DD245355C2 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COCOAULAR SUBSTITUTES - Google Patents

Abstract

Ziel der Erfindung ist die Gewinnung eines Kakaopulversubstitutes aus leicht zugänglichen Rohstoffen. Erreicht wird dieses Ziel durch die Auswahl eines effektiv einsetzbaren Rohstoffes und dessen thermische Reaktion mit Zuckern unter definierten Bedingungen. Erfindungsgemäß werden Getreidekeime, vorzugsweise Weizenkeime mit ihrem ursprünglichen Fettgehalt nach Mahlung mit Glucose, Fructose, Invertzucker und/oder Saccharose vermischt sowie einer thermischen Reaktion unterworfen. Das erhaltene Kakaopuiversubstitut dient zum partiellen Substituieren von Kakaopulver in Nahrungsmitteln.The aim of the invention is the recovery of a cocoa powder substitute from readily available raw materials. This goal is achieved by selecting an effectively usable raw material and its thermal reaction with sugars under defined conditions. According to the invention cereal germs, preferably wheat germ are mixed with their original fat content after grinding with glucose, fructose, invert sugar and / or sucrose and subjected to a thermal reaction. The resulting cocoa powder substitute is for partially substituting cocoa powder in food.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kakaopulversubstituten auf der Basis einer thermischen Reaktion zwischen Getreidekeimen, vorzugsweise Weizenkeimen und Zuckern. Erfindungsgemäß hergestellte Substitute sind bestimmt zum Austausch von Kakaopulver in Kakao- und Schokoladenerzeugnissen sowie in kakao- und/oder schokoladenhaltigen Lebensmitteln.The invention relates to a process for the preparation of cocoa powder substitutes based on a thermal reaction between cereal germs, preferably wheat germs and sugars. Substitutes produced according to the invention are intended for the exchange of cocoa powder in cocoa and chocolate products as well as in cocoa and / or chocolate-containing foods.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Neben Verfahren zur Herstellung von Kakaoaromen durch Reaktion zwischen Aminosäuren, Peptiden oder Proteinhydrolysaten bzw. Gemischen derselben mit reduzierenden Zuckern sind verschiedene Verfahren aus Ratentschriften bekannt,die auf der Röstung komplexer Ausgangspunkte mit vorwiegend höhermolekularen Inhaltsstoffen und gegebenenfalls Kohlenhydraten basieren.In addition to processes for producing cocoa flavors by reaction between amino acids, peptides or protein hydrolysates or mixtures thereof with reducing sugars, various methods are known from Ratentschriften, which are based on the roasting of complex starting points with predominantly higher molecular weight ingredients and optionally carbohydrates.

Bekannnt sind Verfahren, bei denen Hefen geröstet werden (DD-PS 4939, DD-PS 4940, US-PS 4312890, DE-PS 835688), Verfahren, die Molkenfeststoffe verwenden und diese rösten (DE-OS 2843322, GB-PS 2039205), Verfahren, die die Röstung von Sonnenblumenkernen (DE-OS 2504710) oder Erdnußgrieß, Mandelschalen bzw. Sojabohnenflocken (US-PS 4119740) beinhalten sowie Verfahren, die als Rohstoff entfettete Weintraubentrester (SU-PS 1003796), Mehl und Fett (US-PS 4335153), rote Rüben (DD-PS 226763) oder Kastanienmehl (FR-PS 880616) verwenden.Known are methods in which yeasts are roasted (DD-PS 4939, DD-PS 4940, US-PS 4312890, DE-PS 835688), processes that use whey solids and roast them (DE-OS 2843322, GB-PS 2039205) , Processes which include the roasting of sunflower seeds (DE-OS 2504710) or peanut meal, almond shells or soybean flakes (US-PS 4119740) and methods, as the raw material degreased grape pomace (SU-PS 1003796), flour and fat (US-PS 4335153), beets (DD-PS 226763) or chestnut flour (FR-PS 880616) use.

Ein weiteres Verfahren beschreibt die Röstung entfetteter Weizenkeime zwecks Herstellung eines Kakaoersatzes (US-PS 4356209). Als Rohstoffe werden Rückstände der Weizenkeimölgewinnung eingesetzt. Sie werden in einem Reaktor unter Wasserdampfzufuhr bis zu mehreren Stunden bei höheren Temperaturen behandelt. Die Autoren weisen ausdrücklich darauf hin, daß lediglich ein niedriger Restfettanteil in den Weizenkeimen vorhanden sein darf, da es ansonsten bei der Kakaoaromabildung zu einem Geruch nach verbranntem Öl und Ranzidität in dem Produkt kommt.Another method describes the roasting of defatted wheat germ for the purpose of producing a cocoa substitute (US Pat. No. 4,356,209). Residues of wheat germ oil production are used as raw materials. They are treated in a reactor with steam up to several hours at higher temperatures. The authors expressly point out that only a low residual fat content may be present in the wheat germ, otherwise there will be a smell of burnt oil and rancidity in the product during cocoa flavor formation.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist ein einfaches Verfahren zur Herstellung eines Kakaopulversubstitutes, wobei der einzusetzende Rohstoff mit seinen Inhaltsstoffen leicht zugänglich und ohne zusätzliche Operationen als Ausgangsrohstoff verwendet werden kann und bei dem ein Produkt entsteht, welches natürlich, gut verarbeitungsfähig, lagerfähig und infolge seiner Färb- und sensorischen Eigenschaften eine qualitativ ansprechende Kakaopulversubstitution in Kakao- und Schokoladenerzeugnissen sowie in kakao- und/oder schokoladenhaltigen Lebensmitteln ermöglicht.The aim of the invention is a simple method for producing a cocoa powder substitute, the raw material to be used with its ingredients easily accessible and can be used without additional operations as starting material and in which a product is formed, which is natural, easy to process, storable and due to its color and sensory properties enable a qualitatively appealing cocoa powder substitution in cocoa and chocolate products as well as in cocoa and / or chocolate containing foods.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine Auswahl aus effektiv einsetzbaren Rohstoffen zu treffen und die Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, die zu einem hochwertigen Produkt führen.The invention is based on the technical object to make a selection of effectively usable raw materials and to show the process conditions that lead to a high quality product.

Erfindungsgemäß werden zur Herstellung von Kakaopulversubstituten aus Getreidekeimen, vorzugsweise aus Weizenkeimen, bei dem diese in Gegenwart von Zuckern einer thermischen Reaktion unterworfen werden, die Weizenkeime mit ihren Inhaltsstoffen, insbesondere ihrem naturgegebenen Fettgehalt, eingesetzt. Sie werden vor der thermischen Reaktion gemahlen und mit Zuckern vermischt, dabei beträgt der Kohlenhydratgehalt zwischen 1 % und 40%, vorzugsweise zwischen 10% undAccording to the invention for the production of cocoa powder substitutes from cereal germs, preferably from wheat germ, in which they are subjected to a thermal reaction in the presence of sugars, the wheat germ with their ingredients, in particular their natural fat content, used. They are ground before the thermal reaction and mixed with sugars, while the carbohydrate content is between 1% and 40%, preferably between 10% and

Als Reaktionspartner der Weizenkeime während derthermischen Reaktion werden vorzugsweise Glucose, Fructose, Invertzucker und/oder Saccharose eingesetzt. Die Reaktion wird bei Temperaturen von 11O⁰C bis 180°C, vorzugsweise von 140°C bis 180⁰C, in mit Metallfolie abgedeckten Blechwannen ohne weitere Wasserzufuhr über eine Zeitspanne von 10min bis 3h, vorzugsweise von 10min bis45min, durchgeführt.Glucose, fructose, invert sugar and / or sucrose are preferably used as reactants of the wheat germ during the thermal reaction. The reaction is carried out at temperatures of 11O ⁰ C to 180 ° C, preferably from 140 ° C to 180 ⁰ C, in metal foil-covered tray without further water over a period of 10min to 3h, preferably from 10min to 45min.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist demnach der Einsatz von Weizenkeimen, wie sie im Verlauf der Vermahlung von Weizen mit nachfolgendem Sichten und der sich anschließenden Passage über Glattwalzen zwecks Trennung von Endospermbruchstücken anfallen.An essential feature of the invention is therefore the use of wheat germ, as incurred in the course of the milling of wheat with subsequent sifting and the subsequent passage over smooth rolls for the purpose of separating Endospermbruchstücken.

In solchen Weizenkeimen liegen gemäß Literaturangaben sowie nach eigenen Untersuchungen Inhaltsstoffe gemäß Tabelle 1In such wheat germs are according to literature and according to own investigations ingredients according to Table 1

Eine weitere wesentliche Verfahrensmaßnahme besteht darin, die für die thermische Reaktion mit Zuckern einzusetzenden Weizenkeime vor dieser Reaktion in einer Schlagmühle fein zu zermahlen. Die Korngröße liegt im Bereich von 195 bis 160μΓη.Another essential method measure is to finely grind the wheat germ to be used for the thermal reaction with sugars prior to this reaction in a hammer mill. The grain size is in the range of 195 to 160μΓη.

Eine günstige Verfahrensweise besteht darin, das Gemisch aus gemahlenen Weizenkeimen und Kohlenhydraten in einer dünnen Schicht in mit Metallfolie abgedeckten Blechwannen zu rösten. Das Verfahren gemäß der Erfindung beinhaltet weiterhin eine Zermahlung des erhaltenen Röstproduktes bis zum Pulver.A convenient procedure is to roast the mixture of ground wheat germs and carbohydrates in a thin layer in sheet metal trays covered with metal foil. The process according to the invention further comprises grinding the obtained roasted product to the powder.

Ein besonderes Merkmal der erfindungsgemäßen Verfahrensweise ist die Ausnutzung der Eigenschaften des natürlichen in Weizenkeimen vorkommenden Fettanteils. Diese Maßnahme steht im Gegensatz zum Vorurteil der Fachwelt.A particular feature of the procedure according to the invention is the utilization of the properties of the natural fat content occurring in wheat germ. This measure is in contrast to the prejudice of the experts.

Überraschenderweise lassen sich dabei die bitteren Geschmackseigenschaften vorzugsweise der Linolsäure und Linolensäure aus dem Fettanteil der Weizenkeime einerseits sowie der bei Lagerung auftretenden Fettumwandlungsprodukte andererseits für das Herbeiführen einer typischen Kakaobitterkeit ausnutzen. Die in den Weizenkeimen verbleibende Fettphase dient außerdem als Träger für Aromastoffe, die bei dem erfindungsgemäßen Röstverfahren entstehen. Darüber hinaus wird infolge des hohen Fettanteils des aus fetthaltigen Weizenkeimen hergestellten Kakaopulversubstitutes eine Einarbeitung in Fettglasuren und andere fetthaltige Kakao- und Schokoladenerzeugnisse wesentlich erleichtert.Surprisingly, the bitter taste properties, preferably of linoleic acid and linolenic acid, from the fat content of the wheat germ on the one hand, and the fat conversion products occurring during storage, on the other hand, can be exploited to induce a typical cocoa bitterness. The remaining in the wheat germ fat phase also serves as a carrier for flavorings that arise in the roasting process according to the invention. Moreover, as a result of the high fat content of the cocoa powder substitute produced from fatty wheat germ, incorporation into fatty glazes and other fatty cocoa and chocolate products is substantially facilitated.

Bei der thermischen Umsetzung von Weizenkeimen mit reduzierenden Zuckern spielt vermutlich eine Reaktion des MAILLARD-Types eine Rolle. Dabei reagieren Aminogruppen von Aminosäuren und Carboxylgruppen der Zucker miteinander. Es kommt zur Bildung eines Adduktes, aus dem den Schiff'schen Basen ähnliche Verbindungen hervorgehen. Durch Umlagerung, Abbau und Polymerisation entstehen braungefärbte, ungesättigte, lösliche bis unlösliche, polymere stickstoffhaltige Substanzen, die als Melanoidine bezeichnet werden und einen bitteren Geschmack aufweisen. Synonyme der MAILLARD-Reaktion, wie z. B.In the thermal conversion of wheat germ with reducing sugars probably a reaction of the MAILLARD type plays a role. Here amino groups of amino acids and carboxyl groups of the sugars react with each other. It results in the formation of an adduct, from the Schiff's bases similar compounds emerge. By rearrangement, degradation and polymerization arise brown-colored, unsaturated, soluble to insoluble, polymeric nitrogen-containing substances, which are referred to as melanoidins and have a bitter taste. Synonyms of the MAILLARD reaction, such as B.

„nichtenzymatische Bräunung", Bräunungsreaktion oder auch Melanoidbildungsreaktion geben diesen Teil — die Bildung farbiger Produkte — des Gesamtreaktionskomplexes wieder. Daneben ist die Bildung einer Vielzahl von Aromastoffen während der MAILLARD-Reaktion von entscheidender Bedeutung.Non-enzymatic browning, tanning or melanogenesis reactions are responsible for this part, the formation of colored products, in the overall reaction complex, and the formation of a large number of flavorings during the MAILLARD reaction is of crucial importance.

Obgleich bekanntlich Weizenkeime einen hohen Lysinanteil besitzen, also reaktionsfähige ε-Aminogrupppen vorhanden sind und wahrscheinlich auch Aminogruppen freier Aminosäuren vorliegen, lassen sich durch einen erhöhten Anteil derartiger reaktionsfähiger Aminogruppen günstigere Bedingungen für eine MAILLARD-Reaktion schaffen.Although it is known that wheat germs have a high proportion of lysine, ie reactive ε-amino groups are present and probably also amino groups of free amino acids are present, can create more favorable conditions for a MAILLARD reaction by an increased proportion of such reactive amino groups.

Es liegt daher im Rahmen der Erfindung, verbesserte Voraussetzungen für die Reaktion von Getreidekeimen, vorzugsweise Weizenkeimen mit reduzierenden Zuckern dadurch zu schaffen, daß die Weizenkeimproteine eine Proteolyse unterzogen werden. Neben chemischen Möglichkeiten dazu bieten sich vor allem Varianten der enymatischen Proteolyse an.It is therefore within the scope of the invention to provide improved conditions for the reaction of cereal germs, preferably wheat germs with reducing sugars, by subjecting the wheat germ proteins to proteolysis. In addition to chemical possibilities, variants of enymatic proteolysis are particularly suitable.

Hierbei sind prinzipiell zwei Wege beschreitbar. Zum einen kommt die Aktivierung von weizenkeimeigenen proteolytischen Enzymen unter bestimmten Bedingungen in Betracht, wobei durch ihre Wirkung ein größeres Potential reaktiver Aminogruppen für die MAILLARD-Reaktion frei wird. Eine andere Variante besteht im Einsatz von Enzympräparaten bei der Weizenkeimhydrolyse.In principle, two ways are possible. On the one hand, the activation of wheat germ-specific proteolytic enzymes is possible under certain conditions, the effect of which releases a greater potential of reactive amino groups for the MAILLARD reaction. Another variant consists in the use of enzyme preparations in wheat germ hydrolysis.

Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung gegebenenfalls einen gezielten Zusatz von ausgewählten Aminosäuren und Peptiden bzw. Mischungen davon vor der Hydrolyse bzw. dem Röstprozeß zur Einflußnahme auf die MAILLARD-Reaktion und die Verbesserung der sensorischen Eigenschaften der daraus resultierenden Röstprodukte vorzunehmen.It is also within the scope of the invention, if appropriate, to carry out a controlled addition of selected amino acids and peptides or mixtures thereof before the hydrolysis or the roasting process to influence the MAILLARD reaction and to improve the sensory properties of the resulting roasted products.

Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiments.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

70Gew.-Teile der beschriebenen Weizenkeime werden nach Feinmahlung in einer Schlagmühle mit30Gew.-Teilen Glucose vermischt. Das Weizenkeim/Zucker-Gemisch wird in dünner Schicht in einer Aluminiumblechwanne verteilt, die sodann mit Aluminiumfolie abgedeckt wird. Anschließend erfolgt über eine Zeit von 30 min bei 150⁰C eine Erhitzung im Trockenschrank. Das erhaltene Röstprodukt wird nach dem Abkühlen fein zermahlen. Das Produkt ist geeignet, Kakaopulver z. B. in Kakaotrunk, Schokoladenmassen, schokoladenhaltigen Fettglasuren, Frisch- und Dauerbackwaren, Puddings, teilweise zu ersetzen.70 parts by weight of the described wheat germ are mixed after fine grinding in a hammer mill with 30 parts by weight of glucose. The wheat germ / sugar mixture is distributed in a thin layer in an aluminum sheet pan, which is then covered with aluminum foil. Subsequently, over a period of 30 min at 150 ⁰ C, a heating in a drying oven. The resulting roasted product is finely ground after cooling. The product is suitable cocoa powder z. As in cocoa liquor, chocolate masses, chocolate-containing fat glazes, fresh and long-life baked goods, puddings, partially replace.

Beispiel 2Example 2

Analog Beispiel 1, wobei anstelle von 30Gew.-Teilen Glucose 30 Gew.-Teile Fructose verwendet werden.Analogously to Example 1, instead of 30 parts by weight of glucose, 30 parts by weight of fructose are used.

Für die Gewinnung eines Kakaopulversubstitutes auf der Basis einer thermischen Behandlung — gegebenenfalls unter Verwendung von Zuckern —kommen neben den Weizenkeimen auch andere Getreidekeime in Betracht so zum Beispiel der Einsatz von Roggenkeimen. Roggenkeime besitzen nach Literaturangaben mit den Weizenkeimen vergleichbare Inhaltsstoffe.For the production of a cocoa powder substitute on the basis of a thermal treatment - optionally using sugars - come in addition to the wheat germ also other cereal germs such as the use of rye germs. According to the literature, rye germs have comparable ingredients to wheat germs.

Tabelle 1: Zusammensetzung von Weizenkeimen (nach SOUCI, FACHMANN und KRAUT, 1964)Table 1: Composition of wheat germ (according to SOUCI, FACHMANN and KRAUT, 1964)

Inhaltsstoffe Menge, bezogen auf 100 g KeimeIngredients Quantity, based on 100 g of germs

Mittelwert SchwankungsbreiteMean value fluctuation range

Wasser 11,7g 11,0-13,OgWater 11,7g 11,0-13, Og

Eiweiß . 26,6 g 20,3-35,5 gProtein. 26.6 g 20.3-35.5 g

Fett 9,2 g 6,5-10,4 gFat 9.2 g 6.5-10.4 g

Kohlenhydrate 46,0 g —Carbohydrates 46.0 g -

Rohfaser 2,3 g 1,5-2,5 gRaw fiber 2.3 g 1.5-2.5 g

Mineralstoffe 4,2 g 2,9-4,8 gMinerals 4.2 g 2.9-4.8 g

Natrium 5 mg " 2-9 mgSodium 5 mg "2-9 mg

Kalium 837 mg 780-951 mgPotassium 837 mg 780-951 mg

Calcium 69 mg 38-84 mgCalcium 69 mg 38-84 mg

Eisen . 8,1 mg —Iron. 8.1 mg -

Phosphor 1,1mg —Phosphorus 1.1mg -

Carotin 0,16 mg —Carotene 0.16 mg -

Vitamin E 27,5 mg 17,7-39,7 mgVitamin E 27.5 mg 17.7-39.7 mg

Vitamin B₁ 2,01 mg 0,79-2,70 mgVitamin B ₁ 2.01 mg 0.79-2.70 mg

Vitamin B₂ 0,72 mg 0,57-0,80 mgVitamin B ₂ 0.72 mg 0.57-0.80 mg

Nicotinamid 4,52 mg 4,00-5,30 mgNicotinamide 4.52 mg 4.00-5.30 mg

Pantothensäure 1,0 mg —Pantothenic acid 1.0 mg -

Vitamin B₆ — 3,09-3,53 mgVitamin B ₆ - 3.09-3.53 mg

Folsäure 0,52 mg 0,33-0,70 mgFolic acid 0.52 mg 0.33-0.70 mg

Isoleucin 1,24 g —Isoleucine 1.24 g -

Leucin 1,80 g —Leucine 1.80 g -

Valin 1,44 g —Valine 1.44 g -

Methionin 0,43 g —Methionine 0.43 g -

Cystin 0,30 g —Cystine 0.30 g -

Phenylalanin 0,96 g —Phenylalanine 0.96 g -

Tyrosin 0,93 g —Tyrosine 0.93 g -

Threonin 1,42 g —Threonine 1.42 g -

Tryptophan 0,28 g —Tryptophan 0.28 g -

Lysin 1,62 g ' —Lysine 1.62 g '-

Histidin 0,73 g —Histidine 0.73 g -

Arginin 1,93 g —Arginine 1.93 g -

Linolsäure 4,4 g —Linoleic acid 4.4 g -

Linolensäure 0,59 g —Linolenic acid 0.59 g -

Stärke — 10,6-30,0gStrength - 10,6-30,0g

Pentosane — 6,18-10,6 gPentosans - 6.18-10.6 g

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Kakaopulversubstituten aus Getreidekeimen, vorzugsweise aus Weizenkeimen, bei dem diese in Gegenwart von Zuckern einer thermischen Reaktion unterworfen werden, dadurch gekennzeichnet, daß Weizenkeime mit ihren Inhaltsstoffen, insbesondere ihrem naturgegebenen Fettgehalt, eingesetzt werden, wobei die Weizenkeime vor der thermischen Reaktion-gemahlen und mit Zuckern vermischt werden und der Kohlenhydratgehalt zwischen 1 % und 40%, vorzugsweise zwischen 10% und 30% beträgt.1. A process for the preparation of cocoa powder substitutes from cereal germs, preferably from wheat germ, in which they are subjected to a thermal reaction in the presence of sugars, characterized in that wheat germ with their ingredients, in particular their natural fat content, are used, wherein the wheat germ prior to the thermal Reaction-ground and mixed with sugars and the carbohydrate content is between 1% and 40%, preferably between 10% and 30%. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Reaktionspartner der Weizankeime während der thermischen Reaktion vorzugsweise Glucose, Fructose, Invertzucker und/oder Saccharose eingesetzt werden.2. The method according to item 1, characterized in that preferably glucose, fructose, invert sugar and / or sucrose are used as reactants of the wheat starch during the thermal reaction. 3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion bei Temperaturen von 110°C bis 180⁰C, vorzugsweise von 140°C bis 180⁰C, in mit Metallfolie abgedeckten Blechwannen ohne weitere Wasserzufuhr über eine Zeitspanne von 10 min bis 3 h, vorzugsweise von 10 min bis 45min, durchgeführt wird.3. The method according to item 1 and 2, characterized in that the reaction at temperatures of 110 ° C to 180 ⁰ C, preferably from 140 ° C to 180 ⁰ C, covered with metal foil sheet trays without further water over a period of 10 min to 3 hours, preferably from 10 minutes to 45 minutes. 4. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet daß als Getreidekeime Roggenkeime mit den weiteren ausgewählten Komponenten zur Reaktion gebracht werden.4. The method according to item 1, characterized in that as cereal germs rye germs are brought to react with the other selected components.