HU207424B - Method for making and stabilizing emulsions having high water content alos greasy when cold - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás magas víztartalmú, stabil, hidegen is jól kenhető emulziók készítésére és stabilizálására, elsősorban élelmiszeripari (például margarinkrém) és kozmetikai (például bőrápoló krémek) célra.

Az elmúlt évtizedben elsősorban az élelmiszeriparban, és azon belül különösen a növényolaj- és tejiparban megélénkült a hidegen is kenhető, főleg zsírkomponensből álló termékek, az úgynevezett spreadek kutatása és fejlesztése. A fogyasztói szokások és igények ugyanis előtérbe helyezték azokat a vaj-, illetve margarinszerű termékeket, amelyek a hűtőszekrényből kivéve azonnal (még 5 °C alatt is) kenhetők. A táplálkozási szokások és elvárások szerint pedig - elsősorban Eszak-Amerikában és Nyugat-Európában - e termékek közül a kalóriaszegényeket, azaz az alacsony zsírtartalmúakat részesítik előnyben. Az előzőeket támasztja alá, hogy az 1982-89 időszakban számos szabadalmi bejelentést tettek a spreadek gyártására vonatkozóan. A következőkben ezek lényegét foglaljuk össze.

Az ismertetett szabadalmi eljárásokkal előállítható spreadek készülhetnek növényi olajokból (részleges hidrogénezés után), tejzsírból és a kettő keverékéből. A keverékek lehetnek magas (80% körüli) és alacsony (20-60%) zsírtartalmúak. Az előállítástól függően víz-a-zsírban és zsír-a-vízben emulziós szerkezettel rendelkezhetnek és az előállítás alapvető technológiája szerint az eljárás köpüléses, zsíremulgeálásos, vízemulgeálásos és ezek kombinációja lehet. Az előzőeken túlmenően alkalmaznak néhány esetben olyan fázismegfordítási technológiákat is, amelyek a zsírgolyócskák egy részét emulziós formában hagyják és így kombinált víz-a-zsírban és zsír-avízben rendszer jön létre.

A magas (körülbelül 80% körüli) zsírtartalmú spreadek vajzsír és növényi olajok keverékéből készülnek és szinte kizárólag víz-a-zsírban emulziós rendszerűek. Alapvetően kétféle technológiával készülnek.

- A növényi olajat a tejszínbe emulgeálják, az emulzió-keveréket érlelik, majd köpülik (lásd a 4414236 számú amerikai egyesült államokbeli és a 0106620 számú európai szabadalmakban) vagy

- a tejszín emulziós fázisát nagynyomású homogénezéssel megbontják, ezt követően keverik a növényi zsírral, majd kapart felületű csöves hőcserélőkben a zsírt a margaringyártásnál szokásos módon kristályosítják (lásd a 4447563 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalomban)

Az alacsony (60% alatti) zsírtartalmú spreadek szerkezetüket tekintve lehetnek víz-a-zsírban, zsír-avízben emulziók és a kettő kombinációi.

A víz-a-zsírban emulziós szerkezetűek közül a csak tejzsírt tartaimazóak általában tejszínérleléses és köpüléses technológiával készülnek, mint például a 2081 294 vagy a 4307 125 számú nagy-britanniai szabadalmakban szereplő technológia szerinti eljárásokban, ahol még külön stabilizálást is alkalmaznak. Frakcionált tejzsír felhasználása esetén van azonban példa a közvetlen emulgeálásos technológia felhasználására is, ahol a kész emulzió kristályosításával érik el a végső szerkezetet (lásd a 4436 760 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban).

A tejzsír és növényi olaj keverékét tartalmazó víza-zsírban rendszerű alacsony zsírtartalmú spreadek technológiailag előállíthatok

- köpüléssel (lásd a 4758 446 számú amerikai egyesült államokbeli és a 3 435 269 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásokban),

- közvetlen emulgeálással (1 598362 számú nagybritanniai szabadalmi leírás) és

- stabilizálással, például a 4414236 számú nagybritanniai szabadalmi leírás, amely szerint a stabilizálást a vízfázis gélesítésével érik el.

A csak növényi olajakat tartalmazó spreadek általában közvetlen emulgeálásos technológiával készülnek (ld. például a 2 192528 számú nagy-britanniai, ill. a 0237120 és a 0279499 számú európai szabadalmi leírásokban). Ezeknek az eljárásoknak közös jellemzője, hogy a zsírfázist a bennük lévő alkotórészek olvadáspontja fölé (40-60 °C) melegítik, majd elegyítik a hasonló hőmérsékletű vízfázissal, és ezt követően mechanikai megmunkálás közben hűtést-kristályosítást alkalmaznak a zsírfázis kristályosodási hőmérsékletének megfelelő hőmérsékleten, miközben kialakul a víza-zsírban emulziós rendszerű spread, amelyre a folyamatos zsírfázis és az 5-50 pm átlagos átmérőjű diszperz vízfázis a jellemző. Az egyes eljárások az alkalmazott hidrokolloidokban (elsősorban gélesítőszerek, mint pl. a karragének, alginátok, zselatin) és a technológiai paraméterekben (mint pl. a hevítési és hűtési hőmérséklet) különböznek egymástól.

A 271 132 számú európai szabadalmi leírás szerinti eljárás megvalósításakor egy különleges fázismegfordulás jön létre oly módon, hogy első lépésben a vizes és a zsíros fázis összekeverésével zsír-a-vízben emulziós rendszert hoznak létre, majd ezt egy megfelelő berendezés segítségével hűtik-kristályosítják, miközben a fázismegfordulás még azelőtt létrejön, mielőtt a vizes fázisból gél képződne. A vizes fázis gélképzését különböző típusú (kappa és iota) karragének hozzáadásával és megfelelő K, Na, Ca és Mg ionkoncentrációval érik el. Az így előállított spread egy víz-a-zsírban emulzió.

A 4555 411 számú amerikai egyesül államokbeli szabadalmi leírás szerint első lépésben ugyancsak zsíra-vízben rendszerű emulzió képződik a zsír olvadáspontja fölötti hőmérsékleten, ez az emulzió azonban alig tartalmaz hozzáadott emulgeálószert. Az emulzió fázismegfordítását olyan berendezésben végzik hűtés, kristályosítás és mechanikai megmunkálás segítségével, amely kizárja az emulzió és a levegő érintkezését, és a berendezés belső felülete hidrofób anyagokkal burkolt. Az eljárás szerint az elsődleges emulziót úgy állítják elő, hogy a vizes fázist az olvadt zsírba porlasztják. A végtermék itt is víz-a-zsírba emulziós rendszerű spread.

Számos leírás jelent meg a zsír-a-vízben emulziós rendszerű spreadek előállítására. Ennek elsőrendű oka,

HU 207 424 Β hogy ebbe a csoportba tartozó élelmiszerek a zsír korpuszkuláris felszívódása miatt táplálkozásbiológiailag előnyösebbek, valamint a homogénezés és a stabilizálás variációs lehetősége nagy, így számos alternatív megoldás lehetséges. A 2 438 973 számú francia szabadalmi leírás szerint a homogénezett és fermentált tejszínt utóhőkezelik, majd ismételten homogénezik. A187066 számú magyar szabadalom szerint kétszer homogénezett tejszínből indulnak ki, amit vaj felhasználása mellett utóhőkezelnek, A 4515 825 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint a stabilizáláshoz denaturált savófehérjéket használnak fel. A 3 324821 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalom szerint kombináltan alkalmazzák az állomány kialakítására a homogénezést és a zsírkristályosítást. A 4772483 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom szerint pedig megfelelő állománymódosítókat alkalmaznak és a kenhető állományt így egyszeri homogénezéssel érik el.

Az előzőeken túlmenően található még néhány különleges technológia, így a 421740/1982 számú svéd szabadalom szerinti, amelynél oltós túróalvadékot használnak fel, vagy a 3 304108 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalom, amely szerint a kenhető állományt a tejszín bepárlásával érik el.

A kombinált zsír-a-vízben és víz-a-zsírban emulziós rendszerű spreadek előállításával a 8105023 számú holland és a 0168617/1986 számú európai szabadalmakban foglalkoznak, amit az előbbinél a zsír-a-vízben emulzió és zsírok keverésével érnek el, az utóbbi szerint pedig a fázismegfordítás olyan mértékű, hogy a zsírgolyók egy része nem bomlik fel.

A technika állásából megállapítható egyrészt, hogy a spreadek előállítására kidolgozott eljárások kivétel nélkül bonyolultak és berendezésigényesek (érlelők, köpülők vagy nagynyomású homogénezőgépek vagy zsírkristályosító-emulgeálók stb. összessége), másrészt pedig a táplálkozási szokások és elvárások a zsír-a-vízben emulziós szerkezetű, alacsony (60% alatti) zsírtartalmú készítményeket helyezik előtérbe.

A találmány szerinti eljárással olyan technológia kidolgozása volt a célunk, amelynek segítségével a lehető legegyszerűbben állítható elő kiváló minőségű, hidegen, 0-5 °C-on is jó kenhetőségű, zsír-a-vízben emulziós rendszerű alacsony zsírtartalmú spread. A találmány szerinti eljárással az étkezési spreadeken kívül bármilyen 15-60% zsírtartalmú emulzió (például kozmetikai kenőcs) is előállítható.

A találmány lényeges része az a felismerés, hogy az ismert emulgensek (például monoglicerid, lecitin stb.) felhasználása és bonyolult berendezések, illetve technológiák alkalmazása nélkül emulzió állítható elő egyetlen keverő-hőkezelő berendezésben (például kutterben), ha egy alacsony víztartalmú (0-30%) folyékony halmazállapotú zsírba, illetve olajba hidegen duzzadó, vízkötő hatású hidrokolloidokat diszpergálunk, majd a diszperzióhoz keverés közben hozzáadjuk a vizes fázist (például joghurtot). Ezt követően egyszerű mechanikai megmunkálás (például gyors keverés) és hő hatására stabil emulzió képződik.

A találmány értelmében úgy járunk el, hogy a végtermékre számított 15-60 tömeg% 0-30 tömeg% vízfázist tartalmazó növényi vagy állati eredetű zsírt, vagy ezek keverékét 1-20 °C-kal a zsír olvadáspontja fölé melegítjük. Az olvadékba a végtermékre számolt 0,1-1,0 tömeg% mennyiségben hidegen duzzadó, vízkötő hatású hidrokolloidokat (például guárbabliszt, szentjánoskenyérmag-liszt, módosított keményítő stb. vagy ezek kiegyensúlyozott keveréke) diszpergálunk célszerűen nagy fordulatszámú (15003000/perc) keverés mellett. A keverést 30-120 s-ig végezzük. Ezt követően a keverékhez hozzáadjuk a végtermékre számolt 40-85 tömeg% vizes fázist. Élelmiszeripari spreadek gyártása esetében ez célszerűen vaj- vagy joghurtkultúrával 3,8-4,5 pH-ig fermentált sovány tej. Amennyiben a vizes fázis fermentált és fehérjéket is tartalmaz, hő védő hidrokolloidot adunk hozzá a szokásos mennyiségben (célszerűen 0,2-1,5 tömeg% magasan észterezett pektint, amilopektint, vagy ezek kiegyensúlyozott keverékét). A beállított összetételű keveréket 75-90 °C-ra melegítjük, majd 10-60 s ideig 1500-3000/perc fordulatszámon keverjük, miközben az emulzió kialakul. A melegítésre és mechanikai megmunkálásra megfelelő bármilyen keverővei ellátott fűthető edény, amely a felsorolt paraméterekkel képes működni, célszerű azonban kutter típusú berendezés használata, amelynél a direkt gőzfűtés a folyamatot meggyorsítja. A készterméket melegen töltjük le, majd a csomagolásban 0-10 °C hőmérsékletre hűtjük. 12 órai 0-10 °Cos tárolást követően a spread jól kenhető, állománya körülbelül azonos a 15 °C-os „Rama” margarin állományával, és a hőmérséklet 20-25 °C-ra növelésével alig lágyul.

Az eljárás további előnye, hogy alkalmas ízesített spreadek (például paprikás margarinkrém), illetve spread jellegű energiaszegény tortakrémek készítésére is. Ezekben az esetekben az ízesítőanyagokat a vízfázissal együtt az olvadt zsír-hidrokolloid diszperzióhoz adagoljuk.

A találmány szerinti eljárás további részleteit nem korlátozó példák segítségével ismertetjük.

1. példa

Natúr, energiaszegény margarinkrémet állítunk elő. Előzetesen sovány tejet fermentálunk joghurtkultúrával 4,2 pH-érték eléréséig, Kutter rendszerű berendezésben hidrogénezett növényi olajat (margarin alapanyagot) 40 °C-on megolvasztunk, majd a végtermékre számolva 0,5 tömeg% hidegen duzzadó guárbablisztet diszpergálunk benne 40 s-ig 3000/perc fordulatszám mellett A vízmentes zsiradék mennyisége a végtermékre számított 40 tömeg%. Ezt követően a végtermékre számolva hozzáadunk 56 tömeg% sovány tejes joghurtot, 1,5 tömeg% Miikolloid HSV-3 stabilizálószert (hővédő hidrokolloidok keveréke), és az íz teltebbé tétele érdekében 2 tömeg% szójafehérje izolátumot. A keveréket a fenti keverés folytatása mellett 80 °C-ra melegítjük,'majd 30 s-ig 3000/perc fordulatszám mellett további melegítés nélkül emulgeáljuk. A tennéket melegen pattintófedeles tégelyekbe töltjük, hűtő-táro3

HU 207 424 Β lóban 10 °C alá hűtjük, majd 12 órán át 10 °C alatt tároljuk. Az így készült margarinkrém minőségét 10 °C alatti tárolás esetén legalább 2 hétig megőrzi.

2. példa

Natúr, energiaszegény margarinkrémet állítunk elő az

1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy a végtermékre számolva 50 tömeg% margarinba diszpergáljuk a hidegen duzzadó vízkötő hidrokolloidot, a guárbablisztet és ennek megfelelően a soványtejes joghurt mennyisége a végtermékre számolt 46 tömeg%.

3. példa

Natúr, energiaszegény libazsírkrémet állítunk elő az 1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy szójaizolátum helyett az ízérzet fokozására azonos mennyiségű tejfehérje koncentrátum port és 0,5 tömeg% konyhasót alkalmazunk, a terméket 20 g/100 kg koncentrációjú β-karotinnal festjük, és zsírfázisként növényi olaj helyett libazsírt használunk fel.

4. példa

Paprikás, energiaszegény margarinkrémet állítunk elő az 1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy az olvadt zsírdiszperzióhoz pirospaprika, hagyma, mustár, köménymag és konyhasó ízesítőket adagolunk.

5. példa

Energiaszegény tortakrémet állítunk elő az 1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy az olvadt zsírdiszperzióhoz 2,5 tömeg% kakaóport és 7,5 tömeg% cukrot adagolunk, valamint vizes fázisként 46 tömeg% nem fermentált, 6,5-6,8 pH-jú soványtejet alkalmazunk. A termék tartósságát engedélyezett tartósítószerekkel növeljük.

6. példa

Magas víztartalmú, kenhető kozmetikai készítményt állítunk elő az 1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy zsiradékként kakaóvajat használunk, vizes fázisként pedig vitaminokkal dúsított, 3,0 pH-ig fermentált permeátot alkalmazunk.

7. példa

Vajszerű, energiaszegény spreadet állítunk elő a 2. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy zsírfázisként margarin és vaj 1:1 arányú keverékét alkalmazzuk.

8. példa

Natúr, energiaszegény margarinkrémet állítunk elő az 1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy az alkalmazott vízmentes zsiradék mennyisége a végtermékre számított 20 tömeg%, a soványtejes joghurt pedig 76 tömeg%.

9. példa

Natúr, energiaszegény, tartós margarinkrémet állítunk elő az 1. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy a zsírfázishoz a zsírra számolva 0,01 tömeg% tokoferolt, 0,05 tömeg% aszkorbil-palmitátot és 0,14 íömeg% tisztított szójalecitint adunk. A mikrobiológiai tartósság érdekében az emulzióhoz a felmelegítés előtt a végtermékre számolt 0,1 tömeg% mennyiségű nátrium-benzoátot és 0,1 tömeg% mennyiségű kálium-szorbátot keverünk.

Az így elkészített margarinkrém mikrobiológiailág tartós és zsírja a hozzáadott aktív gyökfogó anyagok miatt ellenáll az oxidációnak. A termék a minőségét 2 hónapig megőrzi.

10. példa

Natúr, energiaszegény, tartós margarinkrémet állítunk elő a 9. példában leírt eljárással, azzal a különbséggel, hogy vitaminkiegészítésként a végtermékre számolt 0,02 tömeg% β-karotint adunk hozzá, az aktív gyökfogó tartalmát pedig a vizes fázisban diszpergált, a végtermékre számolt 0,5 íömeg% mennyiségű L-leucinnal növeljük.

Az így elkészített margarinkrém azon felül, hogy tartós (minőségmegőrzést időtartam min. 2 hónap), vitamin- és aktív gyökfogó anyag tartalma révén egészségvédő tulajdonságú.

A fenti példákban bemutatottal analóg módon más emulzió formájú élelmiszerek, kozmetikai készítmények és egyéb emulziók is előállíthatók.

Claims (15)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   Eljárás magas víztartalmú, stabil, hidegen is jól kenhető emulziók készítésére és stabilizálására, azzal jellemezve, hogy 0-30 tömeg% víztartalmú, a végtermékre számított 30-60 tömeg% mennyiségű folyékony halmazállapotú vagy adott esetben melegítéssel folyékony halmazállapotba hozott zsiradékba vagy olajba 0,1-1,0 tömeg% hidegen duzzadó vízkötő hatású hidrokolloidot diszpergálunk és a diszperzióba 40-70 tömeg% vizes fázist és kívánt esetben 0,2-1,5 tömeg% hővédő hidrokolloidot emulgeálunk 60-90 °C-ra melegítés közben, majd az emulgeálást további melegítés nélkül folytatjuk és kívánt esetben ízesítő és/vagy színezőanyagot és/vagy kívánt esetben tartósítószert adunk a diszperzióba vagy félkész emulzióba, és a vizes fázisba kívánt esetben az emulgeálást megelőzően valamely aktív gyökfogó anyagot és/vagy vitamint keverünk.

   (Elsőbbsége: 1990. 02. 28.)
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy vizes fázisként joghurtot alkalmazunk.

   (Elsőbbsége: 1990. 02. 28.)
3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy zsírfázisként növényi olajat alkalmazunk.

   (Elsőbbsége: 1990.02. 28.)
4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy zsírfázisként kakaóvajat alkalmazunk.

   (Elsőbbsége: 1990. 02. 28).
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy zsírfázisként margarin és vaj keverékét alkalmazzuk.

   (Elsőbbsége: 1990. 02.28).

   1 HU
6. 6. Az 1. igénypont szerinti eljárás energiaszegény margarinkrém előállítására, azzal jellemezve, hogy a végtermékre számított 35-55 tömeg% hidrogénezett növényi olajat 40-60 tömeg% soványtejes joghurttal emulgeálunk.

   (Elsőbbsége: 1990.02.28.)
7. 7. Az 1. igénypont szerinti eljárás energiaszegény tortakrém előállítására, azzal jellemezve, hogy vizes fázisként soványtejet alkalmazunk és az olvadt zsírdiszperzióhoz a vizes fázis arányos csökkentése mellett cukrot és ízesítőanyagot, előnyösen kakaót adagolunk.

   (Elsőbbsége: 1990.02.28.)
8. 8. Az 1. igénypont szerinti eljárás kenhető kozmetikai készítmények előállítására, azzal jellemezve, hogy zsírfázisként kakaóvajat, vizes fázisként vitaminokkal dúsított, pH=3,0-ig fermentált permeátot alkalmazunk.

   (Elsőbbsége: 1990.02.28.)
9. 9. Eljárás magas víztartalmú, stabil, hidegen is jól kenhető emulziók készítésére és stabilizálására, azzal jellemezve, hogy 0-30 tömeg% víztartalmú, a végtermékre számított 15-60 tömeg% mennyiségű folyékony halmazállapotú vagy adott esetben melegítéssel folyékony halmazállapotba hozott zsiradékba vagy olajba 0,1-1,0 tömeg% hidegen duzzadó vízkötő hatású hidrokolloidot diszpergálunk, és a diszperzióba 40-85 tömeg% vizes fázist és kívánt esetben 0,2-1,5 tömeg% hővédő hidrokolloidot emulgeálunk 60 °-90 °-ra melegítés közben, majd az emulgeálást további melegítés nélkül folytatjuk és/vagy kívánt esetben ízesítő és/vagy színezőanyagot és/vagy kívánt esetben tartósítószert

   424 B 2 adunk a diszperzióba vagy félkész emulzióba, és a vizes fázisba kívánt esetben az emulgeálást megelőzően valamely aktív anyagot és/vagy vitamint keverünk. (Elsőbbsége: 1992.09.29.)
10. 10. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy vizes fázisként joghurtot alkalmazunk.

    (Elsőbbsége: 1992.09.29.)
11. 11. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy zsírfázisként növényi olajat alkalmazunk.

    (Elsőbbsége: 1992.09.29.)
12. 12. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy zsírfázisként kakaóvajat alkalmazunk.

    (Elsőbbsége: 1992.09.29.)
13. 13. A 9. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy zsírfázisként margarin és vaj keverékét alkalmazzuk.

    (Elsőbbsége: 1992.09.29.)
14. 14. A 9. igénypont szerinti eljárás energiaszegény tortakrém előállítására, azzal jellemezve, hogy vizes fázisként soványtejet alkalmazunk és az olvadt zsírdiszperzióhoz a vizes fázis arányos csökkentése mellett cukrot és ízesítőanyagot, előnyösen kakaót adagolunk.

    (Elsőbbsége: 1992.09.29.)
15. 15. A 9. igénypont szerinti eljárás kenhető kozmetikai készítmények előállítására, azzaljellemezve, hogy zsírfázisként kakaóvajat, vizes fázisként vitaminokkal dúsított, pH = 3,0-ig fermentált permeátot alkalmazunk.