NL8303367A - Microbiologisch stabiel voedingsconcentraat. - Google Patents

Description

» > VO 4880

Titel: Microbiologisch stabiel voedingsconcentraat.

De uitvinding heeft betrekking op een microbiolgisch stabiel voedingspreparaat bestaande uit een mengsel van water, suiker en aromatiseringsmiddel, met dien verstande, dat de suiker aanwezig is in een gewichtshoeveelheid, die tenminste gelijk is aan de gewichts-5 hoeveelheid water en het totaalgehalte opgelost materiaal zodanig is, dat het produkt een wateractiviteit van ong. 0,8-0,9 bezit.

Een dergelijk voedingspreparaat is bekend uit Amerikaans octrooischrift 3.958.033.

Deze bekende voedingspreparaten zijn stabiele o/w-10 emulsies, waarbij zeer bepaalde emulgatoren worden toegepast, zoals natriumstearoyl-fumaraat en natriumstearoyl-2-lactylaat. Ze zijn niet onderhevig aan microbiële aantasting vanwege het hoge suikergehalte (waardoor de wateractiviteit tot een waarde van ong. 0,8 wordt verlaagd) en ze bevatten geen proteïne. Ze worden o.a. toegepast als 15 opklopbare dessertgarneringen en witmakers voor koffiedranken.

Een nadeel van deze bekende voedingspreparaten is, dat ze, ofschoon bestand tegen microbiële aantasting (waaronder ook aantasting door gisten en schimmels) niet onbeperkt (bijvoorbeeld tot gedurende een jaar) houdbaar zijn. Weliswaar kern dit bezwaar worden 20- ondervangen door de preparaten bij diepvriestemperaturen (-12°C tot -20°C) te bewaren, echter zijn dan de produkten bij uithalen uit de diepvriesinrichting niet onmiddellijk gebruiksklaar en moeten ze eerst worden ontdooid (wat in het algemeen enkele uren vergt).

Er bestond derhalve behoefte aan een produkt, dat zowel o 25 microbiologisch stabiel is als bij een temperatuur van -12 C vloeibaar blijft.

’ Het microbiologisch stabiele voedingspreparaat volgens de uitvinding is nu hierdoor gekenmerkt, dat het preparaat een drank-concentraat betreft, het watergehalte 35-45% bedraagt, de suiker 30 aanwezig is in een hoeveelheid, die ong. l,2-l,8x de hoeveelheid water bedraagt, de suiker voor 75-100% uit fructose plus glucose bestaat en het gehalte aan fructose ong. 10-30% gebaseerd op het totale suikergehalte bedraagt.

De voedingspreparaten volgens de uitvinding blijven 35 vloeibaar (gietbaar) bij temperaturen van ong. -12°C en zijn bij verwijderen uit de diepvriesinrichting onmiddellijk bruikbaar, waarbij ze Λ n —♦ * - ' ·. · > · /

> J J J

-2- ♦ i bovendien eenmaal tot kamertemperatuur teruggekeerd 12-72 uren microbiologisch stabiel blijven. Voorts vertonen de preparaten een redelijke tijd bij kamertemperatuur bewaard geen verschijnselen vein ranzigheid, caramelisering (Maillard-reactie) of denaturering.

5 Het drankconcentraat volgens de uitvinding kan bijvoor beeld een sinaasappelconcentraat of thee-concentraat zijn, doordat het als bestanddeel sinaasappelolie of thee-aftreksel bevat.

De suikercomponent omvat bij voorkeur een fructose- glucosesiroop.

10 Alle in de volgende beschrijving vermelde hoeveelheden hebben betrekking op het gewicht tenzij anders is vermeld. In de voorbeelden zijn de vermelde hoeveelheden op een basis van 100 betrokken. Percentages zijn berekend op het totaalgewicht van de samenstelling tenzij een andere basis is vermeld.

15 De eis van lepelbaarheid heeft betrekking op de textuur of flexibiliteit (smeuïgheid) van het produkt en op de eigenschap te kunnen worden genuttigd wanneer het produkt diepvriestemperatuur heeft. De eigenschap lepelbaar te zijn, zoals deze uitdrukking wordt gebezigd in de beschrijving, betekent, dat het produkt een bevredigende waarde 20 oplevert bij onderzoek met een standaardpenetrometer en/of bij een standaard vloeiproef, zoals verder gedetailleerd wordt beschreven. Gietbare produkten hebben een sterkere fluïditeit en zij worden beproefd op grond van hun vloei-eigenschappen.

De lepelbare produkten volgens de uitvinding leverden 25 penetrometerwaarden op groter dan ong. 3 mm, en wanneer zij tevens gietbaar zijn, dan leverden de produkten een vloeiwaarde op van ong.

30 cm^/min en groter gedurende de eerste 15 min. na uit de diepvriezer te zijn genomen. Deze waarden zijn van grote betekenis bij vergelijking met die van de standaard-diepgevroren produkten die thans op de markt 30 zijn.

De vriespunten en smeltpunten van een aantal produkten werden bepaald onder gebruikmaking van een Perkin-Elmer Scanning Calorimeter 1B.

Aangezien deze calorimeter een dynamisch meetinstrument 35 is, werden voor statische systemen gebruikte definities vastgesteld voor dit tastsysteem. De metingen werden verricht onder omstandigheden waarbij de temperatuur werd gevarieerd met 10°C/min. Gedurende de Λ : - - ' i 7 ' J ' *’ -3- c koelcyclus werd de temperatuur waarbij de maximale verandering in warmte optreedt, gedefinieerd als het vriespunt en omgekeerd werd gedurende de verwarmingscyclus het maximum omschreven als het smeltpunt (Smp.).

De verkregen waarden zijn niet bestemd voor aansluiting met volgens andere standaardmethoden gemeten punten, maar zij beantwoorden proportioneel aan elkaar volgens dit systeem. Aldus was het bepaalde vriespunt voor water -26°C en het smeltpunt was 5,0°C.

Steeds bleken de produkten volgens de uitvinding zeer belangrijk af 10 te wijken van die volgens commerciële recepten en van water zelf; de vriespunten en smeltpunten hadden verlagingen met van 0,8 tot meer dan 55,6°C.

Het toestel voor het meten van de vloei-eigenschappen was vervaardigd uit roestvrij staal en bestond in hoofdzaak uit een 15 houder van 35,6 cm x 30,5 cm met een beweegbaar vloerdeel van dezelfde % ’

*„· - ’ J

-4- * afmetingen voor instelling voor verticale en hoek-instelling. Het vloerdeel was voorzien van een waterpas en een gradenboog, terwijl de voorrand was voorzien van een draadsteun om het vat met het monster vast te houden.

5 De volgende methode werd toegepast voor het verkrijgen van de vloeigegevens: Monsters werden gebracht in van een schaalverdeling voorziene cilinders met een inhoud van 600 cm^ en gedurende ten minste 24 uren bevroren bij -15,0°C. De bevroren monsters werden uit de vriezer genomen, onmiddellijk op het vloerdeel geplaatst in een 10 horizontale (0°) stand, en de uittredende vloeistof werd opgevangen in van eenschaalverdeling voorziene cilinders, waarbij het volume met tussenpozen werd gemeten. De temperaturen werden gevolgd met behulp van een Honeywell-registreerapparaat. De temperaturen van de monsters in de vriezer varieerden van -15,6 tot -13,9°C gedurende een periode 15 van 4 weken, maar varieerden niet meer dan 0,6°C over een petiode van 8 uren, terwijl de temperatuur in de vriezer varieerde van -15,0 tot -9,4°C, telkens wanneer de deur werd geopend. Kamertemperatuur varieerde ong. 1,1°C bij een gemiddelde van 22,2°C, terwijl de temperatuur van de monsters in de oorspronkelijke houder steeg van 10,6 tot 20 7,8°C gedurende de periode van 15 min. na te zijn verwijderd uit de vriezer.

De toegepaste penetrometerproef en het gebruikte toestel zijn standaard. De penetrometer is vervaardigd door labline Instrument Co., Inc., Chicago, Illinois. Het instument meet de penetratie in het 25 monster van de punt van een ebonieten kegel met een gewicht van 12 g en een hoogte van 38,1 mm en een middellijn van 38,1 mm aan de voet.

De omgekeerde kegel wordt gedragen door een vrij glijdende stand met een gewicht van 48 g. Voor alle metingen werd het monster op een temperatuur van -21,7°C in een vriezer gebracht, vervolgens uit de vriezer 30 gehaald en onmiddellijk beproefd.

De produkten volgens de uitvinding bezitten een vries/ dooi-stabiliteit bij bewaren. De produkten werden bewaard in een vriezereenheid (zoals kortheidshalve een diepvrieseenheid wordt aangeduid) van het supermarkttype met een cyclus van zes per dag tussen 35 koeling om het produkt te bevriezen en verwarming om de eenheid te ontdooien. Onder deze omstandigheden bleven de produkten aanvaardbaar en bruikbaar.

λ ~ r " 7 >7 0 -5-

De opgeklopte produkten werden onderzocht als volgt. De monsters 3 werden gebracht in houders met een inhoud van 3,8 dm gedurende 3 O o dagen bij -17,8 C, vervolgens op een temperatuur van 4,4 C gebracht en bij deze temperatuur gehandhaafd gedurende 2 dagen. Het produkt werd 5 onderzocht en de cyclus werd herhaald. De produkten waren bestand tegen tenminste twee van dergelijke cycli en werden aldus beschouwd als vries/dooi-stabiel.

De drankconcentraten werden beoordeeld op hun door de tastzin waargenomen eigenschappen d.w.z. hoe zij aanvoelen in de mond 10 en op fasenscheiding.

Tot de klasse van de in water oplosbare, niet' uit suiker bestaande vaste stoffen, die — /

, ' , ", *y V

-6- kunnen worden toegevoegd/ behoren bepaalde anorganische zouten/ die worden gebruikt in hoeveelheden die verenigbaar zijn met de smaak van het eindprodukt, bijv. natriumchloride en kaliumchloride.

Diolen en polyolen, propyleenglycol, sorbitol, glycerol en dergelijke, 5 die een andere functie hebben, nl. die van antischimmelmiddel en/of textureermiddel voor de oplosbare vaste stoffen (of opgeloste materialen) kunnen verder worden toegevoegd.

De relatieve gewichthoeveelheid van deze in water oplosbare vaste stoffen met betrekking tot het vochtgehalte van het 10 totale produkt, zoals deze worden opgenomen in het produkt gedurende zijn bereiding en voorafgaand aan zijn verpakking, bepaalt de uiteindelijke werking van de vaste stoffen voor het verschaffen van het vereiste bacteriostatische effect. Het gehalte aan in water oplosbare vaste stoffen kan worden gevarieerd evenals het gehalte van het oor-15 spronkelijk opgenomen vocht binnen de eerdergenoemde grenzen.

Bij het variëren van deze gehalten dient echter de verhouding tussen de in water oplosbare vaste stoffen in oplossing en het water zodanig te worden geregeld, dat de gewenste osmotische druk wordt verkregen.

Voedingsmiddelen met een hoog suikergehalte hebben de 20 neiging niet-enzymatisch bruin te worden. Dit verschijnsel wordt veroorzaakt door ingewikkelde reacties tussen de aminogroepen van prote-inen en de ketogroepen van suikers en is bekend als de Maillard-reactie. Dit niet-enzymatisch bruin worden leidt tot een ongewenst donker kleuren van het voedingsmiddel alsmede tot niet-gewenste geuren en 25 smaken. Deze reacties kunnen ook de voedingswaarde van de voedingsmiddelen verminderen. Van suikers zoals glucose is bekend, dat zij kunnen worden toegepast in kleinere gehalten dan saccharose voor het bereiken van een gelijkwaardig bacteriostatisch effect, maar zij zijn reducerende sacchariden die onderhevig zijn aan de ongewenste reacties 30 van het Maillard-type. Fructose is zelfs nog sterker onderhevig aan bruinworden. Deze reactie en andere oxydatieve reacties worden echter % in toennemende mate vertraagd naarmate de temperatuur van kamertemperatuur via koelkasttemperaturen naar diepvriezertemperaturen worden verlaagd. Doordat de preparaten volgens de uitvinding in het algemeen 35 bij koelkasttemperaturen en diepvriezertemperaturen worden bewaard zijn de hoge gehalten aan glucose en fructose daarom geen bezwaar.

Tot de volgens de uitvinding bruikbare suikers behoren

'·· ' - - -• y / t* J

* - ^ -7- de monosacchariden, disacchariden en polysacchariden en hun afbraak-produkten; bijvoorbeeld pentosen, daaronder aldopentosen, methyl-pentosen, keptopentosen, zoals xylose en arabinose; een deoxyaldose zoals rhamnose, hexosen en reducerende sacchariden, zoals aldohexosen, 5 zoals glucose, galactose en mannose; de ketohexosen, zoals fructose en sorbose; disacchariden, zoals lactose en maltose; niet-reducerende disacchariden zoals een saccharode en andere polysacchariden zoals dextrine en raffinose; en gehydrolyseerde zetmeelsoorten die als bestanddelen oligosacchariden bevatten. Zo worden bijvoorbeeld de in 10 de handel verkrijgbare mengsels van invertsuikers gebruikt, die glucose en levulose bevatten, alsook maltosen en vaste stoffen uit mais-siroop. De suikers dienen een klein molecuulgewicht te hebben om aldus een groot effect op de osmotische druk van de suikeroplossing te hebben. Heerwaardige alcoholen kunnen een deel van de volgens de uit-15 vinding gebruikte suikers vervangen en zij vallen derhalve onder deze term, d.w.z. ong. 0,5 tot 5% van de recepten kan bestaan uit een meerwaardige alcohol zoals glycerol en dergelijke.

De voedingspreparaten volgens de uitvinding kunnen nog een antischimmelmiddel bevatten in een voldoende hoeveelheid om de 20 groei van gisten en schimmels te voorkomen. Sorbaatzouten, zoals bijv. kaliumsorbaat, alsmede sorbinezuur kunnen afzonderlijk of gecombineerd worden gebruikt. Propyleenglycol, dat afzonderlijk of tezamen met andere bevochtigingsmiddelen, zoals sorbitol, kan worden gebruikt om het produkt zachter te maken kan tevens als antischimmelmiddel 25 dienen. De hoeveelheid antischimmelmiddel wordt zodanig gekozen, dat de gewenste resultaten worden verkregen en dat het in een ondergeschikte hoeveelheid aanwezig is, ong. 0,1% of meer, afhankelijk van het gekozen middel en de speciale produktsamenstelling, ofschoon zelfs kleinere hoeveelheden van de orde van 50 dpm kunnen worden gebruikt 30 in het geval van sommige antischimmelmiddelen, zoals pimarcine. Kaliumsorbaat, opgelost in water, kan op het oppervlak van het voedingsmiddel worden verstoven of het voedingsmiddel kan in de oplossing worden gedompeld; andere antischimmelmiddelen zijn geschikt om op deze wijze op het oppervlak te worden aangebracht, bijv. esters vein de para-35 benen (p-hydroxybenzoaat), zoals propyl- en methyl-paraben (methyl-p-hydroxybenzoaat). Cellofaan en andere wikkels voor het voedingsmiddel kunnen door verstuiven worden voorzien van een laag sorbinezuurop-lossing, maar impregneren of bepoederen met sorbinezuur of kalium- A ” ^ “ - J "7 -8- sorbaat heeft voorkeur. Antischimmelmiddelen die algemeen kunnen worden gebruikt, zijn benzoëzuur, natriumbenzoaten, propionzuur, natrium- en calciumpropionaat, sorbinezuur, kalium- en calciumsorbaat, propyleen-glycol, diêthylpyrocarbonaat en menadionnatriumbi sulfiet (vitamine K).

5 Andere, de deskundige bekende bestanddelen kunnen even eens worden toegevoegd voor het verlenen van een karakteristieke werking van de preparaten volgens de uitvinding. Typische voorbeelden van dergelijke bestanddelen zijn aromatiseringsmiddelen, kleurstoffen, vitaminen, mineralen e.d. Geschikte aromatiseringsmiddelen kunnen 10 worden gebruikt om het produkt de smaak en geur van vanille, room, chocolade, koffie, ahornsiroop, specerijen, munt, boter, caramel, vruchten of andere smaken en geuren te geven. Bovendien kunnen bepaalde polyolen, zoals sorbitol en mannitol, worden toegepast om het aanvoelen van het produkt in de mond te modificeren. Voorts kan men ge-15 bruik maken van andere toevoegsels, zoals fosfaten en dergelijke, vanwege hun bekende functies. Verschillende gebruikte typen bestanddelen worden verderop beschreven.

Sterk onverzadigde vetten zijn saffloerolie, maisolie, sojaolie, katoenzaadolie en zonnebloemenolie. Bedoeld zijn vetten, 20 met een joodgetal van tenminste ong. 50, die de gedeeltelijk gehydro- geneerde vetten omvatten en de sterker onverzadigde vetten met een joodgetal groter dan ong. 100. Deze vetten worden aanbevolen om diëtetische redenen.

De verzadigde vetten omvatten de gehydrogeneerde olie-25 produkten uit kokosnoot, katoenzaad, mais, sojabonen, aardijoten,

Q

olijven enz. Vetten met een smeltpunt van 32,2 - 34,4 C hebben voorkeur, d.w.z. het smeltpunt dient lager te zijn dam de lichaamstemperatuur.

Π — 0 ' 1 -9- ' *

De volgens de uitvinding bruikbare fructose-glucose-siroop ("Isosweet") bevat 29% water en 71% suikers (50% glucose, 42% fructose, 1,5% maltose, 1,5% isomaltose en 5% hogere sacchariden).

Een geconcentreerde fructose-glucosesiroop bevat 23,5% water en de 5 rest bestaat uit 55% fructose en 45% glucose. Een fructoseconcentraat is een waterige siroop met 80% suiker, waarvan 90% fructose en de rest glucose is.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van onderstaande 2 voorbeelden.

10 Voorbeeld I

Sinaasappelsap en gekoelde-theeconcentraten werden bereid, die hun fluxditeit behielden bij diepvriestemperaturen eh die microbiologisch stabiel waren. Bij deze produkten waren de moeilijkheden bestaande uit het verwijderen van vaste concentraten uit blikken 15 en het dispergeren daarvan in water, ondervangen.

Een sinaasappelsapconcentraat werd als volgt bereid:

Bestanddelen Hoeveelheid (1) glucose 37,00 (2) fructose-glucosesiroop 33,00 20 (3) citroenzuur 0,20 (4) sinaasappelolie 0,15 (5) water 29,65 100,00 25 Het water (5) werd verwarmd op 71,1°C en gehandhaafd bij deze temperatuur terwijl onder mengen glucose (1) werd toegevoegd.

De siroop (2), het citroenzuur (3) en de sinaasappelolie (4) werden vervolgens met het verkregen mengsel onder mengen verenigd.

Het concentraat werd in een diepvriesinrichting geplaatst 30 en daarna onderzocht op zijn fluïditeitseigenschappen, waarbij de volgende resultaten werden verkregen: geen vloei na 1 minuut: 125 cm 3 3 3 na 3 minuten; 145 cm na 5 min.; 230 cm na 10 min. en 245 cm na 15 min. Een bekend handelssinaasappelsapconcentraat ("Awake") was zelfs 3 na 15 min. nog vast en had een vloei van minder dam 1 cm .

35 Werd bovenstaand recept gewijzigd door de siroop te vervangen door een gelijke gewichtshoeveelheid glucose, dan leverde het 3 produkt na bevriezen een vloei van 0 op na 10 min. en van 15 cm na 15 min.

- ·*. r’ ; 'y r -10-

Het concentraat volgens het bovenstaande recept levert een sinaasappelsapdrank op, wanneer het wordt gemengd met een gelijke hoeveelheid water.

Voorbeeld II

5 Een gekoeld theeconcentraat werd bereid uit de volgende bestanddelen:

Bestanddelen Hoeveelheid (1) glucose 37,00 (2) fructose-glucosesiroop 33,00 10 (3) citroenzuur 0,03 (4) citroenolie 0,27 (1 druppel) (5) thee-aftreksel 29,70 100,00 15 Het produkt werd bereid door 325 g water te koken en de thee (5 zakjes a 25 g) gedurende 3-4 min. te laten trekken om aldus het thee-aftreksel (5) te verkrijgen. Het thee-aftreksel werd op 71,1°C gebracht en de glucose (1) werd toegevoegd. Daarna werden de siroop (2), het citroenzuur (3) en de citroen (4) onder mengen toegevoegd.

20 Het produkt werd bevroren en onderzocht op vloei- eigenschappen, waarbij de volgende resultaten werden verkregen: 475 3 3 3 cm na 1 min., 500 cm na 3 min. en 525 cm na 5 min. Een bekend han- delstheeconcentraat ("Nestea Reconstituted") leverde, wanneer het was bevroren, een vloei op van minder dan 5 cm^ na 15 min.'Werd de siroop 25 (2) vervangen door een gelijke hoeveelheid glucose, dan treedt bij het bevroren produkt geen vloei op na 15 min.

« ” -1 — i *» Q “> a · f g :λ· v *J '

Claims (4)

1. Microbiologisch stabiel voedingspreparaat bestaande uit een mengsel van water, suiker en aromatiseringsmiddel, met dien verstande, dat de suiker aanwezig is in een gewichtshoeveelheid, die tenminste gelijk is aan de gewichtshoeveelheid water en het totaalge- 5 halte opgelost materiaal zodanig is, dat het produkt een wateractivi-teit van ong. 0,8-0,9 bezit, met het kenmerk, dat het preparaat een drankconcentraat betreft, de hoeveelheid water 35-45% bedraagt, de suiker aanwezig is in een hoeveelheid,die ong. l,2-l,8x de hoeveelheid water bedraagt, de suiker voor 75-100% uit fructose plus glucose be-10 staat en het gehalte aan fructose ong. 10-30% gebaseerd op het totale suikergehalte bedraagt.

2. Preparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het een thee-extract bevat.

3. Preparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 15 het een sinaasappelextract of -aroma bevat.

4. Preparaat volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de suikercomponent een fructose-glucosesiroop omvat.

0 V \t - -