DE60104836T2

DE60104836T2 - Trockenes Trübungsmittel für Getränke-Trockenmischung und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE60104836T2
Application number: DE60104836T
Authority: DE
Inventors: Diederik Schmedding; Henk Kremer; Bert Sloot
Original assignee: Quest International BV
Current assignee: Givaudan Nederland Services BV
Priority date: 2001-06-29
Filing date: 2001-06-29
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2021-06-30
Also published as: EP1269865B1; ZA200205230B; US6805896B2; CA2390183C; EP1269865A1; ATE272948T1; AU773275B2; US20030035878A1; ES2223730T3; DE60104836D1; CA2390183A1; AU5070002A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Titandioxid enthaltendes Trübungsmittel für teilchenförmige Getränke-Trockenmischungen, ein Verfahren zur Herstellung des Trübungsmittels ebenso wie Getränke-Trockenmischungen, welche das Trübungsmittel enthalten. Das Trübungsmittel stellt eine perfekte Beständigkeit und Intensität der Trübung in wässrigen Getränken, welche aus den Getränke-Trockenmischungen hergestellt sind, bereit.
Hintergrund der Erfindung
Getränke-Trockenmischungen, insbesondere künstliche Fruchtsaftgetränkemischungen, werden typischerweise mit einem teilchenförmigen Trübungsmittel formuliert, um die Trübung eines natürlichen Saftes nachzuahmen. Die meisten Trübungsmittel basieren auf einer Öl- oder einer festen Phase, welche in einer wässrigen (kontinuierlichen Phase) dispergiert ist. Die dispergierte Öl- / Feststoffphase muss stabilisiert werden, um jeweils „Aufrahmen" oder „Ablagerung" zu vermeiden. In Getränken aus Instantpulver basieren diese Trübungsmittel gleichermaßen auf Ölen oder Feststoffen. Die auf Öl basierenden Systeme müssen eingekapselt sein, um sie in eine Pulverform zu überführen. Die Beständigkeitsanforderungen für das Trübungsmittel sind, wenn es in einem trinkfertigen Getränk dispergiert ist, weniger extrem als für flüssige Getränke, erfordern aber immer noch eine bestimmte Beständigkeit. Die meisten Trübungsmittel werden durch Vereinigen von Titandioxid mit einem Suspendiermittel wie Gummi arabicum und einem Spacer wie Maltodextrin hergestellt. Titandioxid ist der Schlüsselbestandteil, welcher Trübung als wesentlicher Teil des Trübungsmittels bereitstellt. U.S.-Patent-Nr. 4,187,326 offenbart ein teilchenförmiges Trübungsmittel für Getränke-Trockenmischungen, enthaltend TiO₂. U.S.-Patent-Nr. 4,259,613 beschreibt ein teilchenförmiges Trübungsmittel für Getränke-Trockenmischungen, enthaltend 20 Gew.-% TiO₂.
In typischen Verfahren zur Herstellung eines Trübungsmittels, einschließlich der in den U.S.-Patent-Nrn. 4,187,326 und 4,529,613 beschriebenen Verfahren, werden der Spacer und das Suspendiermittel zu Wasser zugegeben und Mischen mit hoher Schwerkraft ausgesetzt. Das Titandioxid wird zugegeben nachdem der Spacer und die Suspendiermittel durch das anfängliche Mischen mit hoher Scherkraft dispergiert sind und das Gemisch wird wieder weiterem Mischen mit hoher Scherkraft ausgesetzt. Die so erhaltene Aufschlämmung wird dann getrocknet, typischerweise durch Sprühtrocknung. Das so erhaltene gemeinsam getrocknete Trübungsmittel kann dann in eine Getränke-Trockenmischung, insbesondere eine Getränke-Trockenmischung mit Fruchtgeschmack, eingeschlossen werden.
Jedoch sind verschiedene Nachteile mit diesen herkömmlichen Trübungsmitteln und den Verfahren zu deren Herstellung verbunden. Ein Problem ist, dass, während es wünschenswert ist, einen verhältnismäßig hohen Wert an Titandioxid aufzuweisen, um die richtige Weiße oder Trübung bereitzustellen, die Menge an Titandioxid, welche im Trübungsmittel eingeschlossen sein kann, begrenzt ist, aufgrund von dessen Neigung auszufallen und Ablagerung im wiederhergestellten Getränk zu verursachen. Ein anderes Problem ist, dass bei diesen herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Trübungsmitteln die inneren Oberflächen der Verarbeitungsgefäße dazu neigen, zu verkrusten, was bedeutende Reinigungsanstrengungen erfordert, bevor folgende Chargen hergestellt werden können. Der Verlust von Zutaten in dieser Weise reduziert ebenfalls die Ausbeute. Es wurde festgestellt, dass in diesen Verfahren des Stands der Technik der Titandioxidgehalt in der Aufschlämmung es erschwert, die Aufschlämmung sprühzutrocknen, wobei die Ausbeute weiter reduziert und der Durchsatz verringert wird.
Weiter offenbart U.S.-Patent-Nr. 6,159,522 ein spezifisches Verfahren zur Herstellung eines teilchenförmigen Trübungsmittels für eine Getränke-Trockenmischung, umfassend:

(a) Aussetzen von teilchenförmigen Titandioxid und Wasser einem Mischen unter hoher Scherkraft, um ein erstes wässriges Gemisch zu bilden;
(b) Zugeben eines Spacers und eines Suspendiermittels zum ersten wässrigen Gemisch und Aussetzen des Gemisches einem Mischen unter hoher Scherkraft, um ein weiteres wässriges Gemisch zu bilden; und
(c) Trocknen des weiteren wässrigen Gemischs, um ein teilchenförmiges Trübungsmittel zu bilden.

Jedoch abgesehen von der Tatsache, dass ein Bedarf für zwei getrennte Mischungsschritte besteht, stellt das erhaltene Trübungsmittel nicht angemessne Beständigkeitseigenschaften hinsichtlich der Trübung von daraus hergestellten wässrigen Getränken bereit.
Demgemäß gibt es einen Bedarf für ein Trübungsmittel, welches eine erhöhte Trübungsbeständigkeit in daraus hergestellten wässrigen Getränken bereitstellt und es gibt einen Bedarf für ein angemessenes und einfaches Verfahren zur Herstellung des Trübungsmittels.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorstehend genannten und andere Aufgaben, welche gewöhnlichen Fachleuten ersichtlich werden, werden Erfindungsgemäß durch Bereitstellen eines trockenen Trübungssystems für Getränke-Trockenmischungen erreicht, welches hergestellt wird durch Trocknen eines wässrigen Gemisches, das auf Trockengewichtsbasis

(a) 15 bis 35 Gew.-% feinverteiltes TiO₂;
(b) 35 bis 55 Gew.-% eines Suspendiermittels; und
(c) 20 bis 40 Gew.-% eines Spacers umfasst, mit der Maßgabe, dass das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zu Suspendiermittel 1:1, 1 bis 1:3 beträgt.

Das Ergebnis der Erfindung wird als sehr überraschend angesichts des in U.S.-Patent-Nr. 6,159,522 offenbarten Vergleichsbeispiels A angesehen. Im Vergleichsbeispiel A wurden ein Suspendiermittel (Gummi arabicum), TiO₂ und ein Spacer (Maltodextrin) einem Mischen unter Scherkraft in Wasser ausgesetzt, was zu klebrigen Ablagerungen von Material an den Wänden der Verarbeitungsgefäße führte. Derartige schädliche Phänomene treten mit dem Trübungsmittel gemäß der Erfindung nicht auf.
Das teilchenförmige Titandioxid und andere Bestandteile des Trübungssystems sind lebensmittelunbedenklich. Das Titandioxid weist eine Größe im Bereich von 0,01 bis 20 Mikron, vorzugsweise 0,1 bis 5 Mikron, auf.
Das Suspendiermittel ist geeignet ein Gummi, wie die unterschiedlichen Akaziengummis, wie z.B. Gummi arabicum, Xanthangummi, pektische Substanzen, wie z.B. Pectin, und Derivate, wie z.B. Octenyl-succinilierte Stärke. Andere geeignete Suspendiermittel sind in den vorstehend diskutierten U.S.-Patent-Nr. 4,187,326 und U.S.-Patent-Nr. 4,529,613 beschrieben. Es ist natürlich ebenfalls möglich, ein Gemisch von Suspendiermitteln zu verwenden.
Der Spacer oder Füllstoff wirkt, um das Titandioxid in Form getrennter Teilchen zu dispergieren und aufrechtzuerhalten. Der Spacer, welcher typischerweise eine Teilchengrößenverteilung von minimal 90 % durch Maschenzahl 140 und maximal 50 % durch Maschenzahl 325 (U.S.-Maschengröße) aufweist, ist geeigneterweise ein wasserlösliches oligomeres Kohlenhydrat, einschließlich der Maltodextrine und anderer Stärkehydrolysate. Geeignete Maltodextrine sind fad im Geschmack und ohne wahrnehmbare Süße. Bevorzugte Maltodextrine weisen ein DE („dextrose equivalent", Dextroseäquivalent) von weniger als 20, vorzugsweise von 5 bis 20, auf. Es ist ebenfalls möglich, ein Gemisch von Spacern zu verwenden.
Es ist ein Schlüsselaspekt der Erfindung, dass das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zu Suspendiermittel 1:1,1 bis 1:3, vorzugsweise 1:1,3 bis 1:3 und am stärksten bevorzugt 1:1,5 bis 1:2,5 beträgt.
Im Verfahren dieser Erfindung werden die Feststoffe einem Mischen unter hoher Scherkraft mit Wasser ausgesetzt. Typischerweise muss dieses Wasser eine Härte von < 100 aufweisen. Vorzugsweise wird entmineralisiertes Wasser verwendet. Verschiedene Arten von Mischern mit hoher Scherkraft können verwendet werden, wie z.B. jene in U.S.-Patent-Nr. 4,187,326 und U.S.-Patent-Nr. 4,529,613 beschriebenen. Eine Homogenisiermaschine wird benötigt und ein Inline-Mischer mit hoher Scherkraft ist besonders bevorzugt. Eine geeignete Spitzengeschwindigkeit des Mischens liegt im Allgemeinen im Bereich von 10 bis 50 m/s, vorzugsweise 18 bis 25 m/s. Im Allgemeinen ist eine Mischungsdauer von 10 bis 300 min. für den Vormischungsschritt geeignet.
Die Gesamtmenge der Schlüsselbestandteile (d.h. TiO₂, Suspendiermittel und Spacer) beträgt geeigneterweise von 20 bis 45 Gew.-% und vorzugsweise von 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das wässrige Gemisch.
Vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge an TiO₂ von 20 bis 35 Gew.% auf Trockengewichtsbasis, am stärksten bevorzugt von 25 bis 35 Gew.-% auf Trockengewichtsbasis.
Wie vorstehend angegeben, ist das Suspendiermittel geeignet, in einer Menge von 35 bis 55 Gew.-%, vorzugsweise von 40 bis 50 Gew.% auf Trockengewichtsbasis vorhanden, mit der Maßgabe, dass das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zu Suspendiermittel im Bereich von 1:1,1 bis 1:3 beträgt.
Der Spacer ist geeignet, in einer Menge von 20 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 40 Gew.% auf Trockengewichtsbasis vorhanden.
Der Wassergehalt des wässrigen Gemischs beträgt geeignet von 55 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise von 65 bis 75 Gew. %, bezogen auf das Gewicht des wässrigen Gemischs.
Nach Herstellung des wässrigen Gemischs durch Mischen unter hoher Scherkraft, wie vorstehend beschrieben, wird das wässrige Gemisch getrocknet, vorzugsweise durch Sprühtrocknung, um ein teilchenförmiges gemeinsam getrocknetes Trübungsmittel für eine Getränke-Trockenmischung zu bilden. Andere Verfahren zum Trocknen, wie z.B. Gefriertrocknung, Wirbelschichttrocknung, Vakuumtrocknung, Lufttrocknung oder Trommeltrocknung können verwendet werden. Das sprühgetrocknete Produkt kann mit neutralen Pulvern, wie Maltodextrinen, verdünnt werden, um das Dosieren und Mischen des Trübungsmittels in der Getränkemischung zu vereinfachen.
Die Menge an Schlüsselbestandteilen im getrockneten Produkt wird dieselbe, wie vorstehend angegeben, sein. Der Feuchtigkeitsgehalt des getrockneten Produkts beträgt geeignet weniger als 6 Gew.-% und vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Produkts.
Ein Verlaufmittel wird vorzugsweise eingeschlossen, um den Fluss des teilchenförmigen Produkts zu erhöhen. Ein teilchenförmiges Verlaufmittel, wie Tricalciumphosphat („TCP"), ist bevorzugt. TCP wird in ein sprühgetrocknetes Produkt vorzugsweise durch Zugabe als teilchenförmiges Pulver in den Sprühtrocknungsturm eingeschlossen. Die Menge an Verlaufmittel beträgt geeigneterweise von 0,1 Gew. % bis 5 Gew. % und vorzugsweise 1 Gew.-% bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des getrockneten Produkts. Das teilchenförmige Trübungsmittel soll in Getränke-Trockenmischungen, wie jenen U.S.-Patent-Nr. 4,187,326 und U.S.-Patent-Nr. 4,529,613 beschriebenen, benutzt werden. Bevorzugte Getränke-Trockenmischungen weisen Fruchtgeschmack auf und können einen natürlichen und/oder künstlichen Süßstoff einschließen. Typische Bestandteile derartiger Getränke-Trockenmischungen schließen lebensmittelunbedenkliche Säuren, wie Weinsäure und Zitronensäure, Farbmittel, Frucht- oder andere Geschmacksstoffe und andere Bestandteile, wie Vitamine, ein. Die Menge des in einer Getränke-Trockenmischung eingeschlossenen Trübungsmittels beträgt geeigneterweise von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% und bevorzugt von 0,2 Gew.-% bis 7,0 Gew. %, bezogen auf das Gewicht der süßstofffreien Getränke-Trockenmischung. Die Teilchengröße des teilchenförmigen Trübungsmittels beträgt geeignet minimal 90 % durch Maschenzahl 140 und maximal 50% durch Maschenzahl 325.
Beispiel 1
Eine Formulierung wurde durch Lösen oder Dispergieren einer Kohlenhydratmatrix, bestehend aus 60 Gew.-% Gummi arabicum (IPL11931) (450 g), 20 Gew.-% Maltodextrin (DE 10) (IPL09473) (150 g) und 20 Gew.-% Saccharose (IPL01517) (150 g), unter Rühren (650 U/min.) in warmen Wasser (1125 g) von 60°C für 30 min. hergestellt. Das erhaltene Gemisch wurde auf 20°C abgekühlt. Nachfolgend wurde TiO₂ (IPL33853) (250 g) zu dem Gemisch in einer Menge von 25 Gew.-%, bezogen auf die gesamten trockenen Feststoffe unter Rühren (650 U/min.) zugegeben und das hergestellte Produkt wurde unter Verwendung eines Ultra Turrax T50 bei 10.000 U/min. für etwa 3 min. homogenisiert. Die 45 Gew.-% enthaltende homogenisierte Beschickung wurde dann aus dem Ultra Turrax-Gefäß entfernt und in einem NIRO LAB MINOR unter Verwendung eines Drehtellerzerstäubers bei 20.000 U/min. sprühgetrocknet. Die Eintrittslufttemperatur wurde bei 190°C gehalten, was zu einer Austrittstemperatur von 90°C führte.
Nach Verwendung wurde festgestellt, dass das leere Turrax-Gefäß sauber war, mit wenig oder keinem am Boden oder an den Seitenwänden des Gefäßes klebendem Material.
Dann wurde das sprühgetrocknete Produkt als Trübungsmittel in einer Getränke-Trockenmischung verwendet, bestehend aus
Nach dem Mischen der erhaltenen Getränke-Trockenmischung mit Wasser (Dosierung 100,00 g/l) wurde ein Getränk mit einer Trübung erhalten, deren Beständigkeit durch optische Untersuchung des trinkfertigen Getränks in einem 1000 ml-Zylinder bestimmt wurde und für mindestens einen Tag bestehen blieb.
Spezieller wurde das sprühgetrocknete Trübungsmittel in einer Menge von 0,1 g/l im trinkfertigen Getränk, welches aus der Getränke-Trockenmischung hergestellt wurde, verwendet. Im trinkfertigen Getränk waren 95 g/l Zucker, 4 g/l Zitronensäure, 0,3 g/l Trinatriumcitrat und 0,5 g/l Tricalciumphosphat vorhanden. Im Allgemeinen sind 0,8 g/l des eingekapselten Geschmackstoffs ausreichend, um dem Endprodukt Geschmack und Geruch zu verleihen.
Vergleichsbeispiel A
Zur Aufklärung des Wesens der Maßgabe hinsichtlich des Gewichtsverhältnisses von TiO₂ zum Suspendiermittel von 1:1,1 bis 1:3 wurde das folgende Experiment durchgeführt.
Dem Verfahren von Beispiel 1 wurde gefolgt, außer dass 360 g Gummi arabicum, 120 g Saccharose, 120 g Maltodextrin und 400 g TiO₂ zu 900 g Wasser zugegeben wurden; das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zum Suspendiermittel betrug 400 g : 360 g, d.h. 1:0,9.
Das erhaltene trinkfertige Getränk zeigte eine schnelle Ablagerungsbildung von TiO₂, was den kritischen Zustand des Verhältnisses von TiO₂ zum Suspendiermittel veranschaulicht.

Claims

Trockenes Trübungsmittel für Getränke-Trockenmischungen, hergestellt durch Trocknen eines wäßrigen Gemischs, das auf Trockengewichtsbasis (a) 15 bis 35 Gew.-% feinverteiltes TiO₂; (b) 35 bis 55 Gew.-% eines Suspendiermittels; und (c) 20 bis 40 Gew.-% eines Spacers umfaßt, mit der Maßgabe, daß das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zu Suspendiermittel 1:1,1 bis 1:3 beträgt.
Trockenes Trübungsmittel nach Anspruch 1, wobei die TiO₂-Teilchen eine Größe im Bereich von 0,01 bis 20 Mikron, vorzugsweise 0,1 bis 5 Mikron, aufweisen.
Trockenes Trübungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Suspendiermittel aus Gumen wie der unterschiedlichen Akazienarten, wie z.B. Gummi arabicum, pektischen Substanzen, wie z.B. Pectin, und Stärke-Derivaten, wie z.B. Octenyl-succinilierter Stärke, ausgewählt ist.
Trockenes Trübungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Spacer aus wasserlöslichen oligomeren Kohlehydraten einschließlich Maltodextrinen und anderen modifizierten Stärken ausgewählt ist.
Trockenes Trübungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zu Suspendiermittel 1:1,3 bis 1:3, vorzugsweise 1:1,5 bis 1:2,5, beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines trockenen Trübungsmittels für Getränke-Trockenmischungen, umfassend (a) Aussetzen von teilchenförmigem TiO₂, einem Suspendiermittel, einem Spacer und Wasser, wobei das Gewichtsverhältnis von TiO₂ zu Suspendiermittel 1:1,1 bis 1:3 beträgt, einem Mischen unter hoher Scherkraft; und (b) Trocknen des erhaltenen wäßrigen Gemischs unter Bildung eines teilchenförmigen Trübungssystems.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Gesamtmenge an TiO₂, Suspendiermittel und Spacer auf Trockengewichtsbasis 20 bis 45 Gew. % TiO₂; 35 bis 55 Gew.-% eines Suspendiermittels; und 20 bis 40 Gew. % eines Spacers beträgt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Gesamtmenge an TiO₂, Suspendiermittel und Spacer in dem erhaltenen wäßrigen Gemisch 20 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht an trockenen Feststoffen, beträgt.
Getränke-Trockenmischung, die das Trübungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder das durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8 erhaltene trockene Trübungsmittel enthält, wobei das Trübungsmittel in einer Konzentration von 0,01 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 7 Gew.-%, der gesamten Getränke-Trockenmischung vorhanden ist.