SE407733B - Sett att inforliva antioxidanter i ett fodoemne med hjelp av en till vetska overford gas - Google Patents

Description

... -..min . ka.-. _. _. 10 15 20 25 30 35 40 7406608-s 2 utan uttrycket "antioxidant" kommer att användas för att enkelt be- teckna minst en primär antioxidant, vilken eventuellt kan vara kom- binerad med minst en sekundär antioxidant.

Den konventionella process som angivits i det föregående har en begränsad verkan, eftersom antioxidanten har en benägenhet att, D kvarstanna_på ytan av det behandlade födoämnet. Följaktligen förelig- ger en tendens att använda mycket höga mängder av antioxidanten, av storleksordningen 5 till 10 gånger den teoretiskt erforderliga mäng- den: Vidare är användning av denna process för vissa födoämnen, exem- pelvis potatisfpingor, känslig, eftersom det för att säkerställa en optimal skyddsverkan mot oxidation är nödvändigt att ha en jämn för- delning av antioxidanten i födoämnets inre. Detta innebär en mekanisk bearbetning av potatisarna under tillsatsen av lösningen av antioxi- dant, och om icke ytterligare försiktighetsmått vidtages, kan celler- na söndras, med en därav följande frigörelse av stora mängder stärkel- se. Denna stärkelse sväller i närvaro av en vätska och får en gummiar- tad konsistens, vilket gör det rekonstituerade potatismoset otilldra- gande. I detta fall införlivas antioxidanten lämpligen som en vatten/ /fettemulsion, varvid fettsubstansen är avsedd att omsluta skiktet av närvarande fri stärkelse och att verka som bärare för antioxidanten.

I praktiken är denna metod för införlivande icke alltid speciellt tillfredsställande. ' Föreliggande uppfinning hänför sig nu till ett förfarande för införlivande av en antioxidant i ett födoämne, varvid födoämnet bring- as i kontakt med en lösning av en antioxidant i en till vätska över- = förd gas, varefter den till vätska överförda gasen avlägsnas.

Begreppet "födoämne" avses här att i sin vidaste bemärkelse be- teckna en ätbar substans. Det innefattar födoämnen av såväl vegetabi- liskt som animaliskt ursprung, såväl råa som tillagade, och även ät- bara kompositioner för såväl human som animalisk konsumtion. Födoäm- net kan ha underkastats olika behandlingar, exempelvis förvällning, sterilisering, torkning, frysning eller frystorkning. Den till väts- ka överförda gasen kan utgöra en substans eller substansblandning som föreligger i gasformigt tillstånd vid rumstemperatur eller något förhöjda temperaturer, och som lämpligen lätt kan avlägsnas under re- lativt milda betingelser, dvs. utan skadlig inverkan på egenskaperna hos det behandlade födoämnet. Företrädesvis utgöres den substans som väljes som bärare för antioxidanten av en som kan avlägsnas vid rums- temperatur eller under mild värmning! Det är speciellt lämpligt att använda substanser som föreligger i gasformigt tillstånd vid tempera- 10 15 go 25 30 35 H0 3 7406608- ' turer som icke överstiger cirka 5000, och/eller som i vätskeform un- der ett tryck som svarar mot deras mättade ångtryck vid en given tem- peratur snabbt kan avlägsnas genom avlastning av trycket. Exempel på föredragna substanser är de halogenerade kolvätena, t.ex. Freoner , koldioxid, ammoniak, svaveldioxid och svavelhexafluorid. Den vätske- formiga gasen utgör givetvis ett lösningsmedel för den använda anti- - oxidanten, och den bör vara relativt inert gentemot det behandlade födoämnet. V Ä 4 Den använda oxidanten utgör en substansieller en substansbland- ning, innefattande då växtextrakt, och kan som angivits i det föregå- ende utgöras av en primär eller sekundär antioxidant, exempelvis nå- gon av de tidigare angivna. Lösligheten hos antioxidanter i den väts- keformiga gasen är mycket varierande. Sålunda är exempelvis löslig- heten hos nordihydroguajaretsyra (NDGA) i flytande C02 vid lO°C 0,06 g/1, och för tokoreroi 1 Frecn 1 vid 2o°c är den 6 g/1. Det är lämpligt att använda en lösning som har den högsta möjliga kon- centration som är kombinerbar med det önskade impregneringsförhållan- det, vilket vanligen ligger mellan 10 och 500 ppm, men företrädesvis mellan 30 och 300 ppm.

Arbetstemperaturen och trycket kommer att vara beroende av ty- pen av vätskeformig gas. När sålunda koldioxid användes, är det nöd- vändigt att arbeta vid ett tryck över trippelpunktens tryck, vilket är 500 kPa. Exempelvis kan impregnering genomföras vid en temperatur av -5000 och ett tryck av 660 kPa, eller vid l5°C och ett tryck av H,6 MPa. Om födoämnet är vått eller fuktigt, är det lämpligt att ar- beta vid en temperatur över l2°C för att förhindra bildningen av ett fast hydrat, vilket bildas mellan vatten och koldioxid. Höga tryck erfordras icke alltid, exempelvis då ej med Freon lgæ (diklor-difluor- metan) där ett tryck av 590 kPa kan användas vid rumstemperatur, vil- ket föredrages, eller atmosfärtryck vid -30°C.

I en diskontinuerlig process anbringas en sats av födoämnet i ett kärl av lämplig utformning, vilket därefter fylles med en lösning av antioxidanten i vätskeformig gas, så att vätskan står helt över fö- doämnet, varefter den vätskeformiga gasen avlägsnas. Den använda vo- lymen lösning utgör en funktion av impregneringsförhållandet, valt med beaktande av lösligheten hos antioxidanten. I en kontinuerlig process kan lösningen i vätskeformig gas efter impregnering av en sats ledas till en ytterligare sats, varvid mängden löst antioxidant i den vätskeformiga gasen ersättes till önskad styrka mellan varje impregnering. En annan variant av kontinuerlig typ innebär att anti- ......_...._.. . _ ........_- ._ wa... . .,,. . .._ .... ... i.. .. ...._.--... . ut... ..._ aan... ._~...~.. - - ' . »min -..-. m. -. ...ml-aus . 10 15 20 25 30 35 UG vnoesos-s , ioxidantlösningen bringas att cirkulera genom en första kammare, där den kommer i kontakt med en mängd av födoämnet, vilket kan vara stil- lastående eller förflyttas i motström till vätskan, varefter det im- pregnerade födoämnet upptages i en andra kammare, där den vätskefor- miga gasen avlägsnas; Strömningsmängden, hastigheten och koncentratio- nen inställes på lämpligt sätt för erhållande av önskad impregnerings- halt, exempelvis 100 ppm. I alla dessa varianter kan impregneringen upprepas om så behövs. i Temperaturen för nedsänkningen, liksom även trycket, har ingen speciell inverkan på impregneringen. Under beaktande av lösligheten hos antioxidanten och energibalanserna är det följaktligen lämpligast att arbeta vid en temperatur så nära rumstemperatur som möjligt. För behandling av födoämnen som innehåller endast några procent fuktighet är det icke nödvändigt att kontakttiden mellan födoämnet och antioxi- dantlösningen är lång. När sålunda C02 eller Freon 12 användes, er- hålles betydelsefulla resultat efter endast 0,5 minuter, och dessa re- sultat förändras icke vid kontakttider av 15 och till och med 30 mi- nuter.

Avlägsnandet av den vätskeformiga gasen kan enkelt åstadkommas genom tillförsel av värme och/eller sänkning av trycket. I en föredra- gen utföringsform_av uppfinningen kondenseras destillatet för återfö- ring. Om den vätskeformiga gasen utgöres av koldioxid och trycket en- kelt avlastas till atmosfärtryck, kondenserar en del av koldioxiden som snö, vilken långsamt sublimerar till den omgivande atmosfären.

En speciellt lämplig utföringsform av uppfinningen utgöres av opera- tion vid konstant tryck (under, lika med eller över atmosfärtryck) med destillation av den vätskeformiga gasen, kondensation, ersätt- ningstillförsel av antioxidant och impregnering av en ny sats material med denna lösning.

Om i speciella fall en vätskeformig gas användes som lämnar en återstående smak eller lukt, kan en följande avgasningsprocess vara önskvärd. _ Förfarandet enligt uppfinningen är synnerligen enkelt att ge- nomföra, men även vid låga impregneringshalter ger det ett väsentligt skydd mot oxidation. Denna höga effektivitet kan förklaras av det förhållandet att antioxidanten jämnt fördelas i det inre av födoämnet, vilket visas genom jämförande mätningar, gjorda på ytan av och på ski- vor av ett material som impregnerats_i form av kuber. Vidare medför denna enhetliga fördelning icke någon ändring av födoämnets struktur.

Mikroskopiska undersökningar visar icke några strukturella skillnader 10 ~ 15 20 25 7406608-så /A 5 fl g mellan behandlat och obehandlat material.

Uppfinningen âskådliggöres av följande exempel.

Exempel l. 27 kg snoppade, avblastade och skalade morötter skäras till kuber med cirka 1 cm sida och förvälles sedan med ånga i 5 mi- nuter. Efter avsvalnandet frystorkas de vid.-H0°C, varvid värmning till en temperatur över 3000 vid processens slut undvikes. De på detta sätt erhållna 1,8 kg frystorkade morotskuber nedsänkes i sat- ser om 100 g i en lösning av 15 mg butylhydroxitoluen (BHT) i 2 li- ter av den vätskeformiga gas som angives i tabell I, och under de i denna tabell visade betingelserna. Den vätskeformiga gasen avlägsnas därefter medelst destillation, genom att temperaturen bibehålles och trycket minskas. Kuberna placeras därefter i metallburkar, vilka tillslutes utan gasning.

Med jämna mellanrum (l månad, 2 månader, 3 månader) uttages pro- ver av morotskuberna, och deras oxidationsgrad bestämmas genom mätning av återstående karotenoidhalt. Karotenoiderna utgör röda pigment, vil- ka bildar ofärgade föreningar vid oxidation. De utgör därför en an- vändbar färgindikator på oxidation. Resultatet av dessa bestämningar, angives i tabellen, uttryckas som procentuell mängd återstående karo- tenoid vid tiden för mätningen (100 % utgör den ursprungliga mängden).

TABELL 1 Vätskeformig gas Arbets- Temperatur Kontakttid % återstående tryck vid ned- karotenoider MPa sänkning C minuter É~3,5 % efter 1 2 3 månader Freon 12® 0,99 ' 140 1/2 149,6 25,5 20,8 002 3,95 10 15 116,0 23,50 15,0 rreon 12® 0,59 20 1/2 51,0 28,3 19,7 C02 3,95 10 1/2 50,H 23:? 20,8 Kontrollprov 28,H 10,3 7,0 Det framgår tydligt, att de morotskuber som impregnerats medelst föreliggande förfarande har en oxidationsresistens som är 2 till 3 gånger större än den hos kontrollprovet. Dessa egenskaper kan utan tvekan hänföras till det förhållandet att fördelningen av antioxidan- ten i materialets inre är utmärkt. Detta framgår av tabell II, där de visade värdena, erhållna genom gaskromatografi, visar förhållandet mellan den mängd butylhydroxitoluen (BHT) som fixerats i det inre och den vid ytan av kuberna omedelbart efter impregneringen. ...e-...u-e .- ..._ ,...~.. . - .. 10 15 _ExemQe1 3. 7406608-s 6 ' TABELL 2 Vätskeformig gas Arbets- Nedsänknings- Kontakt- Förhållande tryck temperatur tid inre/yta MPa °C minuter Freon 12<® 0,99 _ 40 1/2 0,88 C02 ' 3,95 10 15 1,02 Freon l2® i 0,59 1 20 1/2 0,71! 002 , _ 5,95, 10 ,_ 1/2 0,00 De prov som undersökts efter 3 månaders lagring har ingen främ- mande smak eller lukt, och bibehåller sin ursprungliga röda färg.

Kontrollproven är delvis avfärgade, har en sötaktig smak och en lukt av violer. Liknande resultat erhålles vid användning av butylhydroxí- anisol (BHA). 1 Exemgel 2. 32 kg skalad och putsad potatis, skuren till kuber med cirka 1 cm sida, förvälles i ånga under 10 minuter. Efter avsvalnande frystorkas de på samma sätt som i exempel 1, varvid erhålles 3,73 kg frystorkade potatiskuber. Dessa kuber impregneras därefter med butyl- hydroxitoluen (BHT) på samma sätt som beskrivits i exempel l. Lag- ringsresultat visas i tabell 3. - , . TABELL 3 Vätskeformíg gas Arbets- Nedsänkníngs- Kontakt- % återstående tryck tempegatur tid karotenoider MPa C minuter I 3,5 % 5 efter 1 2 3 månader Freen 12<@ 0,99 no 15 78,3 71,2 69,0 coz 3,95 0 - 10 1/2 7H,7 7u,n 66,0 Freon l2Gæ 0,59 20 1 80,6 78,9 70,5 C02 3,95 10 1 1/2 91,2 78,9 72,1 ' Kontrollprov 10,5 10,8 10,5 Efter 3 månader har de impregnerade proven en organoleptisk ka- raktär och ett utseende som är normalt, medan kontrollproven är vita till färgen, har en pappersliknande smak och en lukt av hö. Oxidations- resistensen hos de behandlade potatisproven är till och med större än den som erhållits med morotskuberna. 20 kg snoppade, avblastade och skalade morötter skivas och ångkokas vid atmosfärtryck i 30 minuter. Morotsskivorna uppdelas i två lika stora satser, betecknade med A och B. Sats A ledes genom nu... om f... ...v-.Ä . 10 15 7406608-5 en homogenisator under 5 minuter och valstorkas vid 8000 under ett tryck av 5,3 kPa. Pâ detta sätt erhålles H00 g morotsflingor, vilka impregneras med 100 ppm butylhydroxitoluen (BHT) medelst det i exem- pel 1 beskrivna förfarandet. Till sats B sättes en etanollösning, :innehållande 5 mglml BHT, vid homogeniseringen, så att en slutlig ¿BHT-halt av 100 ppm erhålles, och morötterna torkas på samma sätt som för sats A. Vardera satsen lagras därefter vid 3000. Resultaten av lagríngsproven framgår av tabell H.

TABELL H Vätskeformig gas Arbets- Nedsänknings- Kontakt- % återstående tryck tempegatur tid karotenoider MPa C minuter (I 3,5 %) ' efter 1/2 l 2 månader Freon 12 Q? (A) 0,59 20 15 100,5 82,U 77,5 C02 (A) 3,95 10 15 97,5 32,3 55,7 Kontrollprov (B) 97,3 62,0 62,0 En förbättring i resistensen mot långtidsoxidation kan påvisas.

Exempel U. 22 kg torra potatísflingor nedsänkes i satser om 100 g i 2 liter av en lösning av 15 mg butylhydroxianísol (BEA) i vätskefor- mig koldioxid vid lO°C under ett tryck av 3,95 MPa. Efter en kontakt- tid av 2 minuter sänkes temperaturen snabbt till -80°C för att frysa all C02, varefter trycket avlastas till atmosfärtryck och den bildade kolsyresnön långsamt får sublimera till den omgivande atmosfären. De impregnerade potatisflingorna bibehåller en tillfredsställande smak och lukt under 6 månader. Liknande resultat erhålles med butylhydroxi- toluen (BHT) och med en blandning av lika viktdelar BHT och BHA. -~--.-_-_---_-_----

Claims (4)

.~'.....~... . __..- . . ..._\..~..'....._ . 7406608-s 8 Patentkrav ~~~~ --

1. Sätt att införlíva en antioxidant i ett födoämne, k ä n nye t e c k n a t därav, att födoämnet nnder en tid av 0,5 till 30 minuter bringas i kontakt med en lösning av en antioxidant i en till vätska Överförd gas, bestående av ett halogenerat kolväte -som är gasformigt vid en temperatur under 50°C, såsom diklordi-a fluormetan, eller koldioxid, ammoniak, svaveldioxid eller svavel- hexafluorid, varefter den till vätska överförda gasen avlägsnas; genom tillförsel av värme och/eller sänkning av trycket, eller b genom frysning, àtföljd av sublimeríng.

2. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att födoämnet utgöres av en torkad produkt.

3. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att koldioxid avlägsnas genom expansion, följd av sublímering.

4. Sätt enligt något av krav 1-3, k ä n n e t e c'k n a t därav, att antioxidanten utgöres av minst en av föreningarna bue tylhydroxítoluen och butylhydroxianisol. S. Sätt enligt något av krav 1-4, k ä n n e t e c k n a t därav, att födoämnet impregneras med 30 till 300 ppm antioxidant. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Sverige 154 406 (53 c:3/03) Danmark 119 390