.5%.
  • the degree of esterification of low esterified soluble citrus pectin or apple pectin is 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% or 40%.
  • the low ester soluble pectin when it is a low ester soluble apple pectin, has a degree of esterification of 15 to 40%, preferably 20 to 38%, more preferably 24 to 33% and most preferably 30%.
  • the degree of esterification of low ester soluble citrus pectin or apple pectin is 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% or 40%.
  • the low methylester soluble pectin has a calcium sensitivity of 300 to 3000 HPE, preferably 500 to 2500 HPE, more preferably 600 to 2000 HPE and most preferably 700 to 1950 HPE. Due to the existing high sensitivity to calcium, the fruit's own calcium is sufficient for the formation of texture in the baking stable fruit-containing preparation.
  • the low methylester soluble pectin when it is a low methylester soluble apple pectin, it has a calcium sensitivity of from 300 to 2000 HPE, preferably from 500 to 1500 HPE and more preferably from 700 to 1000 HPE. Due to the existing high sensitivity to calcium, the fruit's own calcium is sufficient for the formation of texture in the baking stable fruit-containing preparation.
  • the high esterified soluble pectin which is preferably a high esterified soluble citrus or apple pectin, advantageously has a gelling power of from 140 to 280 O USA Sag, preferably from 160 to 260 O USA Sag, more preferably from 170 to 250 O USA Sag.
  • the high gelling power of the high methylester pectin has a positive effect on the texture of the preparation and its syneresis behavior.
  • the high esterified soluble pectin when it is a high esterified soluble citrus pectin, it has a gelling power of from 200 to 280 O USA Sag, preferably from 220 to 260 O USA Sag, more preferably from 230 to 250 O USA Sag and most preferably 240 O USA Sag.
  • the high gelling power of the high methylester pectin has a positive effect on the texture of the preparation and its syneresis behavior.
  • the high esterified soluble pectin when it is a high esterified soluble apple pectin, it has a gelling power of from 140 to 220 O USA Sag, preferably from 160 to 200 O USA Sag and most preferably from 170 to 180 O USA Sag on.
  • the high gelling power of the high methylester pectin has a positive effect on the texture of the preparation and its syneresis behavior.
  • the sugar-containing composition has a degree of esterification of between 20 and 45% and preferably between 30 and 32%.
  • the composition according to the invention has a pH in a 1.0% by weight aqueous suspension of from 3.0 to 5.0 and preferably from 3.4 to 4.5. At this pH the soluble pectin has its greatest chemical stability.
  • the invention relates to the composition according to the invention as a semi-finished product for use in the food industry. It is preferred here that the semi-finished product is used to produce a baking-stable preparation.
  • the low-calorie preparation has the composition according to the invention in a proportion of 0.5 to 5% by weight, preferably 1 to 3% by weight, particularly preferably 1.5 to 2% by weight and particularly preferably 1 75 to 1.9% by weight.
  • the baking-stable preparation according to the invention preferably comprises fruits and/or fruit pieces and/or fruit puree in addition to the composition according to the invention.
  • a plant fiber according to the application is a fiber isolated from a nonlignified plant cell wall and consists mainly of cellulose. Other components include hemicellulose and pectin, with the plant fiber according to the application having a pectin content of less than 10% by weight, and preferably less than 6%.
  • the plant fiber according to the invention advantageously has a water-soluble pectin content of between 2% and 8% by weight and more preferably between 2 and 6% by weight.
  • the content of water-soluble pectin in this plant fiber can be, for example, 2% by weight, 3% by weight, 4% by weight, 5% by weight, 6% by weight, 7% by weight, 8% by weight, 9% by weight or 9.5% by weight.
  • a fruit fiber according to the invention is a vegetable fiber as defined above, which is herein isolated from a fruit.
  • a fruit is to be understood here as the entirety of the organs of a plant that emerge from a flower, including both the classic fruit fruits and fruit vegetables.
  • a "citrus fiber” according to the application is a primarily fibrous component isolated from a nonlignified plant cell wall of a citrus fruit and composed primarily of cellulose. The term fiber is somewhat misnomer because citrus fibers do not appear macroscopically as fibers, but rather represent a powdered product. Other components of citrus fiber include hemicellulose and pectin.
  • the citrus fiber can advantageously be obtained from citrus pulp, citrus peel, citrus vesicles, segmental membranes or a combination thereof.
  • An activated citrus fiber according to the present application is defined as distinct from an activatable (and thus only partially activated) citrus fiber by the yield point of the fiber in a 2.5% dispersion or by the viscosity.
  • An activated citrus fiber is thus characterized in that it has a yield point I (rotation) of more than 5.5 Pa, a yield point I (crossover) of more than 6.0 Pa or a viscosity of more than 650 mPas.
  • An activatable citrus fiber according to the present application is defined as distinct from an activated citrus fiber by the yield point of the fiber in a 2.5% dispersion or by the viscosity.
  • An activatable citrus fiber is characterized in that it has a yield point I (rotation) of between 1.0 and 4.0 Pa, a yield point I (crossover) of between 1.0 and 4.5 Pa or a viscosity of 150 to 600 mPas.
  • An activated apple fiber according to the present application is defined as distinct from an activatable (and thus only partially activated) apple fiber by the yield point of the fiber in a 2.5% dispersion or by the viscosity.
  • An activated apple fiber is thus characterized in that it has a yield point I (rotation) of more than 5.0 Pa or a yield point I (crossover) of more than 5.0.
  • a soluble pectin according to the application is defined as a vegetable polysaccharide which, as a polyuronide, essentially consists of ⁇ -1,4-glycosidically linked D-galacturonic acid units. The galacturonic acid units are partially esterified with methanol. The degree of esterification describes the percentage of carboxyl groups in the galacturonic acid units of the pectin which are present in esterified form, eg as methyl ester.
  • the soluble pectin according to the application is a pectin obtained by extraction from plant tissues. In contrast to the native vegetable pectins (so-called protopectins), it is an isolated water-soluble pectin.
  • the soluble pectin according to the invention is a component separate from the plant or fruit fiber and is therefore not part of the plant or fruit fiber.
  • a highly esterified pectin is a pectin which has a degree of esterification of at least 50%.
  • a low ester pectin on the other hand, has a degree of esterification of less than 50%.
  • the degree of esterification describes the percentage of the carboxyl groups in the galacturonic acid units of the pectin which are present in the esterified form, e.g. as methyl ester.
  • the degree of esterification can be determined using the method according to JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives).
  • the sugar-containing composition according to the invention is the composition according to the invention with the presence of the optional sugar and the sugar-free composition is a composition which accordingly does not contain this optional sugar.
  • baking stable denotes the behavior of a preparation when dry heat is applied to show only minimal spreading (ie by a maximum of 25%) as determined by the following baking test method.
  • a preparation is used which, before the baking test, has a creamy-pasty consistency when cooled, such as a chocolate cream, a fruit preparation or a vegetable preparation.
  • a metal ring 1 cm high and 60 mm in diameter is placed on a filter paper (Hahnenmühle, Dassel Germany, Type 589/1, DP 5891 090, 0 90 mm), filled with the preparation to be tested on the filter paper and attached to the surface of the Metal rings smoothed out.
  • the one coated with the preparation is coated Place filter paper on a baking tray and bake in a preheated oven (top / bottom heat) at 200 °C for 10 minutes.
  • the form stability (diameter before baking in relation to diameter after baking) of the preparation is assessed.
  • the diameter of the preparation after baking must not exceed 125% of the diameter of the preparation before baking.
  • low-calorie is to be understood as reduced sugar and refers to a food product that contains at least 30% less sugar than conventional products of this type.
  • the food product can contain less than 200 kJ, preferably less than 150 kJ and more preferably less than 100 kJ, each based on 100 g of food product.
  • a "semi-finished product” in the context of the registration is understood to mean a semi-finished product in the food industry that is still in the manufacturing process and that has to go through further work steps until it is completed.
  • the sample is carefully filled into the measuring system of the rheometer after exactly 1 hour and the respective measurement is started. If the sample settles, it is carefully stirred with a spoon immediately before filling.
  • the sample is carefully filled into the measuring system of the rheometer after exactly 1 hour and the respective measurement is started. If the sample settles, it is carefully stirred with a spoon immediately before filling.
  • the sample is allowed to swell with an excess of water at room temperature for 24 hours. After centrifugation and subsequent decantation of the supernatant the water binding capacity in g H2O / g sample can be determined gravimetrically. The pH value in the suspension must be measured and documented.
  • Plant fiber 1.0 g (in a centrifuge tube)
  • the supernatant water is separated from the swollen sample.
  • the sample with the bound water is weighed out.
  • WBV water binding capacity
  • This yield point provides information about the structural strength and is determined in the rotation test by increasing the shear stress acting on the sample over time until the sample begins to flow.
  • Shear stresses that are below the yield point only cause an elastic deformation, which only leads to yielding if the shear stresses are above the yield point. In this determination, this is recorded by measuring when a specified minimum shear rate is exceeded. According to the present method, the yield point T 0 [Pa] is exceeded at the shear rate > 0.1 s -1 .
  • Measuring device Rheometer Physica MCR series (e.g. MCR 301, MCR 101)
  • Measuring system Z3 DIN or CC25
  • Measuring cup CC 27 P06 (ribbed measuring cup) Measuring temperature: 20 °C
  • the yield point T 0 (unit [Pa] is read in Section 2 and is the shear stress (unit: [Pa]) at which the shear rate is V ⁇ 0.10 s -1 for the last time.
  • yield point rotation The yield point measured with the rotation method is also referred to as yield point rotation.
  • This yield point also makes a statement about the structural strength and is determined in the oscillation test by measuring the amplitude at a constant frequency for so long is increased until the sample is destroyed by the increasing deflection and then begins to flow.
  • the substance behaves like an elastic solid, i.e. the elastic parts (G') are higher than the viscous parts (G"), while when the yield point is exceeded, the viscous parts of the sample increase and the elastic parts decrease.
  • Measuring device Rheometer Physica MCR series (e.g. MCR 301, MCR 101)
  • Measuring system Z3 DIN or CC25
  • Measuring cup CC 27 P06 (ribbed measuring cup)
  • the yield point measured using the oscillation method is also referred to as the "cross-over yield point”.
  • the dynamic Weissenberg number W (Windhab E, Maier T, Strukturtechnik 1990, 44: 185f) is a derived variable in which the elastic components (G') determined in the oscillation test in the linear viscoelastic range are related to the viscous components (G") :
  • Measuring device Rheometer Physica MCR series, e.g. MCR 301, MCR 101
  • Measuring system Z3 DIN or CC25
  • Measuring cup CC 27 P06 (ribbed measuring cup)
  • phase shift angle ⁇ is read in the linear viscoelastic range.
  • dynamic Weissenberg number W is then calculated using the following formula:
  • Measuring device Texture Analyzer TA-XT 2 (Stable Micro Systems, Godaiming, UK) Test method/option: Measurement of the force in the direction of pressure/simple test
  • Measuring tool - P/50
  • the strength corresponds to the force that the measuring body needs to penetrate 10 mm into the suspension. This force is read from the force-time diagram. It should be noted that from the history of strength measurement, the unit of strength measured was in grams (g). 1.8 Test Method for Determining Grain Size
  • a set of screens In a screening machine, a set of screens, the mesh size of which constantly increases from the bottom screen to the top, is arranged one above the other.
  • the sample is placed on the top sieve, i.e. the sieve with the largest mesh size.
  • the sample particles with a diameter larger than the mesh size remain on the sieve; the finer particles fall through to the next sieve.
  • the proportion of the sample on the different sieves is weighed out and reported as a percentage.
  • the sample is weighed to two decimal places.
  • the screens are provided with screening aids and built up one on top of the other with increasing mesh sizes.
  • the sample is quantitatively transferred to the top sieve, the sieves are clamped and the sieving process proceeds according to defined parameters.
  • the individual sieves are weighed with sample and sieve aid and empty with sieve aid. If only a limit value in the particle size spectrum is to be checked for a product (e.g. 90% ⁇ 250 ⁇ m), then only a sieve with the appropriate mesh size is used.
  • the grain size is calculated using the following formula:
  • Measuring system Z3 DIN or CC25
  • the sample Before the measurement, the sample is tempered in a water bath at 20°C for at least 15 minutes.
  • This method reflects a standard procedure for grading pectin in a 65% soluble solids gel. It conforms to IFT Committee on Pectin Standardization, Food Technology, 1959, 13: 496-500 Method 5-54.
  • the color and brightness measurements are made with the Minolta Chromameter CR 300 or CR 400 carried out.
  • the spectral properties of a sample are determined using standard color values.
  • the color of a sample is described in terms of hue, lightness and saturation. With these three basic properties, the color can be represented three-dimensionally:
  • the sample is sprinkled on a white sheet of paper and leveled with a glass stopper.
  • the measuring head of the chromameter is placed directly on the sample and the trigger is pressed.
  • a triplicate measurement is carried out on each sample and the mean value is calculated.
  • the L*, a*, b* values are specified by the device with two decimal places.
  • the baking-stable apple filling produced under 2. was compared with 1.8% Herba ComBind BF 402 and the same recipe with 4.0% of the modified starch COLFLO 67.
  • Dry matter content approx. 35%
  • TS pH value approx. 3.2 - 3.3
  • Rheometer Physica MCR series e.g.: MCR 301, MCR 101, MCR 302
  • FIG. 2 a process for producing the activated pectin-containing citrus fiber is shown schematically as a flow chart.
  • the pomace is broken down by hydrolysis 20a by incubation in an acidic solution at 70° to 80°C. This is followed by two separate steps 30a a (decanter) and 30b a (separator) for the most complete possible separation of all particles from the liquid phase.
  • the separated material is washed with an aqueous solution 35a .
  • Coarse particles or particles that have not been broken down are separated from the resulting washing mixture by wet sieving. 40 a to separate the solid from the liquid phase.
  • step 50a Two alcohol washing steps 50a and 70a are then carried out , each with subsequent solid-liquid separation using decanters 60a and 80a .
  • step 90a residual alcohol present can be removed by blowing in steam.
  • step 100a the fibers are gently dried by means of vacuum drying in order to then obtain the citrus fibers 110a.
  • FIG. 3 a process for the production of the partially activated, activatable, pectin-containing citrus fiber is shown schematically as a flow chart.
  • the pomace is broken down by hydrolysis 20b by incubation in an acidic solution at 70° to 80°C. This is followed by two separate steps 30ab (decanter) and 30bb (separator) for the most complete possible separation of all particles from the liquid phase.
  • step 35b the separated material is washed with an aqueous solution, and coarse or unbroken particles are separated from the resulting washing mixture by wet sieving.
  • step 40b the solid is then separated from the liquid phase.
  • Two alcohol washing steps 50b and 70b are then carried out, each with subsequent solid-liquid separation using decanters 60b and 80b.
  • the fibers are gently dried using fluidized bed drying in order to obtain citrus fibers 110b.
  • FIG. 4 a process for producing the activated pectin-containing apple fiber is shown schematically as a flow chart.
  • the apple pomace 10 c is the Pomace by incubation in an acidic solution at 70° to 80°C by hydrolysis 20 c .
  • the material as an aqueous suspension is then subjected to a single-stage or multi-stage separation step 30 c for separating off coarse particles, this finally including a separation of the material thus obtained, freed from coarse particles, from the aqueous suspension (also part of step 30 c ).
  • a multi-stage separation of coarse particles this is preferably done using sieve drums with different sieve mesh sizes.
  • step 40c the material freed from coarse particles is washed with water and the washing liquid is separated off by means of a solid-liquid separation.
  • Two alcohol washing steps 50 c and 70 c are then carried out, each with subsequent solid-liquid separation using decanters 60 c and 80 c .
  • step 90c residual alcohol present can be removed by blowing in steam.
  • step 100c the fibers are gently dried by means of vacuum drying, in order to then obtain the apple fibers 110c .
  • Fig. 2 Flow diagram of a process for the production of the activated pectin-containing citrus fiber.
  • Figure 3 Flow diagram of a process for preparing the partially-activated, activatable pectin-containing citrus fiber.
  • Fig. 4 Flow chart of a process for the production of the activated apple fiber containing pectin.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung, die Pflanzenfaser, niederverestertes lösliches Pektin und hochverestertes lösliches Pektin umfasst. Die Erfindung betrifft zudem diese Zusammensetzung als Halberzeugnis zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie, und hierbei insbesondere zur Herstellung einer backstabilen Zubereitung und die Verwendung zur Herstellung einer niederkalorischen Zubereitung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine niederkalorische Zusammensetzung oder ein Lebensmittel enthaltend die erfindungsgemäße Zusammensetzung.

Description

Pektinhaltige Pflanzenfaserzusammensetzung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung die Pflanzenfaser, niederverestertes lösliches Pektin und hochverestertes lösliches Pektin umfasst. Die Erfindung betrifft zudem diese Zusammensetzung als Halberzeugnis zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie, und hierbei insbesondere zur Herstellung einer backstabilen Zubereitung und die Verwendung zur Herstellung einer niederkalorischen Zubereitung. Weiterhin betrifft die Erfindung eine niederkalorische Zusammensetzung oder ein Lebensmittel enthaltend die erfindungsgemäße Zusammensetzung.
Hintergrund der Erfindung
In Feinbackwaren mit kurzer Haltbarkeit wie zum Beispiel Plundergebäcken oder Apfeltaschen, sind meist Fruchtfüllungen mit niedrigem Zuckergehalt und einem recht hohen Fruchtanteil und teilweise stückiger Frucht enthalten. Zur Texturierung und Einstellung der geforderten Backstabilität kommen bei den Produkten modifizierte Stärken (E 1422, E 1442) zum Einsatz.
Typische backstabile Fruchtzubereitungen für Dauerbackwaren weisen einen Trockensubstanzgehalt von 50-80 % TS auf. Ihre Herstellung erfolgt über niederveresterte Pektine in Kombination mit Calciumsalzen. Die Calciumsalze sorgen durch Reaktion mit dem niederveresterten Pektin für die Erhöhung der Gelier- / Schmelztemperatur der Zubereitung und damit für die notwendige Backstabilität. Bei der großtechnischen Herstellung von Fruchtzubereitungen für die Backwarenindustrie werden diese während des Abkühlens ständig geschert und anschließend bei tiefen Temperaturen von ca. 40 °C in größere Gebinde wie z. B. Container abgefüllt. Dadurch wird die Ausbildung eines elastischen Gelnetzwerkes verhindert, so dass ein nicht geliertes, cremig-pastöses Produkt mit gewünschter Backstabilität entsteht. Die Erhöhung der Schmelztemperatur über die Reaktion des niederveresterten Pektins mit Calciumionen ist abhängig von der löslichen Trockensubstanz der Zubereitung. Je tiefer die lösliche Trockensubstanz (TS) desto mehr Calcium ist erforderlich, um die gewünschte Backstabilität zu erreichen. Ist die lösliche Trockensubstanz der Zubereitung unter 50 % TS wird für die Erhöhung der Backstabilität eine so große Menge an Calciumsalz benötigt, dass während des Abkühlens unter Scherung auf die gewünschte Abfülltemperatur die Zubereitung aufgrund der starken Vorgelierung und des hohen Wassergehaltes zu starker Synärese neigt, was sich negativ auf das Produkt auswirkt. Die Backstabilität von backstabilen Fruchtzubereitungen ist definiert durch hohe Formstabilität und geringer Synäreseneigung der Zubereitung, vor, während und nach dem Backprozess. Deshalb ist zur Herstellung von backstabilen Fruchtzubereitungen mit einem Trockensubstanzgehalt unter 50 % der Einsatz von Pektin alleine nur bedingt geeignet, zwar erreicht man die gewünschte Formstabilität der Zubereitung allerdings unter starker Synäreseneigung.
Eine Lösung im Stand der Technik zur Herstellung von backstabilen Fruchtzubereitungen mit einem Trockensubstanzgehalt unter 50 % TS ist der Einsatz von modifizierten Stärken. Diese Stärken maskieren jedoch den Fruchtgeschmack und die Aromafreisetzung der Fruchtfüllungen und verleihen der Fruchtfüllung ein stumpfes Aussehen. Zudem gehen sie mit einer hohen Kochviskosität einher, was die Verarbeitung der Fruchtzubereitungen erschwert.
Es besteht daher Bedarf an neuen Verfahren und Zusammensetzungen zur Herstellung backstabiler Zubereitungen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu verbessern oder ihm eine Alternative zu bieten.
Zusammenfassung der Erfindung
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe eine Zusammensetzung, die Pflanzenfaser, niederverestertes lösliches Pektin, hochverestertes lösliches Pektin und optional Zucker umfasst.
Die erfindungsmäßige Zusammensetzung bietet zunächst den Vorteil, dass auf Calciumionen verzichtet werden kann. Dies vereinfacht den Herstellungsprozess in entscheidender Weise, insofern eine Zutat weniger benötigt wird, die zudem immer in Abhängigkeit von dem Trockensubstanzgehalt hinzudosiert werden muss und bei geringen TS-Werten zu den oben beschriebenen Nachteilen führt.
Wie die Erfinder festgestellt haben, weisen die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Zubereitungen einen natürlichen und unverfälschten Fruchtgeschmack auf. Das Aroma wird nicht maskiert und kann sich optimal freisetzen.
Zudem kann durch den Einsatz der erfindungsgemäßen Zusammensetzung feine cremige Texturen mit hoher Backstabilität erzeugt werden. Diese Backstabilität wird in umfassender Weise gewährleistet, insofern, sie vor, während und nach dem Backprozess gegeben ist. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung beeinträchtigt das bekannte Backverhalten nicht, so dass sowohl die etablierten Fruchtzubereitungen als auch die etablierten Backbedingungen unverändert eingesetzt werden können. Damit ist eine schnelle und unkomplizierte Implementierung in bereits etablierte Herstellungsprozesse möglich.
Es hat sich zudem herausgestellt, dass die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Zubereitungen eine gute Pumpbarkeit besitzen, was für eine industrielle Verarbeitung von entscheidender Bedeutung ist.
Bei vergleichbarer oder sogar verbesserter Backstabilität zeigen die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Fruchtzubereitungen eine deutliche niedrigere Viskosität, vor allem in der Hitze. Hierdurch bleiben die Fruchtstücke besser erhalten, was mit zu einem fruchtigeren Geschmack einhergeht.
Weiterhin weisen die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Zubereitungen keine erhöhte Synäreseneigung auf, eine störende Phasentrennung wird nicht beobachtet.
Zudem ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung in ihrer Wirkung potenter. So kann im Vergleich mit modifizierter Stärke weniger als die Hälfte an Menge eingesetzt werden, um eine Zubereitung mit vergleichbarer Backstabilität zu erzeugen.
Darüber hinaus können die mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellten Zubereitungen eine hohe Säurestabilität aufweisen, was sie gerade für saure Fruchtmischungen geeignet macht, die beispielsweise Sauerkirschen enthalten.
Über die Variation des Pektinveresterungsgrades und der relativen Verhältnisse der drei Grundkomponenten Pflanzenfaser, niederverestertes lösliches Pektin und hochverestertes lösliches Pektin kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung an verschiedenste Zubereitungen angepasst werden und damit nicht nur für Fruchtzubereitungen, sondern auch für andere backstabilen Zubereitungen einsetzbar.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung erlaubt weiterhin eine Optimierung von Textur und Backverhalten durch den Einsatz von Calciumsalzen.
Sämtliche Bestandteile der Zusammensetzung sind aus Pflanzen und bevorzugt aus Früchten gewonnen und stellen so natürliche Inhaltsstoffe mit bekannten positiven Eigenschaften dar. Sie stellen in ihren Grundkomponenten eine niederkalorische Zusammensetzung dar: Sowohl die Pflanzenfaser als auch das Pektin sind weitgehend unverdaubare Ballaststoffe, die einen wichtigen Bestandteil der menschlichen Ernährung darstellen.
Zudem führen Pektine über die Bindung von Gallensäuren zu einer Senkung der Cholesterinwerte.
Sowohl Pflanzenfasern als auch Pektine sind in der Lebensmittelindustrie etabliert und akzeptiert, so dass entsprechende Zusammensetzung ohne langwierige Zulassungsverfahren sofort und auch international zum Einsatz kommen können.
Die oben aufgeführten Grundkomponenten werden üblicherweise aus pflanzlichen Verarbeitungsrückständen wie Citrus- oder Apfeltrester gewonnen. Diese liegen in ausreichender Menge vor und bieten eine nachhaltige und ökologisch sinnvolle Quelle für die vorliegenden Grundkomponenten. Beachtlicherweise können sowohl die Pflanzenfaser als auch das Pektin aus ein und derselben Rohstoffquelle gewonnen werden. So kann beispielsweise aus Citrustrester sowohl Citrusfaser als auch Citruspektin mit verschiedenen Veresterungsgraden gewonnen werden. Entsprechend kann auch aus Apfeltrester sowohl Apfelfaser als auch Apfelpektin mit verschiedenen Veresterungsgraden gewonnen werden.
Durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist es erstmalig möglich, auch backstabile Fruchtfüllungen mit einem geringeren Trockensubstanzgehalt (z.B. von 30 bis 45 % TS) herzustellen.
Die Erfindung im Einzelnen
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfassend als Grundkomponenten die Pflanzenfaser, das niederveresterte lösliche Pektin und das hochveresterte lösliche Pektin. Der Zucker stellte einen optionalen weiteren Bestandteil dar.
Damit beinhaltet die erfindungsgemäße Zusammensetzung insgesamt drei Pektinquellen, wovon zwei Pektine löslich sind und als niederverestertes und hochverestertes Pektin getrennt von den Pflanzenfasern vorliegen und als dritte Pektinquelle die Pflanzenfaser, die neben dem unlöslichen fasergebundenen Pektin (auch als Protopektin bezeichnet) auch wasserlösliches Pektin enthält. Protopektine sind unlösliche Pektine und vermutlich keine reinen Homoglycane. Im Protopektin sind die Polygalacturonsäureketten durch Komplexbindung mit zweiwertigen Kationen, über Ferulasäuregruppen und Borat- Komplexe sowie über glycosidische Bindungen mit Neutralzuckerseitenketten, die aus Arabinose, Galaktose, Xylose, Mannose und Spuren von Fucose bestehen können, untereinander verbunden. Da die Pflanzenfaser, wie vorab ausgeführt, auch wasserlösliches Pektin enthält, wird sie im Rahmen der Erfindung auch als „pektinhaltige Pflanzenfaser“ bezeichnet.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung im Wesentlichen aus Pflanzenfaser, niederverestertem löslichen Pektin und hochverestertem löslichen Pektin. Hierbei bedeutet „im Wesentlichen“, dass die Zusammensetzung höchstens 5 Gew.%, vorzugsweise höchstens 4 Gew.%, bevorzugt höchstens 3 Gew.%, weiter bevorzugt höchstens 1 Gew.% andere Komponenten enthält. Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus Pflanzenfaser, niederveresterten löslichen Pektin und hochverestertem löslichen Pektin.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung im Wesentlichen aus Pflanzenfaser, niederverestertem löslichen Pektin, hochverestertem löslichen Pektin und Zucker. Hierbei bedeutet „im Wesentlichen“, dass die Zusammensetzung höchstens 5 Gew.%, vorzugsweise höchstens 4 Gew.%, bevorzugt höchstens 3 Gew.%, weiter bevorzugt höchstens 1 Gew.% andere Komponenten enthält. Gemäß einer anderen Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Zusammensetzung aus Pflanzenfaser, niederveresterten löslichen Pektin, hochverestertem löslichen Pektin und Zucker.
Vorzugsweise ist die Pflanzenfaser der Zusammensetzung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Citrusfaser, Apfelfaser, Zuckerrübenfaser, Möhrenfaser und Erbsenfaser, wobei die Pflanzenfaser bevorzugt eine Citrusfaser oder eine Apfelfaser ist.
Vorteilhafterweise ist die Pflanzenfaser der Zusammensetzung eine aktivierte pektinhaltige Fruchtfaser oder eine partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Fruchtfaser.
Unter einer „aktivierten pektinhaltigen Fruchtfaser“ ist gemäß der Erfindung eine Fruchtfaser zu verstehen, die in einer Suspension eine ausreichende Festigkeit aufweist, so dass es in der Anwendung keine zusätzlichen Scherkräfte bedarf, um anwenderseitig die optimalen rheologischen Eigenschaften wie Viskosität oder Texturierung zu erhalten.
Unter einer „partiell-aktivierten, aktivierbaren pektinhaltigen Faser“ gemäß der Erfindung ist eine Fruchtfaser zu verstehen, die durch die Partialaktivierung im Herstellungsverfahren in einer Suspension eine zufriedenstellende Festigkeit aufweist. Diese Aktivierung ist insofern als partiell zu bezeichnen, als dass sie noch nicht zu der theoretisch möglichen Endfestigkeit der Faser geführt hat. Zum Erhalten der optimalen rheologischen Eigenschaften wie Viskosität oder Texturierung bedarf es allerdings anwenderseitig der weiteren Aktivierung durch Anwendung von zusätzlichen Scherkräften. Es handelt sich damit um partiell-aktivierte Fasern, die aber noch weiter aktivierbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist diese Pflanzenfaser (unabhängig von ihrem Aktivierungszustand) ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Citrusfaser, Apfelfaser, Zuckerrübenfaser, Möhrenfaser und Erbsenfaser, wobei die Pflanzenfaser bevorzugt eine Fruchtfaser und besonders bevorzugt eine Citrusfaser oder eine Apfelfaser ist.
Citrusfasern können von einer breiten Auswahl an Citrusfrüchten gewonnen werden. In nicht einschränkender Weise seien hier beispielhaft aufgeführt: Mandarine (Citrus reticulata), Clementine (Citrus x aurantium Clementine-Gruppe, Syn.: Citrus Clementina), Satsuma (Citrus *aurantium Satsuma-Gruppe, Syn.: Citrus unshiu), Mangshan (Citrus mangshanensis), Orange (Citrus *aurantium Orangen-Gruppe, Syn.: Citrus sinensis), Bitterorange (Citrus *aurantium Bitterorangen-Gruppe), Bergamotte (Citrus *limon Bergamotte-Gruppe, Syn.: Citrus bergamia), Pampelmuse (Citrus maxima), Grapefruit (Citrus *aurantium Grapefruit-Gruppe, Syn.: Citrus paradisi) Pomelo (Citrus *aurantium Pomelo-Gruppe), echte Limette (Citrus *aurantiifolia), gewöhnliche Limette (Citrus xaurantiifolia, Syn.: Citrus latifolia), Kaffernlimette (Citrus hystrix), Rangpur-Limette (Citrus *jambhiri), Zitrone (Citrus *limon Zitronen-Gruppe), Zitronatzitrone (Citrus medica) und Kumquats (Citrus japonica, Syn.: Fortunella). Bevorzugt sind hierbei die Orange (Citrus *aurantium Orangen-Gruppe, Syn.: Citrus sinensis) und die Zitrone (Citrus *limon Zitronen- Gruppe).
Die Apfelfaser kann aus allen dem Fachmann bekannten Kulturäpfeln (malus domesticus) gewonnen werden. Als Ausgangsmaterial können hier vorteilhafterweise Verarbeitungsrückstände von Äpfeln eingesetzt werden. Als Ausgangsmaterial kann entsprechend Apfelschale, Kerngehäuse, Kerne oder Fruchtfleisch oder eine Kombination hiervon verwendet werden. In bevorzugter Weise wird als Ausgangsmaterial Apfeltrester verwendet, also die Pressrückstände von Äpfeln, die neben den Schalen typischerweise auch die oben genannten Bestandteile enthalten.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die zuckerhaltige Zusammensetzung die Pflanzenfaser in einem Anteil von 20 bis 55 Gew.%, bevorzugt von 30 bis 50 Gew.% auf. Für den Fall, dass die Pflanzenfaser eine Citrusfaser ist, weist die zuckerhaltige Zusammensetzung die Citrusfaser in einem Anteil von 20 bis 50 Gew.%, bevorzugt von 30 bis 40 Gew.%, besonders bevorzugt von 33 bis 38 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 35 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil der Citrusfaser in der zuckerhaltigen Zusammensetzung 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41 %, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49% oder 50% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Für den Fall, dass die Pflanzenfaser eine Apfelfaser ist, weist die zuckerhaltige Zusammensetzung die Apfelfaser in einem Anteil von 35 bis 55 Gew.%, bevorzugt von 40 bis 50 Gew.%, besonders bevorzugt von 43 bis 48 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 45 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil der Apfelfaser in der zuckerhaltigen Zusammensetzung 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41 %, 42%, 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54% oder 55% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Eine zuckerfreie erfindungsgemäße Zusammensetzung kann die Pflanzenfaser in einem Anteil von 29 bis 81 Gew.%, bevorzugt von 44 bis 70 Gew.% aufweisen.
Für den Fall, dass die Pflanzenfaser eine Citrusfaser ist, weist die zuckerfreie erfindungsgemäße Zusammensetzung die Citrusfaser in einem Anteil von 29 bis 74 Gew.%, bevorzugt von 44 bis 59 Gew.%, besonders bevorzugt von 49 bis 56 Gew.%, und insbesondere bevorzugt von 51 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil der Citrusfaser in der zuckerfreien Zusammensetzung 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51 %, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58% oder 59% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Für den Fall, dass die Pflanzenfaser eine Apfelfaser ist, weist die zuckerfreie erfindungsgemäße Zusammensetzung die Apfelfaser in einem Anteil von 51 bis 81 Gew.%, bevorzugt von 59 bis 74 Gew.%, besonders bevorzugt von 63 bis 71 Gew.%, und insbesondere bevorzugt von 66 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil der Apfelfaser in der zuckerfreien Zusammensetzung 59%, 60%, 61 %, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80% oder 81% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Vorteilhafterweise weist die zuckerhaltige Zusammensetzung das niederveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, in einem Anteil von 15 bis 45 Gew.%, bevorzugt von 22 bis 38 Gew.%, besonders bevorzugt von 27-bis 33 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 30 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil des niederveresterten löslichen Pektins, das vorteilhafterweise ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 44% oder 45% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Die zuckerfreie Zusammensetzung weist bevorzugt das niederveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, in einem Anteil von 22 bis 66 Gew.%, bevorzugt von 32 bis 56 Gew.%, besonders bevorzugt von 40 bis 48 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 44 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil des niederveresterten löslichen Pektins, das vorteilhafterweise ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42%, 43%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65% oder 66% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Vorzugsweise weist die zuckerhaltige Zusammensetzung das hochveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, in einem Anteil von 1 bis 10 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 5 Gew.%, besonders bevorzugt von 2 bis 4 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 3 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil des hochveresterten löslichen Pektins, das vorteilhafterweise ein hochverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, 1 ,0%, 1 ,5%, 2,0%, 2,5%, 3,0%, 3,5%, 4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5%, 6,0%, 6,5%, 7,0%, 7,5%, 8,0%, 8,5%, 9,0%, 9,5% oder 10,0% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Die zuckerfreie Zusammensetzung gemäß der Erfindung kann vorteilhafterweise das hochveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, in einem Anteil von 1 ,5 bis 15 Gew.%, bevorzugt von 1 ,5 bis 7,5 Gew.%, besonders bevorzugt von 3 bis 6 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 4,5 Gew.% aufweisen. Beispielsweise kann der Anteil des hochveresterten löslichen Pektins, das vorteilhafterweise ein hochverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, 1 ,5%, 2,0%, 2,5%, 3,0%, 3,5%, 4,0%, 4,5%, 5,0%, 5,5%, 6,0%, 6,5%, 7,0%, 7,5%, 8,0%, 8,5%, 9,0%, 9,5%, 10,0%, 10,5%, 11 ,0%, 12,0%, 12,5%, 13,0%, 13,5%, 14,0%, 14,5% oder 15,0% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind. Unabhängig von der Anwesenheit bzw. dem Anteil des Zuckes läßt sich die erfindungsgemäße Zusammensetzung durch die Gewichtsverhältnisse der Grundkomponenten definieren. So kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung das Gewichtsverhältnis von Pflanzenfaser zu niederverestertem löslichen Pektin zu hochverestertem löslichen Pektin 20-55 : 15-45 : 1-10 betragen, bevorzugterweise 30- 45 : 22-38 : 1-5 und besonders bevorzugt 30-35 : 30 : 3.
Bei der Verwendung einer Citrusfaser als Pflanzenfaser kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung das Gewichtsverhältnis von Citrusfaser zu niederverestertem löslichen Pektin zu hochverestertem löslichen Pektin 20-50 : 15-45 : 1-10 betragen, bevorzugterweise 30-40 : 22-38 : 1-5 und besonders bevorzugt 33-38 : 30 : 3.
Bei der Verwendung einer Apfelfaser als Pflanzenfaser kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung das Gewichtsverhältnis von Apfelfaser zu niederverestertem löslichen Pektin zu hochverestertem löslichen Pektin 35-55: 20-45 : 1-10 betragen, bevorzugterweise 40-50 : 22-38 : 1-5 und besonders bevorzugt 43-48 : 30 : 3.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die zuckerhaltige Zusammensetzung den Zucker, der bevorzugt Dextrose ist, in einem Anteil von 18 bis 40 Gew.%, bevorzugt von 20 bis 38 Gew.%, und besonders bevorzugt von 22 bis 32 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil des Zuckers, der vorteilhafterweise Dextrose ist, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% oder 40% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die zuckerhaltige Zusammensetzung den Zucker, der bevorzugt Dextrose ist, bei einer Citrusfaser-haltigen Zusammensetzung in einem Anteil von 18 bis 40 Gew.%, bevorzugt von 20 bis 38 Gew.%, besonders bevorzugt von 22 bis 32 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 32 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil des Zuckers, der vorteilhafterweise Dextrose ist, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% oder 40% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die zuckerhaltige Zusammensetzung den Zucker, der bevorzugt Dextrose ist, bei einer Apfelfaser-haltigen Zusammensetzung in einem Anteil von 14,5 bis 29,5 Gew.%, bevorzugt von 17 bis 27 Gew.%, besonders bevorzugt von 19,5 bis 24,5 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 22 Gew.% auf. Beispielsweise kann der Anteil des Zuckers, der vorteilhafterweise Dextrose ist, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26% oder 27% betragen, wobei dies Gewichtsprozentangaben sind.
Bei dem Zucker kann der Fachmann auf alle in der Lebensmittelindustrie verwendeten Zucker zurückgreifen. Beispielhaft seien als verwendbare Zucker aufgezählt: Dextrose, Saccharose, Fructose, Invertzucker, Isoglucose, Mannose, Melezitose, Maltose, Rhamnose, wobei der Zucker bevorzugt Saccharose oder Dextrose ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthält die Zusammensetzung 20 bis 55 Gew.% Pflanzenfaser, 15 bis 45 Gew.% niederverestertes lösliches Pektin, 1 bis 10 Gew.% hochverestertes lösliches Pektin und 14,5 bis 29,5 Gew.% Zucker, wobei die Gewichtsprozentangaben sich jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen und wobei die Summe aller Bestandteile der Mischung jeweils 100 Gew.% betragen muss.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthält die Zusammensetzung 30 bis 50 Gew.% Pflanzenfaser, 22 bis 38 Gew.% niederverestertes lösliches Pektin, 1 bis 5 Gew.% hochverestertes lösliches Pektin und 17 bis 27 Gew.% Zucker, wobei die Gewichtsprozentangaben sich jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen und wobei die Summe aller Bestandteile der Mischung jeweils 100 Gew.% betragen muss.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthält die Zusammensetzung 35 bis 45 Gew.% Pflanzenfaser, 27 bis 33 Gew.% niederverestertes lösliches Pektin, 2 bis 4 Gew.% hochverestertes lösliches Pektin und 19,5 bis 24,5 Gew.% Zucker, wobei die Gewichtsprozentangaben sich jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen und wobei die Summe aller Bestandteile der Mischung jeweils 100 Gew.% betragen muss.
Aktivierte pektinhaltige Citrusfaser
In einer Ausführungsform wird als Pflanzenfaser eine aktivierte pektinhaltige Citrusfaser eingesetzt. Durch den sauren Aufschluss als Prozessschritt im Herstellungsverfahren kann die Faserstruktur aufgeschlossen werden und durch anschließende alkoholische Waschschritte mit schonendem Trocknen diese Struktur entsprechend aufrechterhalten werden.
Aufgrund des sauren Extraktionsschritts ist der Pektingehalt der aktivierten pektinhaltigen Citrusfaser stark reduziert, so dass diese Citrusfaser weniger als 10%, bevorzugt weniger als 8 % und besonders bevorzugt weniger als 6% an wasserlöslichem Pektin aufweist. Die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser weist vorteilhafterweise einen wasserlöslichen Pektingehalt von zwischen 2 Gew.% und 8 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 2 und 6 Gew.% auf. Der Gehalt an wasserlöslichem Pektin in dieser Citrusfaser kann beispielsweise 2 Gew%, 3 Gew%, 4 Gew%, 5 Gew%, 6 Gew%, 7 Gew%, 8 Gew%, 9 Gew% oder 9,5 Gew% betragen.
In einer Ausführungsform weist die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen Suspension eine Fließgrenze II (Rotation) von mehr als 1 ,5 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 2,0 Pa auf. In einer 2,5 Gew%igen Dispersion hat die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser eine Fließgrenze I (Rotation) von mehr als 5,5 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 6,0 Pa.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen Suspension eine Fließgrenze II (Cross Over) von mehr als 1 ,2 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 1 ,5 Pa. In einer 2,5 Gew.%igen Dispersion hat die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser eine Fließgrenze I (Cross Over) von mehr als 6,0 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 6,5 Pa.
In einer Ausführungsform hat die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen Suspension eine dynamische Weissenbergzahl von mehr als 7,0, vorteilhafterweise von mehr als 7,5 und besonders vorteilhaft von mehr als 8,0. Nach Scheraktivierung hat die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen Dispersion entsprechend eine dynamische Weissenbergzahl von mehr als 6,0, vorteilhafterweise von mehr als 6,5 und besonders vorteilhaft von mehr als 7,0.
Die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser hat nach einer vorteilhaften Ausführungsform in einer 4 Gew.%igen wässrigen Suspension eine Festigkeit von mindestens 150 g, besonders vorteilhaft von mindestens 220 g.
Vorzugsweise weist die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser eine Viskosität von mindestens 650 mPas auf, wobei die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in Wasser als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert wird und die Viskosität mit einer Scherrate von 50 s-1 bei 20°C gemessen wird.
Zur Viskositätsbestimmung wird die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in demineralisiertem Wasser mit der in den Beispielen offenbarten Methode als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert und die Viskosität bei 20°C und vier Scherabschnitten (erster und dritter Abschnitt = konstantes Profil; zweiter und vierter Abschnitt = lineare Rampe; Messung jeweils bei einer Schergeschwindigkeit von 50 s-1) bestimmt (Rheometer; Physica MCR Serie, Messkörper CC25 (entspricht Z3 DIN), Fa. Anton Paar, Graz, Österreich). Eine aktivierte pektinhaltige Citrusfaser mit dieser hohen Viskosität hat den Vorteil, dass für das Andicken des Endprodukts geringere Mengen an Fasern notwendig sind. Zudem erzeugt die Faser damit eine cremige Textur.
Die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser hat vorteilhafterweise ein Wasserbindevermögen von mehr als 22 g/g. Ein solch vorteilhaft hohes Wasserbindevermögen führt zu einer hohen Viskosität und über diese dann auch zu einem geringeren Faserverbrauch bei cremiger Textur.
Gemäß einer Ausführungsform weist die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser eine Feuchtigkeit von weniger als 15%, bevorzugt von weniger als 10% und besonders bevorzugt von weniger als 8% auf.
Es ist auch bevorzugt, dass die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser in 1 ,0 Gew.%iger wässriger Suspension einen pH-Wert von 3,1 bis 4,75 und bevorzugt von 3,4 bis 4,2 aufweist.
Die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser hat vorteilhaftweise eine Korngröße, bei der mindestens 90% der Partikel kleiner als 250 pm, bevorzugt kleiner als 200 pm und insbesondere kleiner als 150 pm sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser einen Helligkeitswert L* > 90, bevorzugt von L* > 91 und besonders bevorzugt von L*> 92. Damit sind die Citrusfasern nahezu farblos und führen bei einem Einsatz in Lebensmittelprodukten nicht zu einer nennenswerten Verfärbung der Produkte.
In vorteilhafter Weise hat die die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser einen Ballaststoffgehalt von 80 bis 95%.
Die erfindungsgemäß verwendete, aktivierte pektinhaltige Citrusfaser liegt vorzugsweise in Pulverform vor. Dies hat den Vorteil, dass hiermit eine Formulierung mit geringem Gewicht und hoher Lagerstabilität vorliegt, die auch prozesstechnisch in einfacher Weise eingesetzt werden kann. Diese Formulierung wird erst durch die erfindungsgemäß verwendete, aktivierte pektinhaltige Citrusfaser ermöglicht, die im Gegensatz zu modifizierten Stärken beim Einrühren in Flüssigkeiten nicht zur Klumpenbildung neigt. Aufgrund des sauren Extraktionsschrittes ist der Pektingehalt der Citrusfaser stark reduziert worden, so dass die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser weniger als 10%, bevorzugt weniger als 8 % und besonders bevorzugt weniger als 6% an wasserlöslichem Pektin aufweist .Bei diesem residualen Pektin handelt es sich um hochverestertes Pektin. Unter einem hochveresterten Pektin wird erfindungsgemäß ein Pektin verstanden, das einen Veresterungsgrad von mindestens 50% besitzt. Der Veresterungsgrad beschreibt den prozentualen Anteil der Carboxylgruppen in den Galacturonsäure-Einheiten des Pektins, welche in veresterter Form vorliegen, z.B. als Methylester. Der Veresterungsgrad kann mittels der Methode nach JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) bestimmt werden.
Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Citrusfaser
Die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser ist durch ein Verfahren erhältlich, das die folgenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Rohmaterials, das Zellwandmaterial einer essbaren Citrusfrucht enthält;
(b) Aufschluss des Rohmaterials durch Inkubation einer wässrigen Suspension des Rohmaterials bei einem sauren pH-Wert;
(c) Ein- oder mehrstufige T rennung des aufgeschlossenen Materials aus Schritt (b) von der wässrigen Suspension;
(d) Waschen des in Schritt (c) abgetrennten Materials mit einer wässrigen Lösung und Abtrennung grober oder nicht aufgeschlossener Partikel;
(e) Trennung des gewaschenen Materials aus Schritt (d) von der wässrigen Lösung;
(f) Mindestens zweimaliges Waschen des abgetrennten Materials aus Schritt (e) mit einem organischen Lösungsmittel und jeweils anschließender T rennung des gewaschenen Materials von dem organischen Lösungsmittel;
(g) Optionale zusätzliche Entfernung des organischen Lösungsmittels durch Inkontaktbringen des gewaschenen Materials aus Schritt (f) mit Wasserdampf;
(h) Trocknen des Materials aus Schritt (f) oder (g) umfassend eine Vakuumtrocknung zum Erhalten der aktivierten pektinhaltigen Citrusfaser.
Dieses Herstellungsverfahren führt zu Citrusfasern mit einer großen inneren Oberfläche, was auch das Wasserbindungsvermögen erhöht und mit einer guten Viskositätsbildung einhergeht. Diese Fasern stellen aktivierte Fasern dar, die in einer wässrigen Suspension eine ausreichende Festigkeit aufweisen, so dass es in der Anwendung keiner zusätzlichen Scherkräfte bedarf, um anwenderseitig die optimalen rheologischen Eigenschaften wie Viskosität oder Texturierung zu erhalten. Die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser wird im Rahmen der Anmeldung synonym als pektinhaltige Citrusfaser bezeichnet.
Wie die Erfinder festgestellt haben, weisen die mit diesem Verfahren hergestellten Citrusfasern gute rheologische Eigenschaften auf. Die erfindungsgemäßen Fasern können einfach rehydratisiert werden und die vorteilhaften rheologischen Eigenschaften bleiben auch nach der Rehydratisierung erhalten.
Das vorab beschriebene Herstellungsverfahren führt zu Citrusfasern, die in hohem Maße geschmacks- und geruchsneutral sind und daher vorteilhaft für die Anwendung im Lebensmittelbereich sind. Das Eigenaroma der übrigen Zutaten wird nicht maskiert und kann sich daher optimal entfalten.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Citrusfasern werden aus Citrusfrüchten gewonnen und stellen so natürliche Inhaltsstoffe mit bekannten positiven Eigenschaften dar.
Als Rohmaterial können Citrusfrüchte und bevorzugt Verarbeitungsrückstände von Citrusfrüchten eingesetzt werden. Als Rohmaterial zum Einsatz in dem Verfahren kann entsprechend Citrusschale, (und hier Albedo und/oder Flavedo), Citrusvesikel, Segmentmembranen oder eine Kombination hieraus verwendet werden. In bevorzugter Weise wird als Rohmaterial Citrustrester verwendet, also die Pressrückstände von Citrusfrüchten, die neben den Schalen typischerweise auch das Fruchtfleisch enthalten.
Der saure Aufschluss im Schritt (b) des Verfahrens dient der Entfernung von Pektin durch Überführung des Protopektins in lösliches Pektin und gleichzeitiger Aktivierung der Faser durch Vergrößerung der inneren Oberfläche. Weiterhin wird das Rohmaterial durch den Aufschluss thermisch zerkleinert. Durch die saure Inkubation im wässrigen Milieu unter Einwirkung von Hitze zerfällt es in Citrusfasern. Damit wird eine thermische Zerkleinerung erreicht, ein mechanischer Zerkleinerungsschritt ist im Rahmen des Herstellungsverfahrens damit nicht notwendig. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Faser-Herstellungsverfahren dar, die im Gegensatz dazu einen Scherungsschritt (wie beispielsweise eine (Hoch-)Druckhomogenisierung) benötigen, um eine Faser mit ausreichenden rheologischen Eigenschaften zu erhalten. Durch den sauren Aufschluss als Prozessschritt (b) im Herstellungsverfahren kann die Faserstruktur aufgeschlossen werden und durch anschließende alkoholische Waschschritte mit schonendem Trocknen diese Struktur entsprechend aufrechterhalten werden.
Das Rohmaterial liegt bei dem Aufschluss im Schritt (b) als wässrige Suspension vor. Eine Suspension ist gemäß der Erfindung ein heterogenes Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern (Rohmaterial-Partikel). Da die Suspension zur Sedimentation und Phasentrennung tendiert, werden die Partikel geeignetermaßen durch Schütteln oder Rühren in der Schwebe gehalten. Es liegt somit keine Dispersion vor, bei der die Partikel durch mechanische Einwirkung (Scherung) so zerkleinert werden, dass sie feindispers vorliegen.
Zur Erzielung eines sauren pH-Wertes im Schritt (b) kann der Fachmann auf alle ihm bekannten Säuren oder sauren Pufferlösungen zurückgreifen. So kann beispielsweise eine organische Säure wie Citronensäure eingesetzt werden.
Alternativ oder in Kombination hierzu kann auch eine Mineralsäure eingesetzt werden. Beispielhaft seien erwähnt: Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure oder schweflige Säure. Bevorzugt wird Salpetersäure eingesetzt.
Bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) des Verfahrens liegt der pH-Wert der Suspension zwischen pH = 0,5 und pH = 4,0, bevorzugt zwischen pH = 1 ,0 und pH = 3,5 und besonders bevorzugt zwischen pH = 1 ,5 und pH = 3,0.
Erfindungsgemäß besteht die Flüssigkeit zur Herstellung der wässrigen Suspension zu mehr als 50 Vol%, bevorzugt zu mehr als 60, 70, 80 oder sogar 90 Vol% aus Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Flüssigkeit kein organisches Lösungsmittel und insbesondere keinen Alkohol. Damit liegt eine wasserbasierte saure Extraktion vor.
In einer Ausführungsform erfolgt bei dem Herstellungsverfahren und insbesondere bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) keine enzymatische Behandlung des Rohmaterials durch Zugabe eines Enzyms, insbesondere keine Amylase-Behandlung.
Die Inkubation erfolgt bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) bei einer Temperatur zwischen 60°C und 95°C, bevorzugt zwischen 70°C und 90°C und besonders bevorzugt zwischen 75°C und 85°C. Die Inkubation im Schritt (b) erfolgt über eine Zeitdauer zwischen 60 min und 8 Stunden und bevorzugt zwischen 2 h und 6 Stunden.
Die wässrige Suspension hat bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) geeignetermaßen eine Trockenmasse von zwischen 0,5 Gew.% und 5 Gew.%, bevorzugt von zwischen 1 Gew.% und 4 Gew.%, und besonders bevorzugt von zwischen 1 ,5 Gew.% und 3 Gew.%.
Die wässrige Suspension wird während des Aufschlusses im Schritt (b) gerührt oder geschüttelt. Dies erfolgt bevorzugt in kontinuierlicher Weise, damit die Partikel in der Suspension in der Schwebe gehalten werden.
Im Schritt (c) des Verfahrens wird das aufgeschlossene Material von der wässrigen Lösung getrennt und damit zurückgewonnen. Diese Trennung erfolgt als einstufige oder mehrstufige Trennung.
In vorteilhafter Weise wird das aufgeschlossene Material im Schritt (b) einer mehrstufigen Trennung unterzogen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn bei der Trennung von der wässrigen Suspension stufenweise die Abtrennung von immer feineren Partikeln erfolgt. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei einer zweistufigen Trennung beide Stufen eine Abtrennung von größeren Partikel leisten, wobei bei der zweiten Stufe im Vergleich zur ersten Stufe feinere Partikel abgetrennt werden, um eine möglichst vollständige Abtrennung der Partikel aus der Suspension zu erzielen. Bevorzugt erfolgt die erste Abtrennung von Partikeln mit Dekantern und die zweite Abtrennung mit Separatoren. Damit wird das Material mit jedem Trennungsschritt immer feinpartikulärer.
Nach dem sauren Aufschluss im Schritt (b) und der Abtrennung des aufgeschlossenen Materials im Schritt (c), wird das abgetrennte Material im Schritt (d) mit einer wässrigen Lösung gewaschen. Durch diesen Schritt können verbliebene wasserlösliche Stoffe, wie beispielsweise Zucker entfernt werden. Gerade die Entfernung von Zucker mit Hilfe dieses Schrittes trägt dazu bei, dass die Citrusfaser weniger adhäsiv ist und damit besser zu prozessieren und anzuwenden ist.
Im Rahmen der Erfindung wird unter der „wässrigen Lösung“ die für das Waschen im Schritt (d) eingesetzte wässrige Flüssigkeit verstanden. Das Gemisch aus dieser wässrigen Lösung und dem aufgeschlossenen Material wird als „Waschmixtur“ bezeichnet.
Vorteilhafterweise wird das Waschen gemäß Schritt (d) mit Wasser als wässriger Lösung durchgeführt. Besonders vorteilhaft ist hier der Einsatz von deionisiertem Wasser. In einer Ausführungsform besteht die wässrige Lösung zu mehr als 50 Vol%, bevorzugt zu mehr als 60, 70, 80 oder sogar 90 Vol% aus Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die wässrige Lösung kein organisches Lösungsmittel und insbesondere keinen Alkohol. Damit liegt eine wasserbasierte Waschung vor und gerade kein Wasser-Alkohol- Austausch wie es bei der Faserwaschung mit einem Gemisch aus Alkohol und Wasser ist, wobei dieses Gemisch mehr als 50 Vol% Alkohol aufweist und typischerweise einen Alkoholgehalt von mehr als 70 Vol% besitzt.
Alternativ kann als wässrige Lösung auch eine Salzlösung mit einer lonenstärke von I < 0.2 mol / 1 eingesetzt werden.
Das Waschen gemäß Schritt (d) erfolgt vorteilhafterweise bei einer Temperatur zwischen 30°C und 90°C, bevorzugt zwischen 40°C und 80°C und besonders bevorzugt zwischen 50°C und 70°C.
Die Zeitdauer des Inkontaktbringens mit der wässrigen Lösung im Schritt (d) erfolgt über eine Zeitdauer von zwischen 10 min und 2 Stunden, bevorzugt von zwischen 30 min und einer Stunde.
Bei dem Waschen gemäß Schritt (d) beträgt die Trockenmasse in der Waschmixtur zwischen 0,1 Gew.% und 5 Gew.%, bevorzugt zwischen 0,5 Gew.% und 3 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 1 Gew.% und 2 Gew.%.
Vorteilhafter wird das Waschen gemäß Schritt (d) unter mechanischer Bewegung der Waschmixtur durchgeführt. Dies erfolgt zweckmäßiger mittels Rühren oder Schütteln der Wasch mixtur.
Beim Waschen erfolgt gemäß Schritt (d) eine Abtrennung grober oder nicht aufgeschlossener Partikel. Vorteilhaft handelt es hier um eine Abtrennung von Partikeln mit einer Korngröße von mehr als 500 pm, bevorzugter von mehr als 400 pm und am bevorzugtesten von mehr als 350 pm.
Die Abtrennung erfolgt vorteilhafterweise mit einer Nasssiebung. Es kann hierzu eine Passiermaschine oder einer Bandpresse verwendet werden. Dadurch werden damit sowohl grobpartikuläre Verunreinigungen des Rohmaterials als auch unzureichend aufgeschlossenes Material entfernt. Nach dem Waschen mit der wässrigen Lösung wird gemäß Schritt (e) das gewaschene Material von der wässrigen Lösung abgetrennt. Diese Abtrennung erfolgt vorteilhafterweise mit einem Dekanter oder einem Separator.
Im Schritt (f) erfolgt dann ein weiterer Waschschritt, der allerdings mit einem organischen Lösungsmittel erfolgt. Hierbei handelt es sich um ein mindestens zweimaliges Waschen mit einem organischen Lösungsmittel.
Das organische Lösungsmittel kann auch als Gemisch aus dem organischem Lösungsmittel und Wasser eingesetzt werden, wobei dieses Gemisch dann mehr als 50 Vol% an organischem Lösungsmittel aufweist und vorzugsweise mehr als 70 Vol% an organischem Lösungsmittel besitzt.
Das organische Lösungsmittel im Schritt (f) ist vorteilhafterweise ein Alkohol, der ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol und Isopropanol.
Der Waschschritt erfolgt bei einer Temperatur zwischen 40°C und 75°C, bevorzugt zwischen 50°C und 70°C und besonders bevorzugt 60°C und 65°C.
Die Zeitdauer des Inkontaktbringens im Schritt (f) mit dem organischen Lösungsmittel erfolgt über eine Zeitdauer von zwischen 60 min und 10 h und bevorzugt von zwischen 2 h und 8 h.
Jeder Waschschritt mit dem organischen Lösungsmittel umfasst ein Inkontaktbringen des Materials mit dem organischen Lösungsmittel für eine bestimmte Zeitdauer gefolgt von der Abtrennung des Materials von dem organischen Lösungsmittel. Für diese Abtrennung wird bevorzugt ein Dekanter oder eine Presse verwendet.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) beträgt die Trockenmasse in der Waschlösung von zwischen 0,5 Gew.% und 15 Gew.%, bevorzugt zwischen 1 ,0 Gew.% und 10 Gew.%, und besonders bevorzugt zwischen 1 ,5 Gew.% und 5,0 Gew.%.
Das Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) wird bevorzugt unter mechanischer Bewegung der Waschmixtur durchgeführt. Bevorzugt wird das Waschen in einem Behälter mit Rührwerk durchgeführt. Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) wird in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zur Vergleichmäßigung der Suspension verwendet. Diese Vorrichtung ist bevorzugt ein Zahnkranzdispergierer.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) im Gegenstromverfahren.
In einer Ausführungsform erfolgt bei dem Waschen im Schritt (f) mit dem organischen Lösungsmittel eine partielle Neutralisation durch Zugabe von Na- oder K-Salzen, NaOH oder KOH.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) kann zusätzlich auch eine Entfärbung des Materials durchgeführt werden. Diese Entfärbung kann durch Zugabe eines oder mehrerer Oxidationsmittel erfolgen. Beispielhaft seien hier die Oxidationsmittel Chlordioxid und Wasserstoffperoxid erwähnt, die allein oder in Kombination angewendet werden können.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt bei dem mindestens zweimaligen Waschen mit einem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) die finale Konzentration des organischen Lösungsmittels in der Lösung mit jedem Waschschritt zu. Durch diesen inkrementell steigenden Anteil an organischem Lösungsmittel wird der Wasseranteil in dem Fasermaterial kontrolliert verringert, so dass die rheologischen Eigenschaften der Fasern bei den nachfolgenden Schritten zur Lösungsmittelentziehung und Trocknung erhalten bleiben und kein Kollabieren der aktivierten Faserstruktur erfolgt.
Vorzugsweise beträgt die finale Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Waschschritt zwischen 60 bis 70 Vol.-%, im zweiten Waschschritt zwischen 70 und 85 Vol.- % und in einem optionalen dritten Waschschritt zwischen 80 und 90 Vol.-%.
Gemäß dem optionalen Schritt (g) kann das Lösungsmittel zusätzlich durch Inkontaktbringen des Materials mit Wasserdampf verringert werden. Dies wird vorzugsweise mit einem Stripper durchgeführt, bei dem das Material im Gegenstrom mit Wasserdampf als Strippgas in Kontakt gebracht wird.
Im Schritt (h) erfolgt das Trocknen des gewaschenen Materials aus Schritt (f) oder des gestrippten Materials aus Schritt (g), wobei das Trocknen eine Vakuumtrocknung umfasst und bevorzugt aus dem Vakuumtrocknen besteht. Bei der Vakuumtrocknung wird das gewaschene Material als Trockengut einem Unterdrück ausgesetzt, was den Siedepunkt reduziert und somit auch bei niedrigen Temperaturen zu einer Verdampfung des Wassers führt. Die dem Trockengut kontinuierlich entzogene Verdampfungswärme wird geeigneterweise bis zur Temperaturkonstanz von außen nachgeführt. Die Vakuumtrocknung hat den Effekt, dass sie den Gleichgewichtsdampfdruck erniedrigt, was den Kapillartransport begünstigt. Dies hat sich insbesondere für das vorliegende Citrusfasermaterial als vorteilhaft herausgestellt, da hierdurch die aktivierten geöffneten Faserstrukturen und damit die hieraus resultierenden rheologischen Eigenschaften erhalten bleiben. Vorzugsweise erfolgt die Vakuumtrocknung bei einem Unterdrück von weniger als 400 mbar, bevorzugt von weniger als 300 mbar, weiterhin bevorzugt von weniger als 250 mbar und insbesondere bevorzugt von weniger als 200 mbar.
Die Trocknung unter Vakuum im Schritt (h) erfolgt zweckmäßigerweise bei einer Mantel- Temperatur von zwischen 40°C und 100°C, bevorzugt von zwischen 50°C und 90°C und besonders bevorzugt von zwischen 60°C und 80°C. Im Anschluss an die Trocknung wird das Produkt zweckmäßigerweise auf Raumtemperatur abgekühlt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem Trocknen in Schritt (h) zusätzlich einen Zerkleinerungs-, Vermahlungs- oder Siebschritt. Dieser ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass als Ergebnis 90% der Partikel eine Korngröße von weniger 250 pm, bevorzugt eine Korngröße von weniger als 200 pm und insbesondere eine Korngröße von weniger als 150 pm aufweisen. Bei dieser Korngröße ist die Faser gut dispergierbar und zeigt ein optimales Quellvermögen.
Die aktivierte Citrusfaser und ein Verfahren zu ihrer Herstellung werden in der Anmeldung DE 10 2020 115 526.3 offenbart.
Partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser
Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird als Pflanzenfaser eine partiell-aktivierte aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser eingesetzt. Durch den sauren Aufschluss als Prozessschritt im Herstellungsverfahren kann die Faserstruktur aufgeschlossen werden und durch anschließende alkoholische Waschschritte mit schonendem Trocknen diese Struktur entsprechend aufrechterhalten werden.
Aufgrund des sauren Extraktionsschritts ist der Pektingehalt der partiell-aktivierten aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser stark reduziert, so dass diese Citrusfaser weniger als 10%, bevorzugt weniger als 8 % und besonders bevorzugt weniger als 6% an wasserlöslichem Pektin aufweist. Die partiell-aktivierte aktivierbare Citrusfaser weist vorteilhafterweise einen wasserlöslichen Pektingehalt von zwischen 2 Gew.% und 8 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 2 und 6 Gew.% auf. Der Gehalt an wasserlöslichem Pektin in dieser Citrusfaser kann beispielsweise 2 Gew%, 3 Gew%, 4 Gew%, 5 Gew%, 6 Gew%, 7 Gew%, 8 Gew%, 9 Gew% oder 9,5 Gew% betragen.
In einer Ausführungsform weist die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen wässrigen Suspension eine Fließgrenze II (Rotation) von 0,1 - 1 ,0 Pa, vorteilhafterweise 0,3 - 0,9 Pa, und besonders vorteilhafterweise 0,6 -0,8 Pa auf. In einer 2,5 Gew.%igen Dispersion hat die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser entsprechend eine Fließgrenze I (Rotation) von 1 ,0 - 4,0 Pa, vorteilhafterweise von 1 ,5 - 3,5 Pa und besonders vorteilhafterweise von 2,0 - 3,0 Pa.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen wässrigen Suspension eine Fließgrenze II (Cross Over) von 0,1 - 1 ,0 Pa, vorteilhafterweise von 0,3 - 0,9 Pa und besonders vorteilhafterweise von 0,6 - 0,8 Pa. In einer 2,5 Gew.%igen Dispersion hat die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser eine Fließgrenze i (Cross Over) von 1 ,0 - 4,5 Pa, vorteilhafterweise von 1 ,5 - 4,0 Pa und besonders vorteilhafterweise von 2,0 - 3,5 Pa.
In einer Ausführungsform hat die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew. %igen wässrigen Suspension eine dynamische Weissenbergzahl von 4,5 - 8,0 Pa, vorteilhafterweise von 5,0 - 7,5 Pa und besonders vorteilhaft von 7,0 - 7,5 Pa. Nach Scheraktivierung hat die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in einer 2,5 Gew.%igen Dispersion entsprechend eine dynamische Weissenbergzahl von 5,0 - 9,0 Pa, vorteilhafterweise von 6,0 - 8,5 Pa und besonders vorteilhaft von mehr 7,0 - 8,0 Pa.
Die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser hat nach einer vorteilhaften Ausführungsform in einer 4 Gew. %igen wässrigen Suspension eine Festigkeit von zwischen 60 g und 240 g, bevorzugt von zwischen 120 g und 200 g und besonders bevorzugt von zwischen 140 und 180 g.
Vorzugsweise weist die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser eine Viskosität von zwischen 150 bis 600 mPas, bevorzugt von 200 bis 550 mPas, und besonders bevorzugt von 250 bis 500 mPas auf, wobei die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in Wasser als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert wird und die Viskosität mit einer Scherrate von 50 s-1 bei 20°C gemessen wird. Zur Viskositätsbestimmung wird die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in demineralisiertem Wasser mit der in den Beispielen offenbarten Methode als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert und die Viskosität bei 20°C und vier Scherabschnitten (erster und dritter Abschnitt = konstantes Profil; zweiter und vierter Abschnitt = lineare Rampe; Auswertung jeweils bei einer Schergeschwindigkeit von 50 s-1) bestimmt (Rheometer; Physica MCR Serie, Messkörper CC25 (entspricht Z3 DIN), Fa. Anton Paar, Graz, Österreich). Eine partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser mit dieser hohen Viskosität nach Scheraktivierung hat den Vorteil, dass für das Andicken des Endprodukts geringere Mengen an Fasern notwendig sind. Zudem erzeugt die Faser damit eine cremige Textur.
Die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser hat vorteilhafterweise ein Wasserbindevermögen von mehr als 20 g/g, bevorzugt von mehr als 22 g/g, besonders bevorzugt von mehr als 24 g/g, und insbesondere bevorzugt von zwischen 24 und 26 g/g. Ein solch vorteilhaft hohes Wasserbindevermögen führt zu einer hohen Viskosität und über diese dann auch zu einem geringeren Faserverbrauch bei cremiger Textur.
Gemäß einer Ausführungsform weist die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser eine Feuchtigkeit von weniger als 15%, bevorzugt von weniger als 10% und besonders bevorzugt von weniger als 8% auf.
Es ist auch bevorzugt, dass die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser in 1 ,0 Gew.%iger wässriger Suspension einen pH-Wert von 3,1 bis 4,75 und bevorzugt von 3,4 bis 4,2 aufweist.
Die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser hat vorteilhaftweise eine Korngröße, bei der mindestens 90% der Partikel kleiner als 450 pm, bevorzugt kleiner als 350 pm und insbesondere kleiner als 250 pm sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser einen Helligkeitswert L* > 84, bevorzugt von L *> 86 und besonders bevorzugt von L* > 88. Damit sind die Citrusfasern nahezu farblos und führen bei einem Einsatz in Lebensmittelprodukten nicht zu einer nennenswerten Verfärbung der Produkte.
In vorteilhafter Weise hat die die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser einen Ballaststoffgehalt von 80 bis 95%. Die erfindungsgemäß verwendete, partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser liegt vorzugsweise in Pulverform vor. Dies hat den Vorteil, dass hiermit eine Formulierung mit geringem Gewicht und hoher Lagerstabilität vorliegt, die auch prozesstechnisch in einfacher Weise eingesetzt werden kann. Diese Formulierung wird erst durch die erfindungsgemäß verwendete aktivierbare Citrusfaser ermöglicht, die im Gegensatz zu modifizierten Stärken beim Einrühren in Flüssigkeiten nicht zur Klumpenbildung neigt.
Aufgrund des sauren Extraktionsschrittes ist der Pektingehalt der partiell-aktivierten, aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser stark reduziert worden, so dass die aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser weniger als 10%, bevorzugt weniger als 8 % und besonders bevorzugt weniger als 6% an wasserlöslichem Pektin aufweist. Bei diesem residualen Pektin handelt es sich um hochverestertes Pektin. Unter einem hochveresterten Pektin wird erfindungsgemäß ein Pektin verstanden, das einen Veresterungsgrad von mindestens 50% besitzt. Der Veresterungsgrad beschreibt den Anteil der Carboxylgruppen in den Galacturonsäure-Einheiten des Pektins, welche in veresterter Form vorliegen, z.B. als Methylester. Der Veresterungsgrad kann mittels der Methode nach JECFA (Monograph 19- 2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) bestimmt werden.
Herstellung der partiell-aktivierten aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser
Die partiell aktivierte-aktivierbare pektinhaltigen Citrusfaser ist durch ein Verfahren erhältlich, das die folgenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Rohmaterials, das Zellwandmaterial einer essbaren Citrusfrucht enthält;
(b) Aufschluss des Rohmaterials durch Inkubation einer wässrigen Suspension des Rohmaterials bei einem sauren pH-Wert;
(c) Ein- oder mehrstufige Trennung des aufgeschlossenen Materials aus Schritt (b) von der wässrigen Suspension;
(d) Waschen des in Schritt (c) abgetrennten Materials mit einer wässrigen Lösung und Abtrennung grober oder nicht aufgeschlossener Partikel;
(e) Trennung des gewaschenen Materials aus Schritt (d) von der wässrigen Lösung;
(f) Mindestens zweimaliges Waschen des abgetrennten Materials aus Schritt (e) mit einem organischen Lösungsmittel und jeweils anschließender Trennung des gewaschenen Materials von dem organischen Lösungsmittel;
(g) Optionale zusätzliche Entfernung des organischen Lösungsmittels durch Inkontaktbringen des gewaschenen Materials aus Schritt (f) mit Wasserdampf; (h) Trocknen des Materials aus Schritt (f) oder (g) umfassend eine Trocknung bei Normaldruck zum Erhalten der partiell-aktivierten aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser.
Dieses Herstellungsverfahren führt zu Citrusfasern mit einer großen inneren Oberfläche, was auch das Wasserbindungsvermögen erhöht und mit einer guten Viskositätsbildung einhergeht.
Diese Fasern stellen aktivierbare Fasern dar, die durch die Partialaktivierung im Herstellungsverfahren in wässriger Suspension eine zufriedenstellende Festigkeit aufweisen. Zum Erhalten der optimalen rheologischen Eigenschaften wie Viskosität oder Texturierung bedarf es allerdings anwenderseitig der Anwendung von zusätzlichen Scherkräften. Es handelt sich damit um partiell-aktivierte Fasern, die aber noch weiter aktivierbar sind. Die aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser wird im Rahmen der Anmeldung synonym als pektinhaltige Citrusfaser bezeichnet.
Wie die Erfinder festgestellt haben, weisen die mit dem vorab beschriebenen Verfahren hergestellten Citrusfasern gute rheologische Eigenschaften auf. Die erfindungsgemäß zu verwendenden Fasern können einfach rehydratisiert werden und die vorteilhaften rheologischen Eigenschaften bleiben auch nach der Rehydratisierung erhalten.
Das vorab beschriebene Herstellungsverfahren führt zu Citrusfasern, die in hohem Maße geschmacks- und geruchsneutral sind und daher vorteilhaft für die Anwendung im Lebensmittelbereich sind. Das Eigenaroma der übrigen Zutaten wird nicht maskiert und kann sich daher optimal entfalten.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Citrusfasern werden aus Citrusfrüchten gewonnen und stellen so natürliche Inhaltsstoffe mit bekannten positiven Eigenschaften dar.
Als Rohmaterial können Citrusfrüchte und bevorzugt Verarbeitungsrückstände von Citrusfrüchten eingesetzt werden. Als Rohmaterial zum Einsatz in dem Verfahren kann entsprechend Citrusschale, (und hier Albedo und/oder Flavedo), Citrusvesikel, Segmentmembranen oder eine Kombination hieraus verwendet werden. In bevorzugter Weise wird als Rohmaterial Citrustrester verwendet, also die Pressrückstände von Citrusfrüchten, die neben den Schalen typischerweise auch das Fruchtfleisch enthalten.
Der saure Aufschluss im Schritt (b) des Verfahrens dient der Entfernung von Pektin durch Überführung des Protopektins in lösliches Pektin und gleichzeitiger Aktivierung der Faser durch Vergrößerung der inneren Oberfläche. Weiterhin wird das Rohmaterial durch den Aufschluss thermisch zerkleinert. Durch die saure Inkubation im wässrigen Milieu unter Einwirkung von Hitze zerfällt es in Citrusfasern. Damit wird eine thermische Zerkleinerung erreicht, ein mechanischer Zerkleinerungsschritt ist im Rahmen des Herstellungsverfahrens damit nicht notwendig. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Faser-Herstellungsverfahren dar, die im Gegensatz dazu einen Scherungsschritt (wie beispielsweise durch eine (Hoch-)Druckhomogenisierung) benötigen, um eine Faser mit ausreichenden rheologischen Eigenschaften zu erhalten.
Das Rohmaterial liegt bei dem Aufschluss im Schritt (b) als wässrige Suspension vor. Eine Suspension ist gemäß der Erfindung ein heterogenes Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern (Rohmaterial-Partikel). Da die Suspension zur Sedimentation und Phasentrennung tendiert, werden die Partikel geeignetermaßen durch Schütteln oder Rühren in der Schwebe gehalten. Es liegt somit keine Dispersion vor, bei der die Partikel durch mechanische Einwirkung (Scherung) so zerkleinert werden, dass sie feindispers vorliegen.
Zur Erzielung eines sauren pH-Wertes im Schritt (b) kann der Fachmann auf alle ihm bekannten Säuren oder sauren Pufferlösungen zurückgreifen. So kann beispielsweise eine organische Säure wie Citronensäure eingesetzt werden.
Alternativ oder in Kombination hierzu kann auch eine Mineralsäure eingesetzt werden. Beispielhaft seien erwähnt: Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure oder schweflige Säure. Bevorzugt wird Salpetersäure eingesetzt.
Bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) des Verfahrens liegt der pH-Wert der Suspension zwischen pH = 0,5 und pH = 4,0, bevorzugt zwischen pH = 1 ,0 und pH = 3,5 und besonders bevorzugt zwischen pH = 1 ,5 und pH = 3,0.
Erfindungsgemäß besteht die Flüssigkeit zur Herstellung der wässrigen Suspension zu mehr als 50 Vol%, bevorzugt zu mehr als 60, 70, 80 oder sogar 90 Vol% aus Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Flüssigkeit kein organisches Lösungsmittel und insbesondere keinen Alkohol. Damit liegt eine wasserbasierte saure Extraktion vor.
In einer Ausführungsform erfolgt bei dem Herstellungsverfahren und insbesondere bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) keine enzymatische Behandlung des Rohmaterials durch Zugabe eines Enzyms, insbesondere keine Amylase-Behandlung. Die Inkubation erfolgt bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) bei einer Temperatur zwischen 60°C und 95°C, bevorzugt zwischen 70°C und 90°C und besonders bevorzugt zwischen 75°C und 85°C.
Die Inkubation erfolgt im Schritt (b) über eine Zeitdauer zwischen 60 min und 8 Stunden und bevorzugt zwischen 2 h und 6 Stunden.
Die wässrige Suspension hat bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) geeignetermaßen eine Trockenmasse von zwischen 0,5 Gew.% und 5 Gew.%, bevorzugt von zwischen 1 Gew.% und 4 Gew.%, und besonders bevorzugt von zwischen 1 ,5 Gew.% und 3 Gew.%.
Die wässrige Suspension wird während des Aufschlusses im Schritt (b) gerührt oder geschüttelt. Dies erfolgt bevorzugt in kontinuierlicher Weise, damit die Partikel in der Suspension in der Schwebe gehalten werden.
Im Schritt (c) des Verfahrens wird das aufgeschlossene Material von der wässrigen Lösung getrennt und damit zurückgewonnen. Diese Trennung erfolgt als einstufige oder mehrstufige Trennung.
In vorteilhafter Weise wird das aufgeschlossene Material im Schritt (c) einer mehrstufigen Trennung unterzogen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn bei der Trennung von der wässrigen Suspension stufenweise die Abtrennung von immer feineren Partikeln erfolgt. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei einer zweistufigen Trennung beide Stufen eine Abtrennung von größeren Partikel leisten, wobei bei der zweiten Stufe im Vergleich zur ersten Stufe feinere Partikel abgetrennt werden, um eine möglichst vollständige Abtrennung der Partikel aus der wässrigen Suspension zu erzielen. Bevorzugt erfolgt die erste Abtrennung von Partikeln mit Dekantern und die zweite Abtrennung mit Separatoren. Damit wird das Material mit jedem Trennungsschritt immer feinpartikulärer.
Nach dem sauren Aufschluss im Schritt (b) und der Abtrennung des aufgeschlossenen Materials im Schritt (c), wird das abgetrennte Material im Schritt (d) mit einer wässrigen Lösung gewaschen. Durch diesen Schritt können verbliebene wasserlösliche Stoffe, wie beispielsweise Zucker entfernt werden. Gerade die Entfernung von Zucker mit Hilfe dieses Schrittes trägt dazu bei, dass die Citrusfaser weniger adhäsiv ist und damit besser zu prozessieren und anzuwenden ist. lm Rahmen der Erfindung wird unter der „wässrigen Lösung“ die für das Waschen im Schritt (d) eingesetzte wässrige Flüssigkeit verstanden. Das Gemisch aus dieser wässrigen Lösung und dem aufgeschlossenen Material wird als „Waschmixtur“ bezeichnet.
Vorteilhafterweise wird das Waschen gemäß Schritt (d) mit Wasser als wässriger Lösung durchgeführt. Besonders vorteilhaft ist hier der Einsatz von deionisiertem Wasser.
In einer Ausführungsform besteht die wässrige Lösung zu mehr als 50 Vol%, bevorzugt zu mehr als 60, 70, 80 oder sogar 90 Vol% aus Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die wässrige Lösung kein organisches Lösungsmittel und insbesondere keinen Alkohol. Damit liegt eine wasserbasierte Waschung vor und gerade kein Wasser-Alkohol- Austausch wie es bei der Faserwaschung mit einem Gemisch aus Alkohol und Wasser ist, wobei dieses Gemisch mehr als 50 Vol% Alkohol aufweist und typischerweise einen Alkoholgehalt von mehr als 70 Vol% besitzt.
Alternativ kann als wässrige Lösung auch eine Salzlösung mit einer lonenstärke von I < 0.2 mol / 1 eingesetzt werden.
Das Waschen gemäß Schritt (d) erfolgt vorteilhafterweise bei einer Temperatur zwischen 30°C und 90°C, bevorzugt zwischen 40°C und 80°C und besonders bevorzugt zwischen 50°C und 70°C.
Die Zeitdauer des Inkontaktbringens mit der wässrigen Lösung im Schritt (d) erfolgt über eine Zeitdauer von zwischen 10 min und 2 Stunden, bevorzugt von zwischen 30 min und einer Stunde.
Bei dem Waschen gemäß Schritt (d) beträgt die Trockenmasse in der Waschmixtur zwischen 0,1 Gew.% und 5 Gew.%, bevorzugt zwischen 0,5 Gew.% und 3 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 1 Gew.% und 2 Gew.%.
Vorteilhafter wird das Waschen gemäß Schritt (d) unter mechanischer Bewegung der Waschmixtur durchgeführt. Dies erfolgt zweckmäßiger mittels Rühren oder Schütteln der Wasch mixtur.
Beim Waschen erfolgt gemäß Schritt (d) eine Abtrennung grober oder nicht aufgeschlossener Partikel. Besonders vorteilhaft ist hier eine Abtrennung von Partikeln mit einer Korngröße von mehr als 500 pm bevorzugter von mehr als 400 pm und am bevorzugtesten von mehr als 350 pm. Die Abtrennung erfolgt vorteilhafterweise mit einer Passiermaschine oder einer Bandpresse. Dadurch werden sowohl grobpartikuläre Verunreinigungen des Rohmaterials als auch unzureichend aufgeschlossenes Material entfernt.
Nach dem Waschen mit der wässrigen Lösung im Schritt (d) wird gemäß Schritt (e) das gewaschene Material von der wässrigen Lösung abgetrennt. Diese Abtrennung erfolgt vorteilhafterweise mit einem Dekanter oder einem Separator.
Im Schritt (f) erfolgt dann ein weiterer Waschschritt, der allerdings mit einem organischen Lösungsmittel erfolgt. Hierbei handelt es sich um ein mindestens zweimaliges Waschen mit einem organischen Lösungsmittel.
Das organische Lösungsmittel kann auch als Gemisch aus dem organischem Lösungsmittel und Wasser eingesetzt werden, wobei dieses Gemisch dann mehr als 50 Vol% an organischem Lösungsmittel aufweist und vorzugsweise mehr als 70 Vol% an organischem Lösungsmittel aufweist.
Das organische Lösungsmittel im Schritt (f) ist vorteilhafterweise ein Alkohol, der ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol und Isopropanol.
Der Waschschritt gemäß Schritt (f) erfolgt bei einer Temperatur zwischen 40°C und 75°C, bevorzugt zwischen 50°C und 70°C und besonders bevorzugt 60°C und 65°C.
Die Zeitdauer des Inkontaktbringens mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) erfolgt über eine Zeitdauer von zwischen 60 min und 10 h und bevorzugt zwischen 2 h und 8 h.
Jeder Waschschritt mit dem organischen Lösungsmittel umfasst ein Inkontaktbringen des Materials mit dem organischen Lösungsmittel für eine bestimmte Zeitdauer gefolgt von der Abtrennung des Materials von dem organischen Lösungsmittel. Für diese Abtrennung wird bevorzugt ein Dekanter oder eine Presse verwendet.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel beträgt die Trockenmasse in der Waschlösung von zwischen 0,5 Gew.% und 15 Gew.%, bevorzugt zwischen 1 ,0 Gew.% und 10 Gew.%, und besonders bevorzugt zwischen 1 ,5 Gew.% und 5,0 Gew.%.
Das Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) wird bevorzugt unter mechanischer Bewegung der Waschmixtur durchgeführt. Bevorzugt wird das Waschen in einem Behälter mit Rührwerk durchgeführt. Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) wird in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zur Vergleichmäßigung der Suspension verwendet. Diese Vorrichtung ist bevorzugt ein Zahnkranzdispergierer.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) im Gegenstromverfahren.
In einer Ausführungsform erfolgt bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) eine partielle Neutralisation durch Zugabe von Na- oder K-Salzen, NaOH oder KOH.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) kann zusätzlich auch eine Entfärbung des Materials durchgeführt werden. Diese Entfärbung kann durch Zugabe eines oder mehrerer Oxidationsmittel erfolgen. Beispielhaft seien hier die Oxidationsmittel Chlordioxid und Wasserstoffperoxid erwähnt, die alleine oder in Kombination angewendet werden können.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt bei dem mindestens zweimaligen Waschen mit einem organischen Lösungsmittel im Schritt (f) die finale Konzentration des organischen Lösungsmittels in der Lösung mit jedem Waschschritt zu. Durch diesen inkrementell steigenden Anteil an organischem Lösungsmittel wird der Wasseranteil in dem Fasermaterial kontrolliert verringert, so dass die rheologischen Eigenschaften der Fasern bei den nachfolgenden Schritten zur Lösungsmittelentziehung und Trocknung erhalten bleiben und kein Kollabieren der partiell-aktivierten Faserstruktur erfolgt.
Vorzugsweise beträgt die finale Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Waschschritt zwischen 60 bis 70 Vol.-%, im zweiten Waschschritt zwischen 70 und 85 Vol.- % und in einem optionalen dritten Waschschritt zwischen 80 und 90 Vol.-%.
Gemäß dem optionalen Schritt (g) kann das Lösungsmittel zusätzlich durch Inkontaktbringen des Materials mit Wasserdampf verringert werden. Dies wird vorzugsweise mit einem Stripper durchgeführt, bei dem das Material im Gegenstrom mit Wasserdampf als Strippgas in Kontakt gebracht wird.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Material vor dem Trocknen gemäß Schritt (h) mit Wasser befeuchtet. Dies geschieht bevorzugt durch Einbringen des Materials in eine Befeuchtungsschnecke und Besprühen mit Wasser. lm Schritt (h) erfolgt das Trocknen des gewaschenen Materials aus Schritt (f) oder des gestrippten Materials aus Schritt (g), wobei das Trocknen eine Trocknung unter Normaldruck umfasst. Beispiele für geeignete Trocknungsverfahren sind Wirbelschichttrocknung, Fließbetttrocknung, Bandtrockner, Trommeltrockner oder Schaufeltrockner. Besonders bevorzugt ist hier die Fließbetttrocknung. Diese hat den Vorteil, dass das Produkt aufgelockert getrocknet wird, was den anschließenden Vermahlschritt vereinfacht. Zudem vermeidet die Trocknungsart durch den gut dosierbaren Wärmeeintrag eine Schädigung des Produktes durch lokale Überhitzung.
Die Trocknung unter Normaldruck im Schritt (h) erfolgt zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von zwischen 50°C und 130°C, bevorzugt von zwischen 60°C und 120°C und besonders bevorzugt von zwischen 70°C und 110°C. Im Anschluss an die Trocknung wird das Produkt zweckmäßigerweise auf Raumtemperatur abgekühlt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem Trocknen in Schritt (h) zusätzlich einen Zerkleinerungs-, Vermahlungs- oder Siebschritt. Dieser ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass als Ergebnis 90% der Partikel eine Korngröße von weniger 450 pm, bevorzugt eine Korngröße von weniger als 350 pm und insbesondere eine Korngröße von weniger als 250 pm aufweisen. Bei dieser Korngröße ist die Faser gut dispergierbar und zeigt ein optimales Quellvermögen.
Die partiell-aktivierte, aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser und ein Verfahren zu ihrer Herstellung werden in der Anmeldung DE 10 2020 115 527.1 offenbart.
Aktivierte pektinhaltige Apfelfaser
In einer Ausführungsform wird als Pflanzenfaser eine aktivierte pektinhaltige Apfelfaser eingesetzt. Durch den sauren Aufschluss als Prozessschritt im Herstellungsverfahren kann die Faserstruktur aufgeschlossen werden und durch anschließende alkoholische Waschschritte mit schonendem Trocknen diese Struktur entsprechend aufrechterhalten werden.
Aufgrund des sauren Extraktionsschritts ist der Pektingehalt der aktivierten pektinhaltigen Apfelfaser stark reduziert, so dass die Apfelfaser weniger als 10%, bevorzugt weniger als 8 % und besonders bevorzugt weniger als 6% an wasserlöslichem Pektin aufweist. Die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser weist vorteilhafterweise einen wasserlöslichen Pektingehalt von zwischen 2 Gew.% und 8 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 2 und 6 Gew.% auf. Der Gehalt an wasserlöslichem Pektin in dieser Apfelfaser kann beispielsweise 2 Gew%, 3 Gew%, 4 Gew%, 5 Gew%, 6 Gew%, 7 Gew%, 8 Gew%, 9 Gew% oder 9,5 Gew% betragen.
In einer Ausführungsform weist die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser in einer 2,5 Gew.%igen Suspension eine Fließgrenze II (Rotation) von mehr als 0,1 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 0,5 Pa, und besonders vorteilhafterweise von mehr als 1 ,0 Pa. Bei einer 2,5 Gew.%igen Dispersion hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser entsprechend eine Fließgrenze I (Rotation) von mehr als 5,0 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 6,0 Pa und besonders vorteilhafterweise von mehr als 7,0 Pa.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser in einer 2,5 Gew.%igen Suspension eine Fließgrenze II (Cross Over) von mehr als 0,1 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 0,5 Pa und besonders vorteilhafterweise von mehr als 1 ,0 Pa. In einer 2,5 Gew.%igen Dispersion hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser eine Fließgrenze I (Cross Over) von mehr als 5,0 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 6,0 Pa und besonders vorteilhafterweise von mehr als 7,0 Pa.
In einer Ausführungsform hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser in einer 2,5 Gew.%igen Suspension eine dynamische Weissenbergzahl von mehr als 4,0, vorteilhafterweise von mehr als 5,0 und besonders vorteilhaft von mehr als 6,0. Nach Scheraktivierung hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser in einer 2,5 Gew.%igen Dispersion entsprechend eine dynamische Weissenbergzahl von mehr als 6,5 vorteilhafterweise von mehr als 7,5 und besonders vorteilhaft von mehr als 8,5.
Die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser hat nach einer vorteilhaften Ausführungsform eine Festigkeit von mehr als 50 g, bevorzugt von mehr als 75 g und besonders bevorzugt von mehr als 100 g. Hierzu wird die aktivierte Apfelfaser in Wasser als 6 Gew.%ige Lösung suspendiert.
Vorzugsweise weist die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser eine Viskosität von mehr als 100 mPas, bevorzugt von mehr als 200 mPas, und besonders bevorzugt von mehr als 350 mPas auf, wobei die aktivierte Apfelfaser in Wasser als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert wird und die Viskosität mit einer Scherrate von 50 s-1 bei 20°C gemessen wird.
Zur Viskositätsbestimmung wird die Apfelfaser in demineralisiertem Wasser mit der in den Beispielen offenbarten Methode als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert und die Viskosität bei 20°C und vier Scherabschnitten (erster und dritter Abschnitt = konstantes Profil; zweiter und vierter Abschnitt = lineare Rampe; Messung jeweils bei einer Schergeschwindigkeit von 50 s'1) bestimmt (Rheometer; Physica MCR 101 , Messkörper CC25 (entspricht Z3 DIN), Fa. Anton Paar, Graz, Österreich). Eine aktivierte Apfelfaser mit dieser hohen Viskosität hat den Vorteil, dass für das Andicken des Endprodukts geringere Mengen an Fasern notwendig sind. Zudem erzeugt die Faser damit eine cremige Textur.
Die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser hat vorteilhafterweise ein Wasserbindevermögen von mehr als 20 g/g, bevorzugt von mehr als 22 g/g, besonders bevorzugt von mehr als 24 g/g, und insbesondere bevorzugt von mehr als 27,0 g/g. Ein solch vorteilhaft hohes Wasserbindevermögen führt zu einer hohen Viskosität und über diese dann auch zu einem geringeren Faserverbrauch bei cremiger Textur.
Gemäß einer Ausführungsform weist die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser eine Feuchtigkeit von weniger als 15%, bevorzugt von weniger als 8% und besonders bevorzugt von weniger als 6% auf.
Es ist auch bevorzugt, dass die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser in 1 ,0 %iger wässriger Suspension einen pH-Wert von 3,5 bis 5,0 und bevorzugt von 4,0 bis 4,6 aufweist.
Die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser hat vorteilhaftweise eine Korngröße, bei der mindestens 90% der Partikel kleiner als 400 pm, bevorzugt kleiner als 350 pm und insbesondere kleiner als 300 pm sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser einen Helligkeitswert L* > 60, bevorzugt von L* > 61 und besonders bevorzugt von L*> 62.
In vorteilhafter Weise hat die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser einen Ballaststoffgehalt von 80 bis 95%.
Die erfindungsgemäß verwendete, aktivierte pektinhaltige Apfelfaser liegt vorzugsweise in Pulverform vor. Dies hat den Vorteil, dass hiermit eine Formulierung mit geringem Gewicht und hoher Lagerstabilität vorliegt, die auch prozesstechnisch in einfacher Weise eingesetzt werden kann. Diese Formulierung wird erst durch die erfindungsgemäß verwendete, aktivierte pektinhaltige Apfelfaser ermöglicht, die im Gegensatz zu modifizierten Stärken beim Einrühren in Flüssigkeiten nicht zur Klumpenbildung neigt.
Aufgrund des sauren Extraktionsschrittes ist der Pektingehalt der Apfelfaser stark reduziert worden, so dass die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 8 % und besonders bevorzugt weniger als 6 % an wasserlöslichem Pektin aufweist. Bei diesem residualen Pektin handelt es sich um hochverestertes Pektin. Unter einem hochveresterten Pektin wird erfindungsgemäß ein Pektin verstanden, das einen Veresterungsgrad von mindestens 50% besitzt. Der Veresterungsgrad beschreibt den Anteil der Carboxylgruppen in den Galacturonsäure-Einheiten des Pektins, welche in veresterter Form vorliegen, z.B. als Methylester. Der Veresterungsgrad kann mittels der Methode nach JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) bestimmt werden.
Die erfindungsgemäße Pflanzenfaser ist zweckmäßigerweise eine depektinisierte Pflanzenfaser, bei der das Protopektin durch Entpektinisierungsverfahren zum größten Teil aus der Pflanzenfaser gelöst wird, und damit eine Pflanzenfaser mit einem stark reduzierten Pektingehalt von weniger als 10 Gew.% resultiert.
Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Apfelfaser
Die aktivierte pektinhaltigen Apfelfaser ist durch ein Verfahren erhältlich, das die folgenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Rohmaterials, das Zellwandmaterial eines Apfels enthält;
(b) Aufschluss des Rohmaterials durch Inkubation einer wässrigen Suspension des Rohmaterials bei einem sauren pH-Wert;
(c) Ein- oder mehrstufige Abtrennung von groben Partikeln von dem aufgeschlossenen Material aus Schritt (b) in wässriger Suspension;
(d) Abtrennung des in Schritt (c) erhaltenen, von groben Partikeln befreiten Materials aus der wässrigen Suspension;
(e) Waschen des in Schritt (d) abgetrennten Materials mit einer wässrigen Lösung;
(f) T rennung des gewaschenen Materials aus Schritt (e) von der wässrigen Lösung;
(g) Mindestens zweimaliges Waschen des abgetrennten Materials aus Schritt (f) mit einem organischen Lösungsmittel und jeweils anschließender Trennung des gewaschenen Materials von dem organischen Lösungsmittel;
(h) Optionale zusätzliche Entfernung des organischen Lösungsmittels durch Inkontaktbringen des gewaschenen Materials aus Schritt (g) mit Wasserdampf;
(i) Trocknen des Materials aus Schritt (g) oder (h) umfassend eine Vakuumtrocknung zum Erhalten der aktivierten pektinhaltigen Apfelfaser.
Als Rohmaterial können Äpfel und bevorzugt Verarbeitungsrückstände von Äpfeln eingesetzt werden. Als Rohmaterial zum Einsatz in dem erfindungsgemäßen Verfahren können entsprechend Apfelschale, Kerngehäuse, Kerne oder Fruchtfleisch oder eine Kombination hieraus verwendet werden. In bevorzugter Weise wird als Rohmaterial Apfeltrester verwendet, also die Pressrückstände von Äpfeln, die neben den Schalen typischerweise auch die oben genannten Bestandteile enthalten.
Als Äpfel können hierbei alle dem Fachmann bekannten Kulturäpfel verwendet werden.
Der saure Aufschluss im Schritt (b) des Verfahrens dient der Entfernung von Pektin durch Überführung des Protopektins in lösliches Pektin und gleichzeitiger Aktivierung der Faser durch Vergrößerung der inneren Oberfläche. Weiterhin wird das Rohmaterial durch den Aufschluss thermisch zerkleinert. Durch die saure Inkubation im wässrigen Milieu unter Einwirkung von Hitze zerfällt es in Apfelfasern. Damit wird eine thermische Zerkleinerung erreicht, ein mechanischer Zerkleinerungsschritt ist im Rahmen des Herstellungsverfahrens damit nicht notwendig. Dies stellt einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Faser-Herstellungsverfahren dar, die im Gegensatz dazu einen Scherungsschritt (wie beispielsweise durch eine (Hoch-)Druckhomogenisierung) benötigen, um eine Faser mit ausreichenden rheologischen Eigenschaften zu erhalten.
Durch den sauren Aufschluss als Prozessschritt im Herstellungsverfahren kann die Faserstruktur aufgeschlossen werden und durch anschließende alkoholische Waschschritte mit schonendem Trocknen diese Struktur entsprechend aufrechterhalten werden.
Das Rohmaterial liegt bei dem Aufschluss im Schritt (b) als wässrige Suspension vor. Eine Suspension ist gemäß der Erfindung ein heterogenes Stoffgemisch aus einer Flüssigkeit und darin fein verteilten Festkörpern (Rohmaterial-Partikel). Da die Suspension zur Sedimentation und Phasentrennung tendiert, werden die Partikel geeignetermaßen durch Schütteln oder Rühren in der Schwebe gehalten. Es liegt somit keine Dispersion vor, bei der die Partikel durch mechanische Einwirkung (Scherung) so zerkleinert werden, dass sie feindispers vorliegen.
Zur Erzielung eines sauren pH-Wertes im Schritt (b) kann der Fachmann auf alle ihm bekannten Säuren oder sauren Pufferlösungen zurückgreifen. So kann beispielsweise eine organische Säure wie Citronensäure eingesetzt werden.
Alternativ oder in Kombination hierzu kann auch eine Mineralsäure eingesetzt werden. Beispielhaft seien erwähnt: Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure oder schweflige Säure. Bevorzugt wird Schwefelsäure eingesetzt. Bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) des Verfahrens liegt der pH-Wert der Suspension zwischen pH = 0,5 und pH = 4,0, bevorzugt zwischen pH = 1 ,0 und pH = 3,5 und besonders bevorzugt zwischen pH = 1 ,5 und pH = 3,0.
Erfindungsgemäß besteht die Flüssigkeit zur Herstellung der wässrigen Suspension zu mehr als 50 Vol%, bevorzugt zu mehr als 60, 70, 80 oder sogar 90 Vol% aus Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Flüssigkeit kein organisches Lösungsmittel und insbesondere keinen Alkohol. Damit liegt eine wasserbasierte saure Extraktion vor.
In einer Ausführungsform erfolgt bei dem Herstellungsverfahren und insbesondere bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) keine enzymatische Behandlung des Rohmaterials durch Zugabe eines Enzyms, insbesondere keine Amylase-Behandlung.
Die Inkubation erfolgt bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) bei einer Temperatur zwischen 60°C und 95°C, bevorzugt zwischen 70°C und 90°C und besonders bevorzugt zwischen 75°C und 85°C.
Die Inkubation im Schritt (b) erfolgt über eine Zeitdauer zwischen 60 min und 10 Stunden und bevorzugt zwischen 2 h und 6 Stunden.
Die wässrige Suspension hat bei dem sauren Aufschluss im Schritt (b) geeignetermaßen eine Trockenmasse von zwischen 0,5 Gew.% und 5 Gew.%, bevorzugt von zwischen 1 Gew.% und 4 Gew.%, und besonders bevorzugt von zwischen 1 ,5 Gew.% und 3 Gew.%.
Die wässrige Suspension wird während des Aufschlusses im Schritt (b) gerührt oder geschüttelt. Dies erfolgt bevorzugt in kontinuierlicher Weise, damit die Partikel in der Suspension in der Schwebe gehalten werden.
Im Schritt (c) des Verfahrens wird das aufgeschlossene Material von groben Partikeln getrennt. Diese Trennung erfolgt als einstufige oder mehrstufige Trennung.
Bei der ein- oder mehrstufigen Trennung ist es vorteilhaft, dass eine Abtrennung von Partikeln mit einer Korngröße von mehr als 1000 pm, bevorzugt von mehr als 500 pm erfolgt. Dadurch werden sowohl grobpartikuläre Bestandteile des Rohmaterials als auch unzureichend aufgeschlossenes Material entfernt.
In vorteilhafter Weise wird das aufgeschlossene Material gemäß Schritt (c) einer mehrstufigen Trennung unterzogen. Hierbei ist es bevorzugt, wenn bei der Abtrennung der groben Partikel stufenweise die Abtrennung von immer feineren Partikeln erfolgt. Dies bedeutet, dass beispielsweise bei einer zweistufigen Trennung beide Stufen eine Abtrennung von größeren Partikel leisten, wobei bei der zweiten Stufe im Vergleich zur ersten Stufe feinere Partikel abgetrennt werden. Damit wird das Material mit jedem Trennungsschritt immer feinpartikulärer.
Besonders vorteilhaft ist hier gemäß Schritt (c) eine zweistufige Trennung mit einer Abtrennung von Partikeln mit einer Korngröße von mehr als 1000 pm in der ersten Stufe und einer Abtrennung von Partikeln mit einer Korngröße von mehr als 500 pm in der zweiten Stufe. Die Abtrennung in diesen beiden Stufen erfolgt vorteilhafterweise mit einer Siebtrommel, einer Passiermaschine oder einer anderen Art der Nasssiebung.
Nach dem sauren Aufschluss im Schritt (b), der Entfernung grober Partikel im Schritt (c) und der Abtrennung des aufgeschlossenen Materials aus der wässrigen Suspension im Schritt (d) wird das abgetrennte Material im Schritt (e) mit einer wässrigen Lösung gewaschen. Durch diesen Schritt können verbliebene wasserlösliche Stoffe, wie beispielsweise fruchteigene Zucker entfernt werden. Gerade die Entfernung von Zucker mit Hilfe dieses Schrittes trägt dazu bei, dass die Apfelfaser weniger adhäsiv ist und damit besser zu prozessieren und anzuwenden ist.
Im Rahmen der Erfindung wird unter der „wässrigen Lösung“ die für das Waschen eingesetzte wässrige Flüssigkeit verstanden. Das Gemisch aus dieser wässrigen Lösung und dem aufgeschlossenen Material wird als „Waschmixtur“ bezeichnet.
Vorteilhafterweise wird das Waschen gemäß Schritt (e) mit Wasser als wässrige Lösung durchgeführt. Besonders vorteilhaft ist hier der Einsatz von deionisiertem Wasser.
In einer Ausführungsform besteht die wässrige Lösung zu mehr als 50 Vol%, bevorzugt zu mehr als 60, 70, 80 oder sogar 90 Vol% aus Wasser. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die wässrige Lösung kein organisches Lösungsmittel und insbesondere keinen Alkohol. Damit liegt eine wasserbasierte Waschung vor und gerade kein Wasser-Alkohol- Austausch wie es bei der Faserwaschung mit einem Gemisch aus Alkohol und Wasser ist, wobei dieses Gemisch mehr als 50 Vol% Alkohol aufweist und typischerweise einen Alkoholgehalt von mehr als 70 Vol% besitzt.
Alternativ kann als wässrige Lösung auch eine Salzlösung mit einer lonenstärke von I < 0.2 mol / 1 eingesetzt werden. Das Waschen gemäß Schritt (e) erfolgt vorteilhafterweise bei einer Temperatur zwischen 30°C und 90°C, bevorzugt zwischen 40°C und 80°C und besonders bevorzugt zwischen 50°C und 70°C.
Die Zeitdauer des Inkontaktbringens im Schritt (e) mit der wässrigen Lösung erfolgt über eine Zeitdauer von zwischen 10 min und 2 Stunden, bevorzugt von zwischen 30 min und einer Stunde.
Bei dem Waschen gemäß Schritt (e) beträgt die Trockenmasse in der Waschmixtur zwischen 0,1 Gew.% und 5 Gew.%, bevorzugt zwischen 0,5 Gew.% und 3 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 1 Gew.% und 2 Gew.%.
Vorteilhafter wird das Waschen gemäß Schritt (e) unter mechanischer Bewegung der Waschmixtur durchgeführt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise mittels Rühren oder Schütteln der Waschmixtur.
Optional kann während der Wäsche im Schritt (e) auch hier eine Abtrennung von Partikeln mit einer Korngröße von mehr als 500 pm bevorzugter von mehr als 400 pm und am bevorzugtesten von mehr als 350 pm erfolgen. Die Abtrennung erfolgt vorteilhafterweise mit einer Passiermaschine oder einer Bandpresse. Dadurch werden sowohl grobpartikuläre Bestandteile des Rohmaterials als auch unzureichend aufgeschlossenes Material entfernt.
Nach dem Waschen mit der wässrigen Lösung wird gemäß Schritt (f) das gewaschene Material von der wässrigen Lösung abgetrennt. Diese Abtrennung erfolgt vorteilhafterweise mit einem Dekanter oder einem Separator.
Im Schritt (g) erfolgt dann ein weiterer Waschschritt, der allerdings mit einem organischen Lösungsmittel erfolgt. Hierbei handelt es sich um ein mindestens zweimaliges Waschen mit einem organischen Lösungsmittel.
Das organische Lösungsmittel kann auch als Gemisch aus dem organischem Lösungsmittel und Wasser eingesetzt werden, wobei dieses Gemisch dann mehr als 50 Vol% an organischem Lösungsmittel aufweist und vorzugsweise mehr als 70 Vol% an organischem Lösungsmittel besitzt.
Das organische Lösungsmittel ist vorteilhafterweise ein Alkohol, der ausgewählt sein kann aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol und Isopropanol. Der Waschschritt im Schritt (g) erfolgt bei einer Temperatur zwischen 40°C und 75°C, bevorzugt zwischen 50°C und 70°C und besonders bevorzugt zwischen 60°C und 65°C.
Die Zeitdauer des Inkontaktbringens mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) erfolgt über eine Zeitdauer von zwischen 60 min und 10 h und bevorzugt von zwischen 2 h und 8 h.
Jeder Waschschritt mit dem organischen Lösungsmittel umfasst ein Inkontaktbringen des Materials mit dem organischen Lösungsmittel für eine bestimmte Zeitdauer gefolgt von der Abtrennung des Materials von dem organischen Lösungsmittel. Für diese Abtrennung wird bevorzugt ein Dekanter oder eine Presse verwendet.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) beträgt die Trockenmasse in der Waschlösung von zwischen 0,5 Gew.% und 15 Gew.%, bevorzugt zwischen 1,0 Gew.% und 10 Gew.%, und besonders bevorzugt zwischen 1,5 Gew.% und 5,0 Gew.%.
Das Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) wird bevorzugt unter mechanischer Bewegung der Waschmixtur durchgeführt. Bevorzugt wird das Waschen in einem Behälter mit Rührwerk durchgeführt.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) wird in vorteilhafter Weise eine Vorrichtung zur Vergleichmäßigung der Suspension verwendet. Diese Vorrichtung ist bevorzugt ein Zahnkranzdispergierer.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform erfolgt das Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) im Gegenstromverfahren.
In einer Ausführungsform erfolgt bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) eine partielle Neutralisation durch Zugabe von NaOH, KOH oder Na- oder K- Salzen.
Bei dem Waschen mit dem organischen Lösungsmittel im Schritt (g) kann zusätzlich auch eine Entfärbung des Materials durchgeführt werden. Diese Entfärbung kann durch Zugabe eines oder mehrerer Oxidationsmittel erfolgen. Beispielhaft seien hier die Oxidationsmittel Chlordioxid und Wasserstoffperoxid erwähnt, die alleine oder in Kombination angewendet werden können. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform nimmt bei dem mindestens zweimaligen Waschen mit einem organischen Lösungsmittel die finale Konzentration des organischen Lösungsmittels in der Lösung mit jedem Waschschritt zu. Durch diesen inkrementell steigenden Anteil an organischem Lösungsmittel wird der Wasseranteil in dem Fasermaterial kontrolliert verringert, so dass die rheologischen Eigenschaften der Fasern bei den nachfolgenden Schritten zur Lösungsmittelentziehung und Trocknung erhalten bleiben und kein Kollabieren der aktivierten Faserstruktur erfolgt.
Vorzugsweise beträgt die finale Konzentration des organischen Lösungsmittels im ersten Waschschritt zwischen 60 bis 70 Vol.-%, im zweiten Waschschritt zwischen 70 und 85 Vol.- % und in einem optionalen dritten Waschschritt zwischen 80 und 90 Vol.-%.
Gemäß dem optionalen Schritt (h) kann der Anteil des Lösungsmittels zusätzlich durch Inkontaktbringen des Materials mit Wasserdampf verringert werden. Dies wird vorzugsweise mit einem Stripper durchgeführt, bei dem das Material im Gegenstrom mit Wasserdampf als Strippgas in Kontakt gebracht wird.
Im Schritt (i) erfolgt das Trocknen des gewaschenen Materials aus Schritt (g) oder des gestrippten Materials aus Schritt (h), wobei das Trocknen eine Vakuumtrocknung umfasst und bevorzugt aus dem Vakuumtrocknen besteht. Bei der Vakuumtrocknung wird das gewaschene Material als Trockengut einem Unterdrück ausgesetzt, was den Siedepunkt reduziert und somit auch bei niedrigen Temperaturen zu einer Verdampfung des Wassers führt. Die dem Trockengut kontinuierlich entzogene Verdampfungswärme wird geeigneterweise bis zur Temperaturkonstanz von außen nachgeführt. Die Vakuumtrocknung hat den Effekt, dass sie den Gleichgewichtsdampfdruck erniedrigt, was den Kapillartransport begünstigt. Dies hat sich insbesondere für das vorliegende Apfelfasermaterial als vorteilhaft herausgestellt, da hierdurch die aktivierten geöffneten Faserstrukturen und damit die hieraus resultierenden rheologischen Eigenschaften erhalten bleiben. Vorzugsweise erfolgt die Vakuumtrocknung bei einem absoluten Unterdrück von weniger als 400 mbar, bevorzugt von weniger als 300 mbar, weiterhin bevorzugt von weniger als 250 mbar und insbesondere bevorzugt von weniger als 200 mbar.
Die Trocknung unter Vakuum im Schritt (i) erfolgt zweckmäßigerweise bei einer Mantel- Temperatur von zwischen 40°C und 100°C, bevorzugt von zwischen 50°C und 90°C und besonders bevorzugt von zwischen 60°C und 80°C. Im Anschluss an die Trocknung wird das Produkt zweckmäßigerweise auf Raumtemperatur abgekühlt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren nach dem Trocknen in Schritt (i) zusätzlich einen Zerkleinerungs-, Vermahlungs- oder Siebschritt. Dieser ist vorteilhafterweise so ausgestaltet, dass als Ergebnis 90% der Partikel eine Korngröße von weniger 400 pm, bevorzugt eine Korngröße von weniger als 350 pm und insbesondere eine Korngröße von weniger als 300 pm aufweisen. Bei dieser Korngröße ist die Faser gut dispergierbar und zeigt ein optimales Quellvermögen.
Die aktivierte Apfelfaser und ein Verfahren zu ihrer Herstellung werden in der Anmeldung DE 10 2020 115 501.8 offenbart.
Pektine
Die erfindungsgemäßen Pektine werden durch Extraktion aus Pflanzen gewonnen, in denen sich das Pektin vor allen in den festeren Bestsandteilen, wie Stängeln, Blättern, Blüten oder Früchte findet.
Die erfindungsgemäßen löslichen Pektine können aus allen dem Fachmann bekannten Pflanzen und Pflanzenteilen gewonnen werden. Beispielhaft seien hier erwähnt: Citrusfrucht, Apfel, Zuckerrübe, Fruchtstand der Sonnenblume, Hagebutte, Quitte, Aprikose, Kirsche und Möhre.
Besonders bevorzugt wird das Pektin durch Extraktion aus Citrustrester oder Apfeltrester gewonnen und als Citruspektin oder Apfelpektin eingesetzt.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist das niederveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, einen Veresterungsgrad von 15 bis 40%, bevorzugt von 20 bis 38%, besonders bevorzugt von 24 bis 33% und insbesondere bevorzugt von 26% bis 31% auf. Beispielsweise kann der Veresterungsgrad des niederveresterten löslichen Pektins, das bevorzugt ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21 %, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31%, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% oder 40% betragen.
Vorteilhafterweise besitzt das niederveresterte lösliche Pektin für den Fall, dass es ein niederverestertes lösliches Citruspektin ist, einen Veresterungsgrad von 15 bis 40%, bevorzugt von 20 bis 35%, besonders bevorzugt von 24 bis 28% und insbesondere bevorzugt von 26,5% auf. Beispielsweise kann der Veresterungsgrad des niederveresterten lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% oder 40% betragen.
Vorteilhafterweise besitzt das niederveresterte lösliche Pektin für den Fall, dass es ein niederverestertes lösliches Apfelpektin ist, einen Veresterungsgrad von 15 bis 40%, bevorzugt von 20 bis 38%, besonders bevorzugt von 24 bis 33% und insbesondere bevorzugt von 30% auf. Beispielsweise kann der Veresterungsgrad des niederveresterten lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29%, 30%, 31 %, 32%, 33%, 34%, 35%, 36%, 37%, 38%, 39% oder 40% betragen.
Vorteilhafterweise besitzt das niederveresterte lösliche Pektin eine Calciumempfindlichkeit von 300 bis 3000 HPE, bevorzugt von 500 bis 2500 HPE, besonders bevorzugt von 600 bis 2000 HPE und insbesondere bevorzugt von 700 bis 1950 HPE. Aufgrund der vorliegenden hohen Calciumempfindlichkeit reicht für die Texturbildung in der backfesten fruchthaltigen Zubereitung das fruchteigene Calcium aus.
Vorteilhafterweise besitzt das niederveresterte lösliche Pektin für den Fall, dass es ein niederverestertes lösliches Citruspektin ist, eine Calciumempfindlichkeit von 1000 bis 3000 HPE, bevorzugt von 1250 bis 2500 HPE, besonders bevorzugt von 1500 bis 2000 HPE und insbesondere bevorzugt von 1790 bis 1950 HPE. Aufgrund der vorliegenden hohen Calciumempfindlichkeit reicht für die Texturbildung in der backfesten fruchthaltigen Zubereitung das fruchteigene Calcium aus.
Vorteilhafterweise besitzt das niederveresterte lösliche Pektin für den Fall, dass es ein niederverestertes lösliches Apfelpektin ist, eine Calciumempfindlichkeit von 300 bis 2000 HPE, bevorzugt von 500 bis 1500 HPE und besonders bevorzugt von 700 bis 1000 HPE. Aufgrund der vorliegenden hohen Calciumempfindlichkeit reicht für die Texturbildung in der backfesten fruchthaltigen Zubereitung das fruchteigene Calcium aus.
Das hochveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, weist geeigneterweise einen Veresterungsgrad von 65 bis 80%, bevorzugt von 68 bis 76%, besonders bevorzugt von 69 bis 74% und insbesondere bevorzugt von 70 bis 72% auf. Beispielsweise kann der Veresterungsgrad des hochveresterten löslichen Pektins, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citrus- oder Apfelpektin ist 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71 %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79% oder 80% betragen. Das hochveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citrus- oder Apfelpektin ist, weist vorteilhafterweise eine Gelierkraft von 140 bis 280 OUSA-Sag, bevorzugt von 160 bis 260 OUSA-Sag, besonders bevorzugt von 170 bis 250 OUSA-Sag. Die hohe Gelierkraft des hochveresterten Pektins wirkt sich positiv auf die Textur der Zubereitung und deren Synäreseverhalten aus.
Vorteilhafterweise weist das hochveresterte lösliche Pektin, für den Fall, dass es ein hochverestertes lösliches Citruspektin ist, eine Gelierkraft von 200 bis 280 OUSA-Sag, bevorzugt von 220 bis 260 OUSA-Sag, besonders bevorzugt von 230 bis 250 OUSA-Sag und insbesondere bevorzugt von 240 OUSA-Sag auf. Die hohe Gelierkraft des hochveresterten Pektins wirkt sich positiv auf die Textur der Zubereitung und deren Synäreseverhalten aus.
Vorteilhafterweise weist das hochveresterte lösliche Pektin, für den Fall, dass es ein hochverestertes lösliches Apfelpektin ist, eine Gelierkraft von 140 bis 220 OUSA-Sag, bevorzugt von 160 bis 200 OUSA-Sag und besonders bevorzugt von 170 bis 180 OUSA-Sag auf. Die hohe Gelierkraft des hochveresterten Pektins wirkt sich positiv auf die Textur der Zubereitung und deren Synäreseverhalten aus.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Zucker enthaltende_Zusammensetzung einen Veresterungsgrad von 20 bis 45% und bevorzugt von 30 bis 32% aufweist.
Ferner ist es bevorzugt, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung einen pH-Wert in einer 1 ,0 Gew%igen wässrigen Suspension von 3,0 bis 5,0 und bevorzugt von 3,4 bis 4,5 aufweist. Bei diesem pH-Wert hat das lösliche Pektin seine größte chemische Stabilität.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung liegt vorzugsweise in Pulverform vor. Dies hat den Vorteil, dass hiermit eine Formulierung mit geringem Gewicht und hoher Lagerstabilität vorliegt, die auch prozesstechnisch in einfacher Weise eingesetzt werden kann. Diese Formulierung wird erst durch die erfindungsgemäße Pflanzenfaser ermöglicht, die im Gegensatz zu modifizierten Stärken beim Einrühren in Flüssigkeiten nicht zur Klumpenbildung neigt.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Halberzeugnis zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie. Hierbei ist bevorzugt, dass das Halberzeugnis zur Herstellung einer backstabilen Zubereitung verwendet wird.
Vorzugsweise weist die mittels dem oben genannten Halberzeugnis hergestellte backstabile Zubereitung eine oder mehrere der folgenden Zutaten auf: Früchte, Fruchtstücke, Fruchtmus, Gemüse, Schokolade und Nüsse, wobei die backstabile Zubereitung bevorzugt Früchte und/oder Fruchtstücke und/oder Fruchtmus umfasst.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung einer niederkalorischen Zubereitung, die bevorzugt eine backstabile Zubereitung gemäß der vorangehenden Beschreibung ist.
Bevorzugt wird hierbei die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Halberzeugnis verwendet. Dies bedeutet, dass die Zusammensetzung, die Pflanzenfaser, niederverestertes löslichen Pektin und darüber hinaus hochverestertes lösliches Pektin enthält, als Mischung dieser (und eventuell weiterer Komponenten) in der Lebensmittelindustrie bevorzugt für die Herstellung einer backstabilen Zubereitung eingesetzt wird.
In einer alternativen Ausführungsform können die drei Hauptbestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzung getrennt eingesetzt werden, was sowohl beinhaltet, dass alle drei Komponenten, nämlich Pflanzenfaser, niederverestertes lösliches Pektin und lösliches hochverestertes Pektin nacheinander hinzugegeben werden, oder eine Mischung von zwei Bestandteilen zeitlich getrennt von dem dritten Bestandteil hinzugegeben wird. Weiterhin können die Bestandteile als einzelner Bestandteil oder als Mischung von zwei Bestandteilen in unterschiedlichen Zutaten des herzustellenden Lebensmittels vorgehalten werden, so dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung erst in der Mischung dieser Zutaten gebildet wird.
In einem vierten Aspekt betrifft die Erfindung eine niederkalorische Zubereitung, die die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst. Dies beinhaltet sowohl die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung als Halberzeugnis, als auch als Einzelkomponenten bzw. Teilmischungen, so dass die Zusammensetzung in diesem Fall erst durch das Zusammenfügen der drei erfindungswesentlichen Bestandteile, nämlich Pflanzenfaser, niederverestertes lösliches Pektin und hochverestertes lösliches Pektin in der niederkalorischen Zubereitung zustande kommt.
Die niederkalorische Zubereitung kann hierbei einen Trockensubstanzgehalt von 10 bis 50 °Brix, bevorzugt von 10 bis 48 °Brix, besonders bevorzugt von 20 bis 48 °Brix und insbesondere bevorzugt von 30 bis 45 °Brix aufweisen. Die Ausdrücke „lösliche Trockensubstanz“ und „Trockensubstanzgehalt“ stellen Synonyme dar und werden vorliegend auch mit „TS“ abgekürzt und entsprechen der Angabe in °Brix (°Bx).
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die niederkalorische Zubereitung die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einem Anteil von 0,5 bis 5 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 3 Gew.%, besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 2 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 1 ,75 bis 1 ,9 Gew.% auf.
Die niederkalorische Zubereitung kann eine backstabile Zubereitung sein. Diese backstabile Zubereitung kann in vorteilhafter Weise eine oder mehrere der folgenden Zutaten umfassen: Früchte, Fruchtstücke, Fruchtmus, Gemüse, Schokolade, und Nüsse.
In bevorzugter Weise umfasst die erfindungsgemäße backstabile Zubereitung, neben der erfindungsgemäßen Zusammensetzung noch Früchte und/oder Fruchtstücke und/oder Fruchtmus.
In einem fünften Aspekt betrifft die Erfindung ein Lebensmittelerzeugnis oder niederkalorische Zubereitung, das bzw. die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung hergestellt wurde und das bzw. die entsprechend die erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst.
Definitionen
Eine Pflanzenfaser gemäß der Anmeldung ist eine Faser, die aus einer nichtverholzten pflanzlichen Zellwand isoliert wird und hauptsächlich aus Cellulose besteht. Weitere Bestandteile sind unter anderem Hemicellulose und Pektin, wobei die Pflanzenfaser gemäß der Anmeldung einen Pektingehalt von unter 10 Gew.%, und bevorzugt von unter 6% aufweist. Die erfindungsgemäße Pflanzenfaser weist vorteilhafterweise einen wasserlöslichen Pektingehalt von zwischen 2 Gew.% und 8 Gew.% und besonders bevorzugt von zwischen 2 und 6 Gew.% auf. Der Gehalt an wasserlöslichem Pektin in dieser Pflanzenfaser kann beispielsweise 2 Gew%, 3 Gew%, 4 Gew%, 5 Gew%, 6 Gew%, 7 Gew%, 8 Gew%, 9 Gew% oder 9,5 Gew% betragen.
Eine Fruchtfaser gemäß der Erfindung ist eine Pflanzenfaser gemäß der obigen Definition, die hierbei aus einer Frucht isoliert wird. Unter einer Frucht ist hierbei die Gesamtheit der Organe einer Pflanze zu verstehen, die aus einer Blüte hervorgehen, wobei sowohl die klassischen Obstfrüchte enthalten auch Fruchtgemüse enthalten sind. Eine „Citrusfaser“ gemäß der Anmeldung ist eine hauptsächlich aus Fasern bestehende Komponente, die aus einer nichtverholzten pflanzlichen Zellwand einer Citrusfrucht isoliert wird und hauptsächlich aus Cellulose besteht. Der Begriff der Faser stellt in gewisser Hinsicht ein Misnomer dar, weil die Citrusfasern makroskopisch nicht als Fasern in Erscheinung treten, sondern ein pulverförmiges Produkt darstellen. Weitere Bestandteile der Citrusfaser sind unter anderem Hemicellulose und Pektin. Die Citrusfaser kann vorteilhafterweise aus Citruspulpe, Citrusschale, Citrusvesikel, Segmentmembranen oder einer Kombination hiervon gewonnen werden.
Eine „Apfelfaser“ gemäß der Anmeldung ist eine hauptsächlich aus Fasern bestehende Komponente, die aus einer nichtverholzten pflanzlichen Zellwand eines Apfels isoliert wird und hauptsächlich aus Cellulose besteht. Der Begriff der Faser stellt in gewisser Hinsicht ein Misnomer dar, weil die Apfelfasern makroskopisch nicht als Fasern in Erscheinung treten, sondern ein pulverförmiges Produkt darstellen. Weitere Bestandteile der Apfelfaser sind unter anderem Hemicellulose und Pektin.
Ein Apfel ist gemäß der Erfindung definiert als Frucht des Kulturapfels (Malus domesticä).
Eine aktivierte Citrusfaser gemäß der vorliegenden Anmeldung ist in Abgrenzung von einer aktivierbaren (und damit lediglich partiell-aktivierten) Citrusfaser durch die Fließgrenze der Faser in 2.5%iger Dispersion oder durch die Viskosität definiert. Eine aktivierte Citrusfaser ist damit dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fließgrenze I (Rotation) von mehr als 5,5 Pa, eine Fließgrenze I (Cross over) von mehr als 6,0 Pa oder eine Viskosität von mehr als 650 mPas aufweist.
Eine aktivierbare Citrusfaser gemäß der vorliegenden Anmeldung ist in Abgrenzung von einer aktivierten Citrusfaser durch die Fließgrenze der Faser in 2.5%iger Dispersion oder durch die Viskosität definiert. Eine aktivierbare Citrusfaser ist damit dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fließgrenze I (Rotation) von zwischen 1 ,0 und 4,0 Pa, eine Fließgrenze I (Cross over) von zwischen 1 ,0 und 4,5 Pa oder eine Viskosität von 150 bis 600 mPas aufweist.
Eine aktivierte Apfelfaser gemäß der vorliegenden Anmeldung ist in Abgrenzung von einer aktivierbaren (und damit lediglich partiell-aktivierten) Apfelfaser durch die Fließgrenze der Faser in 2.5%iger Dispersion oder durch die Viskosität definiert. Eine aktivierte Apfelfaser ist damit dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Fließgrenze I (Rotation) von mehr als 5,0 Pa oder eine Fließgrenze I (Cross over) von mehr als 5,0 aufweist. Ein lösliches Pektin gemäß der Anmeldung ist definiert als ein pflanzliches Polysaccharid, das als Polyuronid im Wesentlichen aus a-1 ,4-glycosidisch verknüpften D- Galacturonsäure-Einheiten besteht. Die Galacturonsäureeinheiten sind partiell mit Methanol verestert. Der Veresterungsgrad beschreibt den prozentualen Anteil der Carboxylgruppen in den Galacturonsäure-Einheiten des Pektins, welche in veresterter Form vorliegen, z.B. als Methylester.
Bei dem löslichen Pektin gemäß der Anmeldung handelt es sich um ein Pektin, das durch Extraktion aus pflanzlichen Geweben gewonnen wird. Es handelt sich damit in Abgrenzung von den nativen pflanzlichen Pektinen (sog. Protopektinen) um ein isoliertes wasserlösliches Pektin. Das lösliche Pektin gemäß der Erfindung ist eine von der Pflanzen- , bzw. Fruchtfaser getrennte Komponente und damit kein Bestandteil der Pflanzen- bzw. Fruchtfaser.
Unter einem hochveresterten Pektin wird erfindungsgemäß ein Pektin verstanden, das einen Veresterungsgrad von mindestens 50% besitzt. Ein niedrigverestertes Pektin weist hingegen einen Veresterungsgrad von weniger als 50% auf. Der Veresterungsgrad beschreibt den prozentualen Anteil der Carboxylgruppen in den Galacturonsäure-Einheiten des Pektins, welche in veresterter Form vorliegen, z.B. als Methylester. Der Veresterungsgrad kann mittels der Methode nach JECFA (Monograph 19-2016, Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) bestimmt werden.
Bei der zuckerhaltigen Zusammensetzung gemäß der Erfindung handelt es sich um die erfindungsgemäße Zusammensetzung mit Anwesenheit des optionalen Zuckers und bei der zuckerfreien Zusammensetzung um eine Zusammensetzung, die entsprechend diesen optionalen Zucker nicht enthält.
Der Ausdruck „backstabil“ gemäß der Erfindung bezeichnet das Verhalten einer Zubereitung bei Anwendung trockener Hitze nur minimales Ausbreiten (d.h. um maximal 25%) zu zeigen, wie sie sich durch das folgende Backtestverfahren ermitteln lässt. Hierbei wird eine Zubereitung eingesetzt, die vor dem Backtest im ausgekühlte Zustand eine cremig-pastöse Konsistenz aufweist, wie beispielsweise eine Schokocreme, eine Fruchtzubereitung oder eine Gemüsezubereitung. Auf ein Filterpapier (Firma Hahnenmühle, Dassel Germany, Type 589/1 , DP 5891 090, 0 90 mm) wird ein Metallring mit 1 cm Höhe und 60 mm Durchmesser aufgelegt, mit der zu prüfenden Zubereitung auf dem Filterpapier befüllt und an der Oberfläche des Metallrings glattgestrichen. Nach gleichmäßigem Abziehen des Metallrings wird das mit der Zubereitung bestrichene Filterpapier auf ein Backblech gesetzt und im vorgeheizten Backofen (Ober- / Unterhitze) bei 200 °C für 10 Minuten gebacken. Die Formstabilität (Durchmesser vor dem Backen im Verhältnis zum Durchmesser nach dem Backen) der Zubereitung wird beurteilt. Der Durchmesser der Zubereitung nach dem Backen darf maximal 125 % des Durchmessers der Zubereitung vor dem Backen betragen.
Der Begriff „niederkalorisch“ gemäß der vorliegenden Erfindung ist als zuckerreduziert aufzufassen und bezeichnet ein Nahrungsmittelprodukt das mindestens 30% weniger Zucker enthält als herkömmliche Produkte dieser Art. Das Nahrungsmittelprodukt kann hierbei weniger als 200 kJ, bevorzugt weniger als 150 kJ und weiterhin bevorzugt weniger als 100 kJ, jeweils bezogen auf 100 g Nahrungsmittelprodukt, enthalten.
Unter einem „Halberzeugnis“ ist im Rahmen der Anmeldung ein Halbfabrikat im Bereich der Lebensmittelindustrie zu verstehen, das noch im Fertigungsprozess steht und das weitere Arbeitsgänge bis zur Fertigstellung durchlaufen muss.
An dieser Stelle sei explizit darauf hingewiesen, dass Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen und/oder Figuren beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die erläuterten Merkmale, Effekte und Vorteile entsprechend kumuliert umsetzen bzw. erzielen zu können.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination miteinander gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Es sei noch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen der hier vorliegenden Patentanmeldung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu verstehen sein sollen, also als „mindestens ein...“, „mindestens zwei...“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrücklich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder technisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein...“, „genau zwei...“ usw. gemeint sein können.
Weitere Vorteile, Besonderheiten und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen.
Ausführungsbeispiele
1. Erfindungsgemäße Zusammensetzungen ln einer Ausführungsform, die unter dem Produktnamen Herba ComBind BF 402 vertrieben wird, ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung wie folgt zusammengesetzt:
In einer weiteren Ausführungsform, die unter dem Produktnamen Herba ComBind BF 401 vertrieben wird, ist die erfindungsgemäße Zusammensetzung wie folgt zusammengesetzt: 1.1 Herstellung einer 2,5 Gew%igen Faserdispersion
Rezeptur:
2,50 g Faserstoffe
97,5 g demineralisiertes Wasser (Raumtemperatur)
Einstreudauer: 15 Sekunden In einem 250 ml Becherglas wird die jeweilige Menge an dem. Wasser (Raumtemperatur) vorgelegt. Die genau abgewogene Menge an Faserstoffen wird bei laufendem Rührwerk (Ultra Turrax) bei 8000 U/Min. (Stufe 1) langsam direkt in den Rührsog eingestreut. Die Einstreudauer richtet sich nach der Menge an Fasern, sie soll pro 2,5g Probe 15 Sekunden dauern. Dann wird die Dispersion genau 60 Sek. bei 8000 ll/Min. (Stufe 1) gerührt. Soll die Probe zur Bestimmung der Viskosität verwendet werden, wird sie in ein temperiertes Wasserbad bei 20°C gestellt.
Zur Messung der Viskosität bzw. zur Messung der Fließgrenze I (Rotation), der Fließgrenze I (Cross Over) oder zur Messung der dynamischen Weissenbergzahl wird die Probe nach genau 1 Stunde vorsichtig in das Messsystem des Rheometers gefüllt und die jeweilige Messung gestartet. Falls sich die Probe absetzt, wird sie unmittelbar vor dem Abfüllen mit Hilfe eines Löffels vorsichtig aufgerührt.
1.2 Herstellung einer 2,5 Gew%igen Fasersuspension
Rezeptur:
2,50 g Faserstoffe
97,5 g demineralisiertes Wasser (Raumtemperatur)
In einem 250 ml Becherglas wird die jeweilige Menge an dem. Wasser (Raumtemperatur) vorgelegt. Die genau abgewogene Menge an Faserstoffen wird unter ständigem Rühren mit einem Kunststofflöffel langsam eingestreut. Dann wird die Suspension so lange gerührt, bis alle Fasern mit Wasser benetzt sind. Soll die Probe zur Bestimmung der Viskosität bzw. zur Bestimmung der Fließgrenze II (Rotation), der Fließgrenze II (Cross Over) oder zur Bestimmung der dynamischen Weissenbergzahl verwendet werden, wird sie in ein temperiertes Wasserbad bei 20°C gestellt.
Zur Messung der Viskosität bzw. zur Messung der Fließgrenze II (Rotation), der Fließgrenze II (Cross Over) oder zur Messung der dynamischen Weissenbergzahl wird die Probe nach genau 1 Stunde vorsichtig in das Messsystem des Rheometers gefüllt und die jeweilige Messung gestartet. Falls sich die Probe absetzt, wird sie unmittelbar vor dem Abfüllen mit Hilfe eines Löffels vorsichtig aufgerührt.
1.3 Testmethode zur Bestimmung des Wasserbindevermögens
Durchführung:
Wasserbindungsvermögen von nicht vorbehandelten Proben:
Man lässt die Probe mit einem Wasserüberschuss 24 Stunden bei Raumtemperatur quellen. Nach Zentrifugation und anschließendem Abdekantieren des Überstandes kann das Wasserbindungsvermögen in g H2O / g Probe gravimetrisch bestimmt werden. Der pH- Wert in der Suspension ist zu messen und zu dokumentieren.
Folgende Parameter sind einzuhalten:
Probeeinwaage:
Pflanzenfaser: 1 ,0 g (in Zentrifugenglas)
Wasserzugabe: 60 ml
Zentrifugation: 4000 g
Zentrifugierdauer 10 min
20 Minuten nach Zentrifugierbeginn (bzw. 10 Minuten nach Zentrifugierende) trennt man den Wasserüberstand von der gequollenen Probe ab. Die Probe mit dem gebundenen Wasser wird ausgewogen.
Das Wasserbindungsvermögen (WBV) in g H2O / g Probe kann nun nach folgender Formel berechnet werden:
Probe mit gebundenem Wasser (g) - 1,0 g
WBV (g H2O/g Probe) = - ■ -
1,0 g
1.4 Testmethode zur Bestimmung der Fließgrenze (Rotationsmessung)
Messprinzip:
Diese Fließgrenze macht eine Aussage über die Strukturstärke und wird im Rotationsversuch bestimmt, indem die Schubspannung, die auf die Probe wirkt, über die Zeit so lange erhöht wird, bis die Probe anfängt zu fließen.
Schubspannungen, die unterhalb der Fließgrenze liegen, verursachen lediglich eine elastische Deformation, die erst bei Schubspannungen oberhalb der Fließgrenze in ein Fließen mündet. Bei dieser Bestimmung wird dieses messtechnisch durch das Überschreiten einer festgelegten Mindest-Schergeschwindigkeit erfasst. Gemäß der vorliegenden Methode ist die Fließgrenze T0 [Pa] bei der Schergeschwindigkeit > 0.1 s-1 überschritten.
Messgerät: Rheometer Physica MCR-Serie (z.B. MCR 301 , MCR 101)
Messsystem: Z3 DIN bzw. CC25
Messbecher: CC 27 P06 (geriffelter Messbecher) Messtemperatur: 20 °C
Messparameter:
1. Abschnitt (Ruhephase):
Abschnittseinstellungen: - Vorgabegröße: Schubspannung [Pa]
- Profil: konstant
- Wert: 0 Pa
- Abschnittsdauer: 180 s
- Temperatur: 20 °C
2. Abschnitt (Bestimmung der Fließgrenze):
Abschnittseinstellungen: - Vorgabegröße: Schubspannung [Pa]
- Profil: Rampe log.
- Startwert: 0, 1 Pa
- Endwert: 80 Pa
- Abschnittsdauer: 180 s
- Temperatur: 20 °C
Auswertung:
Die Fließgrenze T0 (Einheit [Pa] wird in Abschnitt 2 abgelesen und ist die Schubspannung (Einheit: [Pa]), bei der die Schergeschwindigkeit zum letzten Mal V < 0,10 s-1 beträgt.
Die mit der Rotationsmethode gemessene Fließgrenze wird auch als „Fließgrenze Rotation“ bezeichnet.
Die Fließgrenze Rotation wurde anhand einer Fasersuspension (einfaches Einrühren der Faser mit einem Löffel = entspricht einer nicht aktivierten Faser) gemessen und wird im Rahmen der Erfindung auch als „Fließgrenze Rotation II“ bezeichnet. Die Fließgrenze wurde zudem anhand einer Faserdispersion (eingerührt unter Einwirkung hoher Scherkräfte; z.B. mit Ultra Turrax = entspricht einer aktivierten Faser) gemessen und wird im Rahmen der Erfindung auch als „Fließgrenze Rotation I“ bezeichnet.
1.5 Testmethode zur Bestimmung der Fließgrenze (Oszillationsmessung)
Messprinzip:
Diese Fließgrenze macht ebenfalls eine Aussage über die Strukturstärke und wird im Oszillationsversuch bestimmt, indem die Amplitude bei konstanter Frequenz so lange erhöht wird, bis die Probe durch die immer größer werdende Auslenkung zerstört wird und dann anfängt zu fließen.
Dabei verhält sich die Substanz unterhalb der Fließgrenze wie ein elastischer Festkörper, das heißt, die elastischen Anteile (G‘) liegen über den viskosen Anteilen (G“), während bei Überschreiten der Fließgrenze die viskosen Anteile der Probe ansteigen und die elastischen Anteile abnehmen.
Per Definition ist die Fließgrenze bei der Amplitude überschritten, wenn gleich viele viskose, wie elastische Anteile vorliegen G‘ = G“ (Cross Over), die zugehörige Schubspannung ist der entsprechende Messwert.
Messgerät: Rheometer Physica MCR-Serie (z.B. MCR 301 , MCR 101)
Messsystem: Z3 DIN bzw. CC25
Messbecher: CC 27 P06 (geriffelter Messbecher)
Messparameter:
Abschnittseinstellungen: - Amplitudenvorgaben: Deformation [%]
Profil: Rampe log.
Wert: 0,01 - 1000%
Frequenz: 1 ,0 Hz
Temperatur: 20 °C
Auswertung:
Mit Hilfe der Rheometersoftware Rheoplus wird die Schubspannung am Cross-Over nach Überschreiten des linear-viskoelastischen Bereiches (d.h. G‘ = G“) ausgewertet.
Die mit der Oszillationsmethode gemessene Fließgrenze wird auch als „Fließgrenze Cross Over“ bezeichnet.
Die Fließgrenze Cross Over wurde anhand einer Fasersuspension (einfaches Einrühren der Faser mit einem Löffel = entspricht einer nicht aktivierten Faser) gemessen und wird im Rahmen der Erfindung auch als „Fließgrenze Cross Over II“ bezeichnet. Die Fließgrenze wurde zudem anhand einer Faserdispersion (eingerührt unter Einwirkung hoher Scherkräfte; z.B. mit Ultra Turrax = entspricht einer aktivierten Faser) gemessen und wird im Rahmen der Erfindung auch als „Fließgrenze Cross Over I“ bezeichnet. Messerqebnisse und ihre Bedeutung:
Betrachtet man die Fließgrenze für die Suspensionen der erfindungsgemäßen Fasern eingerührt mit dem Löffel (entsprechend einer nicht aktivierten Faser) mit der erfindungsgemäßen Faserdispersion eingerührt mit hohen Scherkräften z.B. Ultra Turrax (entsprechend einer aktivierten Faser), kann man eine Aussage über die Vorteilhaftigkeit/Notwendigkeit einer Aktivierung treffen. Die Messergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Erwartungsgemäß steigt die Fließgrenze jeweils durch die Scher-Aktivierung in der Dispersion an. Es ist für die Fasern jeweils angegeben, wann eine Aktivierung notwendig ist. 1.6 Testmethode zur Bestimmung der dynamischen Weissenbergzahl
Messprinzip und Bedeutung der dynamischen Weissenbergzahl:
Die dynamische Weissenbergzahl W (Windhab E, Maier T, Lebensmitteltechnik 1990, 44: 185f) ist eine abgeleitete Größe, bei der die im Oszillationsversuch im linearviskoelastischen Bereich ermittelten elastischen Anteile (G‘) mit den viskosen Anteilen (G“) ins Verhältnis gesetzt werden:
Mit der dynamischen Weissenbergzahl erhält man eine Größe, die besonders gut mit der sensorischen Wahrnehmung der Konsistenz korreliert und relativ unabhängig von der absoluten Festigkeit der Probe betrachtet werden kann. Ein hoher Wert für W bedeutet, dass die Fasern eine überwiegend elastische Struktur aufgebaut haben, während ein tiefer Wert für W auf Strukturen mit deutlich viskosen Anteilen spricht. Die für Fasern typische cremige Textur wird erreicht, wenn die W Werte im Bereich von ca. 6 - 8 liegen, bei tieferen Werten wird die Probe als wässrig (weniger stark angedickt) beurteilt.
Material und Methoden:
Messgerät: Rheometer Physica MCR-Serie, z.B. MCR 301 , MCR 101
Messsystem: Z3 DIN bzw. CC25
Messbecher: CC 27 P06 (geriffelter Messbecher)
Messparameter:
Abschnittseinstellungen: - Amplitudenvorgaben: Deformation [%]
Profil: Rampe log
Wert: 0,01 - 1000 %
Frequenz: 1 ,0 Hz
Temperatur: 20 °C
Auswertung:
Der Phasenverschiebungswinkel ö wird im linear-viskoelastischen Bereich abgelesen. Die dynamische Weissenbergzahl W wird anschließend mit folgender Formel berechnet:
W = — tan 8
Messergebnisse und ihre Bedeutung:
Betrachtet man die dynamische Weissenbergzahl W für die Suspension einer erfindungsgemäßen Faser eingerührt mit dem Löffel (entsprechend einer nicht aktivierten Faser) mit der erfindungsgemäßen Faserdispersion eingerührt mit hohen Scherkräften z.B. Ultra Turrax (entsprechend einer aktivierten Faser), kann man eine Aussage über die Textur und darüber hinaus über die Notwendigkeit einer Aktivierung treffen. Die Messergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Die Ergebnisse zur dynamischen Weissenbergzahl zeigen, dass hinsichtlich der erwünschten cremigen Textur je nach Aktivierungszustand eine Aktivierung der Faser erforderlich ist.
1.7 Testmethode zur Bestimmung der Festigkeit
Durchführung:
150 ml destilliertes Wasser werden in einem Becherglas vorgelegt. Dann rührt man mit einem Löffel 6,0 g Citrusfasern bzw. 9,0 g Apfelfasern klumpenfrei in das Wasser ein. Zum Ausquellen lässt man dieses Faser-Wasser-Gemisch 20 min stehen. Man überführt die Suspension in ein Gefäß (0 90 mm). Anschließend wird die Festigkeit mit der folgenden Methode gemessen.
Messgerät: Texture Analyser TA-XT 2 (Fa. Stable Micro Systems, Godaiming, UK) Test-Methode/Option: Messung der Kraft in Druckrichtung / einfacher Test
Parameter: - Test-Geschwindigkeit: 1 ,0 mm/s
- Weg: 15,0 mm/s
Messwerkzeug: - P/50 Die Festigkeit entspricht der Kraft, die der Messkörper braucht, um 10 mm in die Suspension einzudringen. Diese Kraft wird aus dem Kraft-Zeit-Diagramm abgelesen. Es ist zu erwähnen, dass sich aus der Historie der Festigkeitsmessung die Einheit der gemessenen Festigkeit in Gramm (g) manifestiert hat. 1.8 Testmethode zur Bestimmung der Korngröße
In einer Siebmaschine ist ein Satz von Sieben, deren Maschenweite vom unteren Sieb zum oberen stets ansteigt, übereinander angeordnet. Die Probe wird auf das oberste Sieb, also das Sieb mit der größten Maschenweite gegeben. Die Probeteilchen mit größerem Durchmesser als die Maschenweite bleiben auf dem Sieb zurück; die feineren Teilchen fallen auf das nächste Sieb durch. Der Anteil der Probe auf den verschiedenen Sieben wird ausgewogen und in Prozent angegeben.
Die Probe wird auf zwei Stellen nach dem Komma genau eingewogen. Die Siebe werden mit Siebhilfen versehen und mit steigender Maschenweite übereinander aufgebaut. Die Probe wird auf das oberste Sieb quantitativ überführt, die Siebe werden eingespannt und nach definierten Parametern verläuft der Siebprozess. Die einzelnen Siebe werden mit Probe und Siebhilfe sowie leer mit Siebhilfe gewogen. Soll bei einem Produkt nur ein Grenzwert im Korngrößenspektrum überprüft werden (z. B. 90 % < 250 pm), dann wird nur ein Sieb mit der entsprechenden Maschenweite verwendet.
Messvorgaben:
Probemenge: 15 g
Siebhilfen: 2 pro Siebboden
Siebmaschine: AS 200 digit, Fa. Retsch GmbH
Siebbewegung: dreidimensional
Schwingungshöhe: 1 ,5 mm
Siebdauer: 15 min
Der Siebaufbau besteht aus den folgenden Maschenweite in pm: 1400, 1180, 1000, 710, 500, 355, 250 gefolgt vom Boden.
Die Berechnung der Korngröße erfolgt anhand folgender Formel:
Auswaage in g auf dem Sieb x 100
Antei pro Sieb in % = - - -
Probeeinwaage in g
1.9 Testmethode zur Bestimmung der Viskosität Messgerät: Physica MCR-Serie (z.B. MCR 301 , MCR 101)
Messsystem: Z3 DIN bzw. CC25
(Anmerkung: Die Messsysteme Z3 DIN und CC25 sind identische Messsysteme)
Anzahl Abschnitte: 4
Die Probe wird vor der Messung mindestens für 15 Minuten bei 20°C im Wasserbad temperiert.
Messparameter:
1 . Abschnitt:
Abschnittseinstellungen: - Vorgabegröße: Schergeschwindigkeit [s-1]
- Profil: konstant
- Wert: 0 s'1
- Abschnittsdauer: 60 s
- Temperatur: 20 °C
2. Abschnitt:
Abschnittseinstellungen: - Vorgabegröße: Schergeschwindigkeit [s-1]
- Profil: Rampe linear
- Wert: 0,1 - 100 s'1
- Abschnittsdauer: 120 s
- Temperatur: 20 °C
3. Abschnitt:
Abschnittseinstellungen: - Vorgabegröße: Schergeschwindigkeit [s-1]
- Profil: konstant
- Wert: 100 s'1
- Abschnittsdauer: 10 s
- Temperatur: 20 °C
4. Abschnitt:
Abschnittseinstellungen: - Vorgabegröße: Schergeschwindigkeit [s-1]
- Profil: Rampe linear
- Wert: 100 - 0,1 s'1
- Abschnittsdauer: 120 s
- Temperatur: 20 °C Auswertung:
Die Viskosität (Einheit [mPas]) wird wie folgt abgelesen: 4. Abschnitt bei = 50 s ~1
1.10 Testmethode zur Bestimmung des Veresterungsgrads
Diese Methode entspricht der JECFA (Joint FAO/WHO Expert Commitee on Food Additives) veröffentlichten Methode. Abweichend von der JECFA-Methode wird das entaschte Pektin nicht im Kalten gelöst, sondern erhitzt. Als Alkohol wird Isopropanol anstelle von Ethanol verwendet.
1.11 Testmethode zur Bestimmung der Calciumempfindlichkeit
Materialien:
320,0 g 0,65 M Kaliumacetat-Milchsäure-Pufferlösung (52,50 g Kaliumacetat;
271 ,25 g Milchsäure mit dem. Wasser auf 5 Liter auffüllen)
60,0 g Zucker (Saccharose)
3,12 g Pektin (entspricht 0,82 % im Endprodukt)
16,0 ml Calciumchloridlösung 5%ig (m/v)
Einwaage: ca. 399 g
Auswaage: 380 g
Abfülltemperatur: ca. 90° C pH-Wert: ca. 3,0
Trockensubstanzgehalt: ca. 22 % TS
Messmethode:
Pektin und die gesamte Zuckermenge homogen in Glasschale mischen.
Elektroheizplatte auf höchster Stufe mindestens 10 Minuten vorheizen. Pufferlösung in einem Edelstahltopf vorlegen.
Pektin-Zucker-Mischung aus A unter Rühren in die Pufferlösung einstreuen, zum Kochen bringen und unter Rühren solange erhitzen, bis das Pektin vollständig gelöst ist.
Calciumchloridlösung dosieren und auf Auswaage auskochen.
Bei einer Temperatur von ca. 90 °C werden 90 g der Kochung rasch in drei Prüfbecher mit eingesetzter Zerreißfigur eingewogen und im Wasserbad auf 20 °C temperiert.
Becher unter Vermeidung von Erschütterungen in ein Wasserbad stellen. Nach genau 2 h wird die Bruchfestigkeit mit einem herkömmlichen Pektinometer gemessen. Das Ergebnis ist der Mittelwert der drei Einzelwerte.
1.12 Testmethode zur Bestimmung der Gelierkraft
Diese Methode gibt eine Standardprozedur für die Grad-Bewertung des Pektins in einem Gel mit 65 % löslicher Trockensubstanz wieder. Sie entspricht der Methode 5-54 des IFT- Komitees für Pektinstandardisierung (IFT Committee on Pectin Standardisation, Food Technology, 1959, 13: 496 - 500).
1.13 Testmethode zur Bestimmung des Ballaststoffgehalts
Diese Methode stimmt im Wesentlichen sachlich überein mit der von der AOAC veröffentlichten Methode (Official Method 991 ; 43: Total, Soluble and Insoluble Dietary Fiber in Foods; Enzymatic-Gravimetric Method, MES-TRIS Buffer, First Action 1991 , Final Action 1994.). Hier wurde lediglich mit Isopropylalkohol anstatt mit Ethanol gearbeitet.
1.14 Testmethode zur Bestimmung der Feuchtigkeit und der Trockenmasse
Prinzip:
Unter dem Feuchtigkeitsgehalt der Probe wird die nach definierten Bedingungen ermittelte Massenabnahme nach der Trocknung verstanden. Es wird der Feuchtigkeitsgehalt der Probe mittels Infrarot-Trocknung mit dem Feuchtebestimmer Sartorius MA-45 (Fa. Sartorius, Göttingen, BRD) bestimmt.
Durchführung:
Es werden ca. 2,5 g der Faserprobe auf den Sartorius Feuchtebestimmer eingewogen. Die Einstellungen des Gerätes sind den entsprechenden werkseitigen Messvorschriften zu entnehmen. Die Proben sollen zur Bestimmung etwa Raumtemperatur haben. Der Feuchtigkeitsgehalt wird vom Gerät automatisch in Prozent [% M] angegeben. Die Trockenmasse wird vom Gerät automatisch in Prozent [% S] angegeben.
1.15 Testmethode zur Bestimmung der Farbe und Helligkeit
Prinzip:
Die Färb- und Helligkeitsmessungen werden mit dem Minolta Chromameter CR 300 bzw. CR 400 durchgeführt. Die Bestimmung der spektralen Eigenschaften einer Probe erfolgt anhand von Normfarbwerten. Die Farbe einer Probe wird mit dem Farbton, der Helligkeit und der Sättigung beschrieben. Mit diesen drei Basiseigenschaften lässt sich die Farbe dreidimensional darstellen:
Die Farbtöne liegen auf dem Außenmantel des Farbkörpers, die Helligkeit verändert sich auf der senkrechten Achse und der Sättigungsgrad verläuft horizontal. Bei Verwendung des L*a*b*-Messsystems (sprich L-Stern, a-Stern, b-Stern) steht L* für die Helligkeit, während a* und b* sowohl den Farbton als auch die Sättigung angeben, a* und b* nennen die Positionen auf zwei Farbachsen, wobei a* der Rot-Grün-Achse und b* der Blau-Gelb-Achse zugeordnet ist. Für die Farbmessanzeigen wandelt das Gerät die Normfarbwerte in L*a*b*- Koordinaten um.
Durchführung der Messung:
Die Probe wird auf ein weißes Blatt Papier gestreut und mit einem Glasstopfen geebnet.
Zur Messung wird der Messkopf des Chromameters direkt auf sie Probe gesetzt und der Auslöser betätigt. Von jeder Probe wird eine Dreifachmessung durchgeführt und der Mittelwert berechnet.
Die L*-, a*-, b*-Werte werden vom Gerät mit zwei Stellen nach dem Komma angegeben.
2. Herstellung einer backstabilen Apfelfüllung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit Citrusfaser
Zutaten:
18 g Herba ComBind BF 402 (= 1 ,8 %)
300 g Apfelpulpe
250 g Apfelwürfel
275 g Saccharose, kristallin
200 g Wasser
5 g Citronensäurelösung 50%ig (zur Einstellung des pH-Wertes)
Einwaage: ca. 1048g
Auswaage: ca. 1000 g
Trockensubstanzgehalt ca. 35 % TS pH-Wert: ca. 3,2 - 3,3 Herstellungsvorschrift:
A Herba ComBind mit ca. 50 g Saccharose (aus der Gesamtmenge) mischen.
B Mischung „A“ in Apfelpulpe und Wasser einrühren und auf ca. 90 °C erhitzen.
C Restmenge Saccharose hinzugeben und auf ca. 750 g (ca. 44 °Brix) auskochen.
D Citronensäurelösung zur Einstellung des pH-Wertes zudosieren.
E Apfelwürfel unterrühren.
F Abfülltemperatur ca. 80 - 85 °C.
3. Herstellung einer backstabilen Apfelfüllung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit Apfelfaser
Zutaten:
18 g Herba ComBind BF 401 (= 1,8 %)
300 g Apfelpulpe
250 g Apfelwürfel
275 g Saccharose, kristallin
200 g Wasser
5 g Citronensäurelösung 50%ig
Einwaage: ca. 1048 g
Auswaage: ca. 1000 g
Trockensubstanzgehalt: ca. 35 % TS pH-Wert: ca. 3,2 - 3,3
Herstellungsvorschrift:
A Herba ComBind mit ca. 50 g Saccharose (aus der Gesamtmenge) mischen.
B Mischung „A“ in Apfelpulpe und Wasser einrühren und auf ca. 90 °C erhitzen.
C Restmenge Saccharose hinzugeben und auf ca. 750 g (ca. 44°Brix) auskochen.
D Citronensäurelösung zur Einstellung des pH-Werts zugeben.
E Apfelwürfel unterrühren.
F Abfülltemperatur ca. 80 - 85 °C.
4. Temperaturabhängiges Viskositätsverhalten ln diesem Viskositäts-Experiment wurde eine backstabile Apfelfüllung mit 35% TS enthaltend 1.8 Gew.-% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung mit Citrusfaser (Combind BF 402) mit einer backstabilen Apfelfüllung (35% TS) verglichen, die 4 Gew.-% an modifizierte Stärke (acetyliertes Distärkeadipat (E1422); z.B. COLFLO 67 der Firma National Starch, Manchester, UK) enthielt. Beachtlicherweise sind die Konzentrationen so gewählt, dass sie Zubereitungen mit vergleichbarer Backstabilität ergeben.
Verglichen wurden die unter 2. Hergestellte backstabile Apfelfüllung mit 1 ,8 % Herba ComBind BF 402 sowie dieselbe Rezeptur mit 4,0 % der modifizierten Stärke COLFLO 67.
5. Herstellung einer backstabilen Apfelfüllung unter Verwendung von 4,0 % der modifizierten Stärke COLFLO 67
Zutaten:
40 g COLFLO 67 (= 4,0 %)
300 g Apfelpulpe
250 g Apfelwürfel
255 g Saccharose, kristallin
200 g Wasser
5 g Citronensäurelösung 50%ig (zur Einstellung des pH-Wertes)
Einwaage: ca. 1050 g
Auswaage: ca. 1000 g
Trockensubstanzgehalt: ca. 35 % TS pH-Wert: ca. 3,2 - 3,3
Herstellungsvorschrift:
A COLFLO 67 in Apfelpulpe und Wasser einrühren und auf ca. 80 °C erhitzen.
B Ansatz „A“ für 5 Minuten bei 80 °C halten um den Aufschluss der Stärke zu erhalten.
C Saccharose hinzugeben und auf ca. 750 g (ca. 44 °Brix) auskochen.
D Citronensäurelösung zur Einstellung des pH-Wertes zudosieren.
E Apfelwürfel unterrühren.
F Abfülltemperatur ca. 80 - 85 °C.
Bestimmung der Viskosität Herba ComBind BF 402 der Apfelfüllung im Vergleich zur Stärke (ohne Stücke) Messmethode:
Rheometer Physica MCR-Serie, z.B.: MCR 301, MCR 101, MCR 302
Z3 DIN (CC 25)
Probevolumen: 15 ml
Messparameter:
1. Abschnitt (Vorscherunq):
- Vorgabegröße: Schergeschwindigkeit [s-1]
- Profil: konstant
- Wert: 5 s’1
- Messpunkte: 2 (Datenaufzeichnung aus)
- Messprofil: konst. Messpunktdauer
- Messpunktdauer: 15 s
- Abschnittsdauer: 30 s
- Messwertbildung: automatisch
- Temperatur: 80 °C (konstant)
2. Abschnitt (Temperaturrampe):
- Vorgabegröße: Scherrate [s-1]
- Profil: konstant
- Wert: 5 s’1
- Messpunkte: 200
- Messprofil: konst. Messpunktdauer
- Messpunktdauer: 0,1 min
- Abschnittsdauer: 20,1 min
- Messwertbildung: automatisch
- Temperatur: 80 -40 °C (Rampe: -2°C / Min.)
Die Messung mit der vorab unter 1.2 beschriebenen Testmethode, durchgeführt im Temperaturbereich von 40 bis 85°C ergab die in Figur 1 dargestellten Viskositätskurven. Es zeigte sich hierbei, dass die erfindungsgemäße Zusammensetzung eine deutlich niedrigere Viskosität aufwies, vor allem bei den höheren Temperaturen.
6. Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Citrusfaser
In Figur 2 ist ein Verfahren zur Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Citrusfaser als Fließdiagramm schematisch dargestellt. Ausgehend von dem Citrus-Trester 10a wird der Trester durch Inkubation in einer aciden Lösung bei 70° bis 80°C durch Hydrolyse 20a aufgeschlossen. Darauf folgen zwei separate Schritte 30aa (Dekanter) und 30ba (Separator) zur möglichst vollständigen Abtrennung aller Partikel aus der Flüssigphase. Das abgetrennte Material wird mit einer wässrigen Lösung 35a gewaschen. Aus der dabei erhaltenen Waschmixtur werden durch Nasssiebung grobe oder nicht aufgeschlossene Partikel abgetrennt. 40a zur Abtrennung des Feststoffs von der flüssigen Phase. Anschließend werden zwei Alkoholwaschschritte 50a und 70a mit jeweils anschließender Fest-Flüssigtrennung mittels Dekanter 60a und 80a durchgeführt, Im optionalen Schritt 90a kann residual vorhandener Alkohol durch das Einblasen von Wasserdampf entfernt werden. Im Schritt 100a erfolgt schließlich das schonende Trocknen der Fasern mittels einer Vakuumtrocknung um dann die Citrusfasern 110a zu erhalten.
7. Herstellung der partiell-aktivierten, aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser
In Figur 3 ist ein Verfahren zur Herstellung der partiell-aktivierten, aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser als Fließdiagramm schematisch dargestellt. Ausgehend von dem Citrus-Trester 10b wird der Trester durch Inkubation in einer aciden Lösung bei 70° bis 80°C durch Hydrolyse 20b aufgeschlossen. Darauf folgen zwei separate Schritte 30ab (Dekanter) und 30bb (Separator) zur möglichst vollständigen Abtrennung aller Partikel aus der Flüssigphase. Das abgetrennte Material wird im Schritt 35b mit einer wässrigen Lösung gewaschen, aus der dabei erhaltenen Waschmixtur werden durch Nasssiebung grobe oder nicht aufgeschlossene Partikel abgetrennt. Im Schritt 40b erfolgt dann die Abtrennung des Feststoffs von der flüssigen Phase. Anschließend werden zwei Alkoholwaschschritte 50b und 70b mit jeweils anschließender Fest-Flüssigtrennung mittels Dekanter 60b und 80b durchgeführt, Im Schritt 100b erfolgt schließlich das schonende Trocknen der Fasern mittels einer Fließbetttrocknung um dann die Citrusfasern 110b zu erhalten.
8. Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Apfelfaser
In Figur 4 ist ein Verfahren zur Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Apfelfaser als Fließdiagramm schematisch dargestellt. Ausgehend von dem Apfel-Trester 10c wird der Trester durch Inkubation in einer aciden Lösung bei 70° bis 80°C durch Hydrolyse 20c aufgeschlossen. Darauf wird das Material als wässrige Suspension einem ein- oder mehrstufigen Abtrennungsschritt 30c zur Abtrennung von groben Partikeln unterzogen, wobei dies abschließend eine Abtrennung des so erhaltenen, von groben Partikeln befreiten Material aus der wässrigen Suspension beinhaltet (auch Bestandteil des Schrittes 30c). Bei einer mehrstufigen Abtrennung grober Partikel geschieht dies bevorzugt mit Siebtrommeln unterschiedlicher Siebmaschenweite. Im Schritt 40c wird das von groben Partikeln befreite Material mit Wasser gewaschen und mittels einer Fest-Flüssig-Trennung die Waschflüssigkeit abgetrennt. Anschließend werden zwei Alkoholwaschschritte 50c und 70c mit jeweils anschließender Fest-Flüssigtrennung mittels Dekanter 60c und 80c durchgeführt. Im optionalen Schritt 90c kann residual vorhandener Alkohol durch das Einblasen von Wasserdampf entfernt werden. Im Schritt 100c erfolgt schließlich das schonende Trocknen der Fasern mittels einer Vakuumtrocknung, um dann die Apfelfasern 110c zu erhalten.
Fig. 1 Viskosität einer backstabilen Apfelfüllung, die 1.8 Gew.% der erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthält im Vergleich mit einer backstabilen Apfelfüllung , die 4 Gew.% an modifizierter Stärke enthält, gemessen im Temperaturbereich zwischen 40 und 80°C.
Fig. 2 Fließdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Citrusfaser.
Fig. 3 Fließdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der partiell-aktivierten, aktivierbaren pektinhaltigen Citrusfaser.
Fig. 4 Fließdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung der aktivierten pektinhaltigen Apfelfaser.
Die hier gezeigten Ausführungsformen stellen nur Beispiele für die vorliegende Erfindung dar und dürfen daher nicht einschränkend verstanden werden. Alternative durch den Fachmann in Erwägung gezogene Ausführungsformen sind gleichermaßen vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung umfasst. Bezugszeichenliste:
10a, 10b Citrus-Trester
Apfel-T rester
20a, 20b, 20c Hydrolyse (Aufschluss) durch Inkubation im aciden Milieu
30aa, 30ab 1. Fest-Flüssig Trennung Dekanter
30c Abtrennen grober Partikel (ein- oder mehrstufig) mit Abtrennung des gereinigten Materials aus der wässrigen Suspension
30ba, 30bb 2. Fest-Flüssig Trennung Separator
35a, 35b Waschmixtur mit Nasssiebung
40a Fest-Flüssig-Trennung
40b Fest-Flüssig Trennung
40c Waschen mit Wasser und Fest-Flüssig Trennung
50a, 50b, 50c 1. Waschen mit Alkohol
60a, 60b, 60c Fest-Flüssig Trennung Dekanter
70a, 70b, 70c 2. Waschen mit Alkohol
80a, 80b, 80c Fest-Flüssig Trennung Dekanter
90a, 90c Optionales Einbringen von Wasserdampf
100a, 100c Vakuumtrocknung
100b Fließbetttrocknung
110a, 110b Erhaltene Citrusfaser
110c Erhaltene Apfelfaser

Claims

- 67 -Patentansprüche
1. Zusammensetzung umfassend: a. Pflanzenfaser; b. niederverestertes lösliches Pektin; c. hochverestertes lösliches Pektin; und d. optional Zucker.
2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenfaser ausgewählt ist aus der Gruppe aufweisend Citrusfaser, Apfelfaser, Zuckerrübenfaser, Möhrenfaser, Erbsenfaser, wobei die Pflanzenfaser bevorzugt eine Citrusfaser oder eine Apfelfaser ist.
3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung die Pflanzenfaser, die bevorzugt eine Citrusfaser oder eine Apfelfaser ist, in einem Anteil von 20 bis 55 Gew.%, bevorzugt von 30 bis 50 Gew.%, besonders bevorzugt von 35 bis 45 Gew.% aufweist.
4. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung das niederveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein niederverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, in einem Anteil von 15 bis 45 Gew.%, bevorzugt von 22 bis 38 Gew.%, besonders bevorzugt von 27 bis 33 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 30 Gew.% aufweist.
5. Zusammensetzung gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung das hochveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citruspektin oder Apfelpektin ist, in einem Anteil von 1 bis 10 Gew.%, bevorzugt von 1 bis 5 Gew.%, besonders bevorzugt von 2 bis 4 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 3 Gew.% aufweist.
6. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung den Zucker, der bevorzugt Dextrose ist, in einem Anteil von 18 bis 40 Gew.%, bevorzugt von 20 bis 38 Gew.% und besonders bevorzugt von 22 bis 32 Gew.% aufweist.
7. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenfaser eine aktivierte pektinhaltige Citrusfaser ist, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: - 68 - a. eine Fließgrenze II (Rotation) in der Fasersuspension von mehr als 1 ,5 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 2,0 Pa; b. eine Fließgrenze I (Rotation) in der Faserdispersion von mehr als 5,5 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 6,0 Pa; c. eine Fließgrenze II (Cross Over) in der Fasersuspension von mehr als 1 ,2 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 1 ,5 Pa; d. eine Fließgrenze I (Cross Over) in der Faserdispersion von mehr als 6,0 Pa und vorteilhafterweise von mehr als 6,5 Pa; e. eine dynamische Weissenbergzahl in der Fasersuspension von mehr als 7,0, vorteilhafterweise von mehr als 7,5 und besonders vorteilhaft von mehr als 8,0; f. eine dynamische Weissenbergzahl in der Faserdispersion von mehr als 6,0, vorteilhafterweise von mehr als 6,5 und besonders vorteilhaft von mehr als 7,0 g. eine Festigkeit in einer 4 Gew.%igen wässrigen Suspension von mindestens 150 g, besonders vorteilhaft von mindestens 220 g; h. eine Viskosität von mindestens 650 mPas, wobei die Pflanzenfaser in Wasser als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert wird und die Viskosität mit einer Scherrate von 50 s-1 bei 20°C gemessen wird; i. ein Wasserbindevermögen von mehr als 22 g/g j. eine Feuchtigkeit von weniger als 15%, bevorzugt von weniger als 10% und besonders bevorzugt von weniger als 8%; k. in 1 ,0 Gew%iger wässriger Suspension einen pH-Wert von 3, 1 bis 4,75 und bevorzugt von 3,4 bis 4,2; l. eine Korngröße, bei der mindestens 90% der Partikel kleiner als 250 pm, bevorzugt kleiner als 200 pm und insbesondere kleiner als 150 pm sind; m. einen Helligkeitswert L* > 90, bevorzugt von L* > 91 und besonders bevorzugt von L* > 92; n. einen Ballaststoffgehalt der Faser von 80 bis 95%; o. die aktivierte pektinhaltige Citrusfaser weniger als 10 Gew.%, vorteilhaft weniger als 8 Gew.% und besonders vorteilhaft weniger als 6 Gew.% an wasserlöslichem Pektin aufweist. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenfaser eine partiell-aktivierte aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser ist, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: - 69 - a. eine Fließgrenze II (Rotation) der Fasersuspension von 0,1 -1,0 Pa, vorteilhafterweise von 0,3 - 0,9 Pa und besonders vorteilhafterweise von 0,6 - 0,
8 Pa; b. eine Fließgrenze I (Rotation) in der Faserdispersion von 1 ,0 -4,0 Pa, vorteilhafterweise von 1 ,5 - 3,5 Pa und besonders vorteilhafterweise von 2,0- 3,0 Pa; c. eine Fließgrenze II (Cross Over) in der Fasersuspension von 0,1 - 1,0 Pa, vorteilhafterweise von 0,3 - 0,
9 Pa und besonders vorteilhafterweise von 0,6 - 0,8 Pa; d. eine Fließgrenze I (Cross Over) der Faserdispersion von 1 ,0 -4,5 Pa, vorteilhafterweise von 1 ,5 - 4,0 Pa und besonders vorteilhafterweise von 2,0 - 3,5 Pa; e. eine dynamische Weissenbergzahl in der Fasersuspension von 4,5 - 8,0, vorteilhafterweise von 5,0 - 7,5 und besonders vorteilhaft von 7,0 -7,5; f. eine dynamische Weissenbergzahl in der Faserdispersion von 5,0 -9,0, vorteilhafterweise von 6,0 - 8,5 und besonders vorteilhaft von 7,0 - 8,0; g. eine Festigkeit in einer 4 Gew%igen wässrigen Suspension von zwischen 60 g und 240 g, bevorzugt von zwischen 120 g und 200 g und besonders bevorzugt von zwischen 140 und 180 g; h. eine Viskosität von 150 bis 600 mPas, bevorzugt von 200 bis 550 mPas, und besonders bevorzugt von 250 bis 500 mPas aufweist, wobei die Pflanzenfaser in Wasser als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert wird und die Viskosität mit einer Scherrate von 50 s-1 bei 20°C gemessen wird; i. ein Wasserbindevermögen von mehr als 20 g/g, bevorzugt von mehr als 22 g/g, und besonders bevorzugt von mehr als 24 g/g, und insbesondere bevorzugt von zwischen 24 und 26 g/g aufweist; j. eine Feuchtigkeit von weniger als 15%, bevorzugt von weniger als 10% und besonders bevorzugt von weniger als 8%; k. in 1 ,0 Gew%iger wässriger Suspension einen pH-Wert von 3, 1 bis 4,75 und bevorzugt von 3,4 bis 4,2; l. eine Korngröße, bei der mindestens 90% der Partikel kleiner als 450 pm, bevorzugt kleiner als 350 pm und insbesondere kleiner als 250 pm sind; m. einen Helligkeitswert L* > 84, bevorzugt von L* > 86 und besonders bevorzugt von L* > 88; n. einen Ballaststoffgehalt der Faser von 80 bis 95%; - 70 - o. die aktivierbare pektinhaltige Citrusfaser weniger als 10 Gew.%, vorteilhaft weniger als 8 Gew.% und besonders vorteilhaft weniger als 6 Gew.% an wasserlöslichem Pektin aufweist. Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenfaser eine aktivierte pektinhaltige Apfelfaser ist, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: a. eine Fließgrenze II (Rotation) in einer Fasersuspension von mehr als 0,1 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 0,5 Pa, und besonders vorteilhafterweise von mehr als 1 ,0 Pa; b. eine Fließgrenze I (Rotation) in der Faserdispersion von mehr als 5,0 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 6,0 Pa und besonders vorteilhafterweise von mehr als 7,0 Pa; c. eine Fließgrenze II (Cross Over) in Fasersuspension von mehr als 0,1 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 0,5 Pa und besonders vorteilhafterweise von mehr als 1 ,0 Pa; d. eine Fließgrenze I (Cross Over) in der Faserdispersion von mehr als 5,0 Pa, vorteilhafterweise von mehr als 6,0 Pa und besonders vorteilhafterweise von mehr als 7,0 Pa; e. eine dynamische Weissenbergzahl in der Fasersuspension von mehr als 4,0, vorteilhafterweise von mehr als 5,0 und besonders vorteilhaft von mehr als 6,0; f. eine dynamische Weissenbergzahl in der Faserdispersion von mehr als 6,5 vorteilhafterweise von mehr als 7,5 und besonders vorteilhaft von mehr als 8,5; g. eine Festigkeit von mehr als 50 g, bevorzugt von mehr als 75 g und besonders bevorzugt von mehr als 100 g, wobei die Pflanzenfaser in Wasser als 6 Gew.%ige Lösung suspendiert wird; h. eine Viskosität von mehr als 100 mPas, bevorzugt von mehr als 200 mPas, und besonders bevorzugt von mehr als 350 mPas, wobei die Pflanzenfaser in Wasser als 2,5 Gew.%ige Lösung dispergiert wird und die Viskosität mit einer Scherrate von 50 s-1 bei 20°C gemessen wird; i. ein Wasserbindevermögen von mehr als 20 g/g, bevorzugt von mehr als 22 g/g, besonders bevorzugt von mehr als 24 g/g, und insbesondere bevorzugt von mehr als 27,0 g/g; - 71 - j. eine Feuchtigkeit von weniger als 15%, bevorzugt von weniger als 8% und besonders bevorzugt von weniger als 6%; k. in 1 ,0 Gew%iger wässriger Suspension einen pH-Wert von 3,5 bis 5,0 und bevorzugt von 4,0 bis 4,6; l. eine Korngröße, bei der mindestens 90% der Partikel kleiner als 400 pm, bevorzugt kleiner als 350 pm und insbesondere kleiner als 300 pm sind; m. einen Helligkeitswert L* > 60, bevorzugt von L* > 61 und besonders bevorzugt von L* > 62; n. einen Ballaststoffgehalt der Faser von 80 bis 95%; o. die aktivierte pektinhaltige Apfelfaser weniger als 10 Gew.%, vorteilhaft weniger als 8 Gew.% und besonders vorteilhaft weniger als 6 Gew.% an wasserlöslichem Pektin aufweist.
10. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das niederveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein niederverestertes lösliches Citrus- oder Apfelpektin ist, eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: a. Ein Veresterungsgrad von 15 bis 40%, bevorzugt von 20 bis 38%, besonders bevorzugt von 24 bis 33% und insbesondere bevorzugt von 26 bis 31%; b. Eine Calciumempfindlichkeit von 300 bis 3000 HPE, bevorzugt von 500 bis 2500 HPE, besonders bevorzugt von 600 bis 2000 HPE und insbesondere bevorzugt von 700 bis 1950 HPE.
11. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hochveresterte lösliche Pektin, das bevorzugt ein hochverestertes lösliches Citrus- oder Apfelpektin ist, eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: a. Ein Veresterungsgrad von 65 bis 80%, bevorzugt von 68 bis 76%, besonders bevorzugt von 69 bis 74% und insbesondere bevorzugt von 70 bis 72%; b. Eine Gelierkraft von 140 bis 280 OUSA-Sag, bevorzugt von 160 bis 260 “USA- Sag und besonders bevorzugt von 170 bis 250 “USA-Sag.
12. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zucker ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Dextrose, Saccharose, Fructose, Invertzucker, Isoglucose, Mannose, Melezitose, Maltose und Rhamnose, wobei der Zucker bevorzugt Dextrose oder Saccharose ist. - 72 - Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zucker enthaltende Zusammensetzung einen Veresterungsgrad von 20 bis 45% und bevorzugt von 30 bis 32% aufweist. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung einen pH-Wert in einer 1Gew%igen wässrigen Lösung von 3,0 bis 5,0 und bevorzugt von 3,4 bis 4,5 aufweist. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung in Pulverform vorliegt. Zusammensetzung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche als Halberzeugnis zur Verwendung in der Lebensmittelindustrie, wobei das Halberzeugnis insbesondere zur Herstellung einer backstabilen Zubereitung verwendet wird. Zusammensetzung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die backstabile Zubereitung eine oder mehrere der folgenden Zutaten umfasst: Früchte, Fruchtstücke, Fruchtmus, Gemüse, Schokolade und Nüsse und bevorzugt Früchte und/oder Fruchtstücke und/oder Fruchtmus umfasst. Verwendung der Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung einer niederkalorischen Zubereitung, die bevorzugt eine backstabile Zubereitung gemäß Anspruch 16 oder 17 ist. Verwendung gemäß Anspruch 18, wobei die Zusammensetzung als Halberzeugnis eingesetzt wird oder durch getrennte Zugabe von Pflanzenfaser und/oder niederverestertem löslichen Pektin und/oder löslichem hochveresterten Pektin als Zusammensetzung im Endprodukt entsteht. Niederkalorische Zubereitung enthaltend eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die niederkalorische Zubereitung bevorzugt eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: a. Einen Trockensubstanzgehalt von 10 bis 50 °Brix, bevorzugt von 10 bis 48 °Brix, besonders bevorzugt von 20 bis 48 °Brix und insbesondere bevorzugt von 30 bis 45 °Brix; b. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einem Anteil von 0,5 bis 5%, bevorzugt von 1 bis 3%, besonders bevorzugt von 1 ,5 bis 2 Gew.% und insbesondere bevorzugt von 1 ,75 bis 1 ,9 Gew.%; c. Eine backstabile Zubereitung ist, die eine oder mehrere der folgenden Zutaten umfasst: Früchte, Fruchtstücke, Fruchtmus, Gemüse, Schokolade und Nüsse und bevorzugt Früchte und/oder Fruchtstücke und/oder Fruchtmus umfasst. Lebensmittelerzeugnis oder niederkalorische Zubereitung hergestellt unter Verwendung einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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