ITRM950601A1

ITRM950601A1 - Sistemi grassi e procedimenti per la produzione di creme e margarine a stecca non contenenti acidi grassi trans

Info

Publication number: ITRM950601A1
Application number: IT95RM000601A
Authority: IT
Inventors: Michael David Erickson; Leslie Ross Boyington
Original assignee: Kraft Foods Inc
Priority date: 1994-09-09
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-08
Also published as: GB9517480D0; ITRM950601A0; TR199501107A2; CA2156103A1; GB2292949B; KR960009859A; GB2292949A; IT1277936B1

Abstract

La presente invenzione si riferisce a margarine a stecca ed altre creme che non contengono livelli rivelabili di acidi grassi trans o di oli tropicali e che posseggono le desiderate caratteristiche di margarina o crema del tipo del burro di aspetto, aroma e proprietà fisiche equivalenti alla margarina a stecca che contiene gli acidi grassi trans o gli oli tropicali. I prodotti emulsionati della presente invenzione sono un risultato di un sistema interdipendente che comprende l'uso di miscugli specifici di oli liquidi e materie prime dure co-interesterificati, la incorporazione di speciali emulsionanti e preferibilmente l'uso di parametri operativi non tradizionali.

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dal titolo: "Sistemi grassi e procedimenti per la produzione di creme e margarine a stecca non contenenti acidi grassi trans".

STATO DELLA TECNICA ANTERIORE DELL'INVENZIONE CAMPO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a margarine a stecca ed ad creme uniche che non contengono acidi grassi trans ma che possiedono le desiderate caratteristiche di aroma, di colore e di proprietà fisiche della margarina del tipo burro equivalenti alle margarine a stecca che contengono gli acidi grassi trans. Più in particolare il sistema(i) grasso o di olio unico della presente invenzione il quale inoltre non comprende alcun olio tropicale, è interesterificato chimicamente per raggiungere sia le caratteristiche fisiche che le caratteristiche funzionali paragonati Li agli oli idrogenati. In aggiunta i miscugli finali di margarina richiedono emulsionanti specifici e preferibilmente sono prodotti secondo parametri specifici di lavorazione al fine di ottenere i desiderati prodotti a stecca di margarine o creme.

DESCRIZIONE DELLA TECNICA ANTERIORE

La margarina è un prodotto alimentare grasso prodotto a somiglianza del burro per quanto concerne l'aroma, il colore, le proprietà fisiche e la composizione, con la differenza che il grasso non è in misura predominante grasso di latte. Più specificatamente la margarina generalmente è una emulsione di acqua in olio, cioè una sospensione di >I:I liqi. do all'interi. di un secondo liquido immiscibile. Nella margarina il componente di grasso è noto come la fase continua od oleosa mentre la fase dispersa od acquosa è costituita da acqua e/o da componenti dispersibili in acqua. La margarina è generalmente definita come una conposizione contenente almeno 80 fc di grasso (o di olio) in peso e circa il 20 % in peso di fase acquosa. Al contrario le emulsioni contenenti meno di 80 S in peso di grasso sono creme. Entrambe sono prodotte in differenti forme comprendendo stecche, per ciotola, in forma montata e liquida.

Il grasso nella margarina è principalmente costituito da trigliceridi misti completamente lavorati (cioè raffinati, sbiancati, idrogenati e deodorizzati) (anche noti come triacilgliceroli) di origine vegetale o da carcasse animali. I trigliceridi sono triesteri del glicerolo e di differenti acidi grassi saturi ed insaturi. Le proprietà fisiche dei grassi sono determinate dalle caratteristiche delle funzioni dei singoli acidi grassi e dalla loro distribuzione all'interno della molecola di trigliceride. Per gli obiettivi della preparazione di una adatta margarina a stecca il grasso deve possedere una consistenza plastica alla refrigerazione od alle temperature ambientali ed ancora possedere la caratteristica essenziale di fondere rapidamente e con sostanziale completezza nella bocca del consumatore. Una tale caratteristica di fusione normalmente richiede un indice di grasso solido (SFI), il quale ha i valori specifici nell'arco di un intervallo di temperatura stabilito da una metodologia consolidata [American Oil Chemists' Society (AOCS) Officiai Method Cd 10-57] . In aggiunta i grassi plastici della margarina devono possedere un abito cristallino il quale fornisca una consistenza organolettica regolare senza granuli o simili difetti di sensazioni nella bocca rispetto alla omogeneità.

Le proprietà fisiche della margarina sono derivate in misura predominante dalla composizione del grasso, come pure dalla tecnica di lavorazione nella produzione della margarina. La -margarina generalmente viene preparata da grassi commestibili i quali sono fisicamente modificati attraverso idrogenazione e/o interesterificazione. Negli Stati Uniti l'idrogenazione è stato il principale mezzo per la modificazione degli oli.

L'idrogenazione è la reazione chimica di grassi e di oli con il gas idrogeno alla presenza di un catalizzatore la quale dà luogo alla addizione di idrogeno al grasso, trasformando in questa maniera i legami insaturi in legami saturi insieme ad altre reazioni. Il procedimento di idrogenazione dei grassi dà luogo alla crescita del punto di fusione dei grassi commestibili ed al miglioramento della resistenza del grasso alla degradazione ossidativa. La idrogenazione inoltre genera isomeri posizionali e geometrici.

Gli oli tropicali, come l'olio di cocco, l'olio di palma e l'olio di noce di palma sono stati convenzionalmente utilizzati come componenti dei grassi di margarina in quanto essi possiedono accettabili proprietà di fusione e di solidificazione che sono il risultato dei loro elevati livelli di acidi grassi saturi a catena di atomi di carbonio intermedia. Tuttavia i consumatori negli anni recenti sono stati in misura crescente interessati al contenuto di grassi saturi nei prodotti alimentari che essi consumano ed all'effetto di tali prodotti alimentari sulla loro salute. In effetti è stato mostrato in numerosi studi che i grassi saturi aumentano i. livelli del colesterolo nel sangue ed è stato correlato all'aumentato rischio delle malattie cardiache. Conseguentemente non è sorprendente che i consumatori coscientemente cerchino i prodotti alimentari con un basso contenuto di acidi grassi saturi. Stando cosi le cose al fine di ridurre i grassi saturi è desiderabile trovare adatti sostituti per gli oli tropicali nelle formulazioni della margarina con alternative che mantengano lo stesso aroma, lo stesso colore e le stesse proprietà fisiche fornite dagli oli tropicali.

Gli oli vegetali o gli oli domestici, cioè gli oli non tropicali, come olio di soia, di mais, di semi di cotone, di arachide, di sesamo e così via possono essere parzialmente idrogenati al fine di ottenere oli da margarina con le necessarie caratteristiche fisiche che forniscono gli oli tropicali. Abitualmente oli selettivamente idrogenati sono mescolati al fine di ottenere le necessarie caratteristiche fisiche. Più in particolare la desiderata consistenza è stata tipicamente ottenuta per mezzo del mescolamento di due oppure più oli vegetali parzialmente idrogenati, o del mescolamento di oli vegetali liquidi (non idrogenati) con un olio vegetale parzialmente idrogenato. La idrogenazione parziale convenzionale degli oli vegetali contenenti acidi insaturi, a seconda della selettività del catalizzatore, del grado di idrogenazione e di altre variabili di lavorazione, produce sostanziali quantità di acidi grassi insaturi della configurazione trans piuttosto che della configurazione cis che si trova in natura.

Il termine "acido trans" o "acido grasso trans" come utilizzato in questa sede sta ad indicare un acido grasso insaturo che ha una lunghezza della catena di atomi di carbonio generalmente da 16 a 24 atomi di carbonio e che ha almeno un doppio legame insaturo carboniocarbonio il quale è nella configurazione trans. Nei grassi convenzionali per margarina preparati da olio vegetale parzialmente idrogenato il contenuto di acido trans può superare il 25 ft in peso o più della composizione del grasso della margarina. Questo è il risultato delle condizioni della idrogenazione parziale che sono necessarie per fornire un accettabile indice di grasso solido per i grassi della margarina. Sfortunatamente la presenza di tali isomeri trans degli acidi grassi nella dieta è anche diventato l'obiettivo in relazione allo stato di salute rispetto alla dieta dei consumatori. Stando così le cose sono desiderati sistemi grassi della margarina che contengano quantità non rivelabili di tali funzioni acide trans oppure che siano presenti a livelli che non sono significativi dal punto di vista nutrizionale, ma che tuttavia abbiano l'aroma, il colore e le proprietà fisiche delle margarine che contengono gli acidi grassi trans.

A prescindere dagli oli vegetali che vengono idrogenati per raggiungere i desiderati risultati gli oli vegetali designati per essere utilizzati per un qualsiasi scopo di preparazione di prodotto alimentare sono anche lavorati in primo luogo sottoponendoli alle ben note tecnologie di raffinazione con alcali o raffinazione fisica, alla sbianca ed alla deodorizzazione con vapore. Vedere Bailey's Industriai Pii And fat Products, Wiley-Interscience Publishers (9182), Capitolo 4 del Volume 2 per una descrizione dettagliata della raffinazione e della sbianca ed il Capitolo 3 del Volume 3 per una descrizione dettagliata della deodorizzazione, entrambi i quali sono incorporati in questa sede come riferimento.

Il procedimento alternativo per la modificazione chimica dei grassi commestibili menzionato precedentemente è il procedimento della interesterificazione ed il procedimento correlato della trans esterificazione. Questa è una tecnica che può anche essere utilizzata per alterare il profilo dei trigliceridi e conseguentemente alla fine le proprietà fisiche delle risultanti miscele di trigliceridi. Sia la interesterificazione chimica che la interesterificazione enzimatica sono ben note per la modificazione del profilo dei trigliceridi dei grassi e degli oli.

La interesterificazione chimica è basata sulla utilizzazione di un catalizzatore chimico, come metossido di sodio o sodio metallico, per la promozione della migrazione delle funzioni di acido grasso tra le molecole di trigliceridi e per la produzione di una ridistribuzione casuale delle funzioni di acido grasso. La trans esterificazione enzimatica può essere utilizzata per un inter scambio selettivo in condizioni di reazione relativamente blande.

Come stabilito in precedenza in aggiunta alla composizione del grasso la proprietà fisiche della margarina sono influenzate anche dai parametri della lavorazione. Nella produzione standard della margarina la fase acquosa viene dispersa nella fase oleosa e la emulsione risultante è quindi inviata attraverso uno scambiatore di calore con la superficie raschiata come un Votator A-Unit. La A-Unit super raffredda la emulsione con un tempo di residenza relativamente breve. L'emulsione super raffreddata viene successivamente inviata ad un cristallizzatore noto come B-Unit statica, in forma di un tubo cavo incamiciato o "tubo di riposo", normalmente utilizzato per fornire la margarina a stecca solida. Per confronto le "B-Unit di lavorazione", per esempio sotto forma di unità di prelievo, servono a rompere i cristalli più grandi i quali influiscono sulle proprietà di solidificazione.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce a creme e margarine a stecca che sono sostanzialmente prive di acidi grassi trans o di oli tropicali trans ma che ancora possiedono gli attributi del tipo del burro delle margarine che contengono e sono dipendenti dalla esistenza degli acidi grassi trans o degli oli tropicali trans. Più specificatamente le caratteristiche del tipo del burro delle creme e delle margarine prodotte secondo la presente invenzione sono ottenute per mezzo dell'impiego di specifici miscugli di oli che devono essere utilizzati come olio di base nella emulsione, la utilizzazione di emulsionanti specifici e la preferita implementazione degli specifici parametri di lavorazione. Per sostanzialmente privi di acidi grassi trans si intende che il livello degli acidi grassi trans è trascurabile, tipicamente al di sotto del 2 ft in peso dell'olio della margarina.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La Fig. 1 è un diagramma schematico che illustra il procedimento di produzione delle creme e delle margarine a stecca secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce alle creme ed alle margarine a stecca che non solo posseggono tutte le desiderate caratteristiche del tipo del burro come aroma, colore e proprietà fisiche, ma che inoltre soddisfano le crescenti problematiche concernenti la salute. Cioè le creme e margarine a stecca prodotte secondo la presente invenzione sono sostanzialmente prive di acidi grassi trans, la forma isomerica degli acidi grassi insaturi che è stata correlata ai rischi della salute come le malattie cardiache. In aggiunta le creme e margarine a stecca della presente invenzione non incorporano gli oli tropicali i quali contengono livelli relativamente elevati di acidi grassi saturi. Alcuni acidi grassi saturi sono stati identificati come aventi potenziali rischi sulla salute.

E' stato sorprendentemente scoperto che le creme e margarine a stecca possono essere prodotte sostanzialmente prive di acidi grassi trans o di oli tropicali trans ed ancora mantengono le desiderate qualità di un superiore prodotto di crema o di margarina. I prodotti a stecca fatti secondo la presente invenzione possono essere ottenuti attraverso 1 'implementazione di una combinazione di fattori, precisamente di un unico miscuglio di oli da utilizzate come olio di base nella formulazione della emulsione di crema o di margarina, di emulsionanti specifici e preferibilmente di specifiche condizioni di lavorazione che si differenziano dai procedimenti convenzionali implicati nella produzione delle creme e delle margarine ma che permettono che siano ottenuti i prodotti paragonabili della presente invenzione.

Come stabilito precedentemente i miscugli di oli da utilizzare nella formulazione del miscuglio di grasso dell'olio di base della emulsione della crema o della margarina è il primo importante fattore critico per la presente invenzione. L'olio di base della presente invenzione è costituito di soli oli domestici, cioè non sono presenti oli tropicali.

Più in particolare l'olio di base che viene utilizzato nella presente invenzione è un miscuglio di olio vegetale domestico raffinato (cioè olio liquido) e di olio vegetale raffinato e sbiancato completamente idrogenato (da qui in avanti denominato come "materia prima dura"). Questo specifico miscuglio viene sottoposto alla reazione di interesterificazione che può essere casuale, diretta oppure enzimatica. Nel caso della interesterificazione casuale la reazione generalmente viene realizzata in presenza da circa 0,1 ft a circa 0,5 ft in peso (abitualmente sulla base degli acidi grassi liberi (FAA) di partenza) di un opportuno catalizzatore, per esempio di metoasido di sodio (metilato) a temperature da circa 60°C a circa 100"C per un periodo da circa 3 a circa 120 minuti con agitazione sotto vuoto o atmosfera inerte. Dopo che la reazione ha raggiunto l'equilibrio la reazione viene fatta terminare per mezzo della inattivazione del catalizzatore con o da 1 % a 3 % in peso di acqua oppure una soluzione diluita di acido come acido citrico od acido fosforico. La successiva rimozione dei residui, come i saponi metallici e i mono-digliceridi, viene effettuata per mezzo dei tradizionali procedimenti degli oli commestibili, i quali comprendono, ma non sono limitati ad essi, il lavaggio con acqua, la centrifugazione, l'essiccamento sotto vuoto, la sbianca con mezzi di filtrazione/sbianca attivati con acidi o neutri e la deodorizzazione .

L'olio di base da utilizzare nella presente invenzione è un miscuglio co-interesterificato di un olio domestico, preferibilmente un olio domestico raffinato e sbiancato e di una materia prima dura raffinata, sbiancata e deodorizzata in proporzioni in peso da circa 85:15 a circa 60:40, preferibilmente da circa 80:20 a circa 70:30. Viene nuovamente notato che è importante che la materia prima dura di olio vegetale sia completamente idrogenata e pertanto completamente satura con lo scopo che non vengano formati acidi grassi trans. E1 ulteriormente notato il fatto che la materia prima dura ha un Valore di Iodio {IV) inferiore od uguale rispetto a 5.

Il IV di un olio o di un grasso misura il numero dei grammi di Iodio assorbito da 100 grammi di campione come determinati secondo il A.O.C.S. Method Cd 1-25, noto anche come il procedimento Wijs. Lo iodio viene assorbito dai doppi legami all'interno degli acidi grassi comprendenti una molecola di olio o di grasso (trigliceride) cosa che viene data come una indicazione della relativa insaturazione di un olio o di un grasso. La quantità di grasso solido presente ad una data temperatura per oli o grassi non idrogenati si riferisce alla quantità di acidi grassi saturi trovati in una disposizione di trigliceridi unica per il grasso o per l'olio. Conseguentemente inferiore è il IV di un dato grasso o olio superiore sarà il contenuto della saturazione ed il contenuto di solidi ad una data temperatura. Per esempio il burro di cacao ed i sostituti del burro di cacao e le cariche abitualmente hanno un IV di circa 35 od inferiore.

Nonostante che l'olio di soia e l'olio di "canola" raffinati e sbiancati siano preferiti come olio vegetale domestico per essere utilizzati nell'olio di base della presente invenzione, possono essere utilizzati altri oli vegetali domestici. Essi comprendono, ma non sono limitati ad essi, olio di semi di cotone, olio di mais, olio di arachide, olio di girasole, olio di cartamo, olio di ravizzone ad elevato contenuto di acido erucico (HEAR) e simili, come pure varietà geneticamente alterate di questi oli.

Alla stessa maniera la materia prima dura da utilizzare nel miscuglio dell'olio della presente invenzione insieme all'olio vegetale domestico può essere scelta da una ampia molteplicità di oli vegetali commestibili liquidi o oli domestici, comprendendo olio di soia, olio di semi di cotone, olio di mais, canola, olio di arachide, olio di girasole, olio di cartamo, olio di ravizzone ad elevato contenuto di acido erucico (HEAR) e così via. L'olio di semi di cotone, l'olio di soia e loro miscele sono maggiormente preferiti come materia prima dura come anche varietà geneticamente alterate di questi oli.

Le composizioni di olio di base descritte prima devono essere utilizzate nella preparazione delle creme e margarine a stecca. In campo commerciale la margarina generalmente viene venduta come uno di due principali tipi, a stecca o a stampa e margarina morbida o per ciotola con quantità inferiori vendute in forma montata o liquida. Le margarine a stecca od a stampa generalmente hanno una consistenza stabile con un intervallo di penetrazione da 35 a 120, detta misura essendo determinata in unità da 0,1 mm utilizzando un cono in grasso ASTM a 45°. Le margarine morbide o da ciotola, d'altra parte, come ci si aspetta, non devono essere così dure come la margarina del tipo a stecca e generalmente hanno una consistenza stabile con un intervallo di penetrazione da 130 a 250. Quantità inferiori di margarina sono vendute in forma talmente morbida che essa è fluida, essendo almeno suscettibile di essere schiacciata da un contenitore flessibile. Stando così le cose si può vedere che a seconda del desiderato tipo di prodotto sia le composizioni della fase oleosa come pure i parametri di lavorazione giocano un ruolo importante.

Le formulazioni di olio di base per le margarine a stecca secondo la presente invenzione ulteriormente comprendono emulsionanti i quali saranno discussi in seguito. E1 da notare tuttavia in questa sede che senza l'aggiunta dello specifico olio di base e degli specifici emulsionanti i prodotti dell’emulsione non avrebbero la necessaria plasticità, cioè la suscettibilità alla spalmabilità, il gusto in bocca o la stabilità termica (subendo cicli dalla refrigerazione alle temperature ambientali) necessarie per prodotti a stecca accettabili.

Le miscele di oli e di grassi da utilizzare nelle formulazioni di olio di base a stecca della presente invenzione sono interesterificate, in miscela oppure separatamente e sorprendentemente raggiungono caratteristiche fisiche e funzionali paragonali a quelle degli oli idrogenati, senza la presenza degli acidi grassi trans che normalmente sono trovati negli oli parzialmente idrogenati .

Con lo scopo di produrre margarina la fase oleosa descritta precedentemente deve essere costituita per almeno 80 % in peso dalla margarina per soddisfare i requisiti di grasso riportati dagli Standards of Identity per la margarina. Inoltre la presente invenzione è ulteriormente diretta alla utilizzazione dei miscugli di olio descritti precedentemente nella preparazione di margarine a ridotto contenuto calorico (margarine per dieta), creme e margarine per dispositivi di lavorazione di prodotti alimentari in massa, miscugli con prodotti lattiero caseari ed altre creme contenenti meno di 80 % in peso di grasso in peso. Con l'obiettivo di produrre prodotti emulsionati che comprendono margarine e creme la fase oleosa deve essere variabile da circa 25 % a circa 90 % in peso.

E' importante notare che le percentuali di dette fasi oleose riportate prima comprendono, in aggiunta all'olio di base indicato, gli emulsionanti e gli agenti di colorazione facoltativi, gli aromi solubili in olio, le vitamine e gli antiossidanti.

Dei componenti aggiuntivi che possono essere immessi nella fase oleosa in aggiunta all'olio di base il secondo fattore critico per l’obiettivo di produrre i prodotti secondo la presente invenzione è la presenza di emulsionanti specifici. Gli emulsionanti specifici da utilizzare nella fase oleosa della presente invenzione sono monogliceridi distillati non plastici completamente idrogenati come Myverol 1807™ {Eastman Chemical, Kingsport, TN). Viene anche utilizzata la lecitina nella fase oleosa delle emulsioni secondo la presente invenzione. I monogliceridi non plastici distillati agiscono nell 'aiutare la formulazione della emulsione di acqua in olio ed in aggiunta forniscono la necessaria integrità fisica e plasticità per permettere la lavorabilità (forze intrinseche alla sagomatura e al confezionamento). La lecitina in una misura inferiore possiede la stessa funzione come gli emulsionanti convenzionali. Tuttavia la lecitina funziona anche per impartire la percezione primaria di sale al prodotto come è pure noto additivo contro la formazione di goccioline. I monogliceridi non plastici distillati possono essere presenti nella fase oleosa della presente invenzione in una quantità da circa 0,2 ft a circa 3,0 % in peso sulla base del peso totale della crema o della margarina. Preferibilmente i monogliceridi non plastici distillati sono presenti in una quantità da circa 0,3 % a circa 0,1 % in peso.

Per quanto riguarda i componenti facoltativi della fase oleosa esempi di tipici agenti di colorazione che possono essere aggiunti comprendono beta-carotene, annatto, turmerico, paprika, coloranti FD & C e simili. Vari aromi solubili in olio che possono essere aggiunti alla fase oleosa dei miscugli di grassi della presente invenzione comprendono oli di burro liofilizzati, diacetile, 2-ottanone, acido butirrico, acido esanoico e simili. Esempi di vitamine che possono essere aggiunte alla fase oleosa comprendono la Vitamina A ed i suoi derivati. In aggiunta nella miscela della fase oleosa possono anche essere aggiunti antiossidanti come TBHQ (od altri antiossidanti del tipo fenolico approvati).

In aggiunta alla fase oleosa le emulsioni utilizzate per preparare i prodotti della presente invenzione devono anche contenere una fase acquosa che è variabile da 10 % a 75 A in peso della emulsione. La fase acquosa o di acqua delle emulsioni secondo la presente invenzione è costituita da componenti convenzionalmente noti e può comprendere aromi solubili in acqua, latte o solidi di latte, solidi di siero di latte, sale, conservanti, caseina, caseinati, albumina, acqua ed altri adatti ingredienti per la margarina. Il componente di latte può essere derivato da latte intero, da latte a basso grasso (contenuto di grassi di burro <2 ft), da latte scremato o da solidi di latte in polvere non grasso. La quantità del latte e/o solidi da latte (in termini di ft in peso di solidi) abitualmente è variabile da circa 0,5 ft a circa 5 % in peso del prodotto emulsionato e più tipicamente da circa 1 % a circa 3 ft in peso. Particolarmente nel caso in cui i solidi di latte sono incorporati come fonte proteica viene inclusa acqua potabile come parte della fase acquosa. Inoltre può essere compreso sale in una quantità da circa 0,5 ft a circa 3,5 ft in peso della crema emulsionata e più tipicamente in una quantità da circa 1 ft a circa 2,5 ft in peso. La quantità di altri aromi solubili in acqua dipende dalle particolari caratteristiche di aroma desiderate. Esempi di conservanti che sono aggiunti in quantità tali da impedire o da ritardare la crescita batterica e delle muffe comprendono acido citrico, sorbato di potassio, EDTA, benzoato di sodio, acido sorbico e simili.

La fase acquosa, contenente di conseguenza preferibilmente acqua, una adatta fonte proteica, sale e appropriati conservanti, viene lentamente aggiunta e mescolata con la fase oleosa ad una temperatura da circa 4*C a circa 63°C per formare una emulsione. Gli ingredienti possono essere formulati in recipienti di mescolamento separati dai quali essi sono dosati in un altro recipiente in cui la fase acquosa viene dispersa nella fase oleosa fusa. L'emulsione successivamente viene lavorata nelle condizioni di procedimento adatte per la produzione del prodotto finale.

La Figura 1 è un diagramma schematico delle fasi di lavorazione e delle condizioni che danno luogo alle creme e margarine a stecca della presente invenzione. Con riferimento alla Figura 1 l'emulsione (2), cioè le fasi combinate di olio ed acqua, viene alimentata da un recipiente di conservazione (4) per mezzo di una pompa di carica (6) ed una pompa a spostamento positivo (8) ad uno scambiatore di calore a superficie raschiata (10). Un esempio di uno scambiatore di calore a superficie raschiata è il Votator A-Unit. Il A-Unit (10) abitualmente è costituito da un albero di acciaio inossidabile (albero del mutatore) il quale ruota eccentricamente all'interno di un involucro che viene raffreddato esternamente mediante ammoniaca liquida o soluzione di salamoia od altro refrigerante. L'albero di rotazione del mutatore è dotato di lame di raschiatura che ad elevata velocità di rotazione sono premute contro la superficie interna raffreddata. La velocità di rotazione delle lame del raschiatore per definizione è proporzionale alla misura del super raffreddamento dell'emulsione. Le pressioni interne e l'azione del raffreddamento super raffreddano l'emulsione nella A-Unit (10).

E’ stato sorprendentemente scoperto che data la specifica base di olio secondo la presente invenzione esiste una unica correlazione tra la migliorata lavorabilità dei prodotti ottenuti ed il grado di super raffreddamento nelle A-Unit (10), come pure la incorporazione di una valvola di estrusione (16) tra l'uscita della A-Unit e la entrata del tubo di cristallizzazione (18), cosa che fornirà il necessario taglio per migliorare le proprietà di solidificazione.

L'invenzione sarà descritta in relazione agli esperimenti ed alle prove di impianto pilota condotte su un Votator Model No. S3/41A su scala pilota prodotto dalla Cherry-Burrel Process Equipment (Louisville, Kentucky) il quale era stato dotato di una valvola di estrusione Part No. 201848 anche prodotta dalla Cherry-Burrel. Le retropressioni, le pressioni di estrusione, i giri al minuto e le pressioni delle pompe riportate, da qui in avanti, si riferiscono in maniera specifica alle summenzionate attrezzature. Una persona esperta nella tecnica sarebbe in grado di utilizzare queste informazioni per arrivare ad opportune condizioni di lavorazione per altre attrezzature. Tuttavia in tutti i casi si preferisce in tutti i casi, con tutte le attrezzature, di incorporare una valvola di estrusione collocata tra l'uscita della A-Unit e l'entrata del tubo di cristallizzazione. La valvola di estrusione produrrà una dimensione inferiore dei cristalli, cosa che a sua volta migliorerà la sagomabilità del prodotto di crema o di margarina, facilitando in questa maniera la velocità di cristallizzazione e rendendo il prodotto maggiormente lavorabile. La valvola di estrusione in questa domanda produce una differente funzione rispetto alle valvole a contropressione più comunemente utilizzate. La valvola di estrusione produce elevato taglio, in quanto essa fornisce un flusso costante e mantiene una pressione costante ed un'azione di taglio/omogeneizzazione come conseguenza della sua progettazione. Questo è in diretto contrasto con una valvola di contropressione la quale ha la funzione primaria di regolare e mantenere un opportuno volume nella A-Unit per assicurare un uniforme, efficiente raffreddamento.

Più specificatamente nella lavorazione convenzionale quando viene utilizzata l'attrezzatura precedentemente identificata la velocità dell'albero del mutatore della A-Unit (10) è abitualmente all'incirca 200 /- 20 gpm mentre sia la pressione della pompa (12) che la contropressione (14) varieranno da circa 50 a circa 75 psi. Secondo la presente invenzione la velocità dell'albero del mutatore della A-Unit (10) può essere fissata ad un valore un po' superiore rispetto a quello utilizzato nelle lavorazioni convenzionali. L'integrità ottimale del prodotto finale viene ottenuta quando la A-Unit funziona da circa 200 a circa 275 gpm. La pressione della pompa (12) è significativamente superiore nel procedimento della presente invenzione ad una pressione da circa 250 a circa 350 psi, con una pressione di circa 300 psi essendo preferita. Il procedimento della presente invenzione inoltre utilizza una valvola di estrusione (16) collocata vicino alla entrata del tubo di cristallizzazione (18) al fine di mantenere una pressione del sistema (14) da circa 225 a circa 425 psi, la quale è anche significativamente superiore rispetto alle condizioni operative convenzionali. La pressione di estrusione preferita che deve essere mantenuta nel procedimento della presente invenzione è tra circa 250 e circa 350 psi. pressioni inferiori rispetto a 225 psi danno luogo ad un prodotto troppo morbido da sagomare mentre una pressione di 425 psi o superiore dà luogo ad un prodotto che presenta segni di stress da emulsione (cioè gocciolamento). Tuttavia le moderne attrezzature per lavorazioni ad elevate velocità permettono pressioni fino a 1200 psi. E' stato scoperto che con una aumentata pressione della pompa e aumentate pressioni di estrusione utilizzate da parte del procedimento della presente invenzione la sagomabiltà del prodotto viene notevolmente migliorata e viene ottenuto un prodotto superiore.

La temperatura all'interno della A-Unit (10) varia da circa 4eC a circa 10®C. L'emulsione viene scaricata dalla A-Unit (10) ed attraverso la valvola di estrusione (16) ad una temperatura da circa 10eC a circa 13°C. Il tempo di residenza totale all'interno della A-Unit (10) è variabile da circa 2,5 secondi a circa 3,5 secondi.

L'emulsione raffreddata dalla A-Unit (10) è successivamente super raffreddata senza ulteriore lavorazione per mezzo del pompaggio in un tubo di cristallizzazione statico (18). Il tempo di residenza nel tubo di riposo è una funzione della velocità che meglio fa raggiungere la integrità necessaria per il caricamento o la sagomatura ed il confezionamento.

Il tempo di residenza della emulsione nel tubo di cristallizzazione (18) è almeno circa 1,6 minuti e più tipicamente è da circa 1,6 circa 5 minuti. La temperatura nel tubo di cristallizzazione statico (18) generalmente varia da circa 10°C a circa 13°C.

L'emulsione cristallizzata lascia il tubo di riposo (18) e vene alimentata nel sagomatore (20) in cui essa viene confezionata come prodotto finale di margarina a stecca. Per i prodotti a stecca della presente invenzione il sagomatore (20) è uno stampo quadrato che o estrude o stampa il prodotto di margarina in stecche mediante tecniche ben note nel campo della margarina. La margarina confezionata è abitualmente temprata ad una temperatura da circa -1°C a circa 10°C per almeno un periodo di circa 24 ore o fino a quando non si raggiunge la stabilità dei cristalli.

Pertanto è stato scoperto che attraverso l'impiego dei miscugli specifici degli oli liquidi co-interesterificati e delle materie prime dure della presente invenzione che comprendono la incorporazione degli emulsionanti specifici identificati in precedenza e preferibilmente mediante l'aggiustamento delle condizioni di lavorazione, cioè della velocità del super raffreddamento nella A-Unit come pure della incorporazione di una valvola di estrusione che produce elevate pressioni e un sufficiente taglio, viene ottenuto un prodotto di margarina a stecca sostanzialmente privo di acidi grassi trans il quale ha tutti i benefici funzionali e tutte le caratteristiche fisiche delle margarine a stecca che hanno gli acidi grassi trans (cioè oli parzialmente idrogenati) od oli tropicali.

Gli esempi che seguono sono forniti per illustrare ulteriormente la presente invenzione.

ESEMPIO 1

Ε' stata prodotta una margarina a stecca con una emulsione che aveva i seguenti ingredienti:

Fase Oleosa 3⁄4 in Peso Olio di soia co-interesterificato:mate- 79,727 ria prima dura di olio di cotone (75:25)

Myverol 1807™ 0,399 Lecitina 0,100 Aroma 0,052 Miscela carotene/vitamina A 0,004 Fase Acquosa

Acqua potabile 13,452 Siero di latte con sale 4,884 Sale 1,333 Conservante 0,049 Più specificatamente un miscuglio di olio di soia completamente anidro, raffinato e di materia prima dura di olio di cotone raffinato, sbiancato e deodorizzato (75:25) è stato co-interesterificato alla presenza di 0,3 % di metilato di sodio per un periodo di circa 30 minuti sotto atmosfera inerte. Dopo il raggiungimento dell'equilibrio, come determinato dal punto di fusione, la reazione è stata fatta terminare mediante aggiunta di 2 % in peso di una soluzione di acido citrico. L'olio è stato successivamente lavato per rimuovere i sotto prodotti residui della reazione di interesherifinazione e quindi essiccato sotto atmosfera inerte ad una temperatura di circa 104"C.

Dopo il raggiungimento di un livello di umidità <0,1 ft in peso il miscuglio interesterificato è stato trattato con terra di sbianca attivata con 1 % di acido ad una temperatura di circa 82°C. La temperatura successivamente è stata fatta salire a 104°C per un periodo di circa 20 minuti. Il miscuglio interesterificato è stato quindi raffreddato e filtrato per rimuovere la terra di sbianca esausta. Dopo la filtrazione l'olio è stato deodorizzato utilizzando condizioni standard ben note per rimuovere i composti che promuovono un aroma inaccettabile e caratteristiche ossidative in un prodotto di olio commestibile raffinato.

Il miscuglio di olio di soia interestereficato:matera prima dura di olio di cotone è stato mescolato con gli altri componenti della fase oleosa prima identificati, cioè emulsionante (cioè Myverol 1807™), lecitina, colorante (beta carotene), Vitamina A e aroma di burro naturale e/o artificiale, in proporzioni da raggiungere ≥ 80 % dei requisiti di grassi riportati precedentemente dagli Standard of Identity della margarina. L'acqua o la fase acquosa, comprendendo l'acqua potabile, il siero di latte con sale (cioè una opportuna fonte proteica), il sale ed i conservanti, sono stati quindi mescolati con la fase oleosa ad una temperatura di 52 ± 2°C per ottenere una emulsione.

Successivamente l'emulsione è stata pompata attraverso la A-Unit dell'attrezzatura di Votator descritta precedentemente. La pompa di carica (6) manteneva approssimativamente 30 psi nella pompa di alimentazione della A-Unit. La valvola della pressione di estrusione è stata fissata per raggiungere 300 psi. La pressione del sistema di 300 psi è stata raggiunta con una valvola di estrusione collocata tra la A-Unit e la entrata del tubo di cristallizzazione. La temperatura di uscita della A-Unit era di 9eC.

La velocità è stata fissata in modo da mantenere una minima temperatura differenziale, cioè leC, tra la temperatura dello scarico della A-Unit e la temperatura di uscita del tubo di cristallizzazione cosa che forniva un tempo di residenza di circa 1,6 minuti nel tubo di cristallizzazione .

Le risultanti plasticità rispetto al gusto nella bocca, rilascio di aroma (cioè la ristrettezza della fusione alla temperatura del corpo), la suscettibilità alla spalmatura dopo 24 e 48 ore sono state determinate da un gruppo di esperti essere paragonabili alla margarina a stecca idrogenata nonostante che il prodotto possedesse molto più solidi a temperature SET inferiori. In aggiunta alle summenzionate caratteristiohe della margarina a stecca è da notare che gli acidi grassi trans nella margarina erano non rivelabili, come la presenza di qualsiasi olio tropicale.

ESEMPIO COMPARATIVO 1

E' stata preparata una emulsione come nell'Esempio 1 con la differenza dell’emulsionante. Il Mìverol 1807™ è stato sostituito con approssimativamente il 43 % del tipo mono-digliceride allo stesso livello.

Questo ha dato luogo ad un prodotto che aveva una significativa caduta nella plasticità. Il prodotto risultante era troppo morbido per sopportare le forze implicate nella estrusione, nella sagomatura e nel confezionamento della margarina a stecca.

ESEMPIO COMPARATIVO 2

E' stata preparata una emulsione come nell'Esempio 1 con la differenza delle condizioni e della configurazione della lavorazione. La valvola di estrusione utilizzata nella presente invenzione è stata sostituita con una valvola a contropressione convenzionale collocata in vicinanza della uscita della A-Unit. La temperatura di uscita della A-Unit era di 9 °C. Il tempo di residenza nel tubo di cristallizzazione è stato di 2 minuti.

Nuovamente il prodotto risultante era troppo mor¬

bido e mancava delle struttura per sopportare le forze

implicate nella estrusione, nella sagomatura e nel confe¬

zionamento della margarina a stecca.

ESEMPI 2 - 6

margarine a stecca sono state preparate secondo

l'Esempio 1 con la differenza che l'olio di soia co-

interesterificato:la materia prima dura di olio di cotone

(75:25) sono stati sostituiti con i seguenti miscugli di

oli vegetali domestici interesterificati:materia prima

dura

ESEMPIO MISCUGLIO CO-INTERESTERIFICATO

2 olio di soia:materia prima dura di olio di cotone (80:20)

3 olio di soia:materia prima dura di olio di soia (80:20)

4 olio di soia:materia prima dura di olio di soia:materia prima dura di olio di cotone (80:19:1)

5 olio di soia:materia prima dura di olio di soia:materia prima dura di olio di cotone (75:24:1)

6 canola :materia prima dura di olio di

cotone (75:25)

Le margarine a stecca prodotte negli Esempi da 2 a

6 erano di confronto per il prodotto finale come de¬

scritto nell'Esempio 1.

ESEMPI COMPARATIVI 3 E 4

Un miscuglio di olio di soia co-interesterificato e di materia prima dura di olio di cotone (90:10) è stato preparato come pure lo è stato un miscuglio di olio di soia co-interesterificato e di materia prima dura di olio di cotone (50:50) e sono stati sostituiti nella formulazione della margarina a stecca descritta nell'Esempio 1.

Il miscuglio (90:10) (Esempio Comparativo 3) era ovviamente troppo morbido per formare una margarina a stecca ed non è stata nemmeno provata l'emulsione.

In maniera simile il miscuglio (50:50) (Esempio Comparativo 4) era ovviamente troppo duro e troppo fragile per formare una accettabile margarina a stecca è non è stata nemmeno provata l'emulsione.

Le summenzionate preferite forme di realizzazione ed esempi sono riportati per illustrare l'ambito di protezione e lo spirito della presente invenzione. Le forme di realizzazione e gli esempi qui descritti renderanno evidente alle persone esperte nella tecnica altre forme di realizzazione ed altri esempi. Queste altre forme di realizzazione ed esempi sono compresi nell'ambito della presente invenzione. Conseguentemente la presente invenzione dovrebbe essere limitata solamente dalle rivendicazioni accluse.

Claims

RIVENDICAZIONI : 1. Crema e/o margarina comprendente una emulsione da circa 25 % a circa 90 % in peso di una fase oleosa e da circa 10 % a circa 75 % in peso di una fase acquosa caratterizzate dal fatto che detta fase oleosa comprende un miscuglio co-interesterificato comprendente un olio vegetale domestico ed una materia prima dura di olio vegetale in proporzioni in peso da circa 85:15 a circa 60:40 e da circa 0,2 ft a circa 3,0 % in peso di un emulsionante non plastico, completamente idrogenato, distillato di monogliceride sulla base del peso totale della margarina o della crema.
2. Prodotto secondo la Rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto olio vegetale domestico viene scelto dal gruppo costituito da olio di soia, olio di cotone, olio di arachidi, olio di sesamo, olio di mais, olio di girasole, canola, olio di cartamo e loro miscele.
3. Prodotto secondo la Rivendicazione 2 caratterizzato dal fatto che detto olio vegetale domestico è olio di soia o canola.
4. Prodotto secondo la Rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta materia prima dura di olio vegetale viene scelta dal gruppo costituito da olio di soia, olio di cotone, olio di mais, canola, olio di arachidi, olio di girasole, olio di cartamo, olio di ravizzone ad elevato contenuto di acido erucico (HEAR) e loro miscele.
5. Prodotto secondo la Rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detta materia prima dura di olio vegetale è olio di cotone, olio di soia o loro miscele.
6. Prodotto secondo la Rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta materia prima dura di olio vegetale ha un valore di iodio uguale od inferiore rispetto a 5.
7. Prodotto secondo la Rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che la proporzione è all'incirca da 80:20 a 70:30.
8. Prodotto secondo la Rivendicazione 7 caratterizzato dal fatto che detto emulsionante non plastico, completamente idrogenato, distillato, di monogliceride è presente in una quantità da circa 0,3 ft a circa 1,0 % in peso .
9. Prodotto secondo la Rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detta fase oleosa comprende almeno 80 % in peso della emulsione.
10. Procedimento per la produzione di crema o margarina a stecca comprendente le fasi di: (a) formazione di una emulsione all1incirca da 25 % a 90 % in peso di una fase oleosa e da circa 10 t a circa 75 ft in peso di una fase acquosa caratterizzate dal fatto che detta fase oleosa comprende un miscuglio cointeresterificato di un olio vegetale domestico e di materia prima dura di olio vegetale in proporzioni in peso da circa 85:15 a circa 60:40 e da circa 0,2 % a circa 3,0 % in peso di emulsionante non plastico, completamente idrogenato, distillato di monogliceride sulla base del peso totale della margarina o della crema; (b) alimentazione di detta emulsione in una A-Unit; (c) super raffreddamento di detta emulsione in detta A-Unit: (d) scarico della emulsione super raffreddata dalla A-Unit attraverso una valvola di estrusione che funziona per mantenere una sufficiente pressione ed un sufficiente taglio; (e) alimentazione di detta emulsione in un tubo di cristallizzazione; e (f) sagomatura e confezionamento della emulsione in forma a stecca.
11. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta valvola di estrusione è collocata tra l'uscita della A-Unit e la entrata al tubo di cristallizzazione.
12. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detto olio vegetale domestico viene scelto dal gruppo costituito da olio di soia. olio di cotone, olio di arachidi, olio di sesamo, olio di mais, olio di girasole, canola, olio di cartamo e loro miscele.
13. Procedimento secondo la Rivendicazione 12 caratterizzato dal fatto che detto olio vegetale domestico è olio di soia o canola.
14. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta materia prima dura di olio vegetale viene scelta dal gruppo costituito da olio di soia, olio di cotone, olio di mais, canola, olio di arachidi, olio di girasole, olio di cartamo, olio di ravizzone ad elevato contenuto di acido erucico (HEAR) e loro miscele.
15. Procedimento secondo la Rivendicazione 14 caratterizzato dal fatto che detta materia prima dura di olio vegetale è olio di cotone, olio di soia o loro miscele .
16. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta materia prima dura di olio vegetale ha un valore di iodio uguale od inferiore rispetto a 5.
17. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che la proporzione è all'incirca da 80:20 a 70:30.
18. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detto emulsionante non plastico, completamente idrogenato, distillato di monogliceride è presente in una quantità da circa 0,3 % a circa 1,0 ft in peso.
19. Procedimento secondo la Rivendicazione 10 caratterizzato dal fatto che detta fase oleosa comprende almeno 80 % in peso della emulsione.