NO302731B1 - Gel og fremgangsmåte for fremstilling av denne - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av en gel og mer spesielt en næringsmiddelgel, samt gelen som oppnås ved fremgangsmåten.

Det finnes forskjellige prosesser for å modifisere stivelser der stivelsene kompieksdannes med et emulgeringsmiddel, for eksempel for å forbedre dispergerbarheten eller deres fortykningskraft.

Således beskriver US-PS 4 491 483 (Dudacek et al.) en stivelse som lett kan dispergeres i kokende vann som oppnås ved behandling av en nativ stivelse ved 50 til 120°C i nærvær av 10 til 40$ vann og minst 0,25$, beregnet på vekten av stivelsen, av et emulgeringsmiddel og tørking, og der de nøyaktige betingelser ved denne behandling ved eksponering til fuktighet og varme er valgt for å unngå gelatinering av stivelsen. Virkningen av denne behandling er å øke gelatineringstemperaturen for stivelsen og derved unngå dannelse av klumper når stivelsen dispergeres i kokende vann.

FR-PS 2 629 684 (INRA) beskriver et amylaseholdig produkt som lett kan dispergeres både i kaldt og i varmt eller kokende vann og som oppnås med mikrobølgebehandling av et medium inneholdende en nativ stivelse, 30 til 50$ vann og, eventuelt, høyst 3$, beregnet på vekten av stivelsen, av et amylosekompleksdannende middel, granulering av den således oppnådde pasta og tørking. Denne mikrobølgebehandling gjen-nomføres i 30 sekunder til 15 minutter ved 50 til 98° C inntil minst 50$ av stivelsen er gelatinert. Det amylase-holdige materialet som oppnås på denne måte kan benyttes på grunn av bindingsegenskapene ved fremstilling av forskjellige retter som ferdiglagde retter, kalde måltider og for eksempel sauser.

EP 011 479 (General Foods) beskriver en fremgangsmåte for fremstilling av en pregelatinert modifisert stivelse som er egnet for bruk ved fremstilling av hurtigpuddinger der natrium- eller kalsiumstearoyl laktyl-2-laktat og/eller en kombinasjon av et protein og et emulgeringsmiddel tilsettes til en vandig dispersjon av nativ stivelse og hvori enten en dispersjon oppvarmes og direkte tørkes på valser til et tørrstoffinnhold på 20 til 40$ eller en dispersjon oppvarmes i en varmeveksler med skrapet overflate til et tørrstoff-innhold på mindre enn 10$, for eksempel 1, 2%, og så spray-tørkes.

I en variant av fremgangsmåten ifølge '479 der det benyttes en valsetørker, blir valsene oppvarmet med damp under et trykk på 3 til 11 bar og dreies i en hastighet på noen omdreininger pr. minutt. I den variant der det benyttes en varmeveksler med skrapet overflate blir dispersjonen fortrinnsvis forvarmet til like under gelatineringstemperaturen for stivelsen, for eksempel til 65 til 7056 for tapioka, for å øke gelatineringstemperaturen, og oppvarmes så til 80 til 90°C i et tidsrom tilstrekkelig til fullstendig å gelatinere stivelsen.

Utførelsesformen av fremgangsmåten ifølge '479 der kun natrium- eller kalsiumstearoyl laktyl-2-laktat tilsettes, gir en forgelatinert modifisert stivelse som har den samme fortykningsvirkning som en ikke-modifisert forgelatinert stivelse. Den aktuelle modifisering tilveiebringer den rekonstituerte pudding med en mykere og glattere tekstur og med et lysere utseende.

Det finnes også forskjellige pulvere for næringsmiddelgeler av hurtigdesserttypen eller av kokt puddingtype som inneholder en stivelse som fortykningsmiddel og et emulgeringsmiddel for å jevne ut teksturen i den rekonstituerte dessert.

Således beskriver US-PS 3 917 875 (Gardiner) et pulver for en hurtigdessert av yoghurttypen som inneholder sukker, gelatin, en stabilisator som en gummi, en naeringsmiddelsyre, for gelatinert stivelse og eventuelt et emulgeringsmiddel og/eller fargestoffer og smaksmidler.

På samme måte beskriver US-PS 4 262 031 (Carpenter et al.) et pulver for en pudding ment for koking som inneholder sukker, ikke-gelatinert stivelse, mer spesielt nativ maisstivelse, sterkt alkaliserte kakaopulver, en surgjører og eventuelt et emulergeringsmiddel og/eller en stabilisator som gummi.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en gel og mer spesielt en næringsmiddelgel inneholdende en lav konsentrasjon av stivelse kompieksdannet med et emulgeringsmiddel som har en spesielt kort tekstur, dvs. som vil kjennetegnes ved sin elastisitet i motsetning til sin viskositet.

En annen oppgave for oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for fremstilling av denne gel fra en vandig oppløsning med en lav konsentrasjon av stivelse.

Ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes følgelig en gel, kjennetegnet ved at den inneholder 1-5 vekt-# av en stivelse med et signifikant innhold av amylose, kompieksdannet i et omfang på 90 til 100$ med 1 til 8%, basert på vekten av stivelsen, av et emulgeringsmiddel som er i stand til å danne et kompleks med amylose, og har en konserveringsmodul G' på 5 til 50 Nm-<2>og en dissiperingsmodul G'' på 1 til 10 Nm-2 .

Ved foreliggende oppfinnelse tilveiebringes videre en fremgangsmåte for fremstilling av en gel som omtalt ovenfor, kjennetegnet ved at en vandig blanding inneholdende alle bestanddelene som går inn i sammensetningen av gelen, inkludert emulgeringsmiddel i dispergert form, og stivelse i gelatinert form, fremstilles under betingelser som muliggjør at en amylose frigis i en slik mengde at den har en iod-bindende kraft på 3,3 til 4,7$, at den fremstilte amylosen kompleksdannes med emulgeringsmidlet ved oppvarming og at blandingen så settes ved avkjøling.

Det er funnet at det på denne måte effektivt er mulig å fremstille geler med en lav konsentrasjon av stivelse og en bemerkelsesverdig tekstur på grunn av en økning av elastisiteten i forhold til viskositeten ved kompleksdannelse av frisatt amylose med et emulgeringsmiddel.

Mer spesielt er det funnet at dannelsen av disse geler skyldes kompleksdannelse ved inklusjon av emulgeringsmiddelmolekyler i amylosemolekylene som antar en skrukonfigurasjon. Denne type kompleksdannelse er for eksempel beskrevet av M.A. Rutschmann i sin doktorgradsavhandling som ble publisert i 1987 ved L'Ecole Polytechnique Fédérale, Zurich, under nr. 8413.

I den nærværende beskrivelse er teksturen i gelene definert ved parametrene "konserveringsmodul" G' som karakteriserer gelens elastisitet og "dissiperingsmodul" G'' som karakteriserer viskositeten. Disse parametre bestemmes ved harmonisk analyse. Prøven underkastes en sinusoid belastning eller deformering ved en viss frekvens som en funksjon av tiden. Den tilsvarende skjærbelastning måles; den er også sinusoid, men har et faseskift mellom ekstremene på null (rent elastisk tekstur) og n/2 (rent viskøs tekstur). Et mellomliggende faseskift har en elastisk komponent, nemlig konserveringsmodulen G', og en viskøs komponent, nemlig dissiperingsmodu-len G''. Innenfor foreliggende beskrivelses kontekst bestemmes disse moduler med et reometer ved en konstant spenning ved bruk av et måleinstrument bestående av en kon som roterer på en plate, idet konen og platen begge har en diameter på 6 cm og vinkelen mellom kon og plate er 2° . Målingene gjennomføres ved 25°C ved en oscillasjonsfrekvens for konen rundt sin akse på 2 Hz under et par anordnet i et lineært viskoelastisitetsområde fra 0,01 til 0,1 Nm. Iodbindeevnen bestemmes ved amperometrisk titrering av iod ved bruk av den metode som er beskrevet av R. Wyler i sin doktorgradsavhandling som ble publisert i 1979 ved L'Ecole Polytechnique Fédérale, Zurich, under nr. 6514.

Målingene gjennomføres ved en polariseringsspenning og strøm på 140 mV henholdsvis 2 mA ved omgivelsestemperatur og på 15 ml prøver av 0,01 N iod/kaliumtitreringsoppløsning og ved en dråpvis tilsetningshastighet på 0,4 ml/min. Iodbindeevnen defineres som koeffisienten mellom mengden iod som er bundet og den totale mengde stivelse, multiplisert med 100.

Graden kompieksdanning defineres som koeffisienten mellom differansen mellom iodbindekraften for stivelsen og iodbindekraften for komplekset over iodbindekraften for stivelsen, multiplisert med 100.

Uttrykket "lav konsentrasjon av stivelse" betyr et lavt stivelsesinnhold, dvs. et stivelsesinnhold fra ca. 1 til noen få vekt-#. Fordi en nativ stivelse generelt har et visst vanninnhold, for eksempel 7 til 15$, betyr "vekt-# stivelse" vekt-5é stivelsestørrstoff.

Således inneholder gelen ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis 1 til 5 vekt-# stivelse og 1 til 8%, beregnet på vekten av stivelse, av emulgeringsmidlet.

Stivelsen bør ha et signifikant amyloseinnhold. Dette betyr at en stivelse som er kjent for å inneholde så og si utelukkende amylopektin, som for eksempel den stivelse som i engelsk språkbruk er kjent som "Waxy maize" (voksaktig stivelse, 1$ amylose), ikke vil være egnet. Imidlertid betyr dette ikke at den stivelse som velges må være eksepsjonelt rik på amylose, som for eksempel den stivelse som i engelsk språkbruk er kjent som "amylomaize" med 50 til 70$ amylose, som heller ikke behøver å være egnet.

Stivelser som er spesielt egnet for oppfinnelsens formål er potetstivelse, tapiokastivelse, vanlig maisstivelse og/eller hvetestivelse som har et "signifikant" amyloseinnhold fra 15 til 30 vekt-#.

Emulgeringsmidlet må være i stand til å kunne danne et kompleks med amylose. Således er for eksempel lecitin ikke egnet. Derimot er for eksempel glycerolmonostearat, kalsiumstearoyl laktyl-2-laktat, natriumstearoyl laktyl-2-laktat, polyoksyetylensorbitan monostearat og/eller polyetylenglykol monolaurat, spesielt egnet.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer geler egnede for forskjellige grener innen den industri som er interessert i slike produkter, for eksempel næringsmiddelindustrien, den kosmetiske industri og videre maling- og fernissindustrien.

I en foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen er gelen en næringsmiddelgel og kan i tillegg til den kompleksdannede stivelse, spesielt inneholde de bestanddeler som tradisjonelt brukes i desserter av puddingtypen som for eksempel melkefaststoffer, sukrose og smaks- og/eller fargestoffer og/eller

-midler.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gjennomføres ved fremstilling av en vandig oppløsning inneholdende alle bestanddelene som går inn i gelsammensetningen, nemlig stivelsen, emulgeringsmidlet i dispersjonen og eventuelt andre ytterligere bestanddeler som for eksempel de som er nevnt ovenfor for den spesielle utførelsesform av puddingtypen.

Oppløsningen kan fremstilles ved tilsetning av stivelsen, for eksempel i nativ pregelatinert form eller forbehandlet ved eksponering til varme og fuktighet. Det skal i denne forbindelse påpekes at de betingelser under hvilke stivelsen gelatineres kan være mere kritiske, jo lavere stivelseskonsentrasjonen i den vandige blanding er.

Under 2 vekt-# er det for eksempel å anbefale å gelatinere stivelsen under betingelser som muliggjør at stivelses-granulene forblir intakte, mens man tillater en brukbar mengde amylse og frigis, for eksempel en tilstrekkelig mengde til å oppnå en gel med den krevede tekstur. For dette formål kan stivelsen gelatineres, for eksempel i 2 til 30 minutter ved 90 til 98°C under mild omrøring. Evis stivelsen gelatineres under 90°C, er det en risiko for at mengden amylose som settes fri fra stivelsesgranulatene kan være for liten. Hvis stivelsen gelatineres ved en temperatur over 98°C, er det en risiko for at granulene brister.

Hvis, i motsetning til dette, stivelsen gelatineres under betingelser der det er en betydelig sannsynlighet for at alle granuler skal briste, er det å anbefale å justere stivelseskonsentrasjonen i den vandige blanding til minst 3 vekt-#. Denne sannsynlighet foreligger spesielt når stivelsen gelatineres under betingelser som er ekvivalente med en steriliseringsbehandling, for eksempel ved en temperatur helt opp til 125°C.

Når med andre ord, gelatineringstemperaturen øker utover 98°C, er det å anbefale å motvirke sannsynligheten for at granulene brister ved å øke stivelseskonsentrasjonen i den vandige blanding utover 2$, for eksempel til konsentrasjoner på minst 3$ under steriliseringsbetingelser.

I ethvert tilfelle blir stivelsen fortrinnsvis gelatinert under betingelser som muliggjør at amylose frigis i slik mengde at stivelsen har en iodbindeevne på 3,3 til 4,7$.

Emulgeringsmidlet tilsettes til den vandige blanding slik at den er tilstede i dispergert form. Dette er nødvendig for å sikre at emulgeringsmidlet er tilgjengelig for å kompleks-danne stivelsen eller, mer spesielt, den frigitte amylose. Emulgeringsmidlet tilsettes som nevnt til den vandige blanding for å oppnå en grad av kompleksdanning av stivelsen ' med emulgeringsmidlet på 90 til 100$.

For dette formål kan enten emulgeringsmidlet dispergeres på forhånd i litt vann og den resulterende dispersjon tilsettes til blandingen eller emulgeringsmidlet kan dispergeres direkte i blandingen, for eksempel ved en egnet pE-verdi og ved en egnet temperatur. De egnede pE- og temperaturbeting-elser for dispergering av et emulgeringsmiddel i vann er karakteristisk for hvert emulgeringsmiddel og er enten kjent eller kan bestemmes av fagfolk. For eksempel kan kalsiumstearoyl laktyl-2-laktat dispergeres i vann ved en pH-verdi på 6-12/45-55°C, glycerol monostearat ved pH 6,7/66-68°C og polyoksyetylensorbitan monostearat ved pH 5-12/15-80°C.

Emulgeringsmidlet kan tilsettes til blandingen som beskrevet ovenfor før, under eller etter gelatineringen av stivelsen. Emulgeringsmidlet kan også tilsettes til stivelsen, mer spesielt ved belegging av en eventuelt på forhånd gelatinert stivelse og det hele tilsettes til blandingen.

Amylosen som frigis fra granulene kompleksdannes med emulgeringsmidlet ved oppvarming. Som nevnt ovenfor, blir amylosen kompieksdannet med emulgeringsmidlet slik at stivelsen har en kompleksdannelsesgrad på 90 til 100$. For dette formål kan kompleksdannelsen gjennomføres for eksempel i 15 til 30 minutter ved 70 til 125°C.

De følgende eksempler er ment å illustrere gelen ifølge oppfinnelsen og fremgangsmåten for dens fremstilling.

I eksemplene er prosentandeler og deler på vektbasis, hvis ikke annet er angitt.

Eksempel 1

Det fremstilles en vandig blanding inneholdende de følgende bestanddeler i de i % angitte andeler:

Emulgeringsmidlet ble dispergert på forhånd i en del av melken ved pH 6,0/45°C og ble så tilsatt til blandingen.

Temperaturen i blandingen ble øket til 95°C under omrøring. Temperaturen ble holdt ved 95°C i 20 til 30 minutter under omrøring.

Under denne operasjon ble stivelsen gelatinert og den frigitte amylose kompleksdannet samtidig. Betingelsene under hvilke det hele ble gjennomført muliggjorde på den ene side at amylose ble frigitt i en slik mengde at stivelsen hadde en iodbindekraft på 3,63$ og, på den annen side, muliggjorde at amylosen ble kompleksdannet med emulgeringsmidlet slik at stivelsen hadde en kompleksdannelsesgrad på 100$.

Blandingen ble satt ved avkjøling til 5°C uten omrøring. Næringsmiddelgelen, med andre ord den oppnådde vaniljesmak-ende pudding, hadde en konserveringsmodul G' på 22 Nm-2 , en dissiperingsmodul G'' på 5 Nm-<2>og en pH-verdi på 6,5. Den utmerker seg ved en tekstur i munnen som er både smeltende og sprø, men ikke på noen måte klebrig, dvs. ved en halvfast kort tekstur.

For sammenligningens skyld hadde en vaniljepuddig, fremstilt på samme måte, men uten tilsetning av emulgeringsmiddel, en lang fluid tekstur, en konserveringsmodul G' på 3,2 Nm-<2>og en dissiperingsmodul G'' på 3,4 Nm-2 .

Eksempel 2

Det ble fremstilt en vandig blanding inneholdende de følgende bestanddeler i de i % angitte andeler:

"Stivelsen ble fuktet til et vanninnhold på 20$, behandlet i 4 timer ved 95 °C i en tett beholder, tørket i luft og malt opp.

Emulgeringsmidlene ble dispergert separat på forhånd i en del vann ved pH 6,5/67°C for glycerol monostearat og en del vann ved pH 6,0/45°C for kalsiumstearyl laktyl-2-laktat. De ble deretter tilsatt til blandingen.

Blandingen ble innført i lakkerte 0,5 liters tinnbeholdere som så ble forseglet. Beholderene ble anbragt i en autoklav med omdreining 0,2 opm og satt hen i 30 minutter ved 121° C, temperaturen i oppløsningen steg fra 25 til 121°C i løpet av de første 10 minutter.

I løpet av denne operasjon gelatinerte stivelsen og amylosen som ble satt fri, ble kompleksdannet samtidig. Betingelsene under hvilke denne operasjon ble gjennomført muliggjorde på den ene side at amylose ble frigitt i en slik mengde at stivelsen hadde en iodbindeevne på i, 32% og, på den annen side, muliggjorde at amylosen ble kompleksdannet med emulgeringsmidlet slik at stivelsen hadde en kompleksdannelsesgrad på 10056.

Blandingen ble satt ved avkjøling med kaldt vann i autoklav til en temperatur på 25°C. Denne operasjon tok ca. 30 minutter. Dreiningen av autoklaven ble stanset 10 minutter etter påbegynnelsen av avkjølingen.

Næringsmiddelgelen, dvs. den steriliserte vaniljepudding, hadde en konserveringsmodul G' på 20 Nm-2 , en dissiperingsmodul G'' på 5 Nm-<2>og en pH-verdi på 6,5. Den utmerket seg ved en kort, halvfast tekstur.

Som sammenligning hadde en vaniljepudding som var sterilisert på samme måte, men uten tilsetning av emulgeringsmiddel, en lang og fluid tekstur, en konserveringsmodul G' på 1,5 Nm-<2>og en dissiperingsmodul G'' på 1,6 Nm-<2>.

Eksempel 3

Det ble fremstilt en vandig blanding inneholdende de følgende bestanddeler i de i 56 angitte andeler:

♦«Den forgelatinerte stivelse ble belagt ved spraying med en alkoholisk oppløsning av emulgeringsmidlet og tørking i luft ved 40°C.

Betingelsene under hvilke stivelsen ble gelatinert muliggjorde at amylose kunne frigis i en slik mengde at stivelsen hadde en iodbindekraft på 4,65$.

For å fremstille blandingen ble de tørre bestanddeler dispergert forsiktig i vann. Blandingen ble så oppvarmet til 98°C under omrøring. Temperaturen holdes ved 98°C i 5 minutter under mild omrøring.

Under denne operasjon ble amylosen kompleksdannet slik at stivelsen hadde en kompleksdannelsesgrad på 10056.

Blandingen settes ved avkjøling til 5°C uten omrøring. Næringsmiddelgelen, med andre ord den oppnådde sjokoladepudding, hadde en konserveringsmodul G' på 30 Nm-2 , en dissiperingsmodul G'' på 8 Nm-<2>og en pH-verdi på 6,6. Den utmerker seg ved en spesielt kort, halvfast tekstur.

For sammenligningens skyld hadde en sjokoladepudding som ble oppnådd på samme måte, men uten tilsetning av emulgeringsmiddel, en lang og mindre fast tekstur, en konserveringsmodul G' på 1,4 Nm-<2>og en dissiperingsmodul G'' på 3,1 Nm-2 .

Eksempel 4

Det ble fremstilt en vandig blanding inneholdende de følgende bestanddeler i de i 56 angitte andeler:

For å fremstille denne blanding ble stivelsen suspendert i vann og gelatinert i 30 minutter ved 95°C under omhyggelig omrøring. Det oppnås en stivelsesoppløsning hvori mengden amylose som avgis fra granulene er slik at det oppnås en

•iodbindekraft på 4,15$.

De gjenværende bestanddeler av blandingen tilsettes til stivelsesoppløsningen ved 95 °C og blandingen omrøres heftig i 15 sekunder. Den frigitte amylose kompleksdannes så med emulgeringsmidlet slik at stivelsen har en kompleksdannelsesgrad på 100$.

Blandingen settes ved avkjøling til 25°C uten omrøring. Den sitronsmakende gel som oppnås har en konserveringsmodul G' på 12 Nm-2 , en dissiperingsmodul G" på 3 Nm-<2>og en pH-verdi på 2,5. Den utmerker seg ved en karakteristisk kort geltekstur.

Som sammenligning opplever man at et produkt som fremstilles på samme måte, men uten tilsetning av emulgeringsmiddel, ikke setter seg, men forblir flytende og har ikke en gels tekstur. Konserveringsmodulen G' er 0,8 Nm-<2>for en dissiperingsmodul G" på 1,2 Nm"2 .

Claims (7)

1. Gel.karakterisert vedat den inneholder 1-5 vekt-# av en stivelse med et signifikant innhold av amylose, kompleksdannet i et omfang på 90 til 100$ med 1 til 8$, basert på vekten av stivelsen, av et emulgeringsmiddel som er i stand til å danne et kompleks med amylose, og har en konserveringsmodul G' på 5 til 50 Nm-<2>og en dissiperingsmodul G" på 1 til 10 Nm-<2>.

2. Gel ifølge krav 1,karakterisert vedat stivlsen er en potetstivelse, tapiokastivelse, maisstivelse og/eller hvetestivelse og at emulgeringsmidlet er et glycerol monostearat, kalsiumstearoyl laktyl-2-laktat, natriumstearoyl laktyl-2-laktat, polyoksyetylensorbitan monostearat og/eller polyetylenglykol monolaurat.

3. Gel ifølge krav 1,karakterisert vedat den i tillegg til den kompleksdannede stivelse inneholder melkefaststoffer, sukrose og/elller smaks- og/eller fargestoffer og/eller -midler.

4 . Fremgangsmåte for fremstilling av en gel ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 3,karakterisertved at en vandig blanding inneholdende alle bestanddelene som går inn i sammensetningen av gelen, inkludert emulgeringsmiddel i dispergert form, og stivelse i gelatinert form, fremstilles under betingelser som muliggjør at en amylose frigis i en slik mengde at den har en iod-bindende kraft på 3,3 til 4,7$, at den fremstilte amylosen kompleksdannes med emulgeringsmidlet ved oppvarming og at blandingen så settes ved avkjøling.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at blandingen fremstilles ved å tilsette stivelsen i forgelatinisert nativ form eller forbehandlet ved eksponering til varme og fuktighet.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at stivelsen gelatineres i 2 til 30 minutter ved 90 til 125°C.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at amylosen kompleksdannes med emulgeringsmidlet i 15 sekunder til 30 minutter ved 70 til 125"C.