DE3887389T2

DE3887389T2 - Esswaren enthaltend Parenchymzellen-Zellulose.

Info

Publication number: DE3887389T2
Application number: DE3887389T
Authority: DE
Inventors: Michael Weibel
Original assignee: Sbp Inc
Current assignee: Sbp Inc Wilmington Del Us
Priority date: 1987-06-15
Filing date: 1988-06-14
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2008-06-15
Also published as: EP0295865A3; EP0295865A2; CA1334920C; EP0295865B1; ATE100675T1; AU614751B2; DE3887389D1; AU1765088A; ES2051851T3; JPS6486845A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Verbesserung von Genußmitteln. Gemäß speziellen Ausführungsformen werden Genußmittel durch Zugabe oder Einverleibung von parenchymaler Zellcellulose (PCC) in Mengen, die zu einer derartigen Verbesserung ausreichen, verbessert. Die Erfindung ist auch auf Verfahren zur Verbesserung von Genußmitteln durch Zusatz von parenchymaler Zellcellulose abgestellt. Ferner ist die Erfindung auf Verfahren zur Herstellung von Arzneimitteln durch Einverleibung von parenchymaler Zellcellulose sowie auf die auf diese Weise hergestellten Arzneimittel abgestellt. Erfindungsgemäß werden Nahrungsmittel und Arzneimittel (die gemäß der vorliegenden Beschreibung unter den Ausdruck "Genußmittel" fallen) verbessert, indem ihre physikalischen und physikochemischen Eigenschaften durch Zugabe von PCC verbessert werden. Ferner ist es nunmehr möglich, Genußmittel unter Einschluß von Nahrungsmitteln und Arzneimitteln mit verbesserten Kostenfaktoren herzustellen, die eine verbesserte physikalische Verarbeitbarkeit, einen geringeren Cholesteringehalt, einen geringeren Kaloriengehalt und andere vorteilhafte Eigenschaften besitzen.

Hintergrund der Erfindung

Es gibt verschiedene funktionelle Eigenschaften, die neben dem Geschmack zur Definition von Lebensmitteln beitragen. Bei den meisten Lebensmitteln stellt die sogenannte "Textur" ("Gefüge") ein Hauptunterscheidungsmerkmal dar. Die Textur stellt einen wichtigen Parameter dar, der für den Beliebtheitsgrad von Lebensmitteln ausschlaggebend ist. Ein gutes Steak ist durch eine geeignete "Nachgiebigkeit" beim Hineinbeißen charakterisiert. Die meisten Puddingsorten sind in ähnlicher Weise durch eine geeignete "Nachgiebigkeit" bei jedoch unterschiedlicher Festigkeit charakterisiert. Für Getränke, die relativ dickflüssig oder stärker viskos sind, ist es wünschenswert, daß sie eine Scherentzähung aufweisen, d. h. daß die Viskosität im Hals beim Schluckvorgang kleiner wird als sie bei den geringeren Scherraten im Mund empfunden wird. Viskose Getränke, die keine Scherentzähung aufweisen, sind entweder schleimig (Szczesniak und Farkas, J. Food Sci., Bd. 27 (1962) S. 381) oder wirken rasch sättigend.
Brotaufstriche, Butter, Margarine, Mayonnaise und dergleichen werden ebenfalls entsprechend ihren Textureigenschaften definiert. Eine leichte Streichfähigkeit mit einem Messer sowie das erforderliche Mundgefühl sind wichtig. Salat-Dressings müssen aus einer Flasche gießbar sein, jedoch muß das Dressing an den Salatbestandteilen haften. Unterschiedliche Dressings weisen unterschiedliche Gießeigenschaften und unterschiedliche Haftneigungen auf.
Die Textur von Speiseeis und Butter ergibt sich teilweise durch das Schmelzen von Eiskristallen beziehungsweise Butterfett, wobei diese Produkte weitere Mundgefühl-Typen repräsentieren, beispielsweise die Kühlwirkung beim Schmelzen von Eis oder eine Überzugsbildung im Mund durch das Butterfett.
Im allgemeinen erreicht man schwerere oder dickflüssigere Texturen durch Erhöhung des Feststoffanteils oder durch Maximieren der Anziehungskräfte zwischen den einzelnen Bestandteilen, so daß sich eine Struktur entwickelt, d. h. daß es zu einer gewissen Gelbildung kommt. Die letztgenannte Wirkung wird durch Änderung des pH-Werts oder des Salzgehalts oder durch Zugabe von bestimmten anderen Komponenten erreicht. Eine dickere Mayonnaise kann mit höheren Anteilen an emulgierten Ölteilchen oder durch Zugabe von Kohlenhydraten, die teilweise unter Bildung eines partiellen Gels vernetzen, erhalten werden. Xanthanlösungen werden üblicherweise für diese Art der Vernetzung verwendet. Diesbezüglich zeigen Xanthanlösungen ein besonders wirksames Verhalten, da sie nicht nur ein solubilisiertes Netzwerk ergeben, sondern auch kolloidale Aggregate bilden, deren Aufbrechen unter Schereinwirkung den Fließpunkt und die Scherentzähung beeinflußt; vergl. beispielsweise Pettitt, Polysaccharides in Foods, Butterworths, 1979; Sanderson, Prog. Fd. Nutr. Sci., Bd. 6 (1982), S. 77-87. Salat-Dressings werden durch höhere Anteile an Kräutern und anderen Feststoffen, durch Zugabe von Kohlenhydraten (auch hier üblicherweise Xanthanlösungen) oder durch Zugabe von Materialien, die die Anziehung zwischen den Bestandteilen erhöhen, eingedickt. Bei den letztgenannten Materialien handelt es sich häufig um oberflächenaktive Materialien, wie Propylenglycolalginat. Milchfeststoffe, Kakaoteilchen, Emulsions-Öl/Fett- Tröpfchen und dergl. werden häufig als Raumfüllstoffe verwendet. Mikrokristalline Cellulose, wie die handelsüblichen Avicel®-Materialien, werden für diese Funktion als "Gold-Standard" anerkannt. Obgleich sie sehr fein verteilt ist, resultiert ihre Hauptwirkung aus der Nadelform der Kristalle und der Fähigkeit dieser Kristalle, miteinander unter Aufbau einer Struktur in Wechselwirkung zu treten. Somit wird ein Fließpunkt bei relativ niedrigen Anteilen festgestellt, und die Scherentzähung stellt ein charakteristisches Merkmal dar; McGinley et al., Gums and Stabilizers for the Food Industry, Bd. 2, Pergamon (1984).
Die meßbaren Texturparameter sind rheologischer Natur. Somit stellen die Viskosität (Widerstand gegen Fließen, d. h. der Widerstand gegen eine nicht-wiederherstellbare Verformung) und die Elastizität (Widerstand gegen eine wiederherstellbare Verformung) die Hauptmeßgrößen dar. Da die einzelnen Nahrungsmittel verschiedene viskose und elastische Komponenten aufweisen, stützt sich der Nahrungsmitteltechniker auf Mischbewertungen, die in Zusammenhang mit Viskosität und Elastizität stehen, die aber die jeweiligen individuellen rheologischen Komponenten nicht vollständig definieren. Abgesehen davon, daß rheologische Messungen eine Definition der Nahrungsmitteltextur zulassen, geben sie in vielen Fällen auch einen Hinweis auf die physikalische Stabilität eines Nahrungsmittels. Die letztgenannte Eigenschaft ist insbesondere bei solchen Nahrungsmitteln von Bedeutung, die aus zwei oder mehr nicht-mischbaren Phasen zusammengesetzt sind. Eine Emulsion, wie Mayonnaise, stellt ein derartiges System dar. Öl wird in Form von sehr kleinen Tröpfchen als eine disperse Phase dispergiert, und die Zwischenräume werden mit einer wäßrigen kontinuierlichen Phase gefüllt. Aufrahmen, Ausflocken oder Koagulieren und Koaleszieren stellen die drei hauptsächlichen Destabilisierungsmechanismen dar, die bei allen Nahrungsmittel-Emulsionsprodukten von technologischer Bedeutung möglichst gering gehalten werden müssen.
Alle diese Vorgänge werden durch Formulierungen verlangsamt, die eine Art rheologische mechanische Sperre bilden. So verlangsamt eine hohe Viskosität das Aufrahmen und Ausflocken. Die Elastizität ist das Ergebnis einer Struktur, die sich aus den Nettokräften zwischen den einzelnen Komponenten, die zu einer bevorzugten Anordnung der Komponenten führen, ergibt. Es reicht aus, daß eine Gerüstnetzwerkstruktur vorliegt, deren Zwischenräume mit den restlichen unstrukturierten Materialien gefüllt sind. Eine Verformung (Spannung (Beanspruchung)) dieser Anordnung durch ein äußere Kraft (Dehnung) kann je nach dem Grad der Verformung sowohl in Bezug auf die Zeit als in Bezug auf die Stärke ausgeglichen werden. Somit ermöglicht die Elastizität des Äußeren der Öltröpfchen einer Mayonnaise das Löffeln, Verstreichen und dergl., ohne daß die Oberfläche der einzelnen Öltröpfchen aufbricht, was ein Koaleszieren verhindert. Ein wichtiges Merkmal bei der Rückkehr zur Gleichgewichtsstruktur nach Entfallen der äußeren Verformungseinwirkung ist die dafür erforderliche Zeitspanne, d. h. die Relaxationszeit.
Anstelle einer Messung der echten Viskosität oder anstelle einer vollständigen Charakterisierung der Elastizität, haben sich herkömmliche Messungen auf die Verwendung von Rotationsviskosimetern konzentriert, die eine scheinbare Viskosität und einen Hinweis auf eine elastische Struktur ergeben. Dies wird durch ein rotierendes Viskosimeterdruckelement erreicht, dessen Drehzahl so gesteuert wird, daß sich ein Bereich von als "Scherraten" bezeichneten Deformationsraten ergibt; die resultierende Spannung wird als Funktion dieser Scherrate festgehalten. Bei niedrigen Scherraten kann der Fließvorgang nicht eingeleitet werden, bis eine bestimmte Energiemenge überschritten ist; hierbei handelt es sich um den Fließpunkt des Materials, der einen Typ von Struktur, die zum Ermöglichen des Fließvorgangs aufgebrochen werden muß, wiedergibt. Bei steigender Scherrate kann eine weitere Struktur nur teilweise aufgebrochen werden, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, daß sie ebenso schnell, wie sie zerstört wird, in ihre Gleichgewichtsstellung zurückkehrt. Daher sind die gemessenen Spannungswerte höher als die Werte, die bei einem einfachen viskosen Fließen in Abwesenheit der Struktur beobachtet werden könnten. Mit weiter steigender Scherrate werden zunehmend größere Strukturanteile zerstört, und die für die Rückkehr erforderliche Zeitspanne ist länger, als dies die Scherrate gestattet. Man beobachtet, daß die Spannung mit steigender Scherrate abnimmt und bei einer hohen Scherrate die gesamte Struktur beseitigt sein kann. Schließlich ist die beobachtete Spannung, die nur aus der Viskosität resultiert, meßbar. Diese hohen Scherraten sind technologisch häufig unbedeutend. Der Fließpunkt und der Grad der Scherentzähung sind direkt für die Scherraten von Bedeutung, die beim Kauen, Gießen, Schlagen, Verstreichen und dergl. auftreten; daher ist eine scheinbare Viskosität bei einer speziellen Scherrate eine wertvolle Meßgröße. Instrumentell wird die Spannung als Funktion der Scherrate ("Fließkurve") gemessen. Aus dieser Information werden folgende Größen berechnet: (i) der Fließpunkt, (ii) der Grad der Scherentzähung und (iii) eine Viskosität bei einer festgelegten Scherrate. Der Fließpunkt ergibt eine Beurteilung der halbfesten oder gelartigen Natur des Materials, die Scherentzähung gibt einen Hinweis auf den Bereich der strukturellen Heterogenität (unterschiedliche Relaxationszeiten), und die scheinbare Viskosität weist auf das einfache viskose Fließverhalten hin. Das Casson- Modell (Quadratwurzel der Spannung gegen Quadratwurzel der Scherrate) kann zur Ermittlung der Fließpunktwerte herangezogen werden. Das plastische Potenzgesetz [log (korrigierte Spannung) gegen log (Scherrate)] wird sodann zur Ermittlung des Grads der Scherentzähung über den "Fließverhaltensindex" herangezogen, wobei ein Wert von 1 ein Newtonsches Verhalten und Werte von weniger als 1 eine Scherentzähung anzeigen. Bei diesem Modell wird die scheinbare Viskosität bei einer Scherrate von 1 sec&supmin;¹ (Konsistenzkoeffizient) bestimmt. In dieser Formel ist die korrigierte Spannung die gemessenen Spannung abzüglich dem Fließwert. Eine Scherentzähung ist bei Nahrungsmitteln im allgemeinen erwünscht, um das Kauen, Schlucken und Bearbeiten zu erleichtern und eine schleimige Beschaffenheit zu vermeiden.
Da für Fließkurven relativ niedrige Scherraten verwendet werden, ist es auch geeignet, ein Verfahren anzuwenden, das Strukturen prüft, die kürzere Relaxationszeiten aufweisen. Die Struktur mit langen Relaxationszeiten leitet sich von der Wechselwirkung zwischen Resten kolloidaler Größe (z. B. Xanthan-Aggregate oder Emulsionsöltröpfchen) ab, wobei diese Struktur beim Fließkurven-Fließwert wiedergegeben wird. Wechselwirkungen auf molekularer Ebene weisen kürzere Relaxationszeiten auf und sind von Interesse, weil sie ebenfalls zur Gelstruktur beitragen. Bei dieser Bewertung kann ein Puls-Schermeßgerät verwendet werden. Dieses Instrument ergibt eine Anzeige für die wahre Elastitzität, d. h. den "Scher"-Modul (oder "Gelmodul" oder "elastischen Modul"). Die Übertragungsgeschwindigkeit einer Scherwelle von 200 Hz durch die Probe wird gemessen. Daraus wird der Schermodul berechnet. Eine ausführlichere Beschreibung findet sich bei H. S. Ellis und S. G. Ring, "A Study of Some Factors Influencing Amylose Gelation", Carbohydrate Polmers, Bd. 5 (1985), S. 201-213.
Zwei Materialien sind für ihre herausragenden Texturbildungs- und Dispersionsstabilisierungseigenschaften bekannt. Ein Material ist Xanthan, ein sehr hochmolekulares Polymer (mikrobiellen Ursprungs), das Aggregate bildet. Seine Struktur ist offensichtlich auf dieses Aggregat und im allgemeinen auf eine molekulare Verhakung zurückzuführen. Es ergibt sich ein sehr hoher Grad an Scherentzähung, und eine sehr hohe scheinbare Viskosität wird bei niederen Scherraten beobachtet. Das zweite Material ist mikrokristalline Cellulose (MCC), Avicel®, bei dem längliche Kristalle von kolloidaler Größe eine Struktur bilden, die offensichtlich keine molekulare Verhakung, sondern vielmehr eine "Kartenhaus"-Struktur beinhaltet. Hier halten kolloidale Kräfte die Kristalle in einer bestimmten Formation zueinander und bezüglich der anderen Komponente der Nahrungsmittelmatrix fest.
Bei den meisten Nahrungsmitteln handelt es sich entweder um Emulsionen oder Dispersionen. Infolgedessen werden Bereiche dieser als "Verdickungsmittel" verwendeten Makromoleküle üblicherweise an der Oberfläche des Materials der dispersen Phase adsorbiert und tragen dadurch zur Stabilisierung der Suspension bei. Diese adsorbierte Schicht führt zu einer zusätzlichen Texturverstärkung durch Erzielung einer Verknüpfung zwischen dem solubilisierten Produkt und dem dispergierten Material. Mit der Textur verbunden sind Aroma oder Geschmack. Ein Dünnwerden, d. h. eine Viskositätsverminderung, die im Mund auftritt, ist nicht nur aus streng rheologischen Erwägungen, sondern auch aus Aromaerwägungen erwünscht, da sich durch das Dünnwerden ein Gefühl der Aromafreisetztung ergibt; Sanderson, Gums and Stabilizers for the Food Industry, Pergamon (1982). Dieses Dünnwerden kann von einer erhöhten Schereinwirkung im Mund, die während dem Kauvorgang auftritt, herrühren. Somit ist das Dünnwerden ein Ergebnis einer natürlichen Scherentzähung, die mit fortschreitendem Kauen stärker in Erscheinung tritt. Für Nahrungsmittel, die mit einer Temperatur, die unterhalb der Mundtemperatur liegen, serviert werden, ergibt sich die Verdünnungswirkung aus der natürlichen Temperaturabhängigkeit der Viskosität.
Eine weitere Form der Stabilisierung ist die Verzögerung des Eiskristallwachstums im gefrorenen Zustand als Folge der hohen Viskosität und/oder einer physikalischen Sperre. Ein Wachstum von Eiskristallen führt zu einer Verringerung der glatten Beschaffenheit und zu einer Schädigung durch Gefrierdehydratisierung. Hydrokolloide (Gummen) werden in Nahrungsmitteln zu Texturverbesserung über die Viskosität, Fließspannung und Scherentzähungsmodifikation, zur Verbesserung der Stabilität durch Emulgierung und Strukturbildung und zur Aromafreisetzung durch Scherentzähung verwendet. Ähnliche Überlegungen gelten für die Herstellung von Kosmetika. Somit sind die rheologischen und Textureigenschaften von Kosmetika wichtige Gesichtspunkte bei der Festlegung ihrer ästhetischen Anziehungskraft und ihrer physikochemischen Wirksamkeit. Die Bereitstellung von geeigneten Emulsionen und Dispersionen sowie Verbesserungen bei der Stabilisierung der Wirkstoffe in derartigen Kosmetika stellt bei ihrer Herstellung einen wichtigen Gesichtspunkt dar. Derartige Gesichtspunkte gelten auch für die Herstellung von Arzneimitteln. Obgleich bei der Herstellung von Arzneimitteln die Wirksamkeit der darin enthaltenen Arzneistoffe ein wichtiger Faktor ist, sind auch ästhetische Gesichtspunkte von Bedeutung. Somit beschäftigen sich die Hersteller von Arzneimitteln, unabhängig davon, ob sie von ethischen oder wirtschaftlichen Gesichtspunkten geleitet werden, sehr stark mit rheologischen und anderen physikochemischen Eigenschaften der Arzneimittel. Eine Verbesserung dieser Eigenschaften sowie eine Verbesserung der Stabilität der darin enthaltenen Arzneistoffe stellt einen wichtigen Gesichtspunkt in der Arzneimittelindustrie dar. Verbesserte rheologische Eigenschaften von Arzneimitteln aufgrund verbesserter Trägersysteme sind ebenso erwünscht wie Verbesserungen der Formulierung im Trägerstoff. Derartige Verbesserungen sind sehr erwünscht und seit langem erstrebenswert.
EP-A-0 102 829 beschreibt Verfahren zur Isolierung von bestimmten, biologisch wichtigen Polymeren aus Pflanzenmaterialien mit einem Gehalt an parenchymaler Zellcellulose.
DD-A-23 234 beschreibt die Gewinnung von Cellulosekomponenten aus einer Vielzahl von Pflanzenmaterialien einschließlich Zuckerrüben.
JP-A-61-103 832 gibt an, daß Zuckerrübenpulpe wasserlösliche oder unlösliche Fasern, wie Pektin, Hemicellulose und Cellulose, enthält.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verbesserungen der rheologischen Eigenschaften von Genußmitteln für Nahrungs- und Arzneimittelzwecke bereitzustellen.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Es wurde nunmehr festgestellt, daß der Zusatz von parenchymaler Cellulose zu Genußmitteln für Nahrungs- und Arzneimittelzwecke die physikalischen, physikochemischen und Stabilitätseigenschaften derartiger Materialien verbessern kann. Ferner wurde festgestellt, daß es möglich ist, Verfahren zur Herstellung von Genußmitteln für Nahrungs- und Arzneimittelzwecke durch Einverleibung von parenchymaler Zellcellulose (PCC) bereitzustellen, wodurch man besondere Zusammensetzungen mit verbesserten Eigenschaften erhält. Somit ist es möglich geworden, eine Dispersion aus mindestens einem ersten Material in mindestens einem zweiten Material herzustellen, wobei parenchymale Zellcellulose in einer zur Stabilisierung der Dispersion ausreichenden Menge vorhanden ist. Derartige Dispersionen können Flüssigkeit-in-Flüssigkeit-Emulsionen, Öl-in-Wasser-Emulsionen, Wasser-in-Öl-Emulsionen, Schäume aus Gas und Flüssigkeit, Emulsionen oder Suspensionen aus Feststoff und Flüssigkeit, Dispersionen von Gas mit einer Mehrzahl von Flüssigkeiten und andere mehrphasige Systeme umfassen. Derartige Materialien finden insbesondere in der Nahrungs- und Arzneimittelindustrie sowie in anderen Industriezweigen, die sich mit derartigen Genußmitteln befassen, Anwendung.
Die erfindungsgemäß verwendete parenchymale Zellcellulose kann eine Quelle für nicht-nahrhafte oder diätetische Fasern zur Verwendung-in Genußmitteln bilden. Sie kann auch die Viskosität, Stabilisierung und Textur von Genußmitteln für Nahrungs- und Arzneimittelzwecke verbessern.
Erfindungsgemäß lassen sich auch Nahrungsmittel mit geringeren Anteilen an Fett, Cholesterin und anderen fettartigen Substanzen bereitstellen, wobei annehmbare physikalische und physikochemische Eigenschaften, wie sie für Nahrungsmittel geeignet sind, aufrechterhalten werden.
Ferner lassen sich erfindungsgemäß Nahrungsmittel mit einem insgesamt geringeren kalorischen Wert bereitstellen, bei denen gute physikalische und physikochemische Eigenschaften, ein guter Geschmack und eine angemessene Verarbeitbarkeit erhalten bleiben.
Erfindungsgemäß lassen sich auch verbesserte pharmazeutische Trägerstoffe bereitstellen.
Parenchymale Zellcellulose gemäß der hier angegebenen Definition hat sich in einer Reihe von Aspekten der Genußmittelherstellung als außerordentlich wertvoll erwiesen. PCC ist von hohem Wert bei einer großen Anzahl von rheologischen Anwendungszwecken und Verbesserungen. Derartige Genußmittel können in Form von Emulsionen, Dispersionen, Schäumen, Gelen, Teigen und anderen Formen hergestellt werden. In dieser Hinsicht ist der Ausdruck Dispersion allgemein definiert und umfaßt Emulsionen, Schäume und dergl.
Erfindungsgemäß lassen sich Genußmittel unter Einschluß von eigelbhaltigen, wäßrigen Emulsionen, gefrorenen Süßwaren, Eiscremes, Eismilch, gefrorenen Überzügen, Mayonnaise, Mayonnaiseersatzprodukten, thixotropen Würzen, Soßen und einer Vielzahl anderer Materialien herstellen. Es lassen sich auch Genußmittel unter Einschluß von Lotionen, Cremes, Geles, Salben, Schaumspeisen, Cremespeisen (geschlagenen Speisen) und einer Vielzahl von Dispersionen, Emulsionen, Gelen, Schäumen und anderen für die Nahrungs-, Arzneimittel und kosmetische Industrie geeigneten Materialien herstellen. Die vorliegende Erfindung stellt auch rekonstituierbare Gemische zur Herstellung beliebiger der vorerwähnten Materialien bereit.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt Genußmittel in Form von Schäumen bereit, z. B. in Form von albuminösen Schäumen, proteinhaltigen Schäumen, gefrorenen Schäumen, geschlagenen Überzugsprodukten und einer Vielzahl von rekonstituierbaren Gemischen für derartige Materialien sowie Ersatzprodukte dafür. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann parenchymale Zellcellulose Schlagteigen, Teigen, Gemischen und dergl. einverleibt werden, um Struktur, Verarbeitbarkeit oder andere rheologische Eigenschaften zu verbessern.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ermöglicht Verbesserungen in Getränken und dergl. durch Zugabe von PCC. Säfte, Molkereiprodukte und gefrorene nicht Milch-Getränke, Konzentrate und dergl. kommen in Frage.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden Verfahren zur Veränderung einer physikalischen oder Verarbeitungseigenschaft eines Genußmittels bereitgestellt, die die Zugabe von parenchymaler Zellcellulose zum Genußmittel in einer zur Herbeiführung der Veränderung ausreichenden Menge umfassen. Gemäß weiteren bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Menge der dem Material zur Herbeiführung der Veränderung zuzusetzenden parenchymalen Zellcellulose etwa 0,01 bis etwa 30 Gew.-%. Insbesondere ist es bevorzugt, etwa 0,1 bis 5 Gew.-% zuzusetzen.
Diätetische oder andere Genußmittel für Spezialzwecke können erfindungsgemäß ferner im Hinblick auf die Tatsache hergestellt werden, daß parenchymale Zellcellulose einen vernachlässigbaren Nährwert aufweist und frei von Fett oder Cholesterin ist. Somit fallen Verfahren zur Herstellung von Genußmitteln mit verringertem Kaloriengehalt bei Aufrechterhaltung von für gewerbliche Zwecke annehmbaren physikalischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften unter die Erfindung, wobei man das Genußmittel mit beispielsweise mindestens etwas 0,2 Gew.-% parenchymaler Zellcellulose zubereitet. Ähnliche Verbesserungen bei der Herstellung von Genußmitteln zur Bereitstellung von derartigen Genußmitteln mit verringertem Gehalt an Lipoprotein oder Fett bei Aufrechterhaltung von für gewerbliche Zwecke annehmbaren physikalischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften fallen ebenfalls unter die Erfindung. Somit werden derartige Genußmittel vorzugsweise so zubereitet, daß sie mindestens etwa 0,2 Gew.-% parenchymale Zellcellulose enthalten.
Gemäß bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können den Nahrungs- und Arzneimitteln komplexere Gemische zugesetzt oder diesen einverleibt werden, um sie zu verbessern. Somit kann parenchymale Zellcellulose gemeinsam mit bestimmten Hemicellulosekomponenten aus den Materialien, aus denen sich PCC ableitet, isoliert werden. Somit können Zuckerrübenpulpe, Zitruspulpe oder anderes Material mit einem Gehalt an parenchymalen Zellen so behandelt werden, daß parenchymale Zellcellulose und bestimmte Hemicellulosekomponenten dieser Pflanzenmaterialien gemeinsam isoliert werden. Die erhaltenen kombinierten Materialien können sich für beliebige der Methoden eignen und unter geeigneten Umständen in beliebigen der vorstehend erörterten Materialien eingesetzt werden. Somit bilden die Hemicellulosekomponenten derartiger Gemenge, Gemische oder gemeinsamer Isolationsprodukte ein natürliches Gummi mit Eigenschaften, die denen von natürlich auftretenden Gummen, die der Fachmann auf dem Gebiet der Nahrungsmitteltechnik kennt, nicht unähnlich sind. Demgemäß kann die Einverleibung der Hemicellulosekomponenten vorteilhafterweise in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Anwendung finden.
Die Zellwände von parenchymaler Zellen, insbesondere von parenchymalen Zellen in Zuckerrüben und Zitrusfrüchten, besitzen besondere morphologische Eigenschaften. Ein Verfahren zur Isolierung derartiger Zellen aus nicht-parenchymalen Cellulosestrukturen und anderen Strukturen von Zuckerrübenpulpen oder anderen parenchymalen Zellquellen wurde aufgefunden und ist in US-A-4 831 127 oder EP-A-0 102 829 beschrieben. Außerdem wurden Dispersionen und Suspensionen von derartigen Cellulosekomponenten von parenchymalen Zellen hergestellt. Es wurde festgestellt, daß sie besondere rheologische, chemische und physikalische Verhaltensweisen und Eigenschaften zeigen, die sie für die praktische Ausübung bestimmter Ausführungsformen der Erfindung geeignet machen.
Ein Verständnis der strukturellen Organisation von Produkten auf Cellulosebasis ist für das Verständnis der vorliegenden Erfindung hilfreich. Dem Fachmann ist es geläufig, daß bisher zahlreiche Systeme zur Beschreibung der Cellulose-Infrastruktur verwendet worden sind. Die vorliegende organisatorische Darstellung wurde entwickelt, um die Aufmerksamkeit auf die Unterschiede bei verschiedenen Materialien mit einem Gehalt an Cellulose zu richten.
Es ist bekannt, daß Cellulose eine lineare Anordnung von β-1,4-D- Glucopyranoseeinheiten aufweist. Im Hinblick auf diese primäre Form sind sämtliche Cellulosen gleich. Somit unterscheiden sich Stärke und Dextran, bei denen es sich ebenfalls um Glcosehomopolymere handelt, auf dieser analytischen Ebene.
Die Anordnungen der Ketten von β-1,4-D-Glucose unter Bildung einer Gesamtheit macht die Sekundärstruktur von Cellulose aus. In nativen Formen von Cellulose wird diese Gesamtheit als Mikrofibrillen bezeichnet. Somit können die Ketten innerhalb der Gesamtheit in parallelen, antiparallelen oder komplexen Strukturen angeordnet sein. Sie können auch in willkürlicher Weise angeordnet sein. Auf dieser sekundären Strukturebene wurden von der Fachwelt elementare Cellulosetypen erkannt. Vertreter der auf dieser Ebene beobachteten Struktur sind Cellulose I, II, III und IV, die die bekannten Formen von kristalliner Cellulose umfassen. Eine Kettenanordnung mit einem niedrigen Ordnungsgrad, die je nach der Herkunft der Cellulose mehr oder weniger willkürlich sein kann, umfaßt amorphe Cellulose. Native Formen von Cellulose enthalten strukturierte Bereich vom Typ I, während rekonstiutierte Cellulosen, wie Reyon, weitgehend dem Typ II angehören. Die Dimensionen von nativen, individuellen Mikrofibrillen sind weitgehend eine Funktion der Anzahl von parallelen Ketten, die durch die biosynthetische Organelle erzeugt werden, die für die aufzubauende spezifische Zelle oder Gewebe charakteristisch ist.
Die Mikrofibrille, die die Sekundärstruktur von Cellulose umfaßt, kann ihrerseits in Form einer Tertiärstruktur angeordnet sein. Dabei können Bereiche von unterschiedlicher Kristallinität untereinander oder unter Bereichen amorpher Cellulose in benachbarten Mikrofibrillen unter Bildung von starken Intermikrofibrillen-Assoziationen, die unterschiedliche Tertiärstrukturen stabilisieren, verteilt sein. Demgemäß können Strukturen, wie Fibrillen, Bündel, Platten und dergl., als Einheiten mit Tertiärstrukturen angesehen werden. Die Zellwand einer parenchymalen Zelle wird am besten als eine Tertiärstruktur beschrieben. Diesbezüglich läßt sich eine derartige parenchymale Zellwand einer Zuckerrübe leicht beispielsweise von einer ebenfalls in Zuckerrüben aufgefundenen Stengelfibrille oder -faser unterscheiden.
Die quartäre Struktur eines Cellulosematerials wird am besten als Anordnung oder Kombination von Tertiärstrukturen verstanden. Somit kann das Pflanzen-Vaskulärbündel, das als Phloem bekannt ist, von einem ähnlichen Vaskulärbündel, dem Xylem, unterschieden werden, da es eine unterschiedliche quartäre Struktur aufweist, obgleich die Tertiärstrukturen ähnlich oder sogar identisch sind. In ähnlicher Weise können parenchymale Zellwände (Tertiärstrukturen) in etwas unterschiedlicher Weise unter Bildung der parenchymalen Zellen beispielsweise von Zuckerrüben oder bestimmten Früchten aufgebaut sein. Die quartäre Struktur kann auch so gesehen werden, daß sie makroskopische Ansammlungen enthält, die charakteristisch für spezifische Pflanzengewebe sind. Derartige Strukturen enthalten selbstverständlich auch Nichtcellulosematerialien. Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß die Struktur, die von isolierten Zellwände von parenchymalen Zellen, wie sie in Zuckerrüben und anderem pulpenartigem Pflanzengewebe vorkommen, repräsentiert wird, sich in ihrer Art von verschiedenen anderen sekundären und tertiären Strukturen, die dem Fachmann geläufig sind, unterscheidet. Es wurde nunmehr festgestellt, daß eine derartige Cellulose, die sich von Zellwänden parenchymaler Zellen, die nachstehend als parenchymale Zellcellulose oder PCC bezeichnet wird, ableitet, besondere physikalische, chemische und rheologische Eigenschaften aufweist. Außerdem weisen Dispersionen derartiger parenchymaler Zellcellulose, insbesondere in wäßrigen Medien, weitere wertvolle physikalische und rheologische Eigenschaften auf. Es wird angenommen, daß die Isolierung von parenchymaler Zellcellulose bisher nicht vorgenommen worden ist und daß eine derartige Cellulose und Cellulosedispersionen bisher nicht bekannt gewesen sind.
Es wird angenommen, daß die physikochemische und funktionelle Besonderheit von PCC in Zusammenhang mit ihrer sekundären und tertiären Struktur steht. Die Primärstruktur, d. h. die Art und Weise, in der die D-Glucosemoleküle unter Bildung eines linearen Polymeren kombiniert sind, ist für sämtliche Cellulosearten die gleiche. Die Primärstrukturketten haben eine Affinität zueinander und assoziieren sich selbst spontan miteinander unter Bildung einer amorphen oder andersartigen Struktur, die deren geordnete Gruppierung und räumliche Anordnung untereinander widerspiegelt. Auf dieser Ebene setzen die signifikanten Unterschiede von PCC gegenüber den meisten anderen Formen von Cellulose ein. Die Anordnung der Mikrofibrille wird durch die biosynthetische(n) Organelle(n) gesteuert und stellt ein charakteristisches Merkmal für die physiologischen Aufgaben der sich bildenden Zelle dar. Die Kleinwinkel-Röntgenkristallographie zeigt nunmehr, daß die PCC aus geordneten Bereichen sehr geringer Abmessungen mit wenigen reflektierenden Ebenen zusammengesetzt ist. Die mit sekundären Strukturelementen von PCC verbundene Form zeigt sich nunmehr bei hoher Auflösung im Transmissionselektronenmikroskop als Mikrofibrillenstruktur von äußerst kleinen Dimensionen. Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die Membranmorphologie von PCC eine Tertiärstruktur, die sich aus untereinander vernetzten Schichten von Mikrofibrillen ergibt, widerspiegelt.
Schließlich wird die strukturelle Spezialisierung, die die Basis von funktionellem Pflanzengewebe bildet, durch die quartäre Struktur wiedergegeben, wobei die tertiären Strukturelemente mit anderen makromolekularen Substanzen, wie Hemicellulosen, Ligninen, Proteinen und dergl., kombiniert sind. Parenchymale Zellcellulose wird vorwiegend aufgrund einer strukturellen Manipulation auf der quartären und tertiären Ebene gebildet, obgleich auch ein gewisser Einfluß auf niedrigere Strukturebenen zu erwarten ist. Im Gegensatz dazu gibt die Bildung von anderen stark funktionellen Cellulosen, wie mikrofibrillierter Cellulose und mikrokristalliner Cellulose, aus hochreinen α-Cellulose-Holzpulpen vorwiegend eine strukturelle Manipulation in der tertiären beziehungsweise sekundären Ebene wieder. Somit unterscheiden sich diese Produkte jeweils von PCC.
Gemäß einer Ausführungsform kann PCC nach saurer Hydrolyse von Zuckerrübenpulpe bei einem PH-Wert unter etwa 4,5, vorzugsweise bei einem PH-Wert unter etwa 4,0 und insbesondere bei einem PH-Wert von 4,0 bis 2,0 isoliert werden. Dieser stark saure Zustand wird bei einer Temperatur oberhalb von Raumtemperatur und für eine Zeitspanne, die zur wesentlichen Freisetzung von Pectin und Arabinogalactan aus der Zuckerrübenpulpe ausreicht, aufrechterhalten.
Vorzugsweise wird eine Temperatur von mehr als etwa 125ºC angewandt. Insbesondere ist es bevorzugt, Temperaturen von etwa 125 bis 250ºC und ganz besonders von etwa 140 bis etwa 200ºC anzuwenden. Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden Temperaturen von etwa 150 bis 180ºC angewandt.
Der Fachmann erkennt, daß die Reaktionszeiten, die zur Freisetzung von Hemicellulosekomponenten aus Parenchymgewebe, nämlich Pectinen und Arabinogalactanen, ausreichen, je nach dem angewandten PH-Wert und der Reaktionstemperatur variieren. Es ist bevorzugt, daß Reaktionszeiten von weniger als etwa 600 Sekunden angewandt werden. Insbesondere ist es bevorzugt, daß Reaktionszeiten von weniger als etwa 360 Sekunden angewandt werden, wobei ein ganz besonders bevorzugter Bereich von Reaktionszeiten unter etwa 200 Sekunden liegt. Im allgemeinen betragen Reaktionszeiten, die zur Freisetzung der Komponenten wirksam sind, mehr als etwa 15 Sekunden und insbesondere mehr als etwa 30 Sekunden. Demgemäß wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform zur Isolierung von PCC Zuckerrübenpulpe in einer wäßrigen Aufschlämmung mit konzentrierter Salzsäure auf einen pH-Wert von 2,5 angesäuert und bei 160ºC für etwa 120 Sekunden hydrolysiert. Gemäß einer weiteren Möglichkeit wird entkalkte Zitruspulpe mit HCl auf einen PH-Wert von etwa 2,2 angesäuert und etwa 170 Sekunden bei etwa 165ºC hydrolysiert. Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß vielfältige Kombinationen von PH-Werten, Reaktionszeiten und Temperaturen eine zufriedenstellende Gewinnung von PCC ermöglichen.
Ferner ist es für den Fachmann ersichtlich, daß es am günstigsten ist, die Reaktionsbedingungen zur Herstellung von PCC nicht aufgrund zahlenmäßiger Werte, sondern auf der Grundlage dessen, wozu diese Bedingungen führen, zu definieren. Somit ist eine ausreichende Kombination in Bezug auf PH-Wert, Reaktionszeit und Reaktionstemperatur, die die Freisetzung von Pectin und Arabinogalactan aus verbrauchter Zuckerrübenpulpe (oder einem anderen Pflanzenmaterial mit einem Gehalt an parenchymalen Zellen) ohne wesentlichen Abbau dieser Cellulose ermöglicht, erwünscht. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Ausdruck "wesentlicher Abbau" auf einen Abbau von mehr als 25% der Gesamtmasse entweder der Pectinkomponente oder der Arabinogalactankomponente. Für bestimmte bevorzugte Ausführungsformen ist es bevorzugt, daß ein derartiger Abbau möglichst gering gehalten wird. Bei anderen Ausführungsformen kann ein bestimmter Abbaugrad hingenommen oder sogar begünstigt werden, beispielsweise wenn die gleichzeitige Bildung von neuen pflanzlichen Gummen zusammen mit PCC erwünscht ist. Es wird angenommen, daß ein Fachmann nach einem Studium der vorstehenden Erörterung über die Reaktionsbedingungen leicht die Modifikationen erkennen kann, die an der Kombination aus PH-Wert, Reaktionszeit und Reaktionstemperatur vorgenommen werden müssen, um die gleichzeitige Bildung von Hemicellulosekomponenten beispielsweise aus Zuckerrübenpulpe für beliebige spezielle Zwecke zu ermöglichen.
Die Isolation von PCC aus Zuckerrübenpulpe oder einem anderen Pflanzenmaterial mit einem Gehalt an parenchymalen Zellen kann auch unter stark alkalischen Bedingungen erreicht werden. Somit können für eine derartige Isolierung auch Kombinationen eines hohen (stark basischen) pH- Werts, einer relativ hohen Temperatur und relativ kurzer Reaktionszeiten angewandt werden. Diese Kombination aus einem stark alkalischen pH-Wert mit hohen Temperaturen und kurzen Reaktionszeiten kann die gemeinsame Bildung von Hemicellulosekomponenten aus derartigen Pflanzenmaterialien ohne wesentlichen Abbau ermöglichen, wenn dies erwünscht ist. Bei einigen Anwendungszwecken kann die gemeinsame Isolierung von PCC mit Hemicellulosen erwünscht sein. Diesbezüglich ist es bevorzugt, daß für die Hydrolyse PH-Werte von mehr als 8,0 herangezogen werden. Insbesondere ist es bevorzugt, PH-Werte zwischen etwa 9,0 und 13 anzuwenden. Ganz besonders bevorzugt ist die Anwendung von PH-Werten von etwa 10,5 bis 12.
Die Kombinationen von PH-Wert, Zeit und Temperatur können vom Fachmann verändert werden. Fachleute erkennen, daß Variationen dieser Parameter herangezogen werden können, um den Gesamtausstoß an erfindungsgemäß zu bildenden Hemicellulosematerialien zu modifizieren, und daß dadurch verschiedene pflanzliche Gummen zubereitet werden können. Gemäß der Praxis bestimmter Ausführungsformen der Erfindung unter Anwendung einer alkalischen Hydrolyse werden Zeit- und Temperaturbedingungen herangezogen, die im wesentlichen ausreichen, um die Hemicellulosekomponente ohne einen wesentlichen Abbau zu isolieren. Diesbezüglich ist es für den Fachmann ersichtlich, daß die als Pectin vorliegende Hemicelluosekomponente unter basischen Bedingungen rasch zu Salzen von Pectinsäuren hydrolysiert wird. Derartige Pectinsäurematerialien können wertvolle pflanzliche Gummen und andere Materialien enthalten, die in Kombination mit PCC zu gewerblich erwünschten Kombinationen führen können.
Die Zeiten und Temperaturen, die sich für die erfindungsgemäße alkalische Hydrolyse eignen, sind ähnlich den für die saure Hydrolyse geeigneten Werten. Somit können Temperaturen von etwa 125 bis 250ºC angewandt werden. Vorzugsweise werden Temperaturen von 140 bis etwa 200ºC angewandt, während Temperaturen von etwa 150 bis 180ºC ganz besonders bevorzugt sind. Reaktionszeiten von weniger als etwa 600 Sekunden werden bevorzugt, wobei Reaktionszeiten von weniger als etwa 200 Sekunden besonders bevorzugt sind und für bestimmte Ausführungsformen Reaktionszeiten von etwa 30 bis etwa 200 Sekunden ganz besonders bevorzugt sind. Im allgemeinen sind Reaktionszeiten von mehr als etwa 15 Sekunden erforderlich.
Die saure oder basische Hydrolyse von Zuckerrübenpulpe oder anderen Materialien mit einem Gehalt an parenchymalen Zellen zur Isolation von PCC oder Hemicellulosekomponenten wird durch die Anwendung einer damit verbundenen physikalischen Schereinwirkung stark erleichtert. Es ist bevorzugt, daß die Hydrolyse in Verbindung mit einer physikalischen Schereinwirkung durchgeführt wird, um die Fibrillierung von PCC zu maximieren. In dieser Hinsicht wird angenommen, daß die physikalische Spannungs- oder Schereinwirkung zum Aufbrechen der intrazellulären Organisation von parenchymalem Gewebe beiträgt und die Freisetzung von Hemicellulosen erleichtert. Eine große Vielzahl von Vorrichtungen kann zu Ausführung einer derartigen Schereinwirkung herangezogen werden. Somit wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein Röhrenreaktor verwendet, durch den eine Aufschlämmung von Material mit einem Gehalt an parenchymalen Zellen bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck und beim gewünschten PH-Wert in der gesamten Länge bis zu einer oder mehreren Ausgangsöffnungen läuft. Die Aufschlämmung wird sodann durch die Öffnung in einen Bereich von geringerem Druck gesprüht oder "geschossen". Diese Technik, die dem Fachmann bei der Flash-Verdampfung oder bei anderen Verfahrensweisen bekannt ist, stellt eine Quelle für eine mechanische Einwirkung, die für die erfindungsgemäße Praxis gut geeignet ist, bereit.
Weitere Formen von mechanischer Schereinwirkung können nach der Isolation von parenchymaler Zellcellulose oder direkt beim Austragen aus dem Reaktor angewandt werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Schereinwirkung durch Ultraschallbehandlung, Stoßentladen oder durch eine beliebige andere Technik, die zu einem wesentlichen Aufbrechen der Zellorganisation und zur Einleitung der Fibrillierung der Membranen dient, ausgeführt werden.
Es ist besonders zweckmäßig, eine physikalische Schereinwirkung gleichzeitig oder kurz nach der Hydrolyse von Zuckerrübenpulpe oder anderem Pflanzenmaterial auszuüben. Somit wird im Hinblick auf Zweckmäßigkeit und Kosten ein röhrenförmiger Reaktor mit einer "nach unten blasenden" Auslaßöffnung besonders bevorzugt. Ferner ist es jedoch auch möglich, die Hydrolyse und physikalische Schereinwirkung in getrennten Stufen vorzunehmen. Somit kann das Pflanzenmaterial unter den vorstehend beschriebenen PH-, Zeit- und Temperaturbedingungen hydrolysiert und unter nicht-hydrolytischen Bedingungen gelagert werden, bevor es beispielsweise durch absatzweise Behandlung der physikalischen Schereinwirkung in einer Einrichtung mit hoher Scherkraft ausgesetzt wird. Weitere Modifikationen des Hydrolyse/physikalische Schereinwirkung-Schemas ergeben sich für den Fachmann.
Die vorstehende Kopplung von Hydrolyse mit physikalischer Schereinwirkung dient ferner zur Freisetzung von parenchymaler Zellcellulose aus Pflanzenmaterial mit einem Gehalt an parenchymalen Zellen, insbesondere aus Zuckerrüben- und Zitruspulpe. Es wird angenommen, daß verschiedene Formen der Bindung zwischen den parenchymalen Zellwänden mit einem Gehalt an parenchymaler Zellcellulose und anderen Formen von Cellulose in verbrauchter Zuckerrübenpulpe oder anderem pflanzlichem Material durch die Kombination von Hydrolyse und physikalischer Schereinwirkung aufgebrochen werden.
Ein bevorzugter Reaktor, der sich für die saure oder basische Hydrolyse gemäß einer oder mehreren erfindungsgemäßen Ausführungsformen eignet, weist eine röhrenförmige Bauart auf. Dabei sind 12 Rohre aus rostfreiem Stahl oder anderen Materialien mit einem Innendurchmesser von etwa 13 mm (0,5 in) parallel zueinander in einem Rohr von 7,6 m (25 ft) Länge und 305 mm (12 in) Innendurchmesser befestigt und in Serie miteinander verbunden. Eine Einrichtung zur kontrollierten Zufuhr von Dampf oder einer anderen Heizquelle in den äußeren Reaktormantel ist vorgesehen, um in den Reaktionsrohren die gewünschte Temperatur zu gewährleisten. Eine Pumpzufuhreinrichtung ist ebenfalls vorgesehen, um einen Strom einer in bezug auf den PH-Wert eingestellten Aufschlämmung von pfanzlichem Material in die Reaktorrohre einzuspeisen. Das Auslaßende der einzelnen Reaktorrohre ist mit einer einstellbaren Düse von geringer Querschnittabmessung versehen. Die Düse hat die doppelte Aufgabe, den Innendruck innerhalb der Reaktorrohre aufrechtzuerhalten und Auslaßgeschwindigkeiten zu gewährleisten, die am Auslaß des Produktstroms eine hohe mechanische Schereinwirkung gewährleisten, wenn der Produktstrom durch die Düse gepreßt wird.
Bei typischen erfindungsgemäßen hydrolytischen Reaktionen wird Pulpe durch den vorstehenden Röhrenreaktor mit Drücken von etwa 1,38 bis 13,8 MPa (etwa 200 bis etwa 2000 lb/in²) geleitet. Lineare Oberflächengeschwindigkeiten an der Ausgangsdüse wurden auf etwa 10 bis 100 m/sec geschätzt. Somit treten an den Düsen starke Scherkräfte auf. Das Reaktorprodukt wird in wirksamer Weise am Düsenauslaß "blitzartig" auf atmosphärischen Druck entspannt und gelangt zu den nachfolgenden Verarbeitungsvorgängen.
Obgleich der Fachmann für die praktische Durchführung von einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zahlreiche Reaktionsabläufe anwenden kann, wird im allgemeinen eine Aufschlämmung von Pflanzenmaterial, wie verbrauchte Zuckerrübenpulpe, in einem wäßrigen Medium auf den gewünschten PH-Wert (entweder stark sauer oder stark alkalisch) eingestellt und durch eine geeignete Reaktionsvorrichtung, z. B. den vorerwähnten Röhrenreaktor, geleitet. Die PH-modifizierte Aufschlämmung wird bei einem Druck, der üblicherweise über Atmosphärendruck liegt, unter Einhaltung bestimmter Kombinationen von Temperatur-Zeit-Bedingungen behandelt. Anschließend wird das Material gemäß der bevorzugten Ausführungsform durch eine Auslaßdüse dem Atmosphärendruck zugeführt, um eine physikalische Schereinwirkung auszuüben.
Das erhaltene Material kann als ein Produkt mit festen und flüssigen Bestandteilen angesehen werden. Einer Trennung von festem und flüssigem Material folgt im allgemeinen eine weitere Verarbeitung. Das feste Material kann als rohe parenchymale Zellcellulose im Gemisch mit anderen Cellulosebruchstücken, wie vaskulären Bündeln, Fasern und dergl., angesehen werden. Ferner können auch weitere feste Anteile vorhanden sein. Es ist bevorzugt, die rohe parenchymale Zellcellulose zu bleichen oder auf andere Weise zur Herstellung einer Dispersion besser geeignet zu machen, indem man sie mit einem Bleichmedium, wie Hypochlorit, Peroxid oder ein anderes Material, in Kontakt bringt. Die Bleichstufe erleichtert die mechanische Klassierung und anschließende Isolierung von im wesentlichen reiner parenchymaler Zellcellulose von nicht-parenchymalem Zellrückstand.
Parenchymale Zellcellulose weist verschiedene besondere Eigenschaften auf. Eine PCC-Auschlämmung von geringem Feststoffanteil, z. B. etwa 0,5 bis 2 Gew.-% in Wasser, bildet im Anschluß an eine Homogenisierung unter hoher Scherkraft eine stabile homogene Suspension. Es wird angenommen, daß durch die starke Schereinwirkung die Membranstruktur einer teilweisen Fibrillierung unterliegt, was eine Ausdehnung und Entfernung von Mikrofibrillen von der Oberfläche bewirkt, wodurch eine "expandierte" oder "haarartige" Membrananordnung von Mikofibrillen entsteht. Diese Suspension besitzt eine günstige rheologische Beschaffenheit, was vermutlich auf die physikalische Verhakung und Interpartikel-Assoziation der plättchenartigen Form der auf diese Weise erhaltenen fibrillierten PCC zurückzuführen ist. Diese fibrillierten PCC-Suspensionen weisen hohe Ruheviskositäten auf und besitzen thixotrope und pseudoplastische Eigenschaften. Die Lösungsrheologie einer PCC-Dispersion ist pseudoplastisch und charakteristisch für eine Hydrokolloidsuspension. Es wird angenommen, daß die expandierte Mikroplättchenstruktur von PCC für die besondere Lösungsrheologie des dispergierten Präparats verantwortlich ist. Die stark hydratisierten Plättchen können auf eine ähnliche Dichte wie Wasser gebracht werden und bilden in Bezug auf die Gravitation stabile Suspensionen. Die grobe Form von hydratisierter PCC ist die eines länglichen Ellipsoids, obgleich es eine erhebliche Heterogenität der Formen gibt. Die durchschnittliche Hauptabmessung der isolierten Membran beträgt 20 bis 100 um bei einer Membrandicke von einigen 10 nm. Im mäßigen Scherbereich (10 bis 100 s&supmin;¹) kann das PCC-Viskositätsverhalten in etwa durch das plastische Bingham-Modell, das allgemein zur Charakterisierung von kolloidalen Suspensionen herangezogen wird, oder das Potenzgesetz wiedergegeben werden. Das milde thixotrope Verhalten von PCC ergibt sich aus einer zeitabhängigen translationalen Relaxation unter Bildung einer Gelstruktur oder hydrodynamischen Ausrichtung beim Stehenlassen bzw. Mischen. Die plättchenartigen Membranen sind gegenüber einer Schereinwirkung äußerst dauerhaft und werden durch extreme Einwirkungen von Temperatur, Salzen oder PH-Wert nicht beeinträchtigt. Bei PCC-Konzentrationen von mehr als 2% (Gew./Gew.) beginnt eine Interpartikel-Wechselwirkung die Faktoren, die die Lösungsrheologie beeinflussen, zu dominieren, und die Viskosität steigt rasch an. Bei 4% (Gew./Gew.) kann PCC ein Nullgel bilden.
Die aus Zitruspulpe isolierte Cellulose unterscheidet sich etwas von der aus Zuckerrüben erhaltenen Pulpe. Während die Zitrus-PCC-Morphologie vorwiegend membranartig ist, gibt es eine erhebliche Größenheterogenität, wobei die Mehrzahl der Teilchen nicht durch ein Sieb von 100 mesh gesprüht werden kann. Dies steht im Gegensatz zu PCC aus Zuckerrüben, die eine relativ einheitliche Teilchengröße aufweist und abgesehen von der Faserfraktion leicht durch ein 100 mesh-Sieb gespült wird. Die Zitruspulpe-Cellulose stellt ebenso wie PCC einen Filmbildner dar und zeigt eine ähnliche Homogenisatrheologie.
In Abwesenheit von Wasser unterliegen die Mikroplättchen einer starken Assoziierung durch Wasserstoffbrückenbindung. Die Intermembran-Wechselwirkung ist ungewöhnlich wirksam auf die Trocknung, was auf das große Verhältnis von Oberfläche zu Volumen der fibrillierten Plättchenstruktur zurückzuführen ist. Je nach Anteil und Wirksamkeit der Wasserstoffbrückenbindungs-Wechselwirkung kann es extrem schwierig sein, getrocknete PCC-Filme zu rehydratysieren. Die Einverleibung eines chaotropen Mittels, z. B. bestimmter Celluloseether, hat sich als geeignet zur Herstellung von rehydratisierbarer PCC erwiesen.
Verschiedene Anwendungszwecke für PCC in Nahrungsmittelprodukten werden nunmehr dargelegt. In den Beispielen der vorliegenden Untersuchung wird PCC in sehr geringen Konzentrationen eingesetzt, um höhere Konzentrationen an verschiedenen funktionellen Komponenten von unterschiedlichen Nahrungsmittelprodukten (z. B. Ölphase/Emulgator von Mayonnaise, Fett in Schlagsahne, Ei/Mehl in Kuchen, Stärke in gekochten Puddings) zu ersetzen. In den meisten Fällen wurde das Kontrollrezept gegenüber dem Normalrezept erheblich gestreckt, z. B. durch teilweises Ersetzen von Eiweiß durch Wasser, durch teilweises Ersetzen von Fett in Schlagsahne durch Wasser und dergl. Dabei zeigt PCC hervorragende Wirkungsweisen, die für Nahrungsmittel wichtig sind. PCC wird auch dazu verwendet, um erhebliche Stabilisierungs- und Texturbildungseigenschaften in modellhaften Emulsionen, Meringen und Eiscremes nachzuweisen.
Das PCC-Material erweist sich als hervorragendes Texturbildungsmittel und Emulsionsstabilisator. Bei gleicher Konzentration zeigt es eine höhere Fließgrenze und Viskosität als mikrokristalline Cellulose oder Xanthanlösung. Es führt zu einer hervorragenden Scherentzähung, die gleichwertig mit der von Xanthanlösung ist, und wirkt bei steigender Temperatur stärker entzähend als Xanthan. Die rheologischen Daten ergeben stark überlegene Eigenschaften gegenüber mikrokristalliner Cellulose und Xanthanlösung in bezug auf Textur- und Stabilisierungszwecke. PCC vereinigt den kolloidalen Teilchentyp der Gelbildung, die charakteristisch für MCC ist, mit dem polymeren vernetzten Typ der Gelbildung, die für Xanthanlösung charakteristisch ist.
Bei einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann parenchymale Zellcellulose zu Genußmitteln für Nahrungs- und Arzneimittelzwecke in unterschiedlichen Mengen für unterschiedliche Zwecke gegeben werden. Im allgemeinen haben sich jedoch Mengen an parenchymaler Zellcellulose von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, als geeignet erwiesen. Besonders bevorzugt sind Mengen an parenchymaler Zellcellulose von etwa 0,02 bis etwa 5 Gew.-%, wobei Mengen von etwa 0,1 bis 2 Gew.-% ganz besonders bevorzugt sind. Der Fachmann erkennt, daß unterschiedliche Mengen an PCC für verschiedene Funktionen angemessen sind. Somit kann für die Stabilisierung einer Öl-in-Wasser-Emulsion, z. B. als verbessernder Zusatz für künstliche Mayonnaise, Eiscremes, bestimmte thixotrope Würzen und dergl., eine Zugabe von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew. -% PCC, bezogen auf das Gesamtgewicht, von Vorteil sein. Besonders bevorzugt ist die Zugabe von etwa 0,02 bis etwa 5 Gew.-% PCC zu derartigen Materialien, wobei Zugabemengen von 0,1 bis etwa 2 Gew.-% ganz besonders bevorzugt sind. Ähnliche Überlegungen gelten im Hinblick auf verbesserte Wasser-in-Öl-Emulsionen, wo Mengen an parenchymaler Zellcellulose von etwa 0,05 bis 20 Gew.-%, insbesondere von etwa 0,1 bis 10 Gew.-% und ganz besonders von etwa 0,2 bis 5 Gew.-%, eingesetzt werden können. Zu derartigen Wasser-in-Öl-Emulsionen gehören bestimmte Würzen, Auf striche und dergl. Arzneimittel in Form von derartigen Emulsionen können eine ähnliche Behandlung erfahren, wobei im allgemeinen zur Aufwertung dieser Arzneimittel ähnliche Mengen an parenchymaler Zellcellulose verwendet werden.
Die Verbesserung von Schäumen, wie Luft-in-Flüssigkeit (z. B. Schlagsahne, Schlagsahne-Ersatzprodukte und andere geschlagenen Materialien), kann durch Zusatz von PCC erreicht werden. Dabei werden vorzugsweise Mengen von etwa 0,01 bis 10 Gew.-% herangezogen. Bevorzugte Mengen betragen etwa 0,02 bis 5 Gew.-% und insbesondere etwa 0,5 bis etwa 2 Gew.-%. Somit sei nochmals betont, daß man bei bestimmten Arzneistoffen, die in einer derartigen Form vorliegen, von dieser Ausführungsform der Erfindung Gebrauch machen kann.
PCC stabilisiert gefrorene Nahrungsmittel, wie Fleisch und Fisch, was zu einer verbesserten Kochqualität und Lagerstabilität führt. Das Suspendiervermögen von PCC erweist sich als wertvoll in konzentrierten Säften, Konfitüren, Soßen und dergl., indem die Pulpekomponenten suspendiert werden und die Textur verbessert wird. Im allgemeinen eignen sich Mengen von etwa 0,01 bis etwa 5 Gew.-%.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird parenchymale Zellcellulose zu schlagfähigen Produkten (Schlagteigen), Teigen und anderen backfähigen Materialien gegeben. In derartigen Fällen verbessert parenchymale Zellcellulose die Struktur, den Körper und die physikalischen Eigenschaften von derartigen schlagfähigen Produkten oder Teigen und trägt zur Stabilisierung und einem verbesserten Viskositätsverhalten bei, während sie nur einen sehr geringen Nährwert aufweist und wenig kostet. PCC-Mengen von etwa 0,01 bis etwa 10 Gew.-% können zugesetzt werden, wobei Mengen von etwa 0,02 bis 5 Gew.-% bevorzugt und Mengen von etwa 0,05 bis etwa 2 Gew.-% ganz besonders bevorzugt sind. Im allgemeinen kann parenchymale Zellcellulose zu Nahrungsmitteln und Arzneistoffen, die in zahlreichen Formen und Formulierungen vorliegen, gegeben werden. Somit kann sie zur Verbesserung der Eigenschaften von Gelen, Solen, Aerosolen, Schäumen, Emulsionen und allgemein von Dispersionen sämtlicher Typen zugesetzt werden. Die nachstehenden Beispiele beinhalten zahlreichen Ausführungsformen für die Einverleibung von parenchymaler Zellcellulose in Genußmittel. Für den Fachmann ergeben sich zahlreiche andere Anwendungsmöglichkeiten.

Rheologie von PCC im Vergleich mit Xanthanlösung und Avicel®

Fließkurven (Spannung als Funktion der Scherrate) wurden mit einem M500-Viskosimeter unter Verwendung eines MV2-Sensors und eines Haake RV100-Plotters aufgezeichnet. Scherraten von 14 sec&supmin;¹ bis 160 sec&supmin;¹ wurden gemäß dem Casson-Modell zur Berechnung des Fließspannungswertes herangezogen. Anschließend wurde das plastische Potenzgesetzmodell zur Berechnung des Konsistenzkoeffizienten (Viskosität bei 1 sec&supmin;¹) und des Fließverhaltensindex (Grad der Scherentzähung) herangezogen. Der Bereich der Scherraten ist charakteristisch für die Werte, die beim Kauen im Mund auftreten; Burger, Sherman, Morris und Taylor, Gums and Stabilizers, (1982).
Fig. 1 zeigt die Fließwerte als Funktion der Temperatur für PCC, Xanthanlösung und Avicel®. Fig. 2 vergleicht die Daten für eine geringere Konzentration von Xanthanlösung und PCC. Insbesondere bei Temperaturen, die für die Lagerung von Nahrungsmitteln und den Verbrauch von nicht-warmen Nahrungsmitteln vorgesehen sind, ergibt PCC drastisch höhere Fließwerte. Diese stärkere Strukturbildungsbeschaffenheit ist sowohl für die Lagerstabilität als auch für die gewünschten Texturwerte, die für eine Vielzahl von Nahrungsmitteln erforderlich sind, wichtig (besonders wichtig für "lite"-Nahrungsmittel, in denen ein geringer Anteil an Feststoffen erwünscht ist). Produkte, wie Milchshakes, Yoghurts, Puddings, Fruchtsaftkonzentrate, Eiercremes (Custards), geschlagene Überzüge (whipped toppings), Zuckergüsse (icings), Konfitüren und dergl., stellen mögliche Produkte für die Einverleibung von PCC dar, wodurch diese Produkte aufgewertet werden können. Bei Salat-Dressings ergibt sich neben der erhöhten Emulsionsstabilität eine verbesserte "Haftung".
Fließwerte als Funktion des PH-Wertes sind in Fig. 3 angegeben. Für alle untersuchten PH-Werte ergeben sich für PCC höhere Werte. Für PCC wird nur eine geringfügige PH-Abhängigkeit festgestellt, und selbst bei den PH-Werten von Salat-Dressing weist PCC einen höheren Fließwert auf, was für die Stabilität und Haftung wichtig ist. Eine starke PH-Abhängigkeit für Avicel® bei niedrigen PH-Werten ergibt sich vermutlich aus der CMC, die Bestandteil des Avicel®-Präparats ist. Ein Maximum des Fließwertes ließe sich auf der Basis der maximalen Wasserstoffbrückenbindung zwischen einer gleichen Anzahl von Carboxylanionen und protonierten Carboxylgruppen erwarten. Eine derartige Tendenz ist bei niedrigen PH-Werten für PCC, der ebenfalls CMC zugesetzt ist, nicht ersichtlich, da der Einfluß von CMC im Vergleich zu den sehr hohen Fließwerten der PCC gering ist.
In Fig. 4 ist die Viskosität bei 1 sec&supmin;¹ als Funktion der Temperatur angegeben. PCC ist durchgehend stärker viskos (gleiche Tendenzen sind für Konzentrationen von 1% und 0,5% angegeben) und zeigt daher ein besseres Stabilisierungsvermögen und eine Texturverstärkung durch "Verdickung". Eine stärkeres Dünnwerden (Entzähung) mit steigender Temperatur, insbesondere in dem Bereich, der für nicht-warme Nahrungsmittel im Mund gilt, spricht für ein angenehmeres Mundgefühl und stärkere Aromafreisetzungseigenschaften. Die herausragenden Viskositätseigenschaften bei niedrigen Temperarturen sind wiederum günstig zur Erzielung der Textur, die bei den vorstehend in bezug auf die Fließwerte aufgeführten Produkten erwünscht ist.
Die in Fig. 5 dargestellte Abhängigkeit der Viskosität vom pH-Wert zeigt, daß PCC für alle geprüften PH-Werte das höchste Texturbildungsvermögen aufweist. Die im Vergleich zu Xanthanlösung stärkere pH-Abhängigkeit ist vermutlich teilweise auf CMC zurückzuführen. Jedoch ist die Abhängigkeit nicht so steil, als daß sie irgendwelche Formulierungsprobleme hervorrufen würde - selbst bei pH-Werten von Salat-Dressings ist das Stabilisierungsvermögen von PCC größer als das von Xanthanlösung.
Fig. 6 und 7 zeigen, daß PCC ein fast identisches Scherentzähungsvermögen wie Xanthanlösung zeigt, wobei Xanthanlösung von den derzeit erlaubten Nahrungsmittelbestandteilen die stärkste Scherentzähung zeigt; vergl. Morris und Taylor, Gums and Stabilizers, (1982).
Fig. 8 zeigt die Konzentrationsabhängigkeit der Viskositäts- und Fließwerte. PCC weist sowohl gegenüber Avicel® als auch Xanthanlösung in bezug auf Struktur, Stabilisierung und Aromafreisetzung von Nahrungsmitteln durchgehend überlegene rheologische Eigenschaften auf. Diese Eigenschaften (Gelstrukturen (sowohl kolloidal als auch polymervernetzt), kolloidale Stabilisierung und Aromafreisetzung) ermöglichen sowohl die Bereitstellung von neuen Produkten, die in bezug auf den Kaloriengehalt verringert sind, ein verbessertes Mundgefühl aufweisen und leichter zu verarbeiten sind, als auch von bereits vorhandenen Produkten in verbesserter, kostengünstigerer Form. Weitere Daten zeigen, daß PCC einen noch höheren Grad der Polymervernetzung auf molekularer Ebene aufweist - die hohen Gelmodulwerte, gemessen mit einem Rang-Schermeßgerät, spiegeln die Gelbildung aufgrund von Wechselwirkungen auf molekularer Ebene wider, was analog zum Typ der Gelbildung ist, die mit Pectin und Alginaten erreicht wird. Die durch diese Untersuchung gezeigten Eigenschaften werden auch in Emulsionen, Dispersionen, Schäumen sowie in Vollprodukt-Zubereitungen, wie Puddings, Salat-Dressings und dergl., erreicht. Für eine Vielzahl von Produkten ist die Verwendung von PCC vorteilhaft. Nachstehend werden Beispiele hierfür aufgeführt.

1. Molkereiprodukte:

Mit PCC werden die Viskositätskontrolle, die glatte Textur und die Nachahmung der fettähnlichen Beschaffenheit verstärkt. Im Vergleich zu MCC oder Xanthanlösung sind geringere Anteile an PCC erforderlich. Von besonderem Interesse sind texturierte Molkereiprodukte, wie Yoghurt, Milchshakes, Eicremes und Eiscremes. Das hervorragende Strukturbildungsvermögen von PCC macht Formulierungen von geringem Kaloriengehalt möglich, wobei die Kombination aus dem geringen erforderlichen Anteil und den relativ niedrigen Kosten von PCC einen erheblichen Kostenvorteil gegenüber den derzeit für diese Zwecke verwendeten Materialien bietet. Eiscremes sind Öl-in-Wasser-Emulsionen, wobei das Fett durch Schlagsahne bereitgestellt wird. Molkereiproteine oder zugesetzte Eiproteine gewährleisten die Emulgierung und Stabilisierung. Ein glattes, cremiges Mundgefühl wird zum Teil durch die emulgierten Fetttröpfchen erreicht. Eismilchgetränke, denen die Fettphase fehlt, tendieren zu einer weniger glatten und weniger cremigen Beschaffenheit, wenn nicht andere Mittel zur Erzielung einer glatten Beschaffenheit zugesetzt werden. Die glatte Beschaffenheit und lockere Textur wird durch die Einverleibung von Luft beim Einfriervorgang von Eiscreme verstärkt, und daher ist ein "Overrun" normalerweise erwünscht. In den vorgelegten Beispielen wird PCC als teilweises Ersatzprodukt der Sahne verwendet, wobei PCC zur Erzielung einer angemessenen "Overrun"-Wirkung und/oder zur Bereitstellung einer stark cremigen Textur verwendet werden kann.

2. Gießfähige Dressinge:

Mit PCC werden die Emulsionsstabilität und die Fließ/Haft-Eigenschaften verstärkt. Die erforderlichen Konzentrationen sind geringer als bei Xanthanlösung. Außerdem sollte für kalorienreduzierte Rezepte eine stärkere Verringerung des Ölanteils erreicht werden, als es derzeit möglich ist, während die erwünschte Haftung und die Schmierwirkung im Mund erhalten bleiben.
Die Daten dieser Untersuchung legen es nahe, daß PCC ein hervorragendes Material als Basis für Nicht-Öl-Salat-Dressing-Zubereitungen darstellt. Konzentrationen von 0,2-0,3% PCC (möglicherweise mit 0,1% Zugabe eines weiteren Hydrokolloids zur Erzielung eines bestimmten Bereichs an Haft- und Mundgefühleigenschaften) sollten für derartige Zwecke angemessen sein.

3. Puddings und Desserts:

Die Textur von Desserts wird mit einem Geliermittel erreicht. In der Kälte sich verfestigende Desserts leiten sich vorwiegend von Gelatine ab, während sich unter Wärmeeinwirkung verfestigende Desserts sich vorwiegend von Stärke ableiten. Um einen Bereich von Fließwerten (anfänglicher "Biß", Glätte und "Dicke") zu erreichen, werden teilchenförmige "Füllstoffe" zugesetzt, wobei es sich um Nichtfett- Trockenmilch (NFDM)-Feststoffe, mikrokristalline Cellulose (MCC) oder emulgierte Fetttröpfchen handeln kann. NFDM ist insofern ein inaktiver Füllstoff, als er nicht mit der gelierenden Matrix in Wechselwirkung tritt. Bei Verwendung von NFDM als Fettersatz muß eine äquivalente Menge an NFDM zum Ersatz des Fettes herangezogen werden (bezüglich der Klassifizierung von Füllstoffen als aktiv oder "inaktiv" wird auf S. Ring und G. Stainsby, Prog. Fd. Nutr. Sci., Bd. 6 (1982), S. 323-329 verwiesen). Demgegenüber stellt MCC einen aktiven Füllstoff dar, der mit anderen Bestandteilen in Wechselwirkung tritt, so daß bei dessen Verwendung als Fettersatz Mengen erforderlich sind, die wesentlich unter der ersetzten Menge liegen, wobei eine ähnliche Struktur aufrechterhalten wird. Es ist leicht ersichtlich, daß PCC einen aktiven Füllstoff darstellt und daß dabei noch niedrigere Konzentrationen als bei MCC erforderlich sind. Eine Kalorienverminderung, Strukturmanipulation und Kostenverringerung sind einige der Vorteile, die sich bei Verwendung von PCC in Dessert-Produkten ergeben.

4. Geschlagene Produkte:

Stabile, mit Luft versetzte Produkte werden unter Verwendung von Materialien erhalten, die eine stabilisierende, elastische Struktur rund um Luftbläschen erzeugen. So vermischen sich in geschlagener Sahne aggregierte Fettkügelchen mit Proteinkomplexen und bilden eine elastische Struktur rund um Luftbläschen. In Meringen wird die Struktur durch Proteinaggregate gewährleistet, wobei durch Erwärmen auf eine ausreichend hohe Temperatur die Struktur immobilisiert wird und eine irreversibel verhakte Proteinmatrix entsteht. MCC fördert die Bildung von derartigen elastischen Strukturen.
PCC hat bezüglich der Erzeugung von stabilen, geschlagenen Produkten ein im Vergleich zu MCC stärkeres Wirkungsvermögen. PCC ergibt die für stabile Cremespeisen erforderlichen hohen Fließwerte, und darüberhinaus deutet der höhere Grad an molekularer Verhakung, der sich durch die höheren Gelmodule zeigt, darauf hin, daß ein höherer osmotischer Druck in der Flüssigkeit zwischen den Luftbläschen aufrechterhalten wird (ein Hauptmechanismus bei der Stabilisierung in mit Luft versetzten Produkten).

5. Fleischemulsionen:

Derartige Produkte stellen eine weitere wichtige Klasse von Nahrungsmittelprodukten dar. Diese Emulsionen bedienen sich zerkleinerter Fleischprodukte. Es handelt sich im wesentlichen um Öl-in-Wasser-Emulsionen. Die Fleischproteine, die sich in der wäßrigen Phase lösen, verhalten sich als Emulgatoren. Außerdem unterstützen diese Proteine den wärmebeeinflußten Gelbildungsprozeß, der normalerweise herangezogen wird, um das Produkt als kohäsive Einheit zu binden. Während des Kochvorgangs kann der Flüssigkeitsverlust übermäßig groß sein, was zu einem "Fließverlust" mit einer vom ästhetischen Standpunkt aus unerwünschten Schrumpfung führt. In den Beispielen wird gezeigt, daß PCC dazu beiträgt, diesen "Fließverlust" zu verhindern.

6. Süßwaren:

PCC weist ein ausreichendes Gelbildungsvermögen auf, so daß ein teilweiser Ersatz von Pectin in Konfitüren möglich ist. Es ist auch ersichtlich, daß PCC in bestimmten Süßigkeiten zur Verringerung des Kaloriengehalts Verwendung finden kann. PCC ergibt auch einen guten Füllstoff für Kuchengüsse.

7. Aufstriche:

Bei Aufstrichen (Brotaufstrichen) handelt es sich um Dispersionen von festen Teilchen in einer flüssigen Phase, Emulsionen, bei denen die Fett/Öl-Phase oder die wäßrige Phase kontinuierlich sein können, oder eine Kombination von beidem. Eine Stabilisierung dieser Produkte wird durch Emulgatoren und/oder Verdickungsmittel (z. B. Hydrokolloide) erreicht. Ein hoher Anteil an wäßriger Phase stellt eine Maßnahme zur Erzielung von Produkten mit geringem Kaloriengehalt dar. Jedoch wird bei einem hohen Wassergehalt die Herstellung eines Produkts mit angemessener Stabilität schwieriger. Für einen Aufstrich stellt die Streichfähigkeit eines wichtige Eigenschaft dar. Das Produkt muß daher verformbar und weich sein und trotzdem eine zum Erhalt der Form ausreichend dickflüssige Textur aufweisen. In den Beispielen zeigt sich, daß PCC bei Verwendung in bestimmten Zubereitungen stabile, cremige und streichfähige Dispersionen ergibt.
Insgesamt betrachtet bestehen für PCC zahlreiche Einsatzmöglichkeiten in Nahrungsmitteln. Sie weist Eigenschaften auf, aufgrund derer sie sowohl MCC als auch Xanthanlösungen, zwei der wertvollen Standardprodukte der Nahrungsmittelindustrie, überlegen ist. Im allgemeinen wird angenommen, daß PCC eine bessere Wirkung als Xanthan oder MCC in sämtlichen Anwendungsgebieten, in denen diese Materialien geeignet sind, besitzt. Abgesehen von den folgenden speziellen Beispielen kann PCC auch unter Erzielung positiver Ergebnisse für folgende Zwecke eingesetzt werden: als Verdickungsmittel in Konfitüren und anderen Aufstrichen; als Texturverstärker oder als teilweiser Mehlersatz in Brot und anderen Backwaren; als Extrusionshilfsmittel für Teige (aufgrund seines Vermögens zur Scherentzähung) und für Getreideprodukte; als Stabilisator und/oder als Texturverstärker für Eiscremes, Salat-Dressings und dergl.; als Suspensionshilfsmittel, Stabilisator und Texturverstärker in Getränken, wie Eierflips, Milchshakes, Schokoladenmilch und dergl.; und als Verdickungsmittel in gekochten Puddings und Instant-Puddings; als Schaumstabilisator in anderen "geschlagenen Produkten" auf Fettbasis, Proteinstabilisierten Schäumen (z. B. Marshmellows, künstlicher Schlagsahne und dergl.) oder anderen als Nahrungsmittel verwendeten Schäumen; zur Erzielung von Stabilität während der Lagerung und zur Erleichterung der Anwendung von Fertigprodukten, wie Kuchengüssen, Instant-Getränken, abgepackten Aufstrichen und dergl.; als Hilfsmittel für Gefrierfleisch und Gefrierfisch, um eine Beeinträchtigung während der Lagerung zu vermeiden und das Verarbeitungsverhalten zu verbessern; als Hilfsmittel zur Verhinderung des Anbrennens beim Kochen von Produkten, wie Puddings, die Stärke oder andere Bestandteile mit einer Neigung zum Anbrennen enthalten. PCC ist nicht nur auf den Gebieten einsetzbar, wo andere Hydrokolloid-Materialien bereits üblicher Standard sind, sondern erweist sich im Vergleich zu den Erkenntnissen des Stands der Technik als noch besser und bringt unerwartete Ergebnisse mit sich.

Beispiele

Beispiel 1 - Isolierung von PCC aus verbrauchter Zuckerrübenpulpe

Verbrauchte Zuckerrübenpulpe in Form von getrockneten Flocken oder Pellets wurde als Rohmaterial für die Isolierung von parenchymaler Zellcellulose (PCC) verwendet. Vollständig hydratisierte Zuckerrübenpulpe wurde mit 31% (Gew./Gew.) Salzsäure auf den PH-Wert 2,5 bei einem Gehalt an trockenen Feststoffen von 8-10% (Gew./Gew.) eingestellt. Die Einsatzmaterial-Aufschlämmung wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von 104 g s&supmin;¹ (13,7 lb pro Minute) durch einen gesetzlich geschützten Tropfenströmungsreaktor, Produkt der Firma St. Lawrence Reactors of Mississauga, Ontario, gepumpt. Der Reaktor bestand aus einem Dampf-Röhrenkesselreaktor mit einer Rohrschlange von 110 m (360 ft) Länge und 13 mm (0,5 in) Außendurchmesser, gefolgt von einer Rohrschlange von 12 m (40 ft) Länge und 25 mm (1 in). Am Ende befand sich eine Düse von 4,06 mm (0,160 in). Dies ergab eine Verweilzeit von etwa 3 Minuten bei einem Anstieg der Endtemperatur bis zu 160ºC. Ein Hydrolysatprodukt mit einem Feststoffgehalt von 11- 12% und einem pH-Wert von 2,8-3 wurde nach Entspannen durch die Entladungsdüse auf Atmosphärendruck erhalten.
Das heiße Produkt wurde sodann unter Verwendung einer kontinuierlichen 18 Zoll-Bandpresse (W.R. Perrin Ltd., Toronto, Ontario) entwässert. Der Preßkuchen wurde mit 1 Teil heißem Brauchwasser auf 1 Teil Kuchen aufgeschlämmt und erneut durch die Bandpresse geleitet. Die vorherigen Waschstufen wurden wiederholt, wodurch man eine teilchenförmige Fraktion mit nur Spurenmengen an restlichen löslichen Bestandteilen erhielt.
Ein Bleichvorgang wurde unter Verwendung einer alkalischen Lösung mit einem Gehalt an 2% (Gew./Gew.) Natriumhypochlorit (NaClO&sub3;) durchgeführt. Das bei der zweiten Waschstufe erhaltene teilchenförmige Material wurde mit heißem Brauchwasser unter Bildung einer 2% (Gew./Gew.) (auf trockener Feststoffbasis) Aufschlämmung verdünnt, die dann mit 1 Teil 2% (Gew./Gew.) NaClO&sub3; pro 1 Teil Aufschlämmung versetzt wurde. Man ließ das Gemisch 16 Stunden stehen.
Die gebleichte Aufschlämmung wurde sodann durch einen doppelstufigen 18 Zoll-Vibrationssiebseparator (Sweco), der oben mit einem 60 mesh-Sieb und unten mit einem 250 mesh-Entwässerungssieb ausgerüstet war, geleitet. Ausreichende Mengen an Brauchwasser wurden auf die obere Stufe gespritzt, um die Klassierung der faserigen Cellulose (+ 60 mesh) von der membranartigen Cellulose (- 60 mesh, + 250 mesh) zu erleichtern. Das aus der zweiten Stufe der Sweco-Anlage erhaltene PCC-Gel wurde mit der Endlospresse zu einem Preßkuchen mit 12-20% (Gew./Gew.) Feststoffanteil entwässert. Der feuchte Kuchen wurde bis zur Verwendung bei 4ºC gelagert.

Beispiel 2 - Isolierung von PCC aus verbrauchter Zitruspulpe

Die Vorgehensweise zum Isolieren von PCC aus gekalkter, verbrauchter Zitruspulpe ist ähnlich wie in Beispiel 1. PCC aus diesem Vorratsmaterial läßt sich leicht bei entweder alkalischen oder sauren Reaktorbedingungen herstellen. Jedoch ermöglichen alkalische Verseifungsbedingungen die gleichzeitige Peroxidbleichung während der anfänglichen Reaktion. 90,7 kg (200 lb) Zitruspulpe mit einem Feststoffanteil von 9,4% (Gew./Gew.) (nicht-flüchtige trockene Feststoffe) wurden mit 51,3 kg (113 lb) Brauchwasser, 1000 ml einer 50% (Gew./Gew.) Natriumhydroxidlösung und 6,49 kg (14,3 lb) 35% (Gew./Gew.) H&sub2;O&sub2;-Lösung versetzt.
Die erhaltene 6,08% (Gew./Gew.) (trockene Feststoffe) Ausgangsmaterial-Aufschlämmung mit einem PH-Wert von 10,3 wurde sodann durch den Dampf/Röhrenreaktor mit einer Rohrschlangenkonfiguration, die aus einem Rohr von 73,2 m (240 ft) Länge und einem Außendurchmesser von 25 mm (in) bestand und mit einer einzigen 4,06 mm (0,160 in) Düse/Prallplatte endete, gepumpt. Eine mit 190 U/min betriebene Moyno-Speisepumpe ergab eine Verweilzeit von 151 sec. Die Reaktionsaufschlämmung erreichte eine Temperatur von 166ºC. Das entspannte Produkt wies einen Anteil an nicht-flüchtigen Bestandteilen (auf der Basis trockener Feststoffe) von 7,35% (Gew./Gew.) und einen pH-Wert von 5,46 auf.
Das heiße Produkt wurde sodann unter Verwendung der Bandpresse entwässert, mit heißem Wasser verdünnt und zu einer gießfähigen Aufschlämmung resuspendiert. Nach Einstellen des PH-Werts mit Natriumhydroxid auf 10-11 wurde 16 Stunden eine zweite H&sub2;O&sub2;-Bleichstufe durchgeführt. Das Verhältnis von H&sub2;O&sub2; zu PCC-Feststoffen betrug 1 : 1. Die gebleichte PCC wurde sodann gewaschen und von den faserigen Celluloseformen unter Verwendung einer zweistufigen 30 Zoll-Sweco-Vorrichtung mit einem 28 mesh- Sieb oben und einem 250 mesh-Entwässerungssieb unten abgetrennt. Die gesammelte PCC-Fraktion wurde sodann unter Verwendung der Bandpresse zu einem 8,02% (Gew./Gew.) (auf der Basis trockener Feststoffe) Kuchen entwässert und sodann bis zur Verwendung bei 4ºC gelagert.

Beispiel 3 - PCC-Rheologiesynergismus mit Celluloseethern und Pectin

Unter Verwendung der gebleichten PCC von Beispiel 2 wurde eine Reihe von Homogenisaten mit drei handelsüblichen Carboxymethylcellulosen (CMC) der Firma Sigma Chemical Company mit den Bezeichnungen Präparat von geringer Viskosität (lv), Präparat von mittlerer Viskosität (mv) und Präparat mit hoher Viskosität (hv) hergestellt. Unter Verwendung von Leitungswasser wurden jeweils 1% (Gew./Gew.) Lösungen der einzelnen CMC-Präparate hergestellt. Gebleichte PCC wurde zu den jeweiligen CMC-Präparaten gegeben. Eine ausreichende Menge an Leitungswasser wurde bis zu Endkonzentrationen an PCC und CMC von 0,75% (Gew./Gew.) bzw. 0,1% (Gew./Gew.) zugesetzt. Zwei zu Vergleichszwecken dienende Kontrollansätze wurden mit PCC allein bzw. mit CMC hoher Viskosität (hv) allein hergestellt.
Jedes der fünf Gemische wurde sodann 15 Minuten mit einem Waring-Mischer einer Scherbehandlung unterworfen (mit Ausnahme der Kontrolle, die nur 0,1% (Gew./Gew.) CMC-hv enthielt). Die Homogenisate wurden sodann auf 20ºC gekühlt. Ihre pH-Werte (unter Verwendung eines Metrohm-Modell 632 pH-Meters) und ihre rheologischen Meßergebnisse (unter Verwendung eines FANN-Modell 35A-Viekosimeters, ausgerüstet mit einem Rl-Rotor, einem B1-Viskosimeterdruckelement und einer F1-Torsionsfeder) wurden aufgezeichnet. Tabelle I Probenbeschreibung pH-Wert
In Tabelle I sind die Ergebnisse zusammengestellt, die den Schluß zulassen, daß eine synergistische Verstärkung der rheologischen Eigenschaften mit homogenisierter PCC in Gegenwart von CMC stattfindet.
Wäßrige 1,0% Dispersionen von Sigma-Pectin wurden hergestellt. Aliquotanteile dieser Pectindispersionen wurden zu PCC-Dispersionen gegeben, wodurch man Dispersionen mit einem Pectingehalt von 0%, 0,02%, 0,05% bzw. 0,1% erhielt. Sämtliche Dispersionen enthielten 0,2% PCC und wurden mit einem Waring-Mischer homogenisiert. Die Viskositäten wurden mit einem Fann-Viskosimeter gemessen. Bei einer Scherrate von 511 sec&supmin;¹ waren die Viskositäten der Pectin enthaltenden Dispersionen im wesentlichen identisch (14 mPa·s) und etwa um 36% höher als bei der PCC-Dispersion ohne Pectin (10,3 mPa·s). Da die Viskositäten der Pectin enthaltenden Dispersionen identisch waren, erfolgte der Viskositätsanstieg gegenüber der pectinfreien Dispersion nicht aufgrund einer einfachen Viskositätsaddition (d. h. PCC-Viskosität + Pectinviskosität), sondern ergab sich aufgrund einer Wechselwirkung zwischen PCC und Pectin, die bereits bei 0,02 % Pectin vollständig gegeben war.

Beispiel 4 - Mayonnaise

Mayonnaise enthält als die beiden wichtigsten funktionellen Bestandteile Eigelb und Öl. Das Eigelb stellt den Emulgator dar. Die Textur wird durch einen hohen Ölgehalt erreicht (die Tröpfchen "reiben" sich aneinander und bilden eine Struktur, die eine "dickflüssige" Beschaffenheit ergibt). Die folgenden Zubereitungen wurden von einem Basisrezept (I) gemäß V. D. Kiosseoglou und P. Sherman, J. Texture Studies, Bd. 14 (1983), S. 397-417 abgeleitet. Die Verringerungswirkung in bezug auf den Ölanteil und den Eigelbanteil werden in den Testzubereitungen (II, VII) gezeigt. Der Einfluß der Zugabe von PCC (III, IV, V, VI und VIII) wird ebenfalls gezeigt.
Eigelb, Zucker und Salz wurden in eine Schüssel-Küchenmaschine gegeben und zwei Minuten mit hoher Drehzahl vermischt. Ein Fünftel des Öls wurde zunächst tropfenweise und sodann rascher zugesetzt. Das Schlagwerk wurde sodann mit langsamer Geschwindigkeit betrieben, und ein Drittel der Essigsäure-Wasser-Lösung wurde zugesetzt. Die Geschwindigkeit des Schlagwerks wurde erhöht, und ein weiteres Drittel der Essigsäure-Wasser-Lösung wurde am Ende der Ölzugabe zugesetzt. Das letzte Drittel der Essigsäure- Wasser-Lösung wurde nach Zugabe des gesamten Öle zugesetzt, wonach das Gemisch langsam 1 Minute gerührt und sodann erneut 3 Minuten mit hoher Drehzahl vermischt wurde. Die Probe X wurde sodann in einem Hamilton- Beach-Blender 45 Sekunden bei der höchsten Geschwindigkeit homogenisiert und neu mit Xa bezeichnet. Unmittelbar nach der Herstellung wurde die Viskosität der einzelnen Mayonnaisen als Funktion der Scherrate (von 9-490 sec&supmin;¹) an einem Bohlin Visko 88-Viskosimeter bestimmt. Die Daten wurden gemäß dem Casson-Modell verarbeitet, um die Fließspannungswerte zu berechnen. Gemäß dem plastischen Potenzgesetz wurden der Fließverhaltensindex (FBI) sowie der Konsistenzkoeffizient (CC), die Viskosität bei einer Scherrate von 1 sec&supmin;¹, berechnet. Der Gelmodul wurde mit einem Rank Pulse Shearometer, beschrieben von S. G. Ring und G. Stainsby, "A Simple Method for Determining the Shear Modulus of Food Dispersion and Gels", J. Sci. Food Agric., Bd. 36 (1985), S. 607-613 gemessen. Die Ergebnisse dieser Beispiele zeigen (i) die Möglichkeit zum teilweisen Ersatz der Ölphase von Emulsionen durch geringe Anteile an PCC, was eine Kalorienverminderung ermöglicht, (ii) die Möglichkeit zum Texturaufbau in Nahrungsmitteldispersionen durch niedrige Anteile an PCC und (iii) die Möglichkeit zur Verbesserung der Produktstabilität (d. h. eine geringere Phasentrennung) unter Zugabe von geringen Anteilen an PCC. Die Texturverstärkung durch Zugabe von PCC ist leicht ersichtlich. Selbst bei einem Ölgehalt 40% (Proben V und VI) ergab die Zugabe von 0,40% PCC im Vergleich zur Kontrolle mit 60% Öl (Probe II) eine dickflüssigere Struktur und einen höheren Grad an Scherentzähung. Sämtliche Proben wurden drei Tage später visuell geprüft. Nur die Proben II, V und VI wiesen eine gewisse Abtrennung der wäßrigen Phase auf: 5 ml bei II (40% Wasser), 25 ml bei V (60% Wasser) und 10 ml bei VI (60% Wasser). Somit wird eine erhöhte Stabilität bei höheren Anteilen an PCC über eine höhere Fließgrenze und eine höhere Viskosität erreicht.
Ein Vergleich von X und Xa zeigt, daß die erhöhte Festigkeit und Gelbildung auch durch Homogenisieren mit höherer Energie möglich ist, wodurch kleinere Öltröpfchen erhalten werden. Somit kann vom Fachmann eine Optimierung der Textur- und Stabilitätsparameter leicht gehandhabt werden, vorwiegend durch erhöhte Anteile an PCC und in geringerem Umfang durch wirksamere Maßnahmen zur Homogenisierung, beispielsweise mit einer Manton Gaulin-Vorrichtung. Zum Vergleich wurde bei einer handelsüblichen Mayonnaise ein Gelmodul von 1020 N/m², ein Fließwert von 36000 mPa, ein FBI-Wert von 0,79 und ein CC-Wert von 3700 mPa·s gefunden.
PCC erfüllt in diesen Mayonnaise-Rezepten drei Hauptfunktionen:
(i) durch Ersatz eines Teils der Ölphase wirkt sie als "aktiver" Füllstoff (es sind im Vergleich zur ersetzten Ölmenge wesentlich geringere Anteile an PCC erforderlich), der die Zwischenräume zwischen den Öltröpfchen ausfüllt; (ii) ein Schutz der Öl/Wasser-Grenzfläche wird durch die Fähigkeit von PCC, als Emulgiermittel und als interaktive Komponente zu wirken, erreicht (dies wird durch die Möglichkeit zum Ersatz eines Teils des Eigelbs, das das hauptsächliche Emulgiermaterial in Mayonnaise darstellt, gezeigt); (iii) PCC ermöglicht es aufgrund ihrer besonderen Fähigkeit, eine elastische Textur aufzubauen und die Viskosität zu erhöhen, in starkem Umfang eine Textur zu erreichen, die glatte Beschaffenheit, Cremigkeit, Streichfähigkeit, Gießfähigkeit und dergl. gewährleistet, wobei der Fachmann auf dem Gebiet der Nahrungsmittelemulsionen und -dispersionen alle diese Eigenschaften manipulieren kann. Beispiel 4 - Tabelle A Mayonnaise - Zubereitungen (%Gew./Gew.) Bestandteil Eigelb Wasser Essigsäure Zucker Salz Öl Beispiel 4 - Tabelle B Rezept Gelmodul Fließwert der Datenpunkte pH-Wert Viskosität zur Modellanwendung zu nieder Anmerkung: SD = % Standardabweichung * Die gleiche Anzahl an Daten wurde zur Modellierung herangezogen. ** Die gleiche Anzahl an Daten wurde zur Modellierung herangezogen.

Beispiel 5 - Emulsionen

Einige Modellemulsionen zeigen die Eigenschaften von PCC im Vergleich zu derzeit marktüblichen Hydrokolloiden. Insbesondere legen diese "Modell"-Emulsionen die Eignung von PCC für Salat-Dressings und für Produkte mit einer dickflüssigeren Textur, wie Brotaufstriche, nahe. Die Basisemulsion bediente sich eines Standardemulgators, einmal ein standardmäßiger nicht-ionogener Emulgator und einmal ein standardmäßiger anionischer Emulgator.
Modellemulsion A: 30% Maisöl, 0,3% Polysorbate 60, Wasser.
Modellemulsion B: 30% Maisöl, 0,3% Natriumstearoyllactylat, Wasser.
Eine Homogenisierung wurde mit einer Manton-Gaulin-Vorrichtung (Modell 15) erreicht, die bei allen Ansätzen mit 2800-3000 psi betrieben wurde, mit Ausnahme der Ansätze A11 und B1-B7, bei denen 2000 psi angewandt wurden. Nach Zugabe der Emulsionskomponenten wurde das Gemisch 6 Minuten homogenisiert. Die ersten 30% und die letzten 30% des Ansatzes wurden verworfen. Fließkurven (Spannung als Funktion der Scherrate) wurden an einem M500-Viskosimeter unter Verwendung eines MV2-Sensors und eines Haake RV100-Plotters aufgezeichnet. Sämtliche Fließkurven wurden bei 25ºC erstellt. Die Scherraten von 14 sec&supmin;¹ bis 160 sec&supmin;¹ wurden gemäß dem Casson-Modell verarbeitet, um die Fließspannungswerte zu berechnen. Anschließend wurde das Modell des plastischen Potenzgesetzes zur Berechnung des Konsistenzkoeffizienten (Viskosität bei 1 sec&supmin;¹) und des Fließverhaltensindex (Grad der Scherentzähung) herangezogen. Die Gelmodule wurden mit einem Rank-Puls-Schermeßgerät im variablen Trennungsmodus gemessen. Aliquotanteile der einzelnen Emulsionen wurden in Teströhrchen gegeben und 48 Stunden stehen gelassen, wonach die Menge der abgetrennten wäßrigen Phase gemessen wurde (normale Phasentrennung). Sodann wurden die einzelnen Röhrchen in einer klinischen IEC-Zentrifuge (Modell CL) 15 Minuten bei der Einstellung "7" zentrifugiert. Die prozentuale Trennung wurde erneut gemessen (beschleunigt).
Diese Aufrahmungswerte belegen die Fähigkeit von PCC zur Gewährleistung einer Stabilisierung gegen Aufrahmen. Bei der höheren Gravitationskraf t in der Zentrifuge wird ein Aufrahmen deutlicher, da der Fließwert der Struktur überwunden wird. Es ist leicht ersichtlich, daß PCC einen Stabilitätsgrad ergibt, der bei sehr wenigen der übrigen in dieser Untersuchung verwendeten Hydrokolloide beobachtbar ist. Das "quarkartige" Erscheinungsbild von A5 ergibt sich aus einer unvollständigen Sedimentation von Avicel®-Kristallen am Boden des Röhrchens, wobei Öltröpfchen von den Kristallen eingefangen werden.
Eine Prüfung der rheologischen Parameter zeigt, daß PCC im Vergleich zu den meisten anderen Hydrokolloiden bei weitem überlegene Texturbildungseigenschaften aufweist. Bei den mit Polysorbate 60 und 0,25% eines einzelnen Hydrokolloids hergestellten Emulsionen ergibt PCC den höchsten Fließwert, die zweithöchste Viskosität, den höchsten Grad an Scherentzähung und den zweithöchsten Gelmodul. CMC-hv ergibt den höchsten Gelmodul, was dafür spricht, daß es sich mehr um ein solubilisiertes molekulares Produkt und weniger um kolloidale Teilchen handelt. In Gegenwart von stearoyllactylat ergibt nur Xanthanlösung einen höheren Fließwert und eine höhere Viskosität. Eine zusätzliche Verwendung für PCC ergibt sich in Kombination mit bestimmten anderen Hydrokolloiden. In Gegenwart von Polysorbate 60 besteht ein Synergismus zwischen PCC und den anderen Hydrokolloiden, der sich am stärksten für CMC bemerkbar macht. In Gegenwart des ionischen oberflächenaktiven Mittels ist der Synergismus zwischen PCC und den übrigen Hydrokolloiden geringer als bei den entsprechenden Emulsionen mit Polysorbate 60. Auch hier ergibt sich die ausgeprägteste Verstärkung mit CMC.
Die Fähigkeit von PCC zur Stabilisierung und Texturverstärkung erfolgt (i) durch Schutz der Öl/Wasser-Grenzfläche, (ii) durch "aktives" Füllen der Zwischenräume zwischen den Öltröpfchen und (iii) durch Bereitstellen einer mechanischen (d. h. über verstärkte Viskosität/oder erhöhte Elastizität) Sperre gegen Destabilisierungsvorgänge. Für den Fachmann auf dem Gebiet der Herstellung von stabilen Dispersionen oder Emulsionen ist ersichtlich, daß PCC sowohl ein starkes Stabilisierungsvermögen aufweist, als auch eine hohe Texturverstärkung bewirkt. Die erstgenannte Tatsache ist für die meisten Dispersionen und Emulsionen von technologischer Bedeutung von Interesse; die letztgenannte Eigenschaft ist insbesondere für Nahrungsmittelanwendungen wichtig. Beispiel 5 - Tabelle Rezept Gelmodul Fließwert prozentuale Trennung pH-Wert quarkartig nicht erhalten

Additive für Beispiel 5

Emulsion A1 und B1: 0,25% CMC lv
Emulsion A2 und B2: 0,25% CMC hv
Emulsion A3 und B3: 0,25% Xanthanlösung
Emulsion A4 und B4: 0,25% Pectin
Emulsion A5 und B5: 0,25% Avicel®
Emulsion A5a und B5a: 0,50% Avicel®
Emulsion A6 und B6: 0,25% Methocel F50
Emulsion A7 und B7: 0,25% Methocel A15 lv
Emulsion A8 und B8: 0,25% PCC
Emulsion A8a und B8a: 0,50% PCC
Emulsion A9 und B9: 0,25% Gummi arabicum
Emulsion A10 und B10: 0,25% PCC/CMC ev*
Emulsion A11 und B11: 0,25% PCC/Pectin*
Emulsion A12 und B12: 0,25% PCC/Methocel F50*
* Anmerkung: jeweils 0,125% für PCC-Kombinationen.

Beispiel 6 - Schaum

Es wurde die Fähigkeit zur Unterstützung der Schaumbildung ermittelt. Bei einem Vergleich wurde eine Meringe auf Eiweißbasis verwendet, die durch 3-minütiges Mischen von 150 ml Hühnereiweiß mit hoher Geschwindigkeit (d. h. Schlagen in einem Sunbeam-Mix-Master) hergestellt wurde. Anschließend wurde eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt an ¼ Teelöffel Salz, 50 g Zucker und 70 ml einer 0,2% Dispersion der aufgeführten Hydrokolloide (70 ml Wasser für die Kontrolle) zugesetzt. Unter fortgesetztem Schlagen des Hühnereiweiß wurde das wäßrige Gemisch innerhalb von etwa 2 Minuten zugegeben. Die Schaumdichte bei Raumtemperatur wurde aufgezeichnet. Ein Aliquotanteil wurde 7 Minuten bei 425ºF in einem GE- Toast-R-Ofen® Modell TR30B 8411 gebacken. Die Beschaffenheit der gebackenen Meringe wurde aufgrund visueller Betrachtung und fotographisch aufgezeichnet. Eine zweite Aliquotmenge wurde in ein 600 ml-Becherglas gegeben und zwei Stunden beobachtet, wobei zu diesem Zeitpunkt das Volumen der ausgetretenen Flüssigkeit gemessen wurde. Dichte ausgetretene Flüssigkeit Kontrolle Methocel Xanthanlösung Acicel
Das Schaumvolumen blieb in sämtlichen Fällen, ausgenommen die beiden Methocel-Ansätze, erhalten. Im allgemeinen gab es keinen signifikanten Unterschied zwischen PCC und den übrigen Hydrokolloiden, ausgenommen die Methocel-Ansätze, die deutlich unterlegen waren. Nach dem Backen waren die beiden Meringen mit Methocel stark kollabiert, und Flüssigkeit war am Boden des Gefäßes ausgetreten. Es ist ersichtlich, daß bei Anwendungen, bei denen Schäume aus Hühnereiweiß in Gegenwart von Hydrokolloiden hergestellt werden, sich PCC mindestens ebenso günstig verhält wie die Hydrokolloide, die derzeit annehmbare Eigenschaften gewährleisten.

Beispiel 7 - Geschlagene Produkte

In einem zweiten Schlagversuch wurde handelsübliche Schlagsahne mit einem Gehalt an 35% Butterfett verwendet. Ein 63,2 ml-Aliquotanteil wurde mit einer Reihe von wäßrigen Dispersionen von Hydrokolloiden (136,8 ml) auf ein Gesamtvolumen von 200 ml mit einem Gehalt an 12% Butterfett und 0,25% Hydrokolloid verdünnt. Nach 20-24-stündiger Kühlung bei 4ºC wurden jeweils 200 ml in einer kalten Schüssel 4 Minuten mit hoher Geschwindigkeit in einem Sunbeam-Mix-Master bei der Einstellung 9 geschlagen. Die Schaumdichte wurde aufgezeichnet. Ein Aliquotanteil wurde in eine Flasche gegeben, die umgekehrt auf einem 18 mesh-Sieb plaziert war. Die Menge der im Lauf der Zeit ausgetretenen Flüssigkeit wurde festgehalten. Hydrokolloid Dichte gemessenes Volumen ausgetretene Flüssigkeit fertiger Schaum keines (reine Sahne) Wasser (Kontrolle) Xanthanlösung Pectin Acicel Methocel
In diesen Beispielen ergibt die Verringerung des Butterfettgehaltes auf 12% den Bereich für normale Kaffeesahne (Butterfettgehalt 10-18%), ein Bereich, bei dem normalerweise keine Schlagfähigkeit mehr angenommen wird. Dies wurde durch den Kontrollversuch belegt, bei dem die Dichte anzeigt, daß beim Schlagen nur sehr wenig Luft einverleibt wurde. PCC ergab im Vergleich zur Kontrollprobe (12% Butterfett, kein PCC) den größten Vorteil. Obgleich bei der Xanthanlösung nach Ablauf von 2 Stunden mehr Schaum erhalten geblieben war, war der Schaum äußerst dünnflüssig und zeigte keine Tendenz zur Beibehaltung von Spitzen. Der PCC-Schaum, der über dem Sieb erhalten blieb, war andererseits befähigt, seine Form nach Ausbildung von Spitzen aufrechtzuerhalten. Diese Schäume zeigen (i) die Fähigkeit von PCC, Fett ersetzen zu können, (ii) die Fähigkeit von PCC, ein starkes "Overrun" der Schäume zu unterstützen, und (iii) die Fähigkeit von PCC, die für die Schaumstabilisierung erforderliche elastische Struktur aufzubauen, d. h. PCC wirkt als Schaumstabilisator.

Beispiel 8 - Kuchen

Ein Standardkuchenrezept gemäß O. Hughes, Introductory Foods, 4. Aufl., MacMillan Co., New York, 1962, wurde verwendet, um die Fähigkeit von PCC zur Verbesserung der elastischen Eigenschaften von Backwaren nachzuweisen. Das Kontrollrezept lautete:
1 Tasse Zucker ¼ Teel. Salz
1/3 Tasse flüssiges Fett 2½ Teel. Backpulver
2/3 Tassen Milch (Magermilch) ½ Teel. Aroma
2 Tassen Backmehl
2 Eier (mittlere Größe)
Milch und PCC wurden in einem Viking-Mischer (Einstellung "Verflüssigen") 5 Minuten vermischt. Sodann wurden Eier und Fett zugegeben und 1 weitere Minute mit einem Sunbeam-Mix Master vermischt. Dieses flüssige Gemisch wurde in einer Mischschüssel über die restlichen Bestandteile gegossen und 45 Sekunden bei der geringen Einstellung "Rühren" und weitere 75 Sekunden bei der höheren Einstellung "Mischen" vermischt. Die Kuchen wurden jeweils 57 Minuten bei 375ºF gebacken und in einer gefetteten und gemehlten Kuchenform (8'' · 4'') gebacken, wobei der Ofen vor dem Backen der Kuchen 1 Stunde auf 375ºF gehalten worden war. Nach 14- stündigem Kühlen wurden die Kuchen aus den Formen entnommen. Vor dem Entnehmen wurde die Böden der Formen für eine sehr kurze Zeitspanne erwärmt, bis sich die Form mit der Hand warm anfühlte. Fünf Kuchen wurden unter folgenden Rezeptänderungen gebacken. Beim Rezept 5-1 wurden keine Veränderungen der vorstehenden Zutaten vorgenommen. Öl Mehl Eier Milch Wasser Crisco Mais Tassen Tasse (Gew./Gew.) keines Teel.
Folgenden Feststellungen wurden getroffen: Sowohl 5-2 als auch 5-4 neigten zum Kleben an der Form. Die Böden dieser Kuchen rissen beim Entfernen aus den Formen. Die Oberseiten dieser Kuchen waren klebrig und wiesen ein "kandiertes" Aussehen auf, wobei "Gruben" an Stellen, an denen es zu einem Oberflächensiedevorgang gekommen war, auftraten. Bei beiden Produkten war kein kuchenähnliches Aussehen gegeben. Der Kuchen 5-2 wies eine ungleichmäßige dunkelbraune Färbung auf, während der Kuchen 5-4 eine gleichmäßig golden-braune Färbung zeigte. Beim Kühlen kam es für beide Kuchen 5-2 und 5-4 zu einer gewissen Volumenverringerung, wobei die Oberseiten der Kuchen einfielen und erhobene (gewellte) Ränder zurückließen. Der Abstand von den Formseiten betrug etwa 3-4 mm. Bei den Rezepten 5-1, 5-3 und 5-5 war in sämtlichen Fällen ein normales kuchenähnliches Aussehen gegeben. Sie zeigten eine gleichmäßig golden-braune Färbung, mit angehobenen Zentren und einer gewissen Rißbildung in der Mitte. Beim Abkühlen kam es zu keiner Volumenverringerung. Der Abstand von den Formseiten betrug etwa 1-2 mm. Die Entfernung der Kuchen aus den Formen erfolgte leicht und ohne jegliches Reißen. Der Kuchen 5-2 war am dunkelsten gefärbt. Der Kuchen 5-4 lag in der Färbung zwischen 5-2 und den übrigen Kuchen. Die Kuchen 5-1, 5-3 und 5-5 konnten leicht geschnitten werden und ergaben feste, qualitativ hochwertige Stücke. Die Kuchen 5-3 und 5-5 fühlten sich im Vergleich zum Kuchen 5-1, der recht trocken war, geringfügig feuchter an. Die Kuchen 5-2 und 5-4 ergaben Stücke, die zu einem schwammartigen Aussehen und zu einer allzu gummiartigen Textur neigten.
Ferner wurden "Bisquit-Kuchen" gemäß folgendem Basisrezept (Standardrezept) von Joy of Cooking, Rombauer und Becker, The New American Library, Inc., 1973, hergestellt. Nachstehend sind die Zutaten und die Reihenfolge ihrer Zugabe aufgeführt:
1¼ Tassen gesiebter Grießzucker
1 Tasse doppelt gesiebtes Kuchenmehl und anschließend erneut die halbe Menge des vorstehenden Zuckers und ½ Teel. Salz
1¼ Tassen Hühnereiweiß + 2 Teel. Wasser wurden steif geschlagen (Einstellung 12 am Sunbeam Mixmaster). Sodann wurde 1 Teel. Weinstein unter fortgesetztem Schlagen zugesetzt. Anschließend wurden jeweils ½ Teel. Vanillearoma und Mandelaroma zugegeben.
Der Mixmaster wurde auf die langsame Einstellung "Fold" umgestellt. Das restliche Mehl-Zucker-Gemisch wurde in Mengen von jeweils 1 Teel. zugegeben. Nachdem sämtliche Bestandteile zugegeben und vermischt waren, wurde der Schlagteig in eine Rohrform gegeben und 50 Minuten bei 350ºF gebacken. Die Form wurde aus dem Ofen entnommen und 1½ Stunden gestürzt aufgehängt. Sodann wurde der Kuchen unter Lockern mit einem Messer an den Rändern der Form entnommen. Der Standardkuchen wird als Rezept 5-6 bezeichnet. Ein zweiter Bisquitkuchen (Rezept 5-7) wurde unter Ersatz von ½ Tasse Hühnereiweiß durch Wasser hergestellt. Das Wasser wurde zugesetzt, nachdem zunächst 3/4 Tasse Hühnereiweiß mit 2 Teel. Wasser steif geschlagen worden waren. Die übrige Vorgehensweise war die gleiche wie bei Rezept 5-6. Ein dritter Kuchen (Rezept 5-8) wurde gemäß Rezept 5-7 hergestellt, wobei ½ Tasse 2% PCC (Gew./Gew.) (wäßrig) anstelle von ½ Tasse Wasser verwendet wurde. Das Rezept 5-6 ergab einen gleichmäßig goldfarbenen Kuchen, der beim Abkühlen an den Seiten der Form nicht schrumpfte, die Textur war weich, leicht und nicht gummiartig. Der Kuchen von Rezept 5-7 wies eine dunklere Braunfärbung auf und schrumpfte beim Abkühlen an den Formseiten um 3-4 mm. Seine Struktur war hart und gummiartig. Das Rezept 5-8 ergab praktisch das gleiche Aussehen wie das Rezept 5-6, wobei eine Schrumpfung von 1 mm nur ganz oben am Kuchen auftrat. Die Textur war wesentlich weicher als bei 5-7 (geringfügig fester als bei 5-6) und war nicht gummiartig (sehr ähnlich wie bei 5-6). Folgende Durchmesser der Oberseiten und Höhen der Kuchen wurden erreicht:
Standardrezept 5-6: 203 mm Durchmesser · 75 mm Höhe
Kontrollrezept 5-7: 186 mm Durchmesser · 56 mm Höhe
PCC-Rezept 5-8: 202 mm Durchmesser · 64 mm Höhe
PCC ergab gegenüber dem Kontrollrezept eine deutliche Verbesserung und wurde zum teilweisen Ersatz von Hühnereiweiß verwendet. Die Fähigkeit von PCC zur Ausbildung der erforderlichen elastischen Struktur, um den Schaum zu stabilisieren, ist gegeben. Während das Mehl ebenfalls zur Struktur beiträgt, wie in Rezept 5-7 gezeigt, führte Mehl zu unannehmbaren Ergebnissen, wenn die Hühnereiweißmenge ohne Zugabe von PCC verringert wurde. Ein geringer Anteil an PCC (0,4% in Wasser) wurde angewandt, um einen wesentlich höheren Anteil an Hühnereiweiß-Feststoffen zu ersetzen. Beispielsweise enthält flüssiges Hühnereiweiß etwa 12% Feststoffe, von denen die meisten aus den drei Proteinen Albumin, Conalbumin und Ovomucoid bestehen.

Beispiel 9 - Puddings

Puddings wurden unter Verwendung eines einfachen Stärkerezepts (ebenfalls von R.M. Griswold) hergestellt. Maisstärke (36 g) und Zucker (150 g) wurden vermischt und allmählich mit 711 ml Wasser versetzt. Das Gemisch wurde über einer direkten Wärmequelle gekocht. Es wurde ständig gerührt, bis das Gemisch mehrere Minuten gekocht hatte und fast klar war. Nach Abkühlen auf 42 ± 2ºC, was 20 Minuten erforderte, wurde ein Teil davon in die Zelle eines Rank-Puls-Schermeßgerätes gegossen. Der Gelmodulwert wurde gemäß S.G. Ring und G. Stainsby, "A Simple Method for Determining the Shear Modulus of Food Dispersions and Gels", J. Sci. Food Agric., Bd. 36 (1985), S. 607-613 gemessen. Die Messungen wurden sofort und nach weiteren 20 Minuten (Werte in Klammern) durchgeführt. Zur Feststellung der Wirkung von PCC wurde ¼ der Stärke durch 0,2% bzw. 0,3% PCC in Wasser ersetzt. Die Kontrolle wurde mit verringertem Stärkegehalt, aber ohne PCC vorgenommen. Stärke Zucker Wasser Gelmodul * ebenfalls mit 0,36 g CMC hv.
Proben ohne PCC erforderten ständiges Rühren, um die Stärke im Suspensionszustand zu halten und um ein Anbrennen sowie eine Bildung von Gelkügelchen am Boden zu verhindern. Diese Proben ergaben einen geklumpten Pudding. Ein offensichtlicher Vorteil der Einverleibung von PCC bestand darin, daß die Stärke ohne Rühren im Suspensionszustand verblieb und es fast keine Neigung zur Bildung von Klumpen gab, selbst wenn der Rührvorgang für mehr als die Hälfte der Kochzeit ausgesetzt wurde. Obgleich die Puddingtextur durch den Gelmodul nicht vollständig beschrieben wird, gibt dieser Parameter doch ein Maß für den relativen Gelbildungsgrad, insbesondere auf molekularer Ebene (d. h. die in Wechselwirkung tretende "Einheit", die das Gel bildet, weist eine submikroskopische Größe auf). Es ist leicht ersichtlich, daß PCC zum teilweisen Ersatz von Stärke in derartigen Formulierungen verwendet werden kann. Außerdem würde die Zubereitung derartiger Produkte dadurch erleichtert, daß PCC zur Aufrechterhaltung des Suspensionszustands der Zutaten beiträgt. PCC trägt nicht nur zum Aufbau der Textur dieser Puddings bei, sondern kann auch teilweise Stärke ersetzen, wobei im Vergleich zu weggefallenen Stärkemengen ein wesentlich geringerer PCC-Anteil erforderlich ist.

Beispiel 10 - Überzüge (Güsse)

Kuchengüsse wurden durch Schaumigschlagen von 1 Teel. Margarine mit 135 g Lantic®-Zuckergußmasse und 26 ml einer wäßrigen Phase hergestellt. Fünf Aliqotanteile von jeweils 20% Zuckergußmasse und wäßriger Phase wurden mit einem Gummispatel zwischen den einzelnen Zugaben schaumig geschlagen. Beim Rezept 8-1 wurde als wäßrige Phase Wasser verwendet. Beim Rezept 8-2 wurde 1% PCC in Wasser als wäßrige Phase verwendet. Beide Zubereitungen wurden in den Kühlschrank gestellt. Nach vier Tagen ergab eine visuelle Prüfung der Gußmassen eine erhebliche körnige Beschaffenheit in 8-1, die offensichtlich auf eine Abtrennung von Fettkügelchen von der wäßrigen Phase zurückzuführen war. Die Gußmaße 8-2 war glatt und cremig. Nach einer weiteren Woche hatte sich das Fett in 8-1 fast vollständig abgetrennt, während 8-2 weiterhin cremig und noch streichfähig war. PCC wirkte auch hier als Stabilisator der Fettemulsion in der Gußmasse. Es bewirkte auch eine glattere Beschaffenheit der Gußmasse bei besserer Verteilbarkeit und besserer Formstabilität.

Beispiel 11 - Eiscreme

Eiscremes wurden gemäß Standardrezepten mit dem Gerät Waring Ice Cream Parlor® hergestellt. Die einzelnen Rezepte enthielten entweder 473 cm³ (2 Tassen) (Ansätze 1 bis einschließlich 10) oder 237 cm³ (1 Tasse) (Ansätze 11 bis einschließlich 15) Zucker, 7,4 cm³ (1,5 Teel.) Vanilleextrakt und 0,62 cm³ (1/8 Teel.) Salz. Modifikationen wurden durchgeführt, um den Einfluß der PCC-Zugabe zu zeigen. Für jedes Rezept wurden die Zutaten in den Metallbehälter gebracht und zum Auflösen des Zuckers gerührt. Sodann wurde um den Metallbehälter schichtförmig Eis abwechselnd mit Sifto®-Pökelsalz (insgesamt 500 g Salz, mit Ausnahme von Rezept 7a, bei dem 300 g verwendet wurden) und 473 cm³ (2 Tassen) Wasser so angeordnet, daß das Eis/Wasser-Gemisch bis zur Oberseite des Metallbehälters stand. Das schichtförmige Aufbringen von Eis und Salz wurden unter Drehen des Metallbehälters vorgenommen. Die zum Frieren (zu diesem Zeitpunkt schaltete die Vorrichtung automatisch ab) der Eiscrememasse erforderliche Zeitspanne und das Gewicht von 1210 ml Eiscreme wurden aufgezeichnet. Die Rezepte 2 und 4 wurden mit der doppelten Menge des Normalvolumens wiederholt. Das vereinigte Gemisch wurde 5 Minuten bei 11,03 MPa (1600 psi) mit einem Manton Gaulin (MG)-Homogenisator homogenisiert. Eine Aliquotmenge des homogenisierten Gemisches wurde sodann in die Eiscreme-Herstellungsvorrichtung gegeben und wie bei den normalen Rezepten zum Einfrieren gebracht.
In der nachstehenden Tabelle sind die Abänderungen der Zutaten zusammengestellt, die vorgenommen wurden, um die Einflüsse der PCC-Zugabe auf die Eiscrememassen zu untersuchen. Wichtige Beobachtungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Es ist ersichtlich, daß PCC in sämtlichen Fällen im Vergleich zu den jeweiligen Kontrollen positive Ergebnisse liefert. Diese positiven Ergebnisse umfassen eine Zunahme des Overruns und/oder eine Zunahme der cremigen Beschaffenheit und/oder der glatten Beschaffenheit. homogenisierte Milch Sahne Eier Wasser Pudding
* Standardrezepte (#1 für 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 7a);
(#8 für 9, 10);
(#11 für 12);
(#13 für 14 und 15);
¹Kontrollrezept für #3, 4.
²Kontrollrezept für #6, 7.
³Kontrollrezept für #10.
&sup4;Kontrollrezept für #15.
Für übliche Vanilleeiscreme ergaben die PCC-Zubereitungen einen überlegenen Overrun. Um stärkere Texturen zu gewährleisten, sind offensichtlich geringere PCC-Anteile besser, wenn ein höherer Overrun erwünscht ist; beispielsweise ergaben die Rezepte 4 und 7 einen höheren Overrun als die Rezepte 3 bzw. 6. In sämtlichen Fällen erhöht PCC die glatte Beschaffenheit und die Stärke der Textur. Rezept Zeit bis zum Frieren (min) Gewicht/1210 ml (g) Textur Anmerkung "Vanille normal" "Vanille-Eismilch" "Vanille französisch mit Pudding" "Vanille französisch ohne Pudding" sehr glatt, sehr dickflüssig, sehr cremig grob, durchscheinend (eisig) cremig, fest, glatt, grob, schwer, dick, grobkörnig, fast cremig, Standard Kontrolle Test
* MG - Eiscreme wurde vor dem Einfrieren mit einem Manton-Gaulin-Gerät homogenisiert.
Nach einmonatiger Lagerung in einer Kühltruhe wurden die Kontrollen mit den jeweiligen Testzubereitungen verglichen. Im Fall der Rezepte 1, 2, 3 und 4 zeigten sämtliche Zubereitungen eine ähnliche Tendenz in der Textur und waren sehr cremig. Beim Schmelzen ergaben 4 und 3 einen geringfügig cremigeren "Schmelzvorgang" als 2, das ein quarkartiges Erscheinungsbild aufwies.
Im Falle der Rezepte 5, 6 und 7 war 7 am festesten, ohne hart zu sein. 5 wies eine harte und sehr eisige Textur auf. 6 und 7 waren beim Schmelzen beide cremiger und wiesen ein stärker seidenartiges Erscheinungsbild auf (6 war insgesamt am cremigsten). Das Rezept 5 wies ein grobkörniges Erscheinungsbild auf. Die "Schmelzen" von 6 und 7 waren beide cremig, die "Schmelze" von 5 war wäßrig und quarkartig.
Im Falle der Rezepte 11 und 12 wies 12 eine festere und schwerere Textur auf. Beim Schmelzen ergab 11 ein stärker quarkartiges (getrenntes) Erscheinungsbild, und 12 erwies sich als cremiger.
Im Falle der Rezepte 13, 14 und 15 waren 14 und 15 ähnlich und beide fester als 13. Beim fortschreitenden Schmelzen zeigte 15 ein cremigeres Erscheinungsbild als 14.
Die Verwendung des Manton-Gaulin-Geräts zum Homogenisieren vor dem Einfrieren ergab festere Eiscremeprodukte als bei den entsprechenden Rezepten, bei denen vor dem Einfrieren nur ein einfaches Rühren erfolgte.

Beispiel 12 - Brotaufstriche

Eine Bewertung von PCC in Brotaufstrichen wurde unter Herstellung von 50/50-Dispersionen von Maisöl und Wasser mit 2% PCC und 0,5% eines oberflächenaktiven Mittels vorgenommen. Die einzelnen oberflächenaktiven Mittel wurden in einer Menge von 1 g in 100 g Maisöl gelöst (oder dispergiert). Dazu wurden 50 g 8% PCC (wäßrig) und 50 ml Wasser unter Anwendung der niedrigsten Einstellung ("1") am Hamilton-Beach-Mischer zugesetzt. Das gesamte Gemisch wurde 3 Minuten bei der höchsten Einstellung ("7") vermischt. Beobachtungen wurden 1 Stunde später und sodann nach dreitägiger Lagerung im Kühlschrank gemacht. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengestellt.
Adogen® 432 (quaternäre Ammoniumverbindung der Fa. Sherex Chemical Co., Inc.): quarkartig, Ölabscheidung nach 3 Tagen, nicht sofort.
Alkamuls STO (Sorbitantrioleatester der Fa. Alkaril Chemicals Ltd.), HLB-Wert 1,8: quarkartig, Ölabscheidung: ähnliches Erscheinungsbild nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Alkamuls GMO-45 (Glycerinmonooleat der Fa. Alkaril Chemicals Ltd.), HLB-Wert 3: quarkartig, Ölabscheidung: ähnliches Erscheinungsbild nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Alkamuls SMO (Sorbitanmonooleat der Fa. Alkaril Chemicals Ltd.), HLB-Wert 4,3: etwa quarkartig, geringfügige Abscheidung.
Alkaquat DMB 451 (quaternäres Alkylbenzyldimethylammoniumchlorid der Fa. Alkaril Chemicals Ltd.): etwas quarkartig, geringfügige Ölabscheidung.
Alkaphos L3-64A (aliphatischer Phosphatester der Fa. Alkaril Chemicals Ltd.): geringfügig quarkartig, Tendenz zur cremigen Beschaffenheit, geringe Ölabscheidung; jedoch stabil, sehr cremig und dickflüssig mit 2% oberflächenaktivem Mittel.
Canamulse 55 (Propylenglykolmonofettsäureester der Fa. Canada Packers Inc.), HLB-Wert 3,5: quarkartig, starke Ölabscheidung.
Canamulse 100 (Mono- und Diglyceride der Fa. Canada Packers Inc.), HLB-Wert 2,8: quarkartig, Ölabscheidung: gleiches Erscheinungsbild nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Canamulse 110 (Mono- und Diglyceride der Fa. Canada Packers Inc.), HLB-Wert 2,8: quarkartig, geringfügige Ölabscheidung: mehr Ölabscheidung nach 3 Tagen.
Canamulse 155 (Mono- und Diglyceride der Fa. Canada Packers Inc.), HLB-Wert 3,8: quarkartig, starke Ölabscheidung.
Clearate B-60 (Lecithin der Fa.W.A. Cleary Corp.): quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Crodesta F-50 (Saccharosedistearat der Fa. Croda Canada Ltd.), HLB- Wert 7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Crodesta F110 (Saccharosemonostearat der Fa. Croda Canada Ltd.), HLB-Wert 11: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Crodesta F160 (Saccharosemonostearat der Fa. Croda Canada Ltd.), HLB-Wert 14,5 : quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Crodesta SL-40 (Saccharosemonococoat der Fa. Croda Canada Ltd.), HLB-Wert 15 : stabil, dickflüssig und cremig, hält Spitzen, sehr geringe Ölabscheidung, keine Zunahme im Lauf der Zeit.
Emerest 2381 (Propylenglycolmonostearat der Fa. Emery Industries, Inc.), HLB-Wert 4,0 : stark quarkartig, Trennung und instabil.
Emsorb 2500 (Sorbitanmonooleat der Fa. Emery Industries, Inc.), HLB- Wert 4,6 : quarkartig, dickflüssig, Ölabscheidung.
Emsorb 2502 (Sorbitansesquioleat der Fa. Emery Industries, Inc.), HLB-Wert 4,5 : quarkartig, dick, Ölabscheidung.
Emsorb 6901 (POE(5)-Sorbitanmonooleat der Fa. Emery Industries, Inc.), HLB-Wert 10,0 : stabil, dickflüssig, cremig.
Hodag GMO-D (Glycerinmonooleat der Fa. Hodag Chemical Corp.) HLB- Wert 2,7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Pationic CSL (Calciumstearoyllactylat der Fa. C.J. Patterson Co.), HLB-Wert 5,1: nicht stark quarkartig, geringe Ölabscheidung.
Pluradyne NP-40 (Nonylphenolethoxylat der Fa. BASF Chemicals), HLB- Wert 18: stabil, dickflüssig und cremig nach 1 Stunde; Ölabscheidung nach 3 Tagen.
Pluradyne NP 100 (Nonylphenolethoxylat der Fa. BASF Chemicals), HLB- Wert 19: stabil, dickflüssig und cremig nach 1 Stunde; Ölabscheidung nach 3 Tagen.
Pluronic® 10R5 (Propylen-Ethylenoxid-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 2-7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Pluronic® 17R1 (Propylen-Ethylenoxid-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 2-7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Pluronic® 25R1 (Propylen-Ethylenoxid-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 2-7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Pluronic® 31R1 (Propylen-Ethylenoxid-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 2-7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Pluronic® L35 (Propylen-Ethylenoxid-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 19: stabil, dickflüssig und cremig.
Pluronic® L122 (Propylen-Ethylenoxid-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 4: stabil, dickflüssig und cremig.
Sandopan B (anionisch, Natriumsalz der Fa. Sandoz): sehr instabil, stark quarkartig, keine Dispersion von PCC.
Span 40 (Sorbitanmonopalmitat der Fa. Atkemix Inc.), HLB-Wert 6,7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Span 60 (Sorbitanmonostearat der Fa. Atkemix Inc.), HLB-Wert 4,7: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Span 65 (Sorbitantristearat der Fa. Atkemix Inc.), HLB-Wert 2,1: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Span 80 (Sorbitanmonooleat der Fa. Atkemix Inc.), HLB-Wert 4,3: nicht stark quarkartig; keine Ölabscheidung.
Tetronic® 701 (Propylen/Ethylen/Ethylendiamin-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 3: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Tetronic® 901 (Propylen/Ethylen/Ethylendiamin-Blockcopolymer der Fa. BASF Canada Inc.), HLB-Wert 3: nicht stark quarkartig, geringe Ölabscheidung.
Tween 20 (POE(20)-Sorbitanmonolaurat der Fa. Atkemix Inc.), HLB-Wert 16,7: stabil, sehr dickflüssig und cremig.
Tween 21 (POE(4)-Sorbitanmonolaurat der Fa. Atkemix Inc.) HLB-Wert- Wert 13,3: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Tween 60 (POE(20)-Sorbitanmonostearat der Fa. Atkemix Inc.), HLB- Wert 14,9: stabil, sehr dickflüssig und cremig.
Tween 61 (POE(4)-Sorbitanmonostearat der Fa. Atkemix Inc.) HLB-Wert- Wert 9,6: quarkartig, Ölabscheidung: ähnlich nach 1 Stunde und nach 3 Tagen.
Tween 85 (POE(20)-Sorbitantrioleat der Fa. Atkemix Inc.) HLB-Wert- Wert 11,0: nicht stark quarkartig, geringe Ölabscheidung.
Somit ermöglichen bestimmte Emulgatoren, insbesondere solche mit einem HLB-Wert von mehr als 15, eine ausreichende Stabilisierung: Alkaphos L3-64A, Crodesta LS-40, Emsorb 6901, Pluradynes NP-40 und NP 100, Pluronics L35 und L122, Tween 20 und Tween 60. Damit gebildete Emulsionen, die jedoch kein PCC enthalten, laufen leicht weg und sind flüssig. Jedoch weisen mit PCC gebildete Emulsionen die Konsistenz einer recht dicken Mayonnaise auf. Derartige Zubereitungen bilden eine Grundlage, die mit anderen Zutaten unter Bildung einer Reihe von Aufstrichen und Tunken versetzt werden können. Beispielsweise ergibt die Zugabe von Kraft-Dinner-Käse einen Typ von Käseaufstrich. Abänderungen in den Mengen der Zutaten, insbesondere des Anteils an PCC, ergeben einen breiten Bereich von verschiedenen Konsistenzen.
Es ist ersichtlich, daß hier zwei Arten von Stabilisierungsverhalten beteiligt sind. Die erste Art umfaßt die elektrostatische Stabilisierung, wie sie durch die herkömmliche DLVO-Theorie erläutert wird. Daher ist eine Kontrolle des PH-Werts und der Ionenstärke kritisch. Bei dieser Art korreliert die Stabilisierung normalerweise mit einem bestimmten Bereich von HLB-Werten, wobei die HLB-Werte die relativen hydrophilen und lipophilen Eigenschaften der oberflächenaktiven Mittel wiedergeben. Die zweite Stabilisierungsart umfaßt die sterische Stabilisierung. Die Kontrolle des Molekulargewichts und die Konzentration des oberflächenaktiven Mittels sind dabei wichtiger. Eine sterische Stabilisierung ist charakteristisch für Polymermaterialien, während eine elektrostatische Stabilisierung für oberflächenaktive Mittel von geringer Molekülgröße charakteristisch ist.
Weitere Rezepte wurden unter Verwendung von zwei Emulgatoren angesetzt. Der Emulgator I wurde zu 100 g 8% (wäßrig) PCC gegeben. Das Produkt wurde mit 100 ml Wasser oder 100 ml einer wäßrigen Lösung versetzt. Dieses wäßrige Gemisch wurde sodann zum Emulgator II, der in 100 ml Maisöl gelöst war, gegeben, wobei mit einem Hamilton-Beach-Mischer in der Stufe "1" gemischt wurde. Nach vollständiger Mischung wurde die Homogenisierung 3 Minuten mit der Einstellung "7" durchgeführt. Emulgator Bemerkung Tween Alkaphos 0,5% Klucel G für die wäßrige Phase 0,5% Methocel A15 für die wäßrige Phase Span Clearate keiner Alkaphos Pluronic Dick und cremig, hält Spitzen, keine Ölabscheidung. Dick, quarkartig, geringfügige Ölausscheidung. Dick, weniger Ölausscheidung als bei den vorhergehenden Beispielen. Zwischen den beiden vorhergehenden Beispielen. Dickflüssig, gewisse Ölausscheidung.
Darunter erwiesen sich die mit Tween 20 und Span 80 hergestellten Emulsionen, die auch nach 1½ Monaten keine Ölausscheidung zeigten, als am besten.

Beispiel 13 - Verarbeitetes Fleisch

Beim Kochen verlieren Fleischemulsionen (z. B. Wurst, Frankfurter Würstchen und dergl.) Fett und Wasser, was zu weniger saftigen Produkten und zu Ausbeuteverlusten führt. Um nachzuweisen, daß PCC die Fähigkeit besitzt, zur Verhinderung dieser Veränderungen beizutragen, wurden Rinder-Fleischküchlein unter Verwendung von normalem, in einem Fleischmarkt erworbenem Rinderhackfleisch hergestellt. Eine dreifache Feuchtigkeitsanalyse ergab einen Wassergehalt von 57,4 ± 0,7%. Vier Rezepturen wurden durch Vermischen des Fleisches von Hand mit den übrigen Zutaten hergestellt. Fleischküchlein wurden durch Pressen des Fleisches unter Verwendung einer Moulinex "Jeanette"-Vorrichtung in eine Form von 84,1 mm (3 5/16 in) Durchmesser gebracht. Die Fleischküchlein wurden einzeln gewogen und sodann 5 Minuten in der Mitte einer Toaster-Kasserole bei einer mittleren Einstellung von 177-204ºC (350-400ºF) gebraten. Die gebratenen Fleischküchlein wurden sodann gewogen, und der Gewichtsverlust wurde berechnet. In der nachstehenden Tabelle sind die Rezepturen und die Gewichtsverluste nach dem Braten angegeben. Die Testzubereitungen enthielten einen PCC-Anteil von 2% bzw. 0,7%. Hackfleisch Wasser wäßr. PCC gesamtes Wasser Salz Anzahl der Fleischküchlein (durchschn. Gewicht) Gewichtsverlust
1. Standard
2. Kontrolle
3. Test
4. Test
Das Aussehen der gebratenen Fleischküchlein war bei den Standard- und Testrezepturen ähnlich. Jedoch erstarrte in den Kontrollproben braunes festes Material in der aus den Fleischküchlein ausgetretenen ("ausgebratenen") Flüssigkeit. Bei diesem erstarrten Material handelte es sich um geliertes Protein aus dem mageren Teil des Rindfleisches. Die Kontroll-Fleischküchlein waren ferner im Vergleich zu den übrigen Fleischküchlein nach dem Braten erheblich geschrumpft.
Es ist leicht ersichtlich, daß PCC stark dazu beiträgt, daß beim Braten dieser Fleischküchlein ein Flüssigkeitsverlust verhindert wird. Ferner sind höhere Wasseranteile möglich, ohne daß es zu einem unerwünschten Verlust von wertvollem Protein in der beim Braten austretenden Flüssigkeit kommt.
Ferner wurden weitere Fleischemulsionen hergestellt. Eine Vorratsemulsion wurde durch Zerkleinern von 4,59 Kilogramm magerem Rindfleisch und 1,56 kg Schweinerückenspeck mit einer Urschel-Comitrol® 1700-Vorrichtung, die mit einem 3 Zoll-Schneidekopf mit einer Klinge der Stärke 0,030N und einem Zwischenraum von 0,060N (Id. Nr. 66 7743k0 300 6OU) ausgerüstet war, hergestellt. Vor dem Zerkleinern wurden das Rindfleisch und der Schweinespeck in Würfel von 1 Zoll Kantenlänge zerschnitten. Vom Rindfleisch wurden jegliches Fett oder Knorpel weggeschnitten. Das Material wurde dreimal mit der Comitrol®-Vorrichtung verarbeitet, wobei es zwischendurch zur Gewährleistung einer vernünftigen Homogenität von Hand vermischt wurde. Aliquot-Anteile dieses Vorratmaterials (Homogenisat) wurden dann zur Herstellung der Fleischemulsionen verwendet. Weitere Zutaten wurden unter Verwendung von Teighaken in einem Sunbeam-Mixmaster durch 3-minütiges Rühren mit einer Drehzahl von "2" (Rühren) zugegeben. PCC-Material (1% bzw. 2% wäßrige Suspensionen, hergestellt aus 7,43% wäßriger PCC) wurde 15 Minuten in einem Waring-Mischer homogenisiert und vor der Herstellung der Fleischemulsionen auf 4ºC gekühlt.
Für die Beurteilung dieser Fleischemulsionen wurde eine Modifikation des Verfahrens von Raymond et al., Can. Inst. Food Sci. Technol. J., Bd. 9 (1976), S. 216-221 und Bd. 13 (1980), S. 174-177, eingehalten. Fleischemulsionen wurden in Corning® 25 350-Zentrifugenröhrchen von 2 5/16 Zoll Durchmesser, von denen der obere Teil unmittelbar unterhalb des konischen Abschnitte abgeschnitten war, gekocht. Ein Drahtsieb wurde am Boden des geraden Seitenbereichs so eingepaßt, daß Flüssigkeit nach unten in den konischen Bodenbereich des Röhrchens fließen konnte. Fleischemulsion wurde von Hand in die einzelnen Röhrchen in einem annähernden Gesamtvolumen von 125 ml gefüllt. Anschließend wurde ein Glasstab nach unten bis zum Drahtsieb in die Mitte der Fleischemulsion gedrückt, und ein hohles Glasrohr wurde in das erhaltene Loch eingesetzt. Dies ermöglichte eine Druckentlastung vom Bodenhohlraum, um zu gewährleisten, daß ein Ablaufen von Flüssigkeit ohne Widerstand erfolgen konnte. Ein Garungsvorgang wurde durchgeführt, indem man die Röhrchen, die in einem Drahtgitterrahmen festgehalten waren, so in ein auf 75ºC gehaltenes Wasserbad einsetzte, daß ½'' des Röhrchens sich oberhalb des Wasserspiegels befand. Die Garungszeit betrug 40 Minuten. Nach der Garung wurde (sofern erforderlich) ein Spatel verwendet, um seitlich an der gegarten Emulsion einen Kanal nach unten zu bilden. Durch diesen Kanal ließ man die Flüssigkeit in einen Meßzylinder fließen. Das Gewicht des ungekochten Materials und das Gewicht des gekochten, von Flüssigkeit befreiten Materials wurden verglichen, um den Gewichtsverlust während des Garungsvorgangs zu berechnen. Die nachstehend angegeben Rezepturen wurden verwendet. Rezeptur Homogenisat Salz Wasser Bemerkung Kontrolle Test
Was die abgelaufene Flüssigkeit betrifft, war deren wäßriges Volumen um etwa 10% größer als das Fettvolumen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt. Die Zugabe von PCC führt zu einem drastischen Ausbeuteanstieg, d. h. verhindert Garungsverluste. Ferner wurde festgestellt, daß bei der Rezeptur I die gekochten Fleischemulsionen erheblich um etwa 2 mm von den Seiten der Röhrchen schrumpften. Für die Testemulsionen wurde bei Rezeptur III keine Schrumpfung an den Seiten festgestellt und bei Rezeptur II eine sehr geringfügige Schrumpfung (etwa 0,5 mm nur an etwa 20 Prozent des Umfangs). Das gegarte Produkt von Rezeptur I wies eine weichere Textur auf und zeigte beim Schneiden im Vergleich zu den Rezepturen II oder III eine stärkere Rißbildungsneigung. Die Rezepturen II und III wiesen eine fast identische Textur auf. Rezeptur Anzahl der Proben durchschnittlicher Gewichtsverlust gewonnene Flüssigkeit fett wäßrig
Die Verwendung von PCC in Fleischemulsionsprodukten, wie Wienerwürstchen, Wurst und dergl., führt zu einer Ausbeuteverbesserung beim Garen, ermöglicht ein besseres Schneiden derartiger Produkte und ergibt ein "pralleres", festeres Produkt von verbesserter Textur.

Beispiel 14 - Überzüge/Panierungen

Hühnerschenkel wurden in (i) Wasser, (ii) 0,2% PCC (wäßrig), (iii) 0,5% PCC und (iv) 1% PCC getaucht. Nach der Benetzung wurden die Schenkel mit Shake & Bake gemäß der Gebrauchsanweisung dieses Produkts paniert. Für jeden Vorgang wurden jeweils 2 Hühnerschenkel verwendet (insgesamt 8 Hühnerschenkel). Sodann wurden die Schenkel 35 Minuten bei 400ºF gebacken und sodann auf Raumtemperatur abgekühlt. Aus (i) trat eine beträchtliche Saftmenge aus, weniger aus (ii) und gar kein Saft aus (iii) oder (iv). Der Saft gelierte beim Abkühlen, was zeigt, daß proteinhaltige Materialien aus dem Hühnchenfleisch extrahiert worden waren. Das Erscheinungsbild der Überüge war trocken für (iv), feucht für (i) und dazwischenliegend für (ii) und (iii). Bei Vornahme eines Einschnitts in das Fleisch unter Durchschneiden der Überzüge war das Fleisch von (1) trockener als die übrigen, wobei die Überzüge von (iii) und (iv) am feuchtesten waren. Infolgedessen wurden die Hühnerschenkel (ii) und (iii) beim Hineinbeißen im Vergleich zu (i) oder (iv) als praller empfunden. Der Grund dafür, daß (iv) nicht den prallsten Eindruck vermittelte, scheint darauf zurückzuführen zu sein, daß der Überzug außen krümelig und trocken war, während sich darunter eine leicht gummiartige "Haut" befand.
Gefrorene Garnelen mittlerer- Größe wurden aufgetaut und in (i) Leitungswasser, (ii) 0,2% PCC (wäßrig), (iii) 0,5% PCC oder (iv) 1% PCC getaucht. Die Garnelen wurden sodann in Paniermehl gewälzt und 3 Minuten in einer Friteuse, die auf 355ºF gehaltenes Maisöl enthielt, gegart. Nach dem Garen wurden die Shrimps zur Absorption von etwaigem überschüssigem Fett auf Papierservietten gelegt. Die mit (i) und (iv) behandelten Shrimps waren nicht knusprig und ihre Überzüge neigten zu einer klitschigen Beschaffenheit. Die Überzüge der mit (ii) und (iii) behandelten Shrimps waren knuspriger und ergaben einen "saftigeren" Biß.

Beispiel 15 - Säfte

Dispersionen wurden hergestellt, indem man 1 Teil (Gew.) Orangensaftkonzentrat zu 3 Teilen verschiedener wäßriger Gemische gab, die folgendermaßen zusammen gesetzt waren: (a) nur Wasser, (b) 0,13% PCC, 0,013% Methocel F50-lv, (c) 0,l3% PCC, 0,013% Methocel K35-lv, (d) 0,13% PCC, 0,013% Methocel A15-lv, (e) 0,13% PCC, 0,13% Methocel E15- lv, (f) 0,13% PCC, 0,013 CMC-mv und (g) 0,13% PCC, 0,013% Klucel. Für die Proben (b) bis (g) wurde zunächst durch 10-minütiges Mischen mit einem Hamilton Beach Scovil-Mischer bei mittlerer Drehzahl eine Dispersion erhalten. Nach Zugabe des Orangensaftkonzentrats wurde durch Rühren mit einem Löffel vermischt. Aliquotanteile wurden wie in 1 entnommen. Innerhalb von 30 Minuten wurde festgestellt, daß sich die Pulpe am Boden von "(a)" ansammelte. Bei den übrigen Proben wurde innerhalb von etwa 3 Stunden keine Trennung beobachtet. Nach 5 Stunden ergab sich folgende Stabilitätsreihenfolge "(f)"; "(g)"; "(d)"; "(b)"; "(e)"; "(c)"; dann "(a)".
Weitere PCC-Dispersionen wurden hergestellt, indem man 0,74% PCC (kein weiteres Hydrokolloid, z. B. CMC, vorhanden) mit Wasser auf die nachstehend angegebenen Konzentrationen verdünnte. Die einzelnen Dispersionen wurden sodann 15 Minuten mit einem Waring-Mischer homogenisiert und anschließend unter Vakuum (unter Verwendung einer Saugpumpe) für etwa 5 Minuten entlüftet. Jeweils 300 ml davon sowie 300 ml auf ähnliche Weise entlüftetes Leitungswasser wurden zu 100 ml Aliquotanteilen Orangensaftkonzentrat gegeben. Ein 250 ml-Aliquotanteil der einzelnen Proben der erhaltenen Orangensaftdispersionen wurde sodann in einzelne 250 ml-Meßzylinder gegeben und stehengelassen. Probe Konz. PCC-Dispersion Konz. PCC- in Orangensaft Volumen des geklärten Überstandes nach 5 Std. 3 Tagen
Es wurde ferner festgestellt, daß sich am Boden der Probe 5 alle großen Pulpestücke (Größe etwa 2 bis etwa 5 mm) befanden, während sich am Boden der Probe 4 nur ein paar Stücke befanden und am Boden der übrigen Proben nach 3 Tagen keine Pulpe vorhanden war.

Claims

1. Stabilisiertes Genußmittel für Nahrungs- oder Arzneimittelzwecke, enthaltend eine Dispersion aus mindestens einem ersten Material in mindestens einem zweiten Material und parenchymale Zellcellulose in einer zur Stabilisierung der Dispersion ausreichenden Menge.

2. Genußmittel nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Dispersion um eine Emulsion handelt.

3. Genußmittel nach Anspruch 2, wobei es sich bei der Dispersion um eine Flüssig-in-Flüssig-Emulsion handelt.

4. Genußmittel nach Anspruch 3, wobei es sich bei der Emulsion um eine Öl-in-Wasser-Emulsion handelt.

5. Genußmittel nach Anspruch 3, wobei es sich bei der Emulsion um einer Wasser-in-Öl-Emulsion handelt.

6. Genußmittel nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Dispersion um einen Schaum aus Gas und Flüssigkeit handelt.

7. Genußmittel nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Dispersion um eine Emulsion oder Suspension aus Feststoff und Flüssigkeit handelt.

8. Genußmittel nach Anspruch 1, gebildet aus Gas und mindestens zwei verschiedenen Flüssigkeiten.

9. Genußmittel nach Anspruch 2, wobei die Emulsion ausgewählt ist unter:

molkehaltigen wäßrigen Emulsionen,

gefrorenen Süßwaren,

Eiscremes,

Eismilchprodukten,

gefrorenen Überzugsprodukten,

Mayonnaisen,

Mayonnaise-Ersatzprodukten,

thixotropen Würzen,

Saucen

und geschlagenen Produkten, Teigen, Gemischen und daraus erhältlichen rekonstituierbaren Gemischen.

10. Genußmittel nach Anspruch 1, wobei es sich bei der Dispersion um einen Schaum handelt.

11. Genußmittel nach Anspruch 10, wobei der Schaum ausgewählt ist unter:

albuminösen Schäumen,

proteinhaltigen Schäumen,

gefrorenen Schäumen,

geschlagenen Überzügen

und daraus erhältlichen rekonstituierbaren Gemischen.

12. Verfahren zur Veränderung einer physikalischen Eigenschaft oder einer Verarbeitungseigenschaft eines Genußmittels, bei dem man das Genußmittel mit parenchymaler Zellcellulose in einer Menge von 0,02 bis 20 Gew.-% versetzt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Zugabe in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% erfolgt.

14. Verfahren zur Herstellung eines Genußmittels mit verringertem Kaloriengehalt unter Aufrechterhaltung von gewerblich annehmbaren physikalischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften, bei dem man das Genußmittel so zubereitet, daß es mindestens 0,02 Gew.-% an parenchymaler Zellcellulose enthält.

15. Verfahren zur Herstellung eines Genußmittels mit einem verringerten Gehalt an kalorienreichen Lipoproteinen oder Fetten unter Aufrechterhaltung der gewerblich annehmbaren physikalischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften, bei dem man das Genußmittel so zubereitet, daß es mindestens 0,02 Gew.-% an parenchymaler Zellcellulose enthält.

16. Verfahren zur Verbesserung der strukturellen Beschaffenheit eines Genußmittels, bei dem man dem Genußmittel 0,02 bis 20 Gew.-% an parenchymaler Zellcellulose zusetzt.