DE3138695C2

DE3138695C2 -

Info

Publication number: DE3138695C2
Application number: DE3138695A
Authority: DE
Inventors: Avril Brown Gravesend Kent Gb Mcneill; Neil Graham Billericay Essex Gb Hargreaves
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1980-09-30
Filing date: 1981-09-29
Publication date: 1991-06-06
Also published as: US4362758A; IE812246L; CA1166067A; IE52211B1; DE3138695A1; FR2490932A1; BE890569A; NL8104438A; FR2490932B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer kalorienarmen Aufstrichmasse, wobei aus einer Fettphase und einer proteinhaltigen Wasserphase eine Öl-in-Wasser-Emulsion (nachfolgend "O/W-Emulsion" genannt) gebildet und anschließend diese Emulsion durch Phasenumkehr in eine Wasser-in-Öl-Emulsion (nachfolgend "W/O-Emulsion" genannt) umgewandelt wird. Mit dem Ausdruck "kalorienarme Aufstrichmasse" wird im folgenden eine W/O-Emulsion mit einem Fettgehalt bezeichnet, der niedriger als der Fettgehalt von üblicher Margarine ist. Dieser Fettgehalt beträgt 84%.

Kalorienarme Aufstrichzusammensetzungen können, ausgehend von einer wäßrigen Phase und einer Fettphase, dadurch gewonnen werden, indem man zuerst eine O/W-Emulsion herstellt und anschließend eine Phasenumkehr der O/W-Emulsion in Wärmeaustauschern mit abgestreifter Oberfläche, in denen die Emulsion gekühlt und bearbeitet wird, durchführt, um anschließend eine W/O-Emulsion zu erhalten.

Aus der DE-AS 12 00 113 ist ein Verfahren zur Herstellung eines proteinreichen kalorienarmen Streich- oder Backfettes vom Wasser-in-Öl-Emulsionstyp bekannt, bei dem eine Fettphase, die 40 bis 60% des Gesamtgewichts beträgt, und eine wäßrige Phase, die 4 bis 20% ihres Gewichts an Protein enthält, in einem geschlossenen System emulgiert und anschließend plastifiziert werden. Die wäßrige Phase wird dabei nach den folgenden Verfahrensschritten hergestellt:

Man fällt das Protein mit Säure aus, wäscht und konzentriert es, worauf es mit einem alkalischen Mittel bei einem pH-Wert zwischen 5 und 6 in kolloidale Lösung gebracht, auf eine Temperatur von etwa 65 bis 80°C erhitzt und etwa 10 bis 30 min lang auf dieser Temperatur gehalten wird. Anschließend wird die derart hergestellte wäßrige Phase dem Fett zugegeben.

Dieses bekannte Verfahren weist den Nachteil auf, daß es eine Vielzahl von verschiedenen Verfahrensschritten beinhaltet und darüber hinaus die Verfahrensbedingungen sehr streng kontrolliert und auf die Eigenschaften der Fettzusammensetzung abgestimmt sein müssen, da sonst die Phasenumkehr unvollständig ist oder überhaupt nicht zustandekommt. Außerdem ist es nach dem bekannten Verfahren nicht möglich, das fertige Produkt wieder zu verarbeiten, falls z. B. ein Verpacken des fertigen Produkts wegen eines Ausfalls der Verpackungsvorrichtung nicht möglich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art mit wenigen Verfahrensschritten zur Verfügung zu stellen, das auch ohne strenge Kontrolle der Verfahrensbedingungen eine vollständige Phasenumkehr einer O/W-Emulsion in eine W/O-Emulsion gewährleistet, wobei gegebenenfalls das Endprodukt wieder verarbeitbar ist, falls es nach seiner Herstellung nicht sofort verpackt werden kann.

Die Erfindung löst die Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 9 angegeben.

Die Fettphase enthält eine plastische Fettmischung mit einer Härte bei 5°C, ausgedrückt in C-Werten, von nicht mehr als 3000 g/cm², vorzugsweise von 100 bis 1000 g/cm². Diese Härte wurde nach dem im Journal of American Oil Chemists′ Society, Band 36 (1959), Seiten 345 bis 348, angegebenen Verfahren bestimmt. Ein zu hoher Härtewert der Fettphase würde zu einem brüchigen Produkt führen. Der Fettgehalt der gemäß der Erfindung hergestellten Emulsion liegt im Bereich von 25 bis 65 Gew.-%, und vorzugsweise im Bereich von 30 bis 50 Gew.-%. Die Fettphase kann zusätzlich zu der Fettmischung Emulgiermittel, Färbemittel und Aromatisierungsmittel enthalten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Fettphase auf eine Temperatur erhitzt, bei welcher sie flüssig wird, d. h. auf eine Temperatur von 30 bis 55°C.

Die wäßrige Phase enthält Mittel zur Erhöhung der Viskosität, nämlich Verdickungs- und/oder Geliermittel, z. B. Hydrokolloide und Proteine. Sie kann auch wasserlösliche Färbesubstanzen enthalten.

Es werden Geliermittel bevorzugt, welche bei Auflösung in Wasser zu Gelen führen, die eine scharfe Abnahme der Gelfestigkeit bei 45 bis 70°C aufweisen, wie dies z. B. bei Carragen, Xanthumgummi und/oder Johannisbrotkernmehl der Fall ist.

Die wäßrige Phase enthält ferner Proteine, vorzugsweise Milchproteine, in einer Menge von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%. Die Proteine unterstützen die Entstabilisierung der fertigen Emulsion unter Gaumenbedingungen (Palatbedingungen). Außerdem kann die wäßrige Phase Salz, z. B. Natriumchlorid, und Konservierungsmittel, z. B. Milchsäure und Kaliumsorbat, enthalten.

Die wäßrige Phase wird bevorzugt auf 70 bis 90°C erhitzt, um eine angemessene Hydratisierung der Gelbildungsmittel und eine Pasteurisierung zu gestatten. Die wäßrige Phase wird dann auf eine Temperatur abgekühlt, die etwa der Temperatur des flüssigen Fetts, d. h. 30 bis 35°C, entspricht.

Sowohl die wäßrige Phase als auch die Fettphase werden dann zusammen durch einen Vorkristallisator geführt. Dies kann vorzugsweise durch ein Proportionierungssystem und, falls erforderlich, über einen Wärmeaustauscher erfolgen. In dem Vorkristallisator wird das Gemisch aus wäßriger Phase und Fettphase unter Erzeugung von weniger als 80 g, vorzugsweise 40 bis 60 g, rotiert, wobei g die Erdbeschleunigung bedeutet. Bei einem 90-Liter-Behälter sind dazu 300 bis 450 U//min nötig, wobei während einer ausreichend langen Zeitdauer (in den meisten Fällen sind 1 bis 2 min angemessen) rotiert wird, um eine O/W-Emulsion zu erhalten. Die den Vorkristallisator verlassende Emulsion wird in mindestens einem Wärmeaustauscher mit abgestreifter Oberfläche gekühlt und bearbeitet, um wenigstens einen Teil des Fettes zu kristallisieren.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Kühlen in zwei Stufen unter Verwendung von zwei Wärmeaustauschern mit abgestreifter Oberfläche ausgeführt. In einem ersten Wärmeaustauscher läßt man die Emulsion auf eine Temperatur von 8 bis 14°C, vorzugsweise 10 bis 12°C, abkühlen und führt sie einem zweiten Wärmeaustauscher zu. Nach der Bearbeitung in dem zweiten Wärmeaustauscher weist die Emulsion eine Temperatur von 0 bis 8°C, vorzugsweise 2 bis 7°C, auf. Die Verweilzeit in den beiden Wärmeaustauschern beträgt vorzugsweise 5 bis 15 s.-

Die teilweise kristallisierte Emulsion wird dann in einem Nachkristallisator behandelt. Dieser rotiert unter Erzeugung von mehr als 80 g, vorzugsweise 90 bis 110 g. Für einen Behälter von etwa 96 l bedeutet dies 500 bis 700 U/min. Durch Phasenumkehr wird eine W/O-Emulsion erhalten. Während dieser Behandlung steigt die Temperatur der Emulsion wieder auf etwa 10 bis 15°C an.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Behandlung in zwei Nachkristallisatoren durchgeführt. Die erste Stufe umfaßt eine Behandlung, wie vorstehend angegeben. Die zweite Stufe umfaßt eine weitere Behandlung in einem zweiten Nachkristallisator, wobei die Emulsion bei 5 bis 10 g rotiert wird, was 100 bis 200 U/min für einen Behälter von etwa 96 l entspricht. Die Temperatur der Emulsion, die den zweiten Nachkristallisator verläßt, ist etwa die gleiche wie die Temperatur der Emulsion, die den ersten Nachkristallisator verläßt. Eine Verweilzeit in dem Nachkristallisator bzw. den Nachkristallisatoren von vorzugsweise 1 bis 2 min ist in den meisten Fällen richtig.

Diese Behandlung beeinflußt die Temperatur der Emulsion nicht. Die Emulsion weist weiterhin eine kontinuierliche Ölphase auf.

Um ein Produkt mit dem gewünschten Gefüge und der gewünschten Plastizität zu erhalten, ist es bisweilen vorteilhaft, die fertige Emulsion in Halte- oder Ruherohren zwischenzulagern, wobei die Emulsion gewünschtenfalls einer weiteren Bearbeitung unterworden werden kann, bevor sie abgepackt wird. Während ihrer Lagerung in den Halte- oder Ruherohren steigt im allgemeinen die Temperatur der Emulsion auf 12 bis 20°C an.

Bei einem Versagen oder einer Panne der Verpackungsmaschine, oder falls eine Bedienungsperson Anzeichen dafür sieht, daß das hergestellte Produkt verschlechterte Eigenschaften aufweist, kann die Emulsion erneut bearbeitet werden, indem sie auf eine Temperatur oberhalb ihres Schmelzpunktes, im allgemeinen auf etwa 55 bis 65°C, erhitzt und anschließend durch einen Wärmeaustauscher, in dem sie auf vorzugsweise etwa 30 bis 40°C abgekühlt wird, zu dem Vorkristallisator gepumpt wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Unter den in dem Vorkristallisator vorherrschenden Bedingungen wird, wie vorstehend beschrieben, eine O/W-Emulsion reproduzierbar erhalten.

Bei nach herkömmlichen Verfahren hergestellten Emulsionen bestand eine Unsicherheit hinsichtlich der Art der produzierten Emulsionen.

Eine große Anzahl von Versuchen, die mit den nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Emulsionen mit relativ niedrigem Fettgehalt ausgeführt wurden, hat gezeigt, daß keine Probleme, hinsichtlich der Art der Emulsion (O/W oder W/O) auftreten. Dies gilt sowohl für das erstmalige Vermischen der Fett- und Wasserphasen als auch für die Wiederverarbeitung. Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet somit eine günstigere Steuerung und eine verbesserte Reproduzierbarkeit in sämtlichen Stufen.

Die Erfindung wird anhand des folgenden Beispiels näher erläutert.

Beispiel

Eine kalorienarme Aufstrichmasse mit kontinuierlicher Fettphase wurde aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:

Fettphase
Gew.-%
Plastische Fettmischung (C = 450 g/cm²)
35
Monoglycerid	0,2
Färbesubstanz	0,015
Aromatisierungsmittel	0,016

Wäßrige Phase (pH 4,6)
Molkenfeststoffe
0,6
Kaliumsorbat	0,1
Carrageen	0,2
Johannisbrotkernmehl	0,08
Milchsäure	0,05
Wasser, Rest auf	100

Die Fettphase war eine Mischung aus

60 Teilen Sonnenblumenöl,
10 Teilen hydriertem Sojabohnenöl und
30 Teilen Kokosnußöl

und wurde auf 45°C erhitzt. Die Wasserphase wurde auf 50°C gebracht.

Beide Phasen wurden über eine Proportionierungspumpe in einen Vorkristallisator von etwa 90 l eingebracht, der bei 370 U/min betrieben wurde. Die Verweilzeit in dieser Einheit betrug etwa 92 s. Am Ende des Durchgangs wurde eine O/W-Emulsion erhalten.

Die O/W-Emulsion wurde dann sehr rasch in einem mit Ammoniak gekühlten Wärmeaustauscher mit abgestreifter Oberfläche auf 10°C abgekühlt. Die Verweilzeit in dieser Einheit betrug etwa 18 s.

Die aus dieser Einheit austretende teilweise kristallisierte Emulsion wurde zu einem Nachkristallisator mit variabler Geschwindigkeit und einem Inhalt von 96 l gepumpt, der mit 600 U/min rotiert wurde. Nach etwa 100 s wurde eine W/O-Emulsion erhalten.

Die Kristallisation schritt dann während etwa 100 s bei 150 U/min fort, wobei die Temperatur der Emulsion allmählich auf etwa 12°C anstieg. Gegebenenfalls vorhandene geringe Spuren an Wasser, die nach der ersten Behandlung bei 600 U/min in nichtemulgiertem Zustand zurückblieben, wurden in der Emulsion dadurch dispergiert.

Es wurde ein Produkt mit der gewünschten Plastizität und dem gewünschten Gefüge erhalten, nachdem die Emulsion während einer kurzen Zeitdauer in einer Ruhe- oder Halteeinheit zwischengelagert wurde.

Eine Wiederbearbeitung war möglich, indem das Produkt bei 60°C erneut geschmolzen, in einem Wärmeaustauscher auf 35°C abgekühlt und anschließend in den Vorkristallisator für die weitere Verarbeitung eingeführt wurde.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer kalorienarmen Aufstrichmasse, wobei aus einer Fettphase und einer proteinhaltigen Wasserphase eine O/W-Emulsion gebildet und anschließend diese Emulsion durch Phasenumkehr in eine W/O-Emulsion umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

A) zur Herstellung der O/W-Emulsion
- a) als Fettphase eine flüssige Fettphase, die eine plastische Fettmischung mit einer Härte von maximal 3000 g/cm², vorzugsweise 100 bis 1000 g/cm², bei 5°C umfaßt, welche 25 bis 65 Gew.-% der gesamten Emulsion ausmacht, und
- b) als Wasserphase eine gelierte wäßrige Phase mit einem Gehalt an mindestens 0,01 bis 5 Gew.-% Protein und an einem die Viskosität erhöhendem Verdickungs- und/oder Geliermittel
zusammen durch einen Vorkristallisator geführt werden, der unter Erzeugung von weniger als 80 g, vorzugsweise 40 bis 60 g, worin g die Erdbeschleunigung bedeutet, rotiert,
B) die erhaltene O/W-Emulsion in mindestens einem Wärmeaustauscher mit abgestreifter Oberfläche gekühlt und bearbeitet wird, um wenigstens einen Teil des Fettes zu kristallisieren, und
C) die in der Stufe B erhaltene Emulsion in wenigstens einem Nachkristallisator behandelt wird, der unter Erzeugung von mehr als 80 g, vorzugsweise 90 bis 110 g, worin g die Erdbeschleunigung bedeutet, rotiert, um durch Phasenumkehr die W/O-Emulsion zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine flüssige Fettphase eingesetzt wird, die durch Erhitzen des Fettes auf eine Temperatur von 30 bis 55°C erhalten worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Phase zuerst auf eine Temperatur von 70 bis 90°C erhitzt und dann auf eine Temperatur nahe der Temperatur des flüssigen Fetts gekühlt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine gelierte wäßrige Phase eingesetzt wird, deren Gelfestigkeit bei einer Temperatur von 45 bis 70°C stark abnimmt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fettmischung eingesetzt wird, die 30 bis 50 Gew.-% der gesamten Emulsion ausmacht.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Phase eingesetzt wird, die 0,1 bis 2 Gew.-% Protein enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe B in zwei Stufen unter Verwendung von zwei Wärmeaustauschern mit abgestreifter Oberfläche ausgeführt wird, wobei die aus dem ersten Wärmeaustauscher austretende Emulsion eine Temperatur von 8 bis 14°C und die Emulsion nach der Bearbeitung in dem zweiten Wärmeaustauscher eine Temperatur von 0 bis 8°C aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Stufe C erhaltene W/O-Emulsion in einen Behälter eingeführt wird, der unter Erzeugung von 5 bis 10 g, worin g die Erdbeschleunigung bedeutet, rotiert.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Fertigprodukts auf eine Temperatur oberhalb seines Schmelzpunkts erhitzt und über einen Wärmeaustauscher in den Vorkristallisator der Stufe A zurückgeführt werden kann.