DD224208B1

DD224208B1 - Verfahren zur herstellung eines kaffeeweissers

Info

Publication number: DD224208B1
Application number: DD26426084A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Mieth; Juergen Brueckner; Joachim Pohl; Brigitte Nussbuecker; Winfried Schaefer; Dieter Melms
Original assignee: Akad Wissenschaften Ddr
Priority date: 1984-06-19
Filing date: 1984-06-19
Publication date: 1987-10-21
Also published as: DD224208A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kaffeeweißer in Pulverform auf der Basis von Pflanzenfetten, Kohlenhydraten, Emulgatoren, Stabilisatoren und anderen Komponenten durch Emulgieren, Pasteurisieren und Trocknen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Unter Substitution von Milchfetten hergestellte Kaffeeweißer— man unterscheidet prinzipiell zwischen Flüssig- und Trockenprodukten — werden bekanntlich durch Homogenisierung der Basiskomponenten Fette, Kohlenhydrate und Wasser mittels traditioneller Emulgiertechniken, meist unter Einsatz von Dmckhomogenisatorön, gewonnen in Anlehnung an gängige

Verfahren der Milchverarbeitung, überwiegend mittels Plattenerhitzer und Sprühtrockner mit Instantisierungsvorrichtung, pasteurisiert und getrockent. Als Zusatzstoffe kommen dabei oberflächenaktive Lipide und Proteine, wie auch Puffersalze zur Anwendung, die als Emulgatoren, Stabilisatoren, Dispergiermittel und Koagulationshemmer, fungieren.

Die Zusammensetzung derartiger Kaffeeweißer hinsichtlich ihres Gehaltes an wertbestimmenden Bestandteilen ist im allgemeinen der von entsprechenden Milchprodukten angepaßt, unterliegt aber auch zum Teil erheblichen Schwankungen.

Speziell unter dem Aspekt der Energiereduzierung werden beispielsweise auch fettarme oder fettfreie Erzeugnisse hergestellt, wobei die Weißkraft durch höhere Anteile an fettfreier Trockenmasse oder Zusatz von Titandioxid erreicht wird.

Was die Basiskomponenten angeht, so besteht der Fettanteil (Einsatzkonzentrationen bis zu 50%) überwiegend aus hydriertem Kokosfett; daneben werden Kombinationen von Milch- und Pflanzenfetten beschrieben (DE-OS 2247081). Als Kohlenhydrate (Einsaukonzentrationen bis zu 65%) dominiert Maisstärkesirup mit Dextroseäquivalenten zwischen 10 und 50%, weiterhin werden Dextrine verwendet (US-PS 4199605). Emulgatoren und Stabilisatoren finden in vielfältiger Form Anwendung. Bei erstgenannten Zusatzstoffen handelt es sich um Lipide mit unterschiedlichen HLB-Werten, vorzugsweise Partialfettsaureester von Glycerol, Propylenglycol und Polyglycerol, aber auch um Diacetylweinsäureester, Polyoxyethylen-Sorbitanester und Stearoyllactylat sowie deren Mischungen (US-PS 4341811).

Letztgenannte Zusatzstoffe sind vor allem Caseinat sowie nicht näher definierte Milchproteine und Milchfeststoffe; darüber hinaus werden auch Pflanzenproteine, insbesondere Sojaisolate (US-PS 3935325), und deren Derivate (US-PS 3764711) sowie Kombinationsprodukte von Sojaproteinen mit Caseinaten eingesetzt (DE-OS 2625104). Schließlich sind Puffersalze in Form von Acetaten, Phosphaten und Citraten gebräuchliche Ingredienzien.

Die Technologie der Herstellung von Kaffeeweißern sieht entweder eine Vermischung aller Ingredienzien mit anschließender Pasteurisierung und Sprühtrocknung (US-PS 4046926, US-PS 4092438), oder die gesonderte Emulgierung von Fetten und sukzessive Zumischung von Proteinen und Kohlenhydraten vor (DE-OS 2625104). Beispielsweise werden Sojaproteinisolate und Caseinat miteinander vermischt und nach Zusatz von Puffersalzen bei 50⁰C in Wasser dispergiert. In die Proteindispersion wird die Mono- und Diglyceride enthaltende geschmolzene Fettphase einemulgiert. Nachfolgend wird Maisstärkesirup zugesetzt, und die Emulsion wird pasteurisiert und sprühgetrocknet.

Generelle Probleme bei der Herstellung von Kaffeeweißern stellen dabei einmal die Gewährleistung der Stabilität der Emulsionen auch bei thermischer Beanspruchung während des Pasteurisieren und der Trocknung, zum anderen die Erzielung einer hohen Dispersibilität des Trockenproduktes bei gleichzeitiger geringer Neigung zur Fettkoaleszenz und Proteinkoagulation

Diese neben der Weißkraft und sensorischen Beschaffenheit wesentlichen Qualitätsmerkmale von Kaffeeweißern werden von den meisten kommerziellen Produkten jedoch nur teilweise erreicht, da bei bisherigen Herstellungsverfahren solche qualitätsbestimmenden Einflußgrößen, die auf Wechselwirkungen zwischen Proteinen, Lipiden und Kohlenhydraten beruhen, nur in unzureichendem Maße berücksichtigt werden.

. Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht demzufolge in der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Kaffeeweißer in Pulverform mit guten sensorischen Eigenschaften sowie hohem Dispergier· und Weißungsvermögen unter Verhinderung einer Fettkoaleszenz und Proteinkoagulation.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen der Emulgierung und Trocknung speziell Emulgator-Stabilisator-Kombinationen aufzuzeigen, die eine Herstellung qualitativ hochwertiger Endprodukte mit oben genannten Qualitätsanforderungen ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß werden Kaffeeweißer in Pulverform durch Emulgieren, Pasteurisieren und Trocknung der Emulsion aus den Komponenten hergestellt, indem Pflanzenfette, vorzugsweise hydriertes Kokosfett und/oder hydriertes Sonnenblumenöl, mit Schmelzpunkten S 50⁰C sowie Kohlenhydrate, Wasser oder Magermilch in Gegenwart von Emulgator-Gemischen aus nichtionogenen und ionogenen Lipiden mit HLB-Werten von 3 bis 6 oder 7 bis 10. vorzugsweise aus Partialglyceriden und Phosphatiden mit Citronensäure, Milchsäure- oder Weinsäureestern von Mono- oder Diglyceriden, Stabilisator-Gemischen von nieder- und höhermolekularen Proteinen oder diese enthaltenden Rohstoffen mit Protein-Molmassen von 20000 bis 100000 oder 200000 bis 400000, zum Beispiel native Alb jmine und enzymatisch, chemisch oder mechanojytisch abgebaute Phosphoproteine und Globuline mit Phosphoproteinen und Globulinen, speziell chemisch denaturierten oder acylierten Fraktionen derselben verarbeitet werden.

Das Trocknen der pasteurisierten Emulsion erfolgt, gegebenenfalls unter Zusatz weiterer Laktose in Kombination mit einer.

Instantisierung, gegebenenfalls unter Zusatz oberflächenaktiver Verbindungen, vorzugsweise von 0,2 bis 2,0 Ma.-% Phosphatid

oder Zuckerester.

Wie nämlich gefunden wurde, erweist sich sowohl der kombinierte Einsatz strukturell unterschiedlicher lipidischer Emulgatoren

mit den angegebenen HLB-Genzbereichen, als auch von strukturell unterschiedlichen proteinischen Stabilisatoren mit den angegebenen Molmassen-Grenzbereichen als notwendige Voraussetzung für die Koaleszenz- und Koagulationsstabilität der

Emulsionen während des Pasteurisierens und des Trocknens.

Ein Zusatz von Laktose ist für die Erzielung einer hohen Dispersibilitä't der Emulsion nach der Trocknung, insbesondere bei Anwendung eines Wirbelschichtverfahrens, vorteilhaft.

Ein Zusatz von Antioxydantien und Synergisten zu der Emulsion der anderen Komponenten, vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 Ma.-% Propylgallat und 0,05 bis 1,0 Ma.-% Citronensäure hat sich ebenfalls vorteilhaft erwiesen.

Emulgatoren mit α-Tender-Wirkung in Mengen von 0,2 bis 3,0 Ma.-%, vorzugsweise Propylenglycolester, Zuckerester oder Essigsäureester von Mono- und Diglyceriden, begünstigen ebenfalls die Stabilisation des Kaffeeweißers beim Gebrauch, Schließlich wurde gefunden, daß sich eine Kombination von Emulgatoren mit mesomorphem Phasenverhalten und Polymorphismus, mit oberflächenaktiven /3-Kristallisationshemmern (α-Tender), beispielsweise Monoglyceriden mit Propylenglycolestern, besonders günstig auf die thermische Stabilität des Kaffeeweißers auswirkt. Letzteres trifft gleichfalls zu bei der Kombination abgebauter und acylierter Proteine, beispielsweise von Partialhydrolysaten mit Succinylaten. Erfindungsgemäß bevorzugte Emulgator-Gemische sind demnach:

— Monoglyceride und Citronensäurederivate von Partialglyceriden

— Mono'/Diglycerid-Hydrate, Alkalisalze von Fettsäuren und Propylenglycolester

— Polyglycerol-Partialester, Lysophosphatide und Saccharose-Partialester

— Phosphatide sowie Milchsäure- und Essigsäurederivate von Partialglyceriden. Erfindungsgemäß bevorzugte Stabilisator-Gemische sind demnach:

— Molkenproteine und alkalidenaturiertes Casein

— Plasmaproteine und mechanolytisch abgebautes Magermilchpulver

— Eialbumine und säuredenaturierte Ackerbohnenglobuline

— Rapsalbumine und enzymatisch abgebaute Rapsglobuline

— Sojaalbumine und Sojaglobulinate

— enzymatisch abgebautes und succinyliertes Ackerbohnenmehl

— Sonnenblumenalbumine und acetylierte Sonnenblumenglobuline.

Der Gesamtanteil an lipidischen Emulgatoren beläuft sich dabei auf 0,5 bis 5,0 Ma.-% in der Trockenmasse, und das Masseverhältnis von nichtionogenenzu ionogenen Lipiden beträgt 1:5 bis 5:1, vorzugsweise 1:2. Der Gesamtanteil an proteinischen Stabilisatoren beläuft sich auf 5 bis 40Ma.-% in der Trockenmasse, und das Masseverhältnis von Proteinen niedriger und hoher Molmasse beträgt 1:5 bis 5:1, vorzugsweise 2:1.

Der Massenanteil der Basiskomponenten Fette und Kohlenhydrate ist demgegenüber als wenig kritisch und variabel anzusehen, er beträgt zweckmäßigerweise jeweils 10 bis 50Ma.-%in der Trockenmasse, wobei der Masseanteil von Lactose mindestens 10% des Kohlenhydratgehaltes ausmacht.

Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Ausführungsbeispiel Beispiel 1

In 700 g hydriertem Kokosfett mit einem Schmelzpunkt von 43⁰C werden durch Erwärmen und Rühren 16g eines Citronensäure-Fettsäure-Partialglycerids und 5g Sojaphosphatid gelöst. Daneben werden aus 100g Molkenproteinen, 60g Sojabohnenproteinisolat, 106g enzymatisch abgebauter Kartoffelstärke mit einem Abbaugrad von 8DE, 984g Lactose, 12g Dinatriumhydrogenphosphat als stabilisierendes Salz, 16g Monoglycerid-Hydrat, 1 g Propylgallatund 101 Wasser eine Dispersion hergestellt, in die obengenannte Fettphase unter Verwendung eines Druckhomogenisators emulgiert wird. Die Emulsion wird mittels Plattenerhitzer pasteurisiert und anschließend über einen Sprühtrockner mit Instantisiervorrichtung getrocknet.

Beispiel 2

2,3kg hydriertes Rapsöl mit einem Schmelzpunkt von 38°C werden aufgeschmolzen, und es werden darin 35g Diacetylweinsäureester, 35g eines Mono-/Diglycerides und 10g Rapsphosphatid gelöst. Aus 650g Sprühmagermilchpulver, 120g ultrafiltriertem Rapsalbumin, 185g Trockenstärkesirup mit einem Abbaugrad von 25DE, 100g Lactose, 5g Butylhydroxytoluol und 60 Natriumeitrat wird zusammen mit 6I Wasser eine Dispersion hergestellt, in die unter Verwendung eines Polytrones die eingangs hergestellte Fettphase emulgiert wird. Die Emulsion wird pasteurisiert und im Wirbelschichtgranulator unter Zusatz von 1,5 kg Lactose getrocknet.

Beispiel 3

In 42g hydriertem Sonnenblumenöl mit einem Schmelzpunkt von 50⁰C werden unter Erwärmen 0,1 g Natriumoleat, 0,5g Partialfettsäureester der Saccharose sowie 0,5g Monoglycerid gelöst. Aus 10g mechanolytisch abgebautem Casein, 16g sprühgetrocknetem Blutplasma, 8,3g Kindernährzucker mit einem Abbaugrad von 45DE, 21 g Lactose, 1,4g Dinatriumhydrogenphosphat, 0,1 gTocopherol und 0,2g Citronensäure wird mit 500 ml Wasser eine Dispersion bereitet. Unter Verwendung eines Ultraschall-Homogenisators wird aus der Wasser- und Fettphase eine Emulsion bereitet; diese wird pasteurisiert und gefriergetrocknet.

Beispiel 4

In einer Mischung aus 0,8kg hydriertem Kokosfett und 0,8kg hydriertem Sonnenblumenöl mit einem Schmelzpunkt von 41⁰C werden 30g Natrium-Stearoyllactylat, 30 g Monoglycerid und 12g Propylenglycolethylester durch Erwärmen gelöst. Aus230g succinyliertem Sonnenblumenglobulin und 720g ultrafiltriertes Sonnenblumenalbumin, 448g Trockenstärkesimp mit einem Abbaugrad von 18DE, 476g Lactose, 400g Magermilchpulver, 72g Kaliumacetat, 2 g Propylgallatund 20I Wasser wird eine Dispersion hergestellt, in dieser die bereitete Fettphase unter Verwendung eines Vakuum-Homogenisators emulgiert wird. Die Emulsion wird pasteurisiert und in einem Walzentrockner getrocknet.

Beispiel 5

In 370g hydriertem Kokosfett mit einem Schmelzpunkt von 43°C werden durch Erwärmen 12g eines Citronensäure-Fettsäure-Partialglycerids, 12g eines monoglycerid-reichen Emulgatorsund 2g Sojaphosphatid durch Erwärmen gelöst. Weiterhin dispergiert man in 51 Magermilch 67gNatriumcaseinat,45gTrockenstärkesirup, 27g Lactose, 10g Dinatriumhydrogenphosphat,

und 1 g Propylgallat. Die Fettphase wird in der Magermilch-Phase mittels Druckhomogenisator emulgiert. Danach wird die Emulsion pasteurisiert und anschließend mittels Sprühtrockner mit Instantisiervorrichtung getrocknet.

Beispiel 6

40kg Palmkernfett werden aufgeschmolzen, und es werden darin 0,6kg eines Diacetylweinsäureesters, 0,4kg Sojaphosphatid sowie 0,35kg Saccharosemonopalmitat gelöst. Die wäßrige Phase wird durch Dispergieren von 3kg Sojaalbumin und 5kg als Proteinat vorliegendem Sojaglobulin in 110 kg Wasser zusammen mit 0,8 kg Monoglycerid-Hydrat, 8 kg Natriumzitrat, 23,5 kg Trockenstärkesirup und 24kg Laktose hergestellt. Die Fettphase wird in der wäßrigen Phase unter Verwendung eines Druckhomogenisators emulgiert, und die Emulsion wird nach Pasteurisieren über einen Sprühtrockner getrocknet. Anschließend wird das Produkt instantisiert, wobei 0,5kg hydriertes Sojaphosphatid aufgesprüht werden.

Beispiel 7

In einer Mischung aus 180 kg hydriertem Sonnenblumenöl und 140 kg Kokosfett mit einem Schmelzpunkt von 38°C werden 8 kg eines Mono/Diglycerid-Gemisches und 9 kg Citronensäure-Fettsäure-Partialglycerid unter Erwärmen gelöst. Daneben werden in 900kg Wasser 140kg Eialbumin und 70kg säuredenaturiertes Ackerbohnenglobulin zusammen mit 0,5kg Propylgallat, 2,5 kg Citronensäure, 16kg Dinatriurnphosphat, 4kg Kochsalz, 10kg Pektin als Emulsionsstabilisator und Koagulationshemmer, 120kg Trockenstärkesirup und 100kg Laktose dispergiert. Die Fettphase wird mittels Planetrührwerk in der wäßrigen Phase fein verteilt und anschließend wird unter Verwendung einer Emulgierpumpe die Emulsion hergestellt. Danach wird diese pasteurisiert und zusammen mit210kg Laktose im Wirbelschichtgranulator getrocknet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Kaffeeweißer in Pulverform auf der Basis von Pflanzenfetten, Kohlenhydraten, Antioxydantien, deren Synergisten, Emulgatoren, Stabilisatoren, Puffersalzen und weiteren Komponenten, durch Emulgieren, Pasteurisieren und Trocknung, dadurch gekennzeichnet, daß das Emulgieren der Pflanzenfette, vorzugsweise von hydriertem Kokosfett und/oder Sonnenblumenöl, mit Schmelzpunkten S 50⁰C, und der Kohlenhydrate in Wasser, iri Gegenwartvon Emulgator-Gemischen aus nichtionogenen und ionogenen Lipiden mit HLB-Werten von 3 bis 6 oder 7 bis 10, vorzugsweise aus Partialglyceriden oder Phosphatiden mit Citronensäure-, Milch- oder Weinsäureester von Mono- und/oder Diglyceriden sowie Stabilisator-Gemischen von nieder- und höhermolekularen Proteinen oder diese enthaltenden Rohstoffen mit Protein-Molmassen von 20000 bis 100000 oder 200000 bis 40Ö000, vorzugsweise von nativen Albuminen und enzymatisch, chemisch oder mechanolytisch abgebauten Phosphoproteinen und Globulinen mit Phosphoproteinen oder Globulinen sowie chemisch denaturierten oder acylierten Franktionen derselben durchgeführt wird und anschließend das Trocknen der pasteurisierten Emulsion erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulsion Antioxydantien und Synergisten, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Ma.-% Propylgallat und 0,05 bis 1,0 Ma.-% Citronensäure zugesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Emulgatorgemischen Emulgatoren mit a-Tender-Wirkung in Mengen von 0,2 bis 3,0 Ma.-%, vorzugsweise Propylenglycolester, Zuckerester oder Essigsäureester von Mono- und Diglyceriden, zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Trocknungsverfahren zusätzlich Laktose als Trägermaterial und/oder weitere oberflächenaktive Verbindungen in Mengen von 0,2 bis 2,0 Ma.-% zugesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als bevorzugte Emulgator-Gemische eingesetzt werden

— Monoglyceride und Citronensäurederivate von Partialglyceriden

— MonO'/Diglycerid-Hydrate, Alkalisalze von Fettsäuren und Propylglycolester

— Polyglycerol-Partialester, Lysophosphatide und Saccharose-Partialester

— Phosphatide sowie Milchsäure- und Essigsäurederivate von Partialglyceriden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als bevorzugte Stabilisator-Gemische eingesetzt werden

— Molkenproteine und alkalidenaturierte Caseinate

— Plasmaproteine und mechanolytisch abgebautes Magermilchpulver

— Eialbumin und säuredenaturierte Ackerbohnenglobuline

— Rapsalbumine und enzymatisch abgebaute Rapsglobuline

— Sojaalbumine und Sojaglobulinate

— enzymatisch abgebautes und succinyliertes Ackerbohnenmehl

— Sonnenblumenalbumin und acetylierte Sonnenblumenglobuline.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Masseanteil der Basiskomponenten Lipid und Kohlenhydrat in der Trockenmasse jeweils 10 bis 50% beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtanteil an lipidischen Emulgatoren 0,5 bis 5,0 Ma.-% in der Trockenmasse beträgt, und sich das Masseverhältnis von nichtionogenen und ionogenen Verbindungen auf 1:5 bis 5:1, vorzugsweise 1:2 beläuft.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtanteil an proteinreichen Stabilisatoren 5 bis 40 Ma.-% in der Trockenmasse beträgt, und sich das Masseverhältnis von · Proteinen mit niedriger und hoher Molmasse auf 1:5 bis 5:1, vorzugsweise 2:1, beläuft.