DD214985A3

DD214985A3 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von stabilem eiweiss-zucker-schaum mit hohem gasanteil

Info

Publication number: DD214985A3
Application number: DD23566181A
Authority: DD
Inventors: Regina Boettcher; Hubert Juhnke; Gabriele Kulawick; Juergen Naether; Eve Wange; Guenter Zehle; Helmut Zoesche
Original assignee: Inst Getreideverarbeitung
Priority date: 1981-12-11
Filing date: 1981-12-11
Publication date: 1984-10-24
Also published as: ATA368782A; HU188233B; DE3236731C2; JPS58101646A; DE3236731A1; JPS6041569B2; BG42536A1; GB2111367A; GB2111367B; AT381210B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von stabiliem Eiweiss-Zucker-Schaum mit hohem Gesanteil. DerEiweiss-Zucker- Schaum ist zur Fuellung der verschiedensten Erzeugnisse der Backwaren-,Dauerbackwaren- und Suesswarenindustrie geeignet. Ziel der Erfindung ist die Herstellung mit moeglichst geringem energetischem und apparativem Aufwand bei gleichzeitiger hoher Volumen- und Schaumausbeute. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass die aufbereiten bzw.gekochten und gemischten Rohstoffe mit einer Temperatur von mindestens 40 Grad C unter Zufuehrung von Druckluft in einem Dispergierohr verschaeumt werden. Dieses enthaelt ein makrofibrillaeres System aus unverzweigten, verschlungen festen Faeden mit rundem Querschnitt und einem Durchmesser von 0,4 bis 2,0mm.

Description

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(a) Titel der Erfindung

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von stabilem Eiweiß-Zucker-Schaum mit hohem Gasanteil

^b) Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung ' zur kontinuierlichen Herstellung von Eiweiß-Zucker-Schaum, der in der Backwaren-, Dauerbackwaren- und Süßwarenindustrie zur Füllung der verschiedensten Erzeugnisse, z.B. sogenannter Negerküsse und spezieller Waffeln, verwendet werden kann.

{c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt,.daß Eiweiß-Zucker-Schäume nach zwei verschiedenen Grundverfahren, hergestellt werden:

1. Nach einem einstufigen Verfahren, bei dem eine gemeinsame Verschäumung von Eiweiß- und gekochter Zuckerlösung erfolgt. ' ; ;..'. .

2. Nach.einem zweistufigen Verfahren, bei dem erst die Ver- ^: schäumung der Eiweißlösung erfolgt und anschließend eine innige Vermischung bzw. Dispergierung mit gekochter Zuckerlösung. ^:

Beide Verfahren sind sowohl diskontinuierlich als auch kon- 'tinuierlich durchführbar.

Beim diskontinuierlichen.einstufigen Verfahren werden die beiden Komponenten in einer offenen Verschäumungsmaschine mittels Schlagrute verschäumt. Die Qualität dieses Eiweiß-Zucker-Schaumes ist für die Herstellung bestimmter Erzeugnisse, z.B. sogenannter Negerküsse und spezieller Waffeln.

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nicht geeignet, da die erforderlichen spezifischen Schaumvolumen nicht erreicht werden (Zucker- und Süßwarenwirtschaft J£ (1 977) 12 , S-. 448).

Den gleichen Nachteil haben die bisher bekannten einstufigen kontinuierlichen Verfahren, bei denen die Eiweiß-Zucker-Mischung in speziellen Dispergiereinrichtungen, wie z.B. rotierenden Mischköpfen, verschäumt wird.

Diese Schäume können ζ.B. zur Herstellung von Marshmallows verwendet werden (Zucker- und Süßwarenwirtschaft 28 (1975) 3. 57).-

Beim zweistufigen., diskontinuierlichen Verfahren wird die fiiweißlösung .chargenweise in offenen Verschäumungsmaschinen, wie z.B. in Planetenrührmaschinen, verschäumt. Die Mweißlösung wird aus einer Mischung von Sprüheiklarpulver und Wasser im Verhältnis 1.: 7 hergestellt. In diesen. Eiweißschaum wird der vorzugsweise.auf 110 - 120 °( gekochte Zucker, in dem je nach Rezeptur Stärkesirup und öeliermittel, wie Agar-Agar, Gelatine oder Pektin enthalten sind, portionsweise zugegeben und in der Verschäumungsmaschine intensiv dispergiert und gleichzeitig auf ca. 50 °C abgekühlt,: so daß ein voluminöser Schaum mit einer Dichte von etwa 0,2 g/cm³ entsteht. .Dieser chargenweise hergestellte Schaum ist zur Produktion von sogenannten Negerküssen und schaumigen .Waffelfüllungen sehr gut geeignet (Zucker- und Süßwarenwirtschaft 22 (1977) 12, S. 448). Beim zweistufigen kontinuierlichen Verfahren wird der Eiweißschaum unter Verwendung von,Druckluft in bekannten Druckschlagmaschinen- oder in Engspalthornogenisatoren, die mit—besonders geschlitzten Metalleinsätzen, speziell geformten Drahtsieben, zylindrischen Metalleinsätzen, strukturierten Haufwerken- wie Kugeln, Raschigringen, Sattelkörpern, Spiralen usw. versehen sind, hergestellt. Dieser Schaum wird kontinuierlich in ein zweites . Dispergie.raggregät gefördert. In dieses Dispergieraggragat wird der mit allen Rohstoffen versetzte und gekochte Zucker dosiert und mit dem Eiweißschaum innig vermischt.

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Das Gemisch wird durch eine geeignete Vorrichtung abgekühlt und der Dressiermaschine zugeführt.

Der Nachteil der bekannten zweistufigen Verfahren besteht im höheren energetischen und apparativen Aufwand, der zur Herstellung des stabilen, voluminösen Eiwei.ß-Zucker-Schaumes erforderlich ist. Dieser erhöhte Aufwand entsteht aus der zeitlich unterschiedlichen Verschäumung der Eiweißlösung und des Eiweiß-Zucker-Gemisches bzw. aus der räumlich und apparateseitigen getrennten Verschäumung beider Rezepturbestandteile .

Außerdem ist festzustellen, daß das Schaumvolumen der aufgeschlagenen Eiweißlösung nach Zugabe des gekochten Zuckers durch die eintretende Denaturierung und teilweise Schaumzerstörung wesentlich geringer wird. Durch nachfolgende intensive Verschäumungsarbeit muß das Schaumvolumen wieder verbessert werden. .

(d) Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung eines stabilen Eiweiß-Zucker-Schaumes, mit hoher Volumen- und Schaumausbeute, der für die verschiedensten Erzeugnisse der Backwaren-. Dauerbackwaren- und Süßwarenindustrie, z.B. Waffeln mit voluminösen Schaumfüllungen oder auch sogenannten Negerküssen, geeignet ist.

Dabei ist es ein besonderes Ziel der Erfindung, die Herstellung mit möglichst geringem energetischem und apparativem Aufwand zu ermöglichen.

{e) Darlegung des Wesens der Erfindung

Nach den in der Literatur beschriebenen einstufigen kontinuierlichen Verfahren ist es möglich, Eiweiß-Zucker-Schäume für Marshmallows herzustellen.

.für die Herstellung von sogenannten Negerküssen sind große Schaumvolumen und bessere Schaumstabilitäten erforderlich. Zur Erreichung dieser Qualitäten muß bei Beibehaltung des einstufigen Verfahrens ein hoher apparativer und insbesondere energetischer Aufwand betrieben werden.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, nach denen Eiweiß—Zucker-Schäume mit großer Volumenausbeute und hoher Schaumstabilität kontinuierlich und einstufig hergestellt werden können. Es wurde gefunden, daß die Herstellung eines stabilen, voluminösen Eiweiß-Zucker-Schaumes für sogenannte Negerküsse und spezielle Waffelfüllungen im einstufigen kontinuierlichen Verfahren dann möglich ist, wenn eine Mischung aus Eiweißlösung und gekochtem Zucker hergestellt wird, diese mit· Luft beaufschlagt und mittels einer Pumpe durch ein speziell gestaltetes Dispergierrohr gefördert und dabei verschäumt wird.

Die bei der Mischung mit gekochtem Zucker von ca. 110 bis 120 ⁰C eintretende .Denaturierung der Eiweißproteine führt zu einer Verschlechterung ihrer Schäumbildungseigenschaften, die durch die Anwendung dieses.speziellen Dispergierverfahrens kompensiert werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die verbleibenden filmbildenden Eigenschaften" der Proteine und die noch vorhandene .Flexibilität '-der Lamellen durch gezielte Wirkung von Scherkräften für die Schaumbildung und für die fortschreitende Dispergierung genutzt werden können.

Diese Scherkräfte entstehen dadurch, daß das strömende Gemisch durch ein speziell ausgebildetes Dispergierrohr gefördert wird. Der Innenraum des Rohres zeichnet sich durch eine konzentrierte Anordnung eines.makrofibrillären Systems aus unverzweigten verschlungenen und festen Fäden mit rundem Querschnitt, vorzugsweise aus lebensmittelr.echtlich unbedenklichen'Metallen oder Plaste mit einem Durchmesser von ü,4 bis 2,0 mm aus. Die Raumausfüllung dieses Systems kann bis zu 30 % des Volumens des Dispergierrohres betragen. Der runde Querschnitt der festen Fäden sichert,, daß die s.ehr labilen Gasbläschen- und die-sich fortschreitend bildenden Bläschenverbände nicht platzen, sondern durch die Strömungswirbel hinter den Fäden und durch die Adhäsionskräfte der Fäden geteilt werden, wobei die Schaumzerstörung äußerst minimal gehalten wird. Die für die gleichmäßige Verteilung

und für die, insbesondere bei Lebensmitteln, während des Dispergiervorganges notwendige teilweise Denatur'ierung der Inhaltsstoffe, wie z.B. der Auftrennung der Tertiärstruktur der Eiweiße, erforderliche turbulente Strömung wird durch die räumliche Anordnung der festen Fäden zu einem makrofibriilären System mit der Wirkung von Scher- und Adhäsionskräften in jeder Ebene erreicht.

Die Herstellung der Mischung aus Eiweißlösung und vorzugsweise auf 110 bis 120 ⁰C gekochtem Zucker kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich in. herkömmlichen Mischaggregaten bzw. Rührwerken erfolgen. Die Mischungstemperatur stellt sich je nach Temperatur der Komponenten und der verwendeten Rezeptur zwischen 40 ⁰C und 90 ⁰C ein. Vorzugsweise ist für das gefundene Verfahren eine Mischungstemperatur von 60 ⁰C bis 70 ⁰C einzuhalten.

Zur Einhaltung des gewünschten Temperaturbereiches kann der Mischungsbehälter so ausgelegt werden, daß eine Temperierung möglich ist... ^: , .

Bei Unterschreitung der vorgeschlagenen Mischungstemperatur tritt eine Viskositätserhöhung auf, die eine Erhöhung der Energiezufuhr für die Dispergierarbeit zur Folge hat. Eine Überschreitung der empfohlenen Mischungstemperatur kann nach der Dispergierung. einen Schaum mit unzureichenden Dressierungseigenschaften ergeben. Des weiteren ist ein erhöhter Kühlaufwand nach dem Dressiervorgang notwendig. In Abhängigkeit von der Temperatur des Eiweiß-Zucker-Gemisches, des Durchsatzes, des Schergefälles im Dispergierrohr und der Rohstoffzusammensetzung stellt sich ein bestimmter Systeminnendruck ein.

(f) Ausführungsbeispiel

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Eiweiß-Zucker-Schaum mit hohem Gasanteil (Fig. 1) werden der auf 110 bis 120 ⁰C gekochte Zucker (5), die aufbereitete Eiweißlösung (6) und gegebenenfalls weitere Komponenten (7) in den Mischbehälter (1), der ein Rührwerk besitzt, gefördert .

Der Mischbehälter ist temperierbar. Die Mischungstemperatur beträgt vorzugsweise 60 bis 70 ⁰C.. Über eine Rohrleitung mit Siebeinsatz (2) und entsprechenden Regeleinrichtungen gelangt das Eiweiß-Zucker-Gemisch in die Förderpumpe (3)· Diese drehzahlregelbare Pumpe drückt das Gemisch in das Dispergierrohr (4). Das Dispergierrohr besteht aus einem Rohrmantel der Länge 1700 mm und einem lichten Durchmesser von 40 mm und ist mit 0,7 mm dicken Polyamidfäden mit rundem Querschnitt in einer Konzentration :von 25 % des Nettovolumens gefüllt. Die Polyamidfäden sind unverzweigt und verschlungen. Am Einlauf des Dispergierrohres erfolgt die Zuführung von gereinigter Druckluft über entsprechende.Regeleinrichtungen. Der Druck der Luft beträgt vorzugsweise 0,3 bis 0,8 N/mm².Das Ende des Dispergierrohres dient gleichzeitig als Zuführung zur weiteren Verarbeitung, wie z.B. zur Dressiermaschine (9)-

Claims

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Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung von stabilem Eiweiß-Zucker—Schaum mit hohem Gasanteil, dadurch gekennzeichnet, daß die aufbereiteten bzw. gekochten und gemischten Rohstoffe wie Eiweißlösung, Zucker und gegebenenfalls weitere Zusätze mit einer Temperatur von mindestens 40 ⁰C unter Zuführung von Druckluft in einem Dispergierrohr verschäumt werden.
2. Vorrichtung zur Herstellung von stabilem Eiweiß-Zucker-Schaum mit hohem Gasanteil, bestehend aus einem Dispergierrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergierrohr mit einem makrofibrillärem System aus unverzweigten, verschlungenen festen Fäden mit rundem Querschnitt und einem Durchmesser von 0,4 bis 2,0 mm gefüllt ist, wobei die Volumenfüllung insbesondere 30 % beträgt.

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