DD205340A1

DD205340A1 - Verfahren zur herstellung von fett in wasser-emulsionen

Info

Publication number: DD205340A1
Application number: DD82238358A
Authority: DD
Inventors: Horst Schmandke; Manfred Schultz; Christoph Schneider; Gerhard Mieth
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1982-03-23
Filing date: 1982-03-23
Publication date: 1983-12-28

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fett in Wasser- Emulsionen, vorzugsweise von Mayonnaise und mayonnaiseaehnlichen Zubereitungen. Vorteile der Zubereitungen sind hohe physikalische Stabilitaet sowie Variabilitaet in den Gebrauchseigenschaften und ernaehrungsphysiologische Hochwertigkeit. Erfindungsgemaess werden zur Herstellung stabiler Fett in Wasser- Emulsionen als Stabilisatoren chemisch modifizierte Vicia- faba- Proteine oder Proteinisolate,vorzugsweise Acylierungsprodukte,gegebenenfalls in Kombination mit an sich bekannten Coemulgatoren und/oder Dickungsmitteln eingesetzt.Der Acylierungsgrad bzw. Acetylierungsgrad ist gleich > 50% und die Einsatzkonzentrationen der chemisch modifizierten Vicia-faba-Proteine betraegt 0,5 bis 5,0 Masseprozent.

Description

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Erfinder: Prof. Dr. Horst Schmandke Dr. Manfred Schultz Christoph Schneider Dr. Gerhard Mieth

Verfahren zur Herstellung von Fett in Wasser-Emuleionen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Fett in Wasser-Emulsionen, vorzugsweise von Mayonnaise, mayonnaiseähnlichen Zubereitungen, Dressings und dergleichen durch Emulgieren und/oder Homogenisieren von pflanzlichen und/oder tierischen ölen, Wasser, den gebräuchlichen Ingredenzien und dem Zusatz von Stabilisatoren, sowie gegebenenfalls von Emulgatoren und Dickungsmitteln. Die hergestellten Produkte sind von hoher physikalischer Stabilität, variabel in der Zusammensetzung und den Gebrauchseigenschaften und ernährungsphysiologisch hochwertig.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nahrungsmittelemulsionen vom Fett in Wasser-Typ, wie Mayonnaise, werden normalerweise durch Phospholipoproteine des Eigelbs stabilisiert; sie weisen im sauren Milieu eine schnittfeste Konsistenz auf, und ihr Fett- bzw. ölgehalt beträgt um 80 %. Der Gebrauchswert derartiger traditioneller Produkte ist allerdings durch eine geringe physikalische Stabilität bei Gefrier- oder Erhitzungsprozessen,

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mechanischer Behandlung und Mischvorgängen mit Wasser oder öl eingeschränkt. Auch ist deren hoher Fettgehalt und ein durch den S'izusatz bedingter hoher Cholesteringehalt ernährungsphysiologisch ungünstig zu werten. Im zunehmenden Maße finden daher kalorienreduzierte mayonnaiseartige Zubereitungen oder Dressings in der Lebensmittelindustrie Anwendung. Motivation dafür sind einmal volksgesundheitliche Aspekte einer durch Fehlernährung angezeigten Fett- und Cholesterinsenkung in der Nahrung, zum anderen volkswirtschaftliche Erfordernisse der Nutzung verfügbarer einheimischer Rohstoffquellen.

Im Gegensatz zu Mayonnaise enthalten mayonnaiseartige Zubereitungen neben oder anstelle von Eigelb noch andere Stabilisatoren und/oder Dickungsmittel, die als Wasserbinder, Gelbildner, Konsistenzvermittler und Geschmacksverstärker fungieren.

In der Patentliteratur finden sich Verfahren, die auf die Herstellung stabiler Emulsionen bei gleichzeitiger Substitution von öl durch Wasser sowie von Eigelb durch andere Stabilisatoren abzielen. Als geeignete Verbindungsklassen dafür werden vor allem wasserlösliche oberflächenaktive Lipide und Proteine genannt. Bei Lipideη handelt es sich in der Regel um natürliche amphotere Verbindungen auf der Basis von Phosphatiden, wie Lysophosphatide, Phospholipoproteine und spezielle Phophatidfraktionen, sowie um synthetische nichtionogene Verbindungen auf der Basis von Partialfettsäureestern von Polyolen mit hohem HLB-Wert, (Etydrophil-Lipophiler Balancewert) wie den Äthylenoxydaddukten von PoIyalkoholen, Polyglycerinen und Polyglycolen. Als Proteine werden vorrangig nach speziellen Verfahren behandelte Produkte aus ölsamen oder Milch, insbesondere Sojaproteinisolate und Molkenproteinpräzipitate, eingesetzt. Verwendete Dickungsmittel sind überwiegend Polysaccharide und Proteine mit einem hohen Wasserbindungs- bzw. Gelbildungsvermögen, insbesondere modifizierte Stärken, Pflanzengummen, Alginate und Gelatine.

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Die genannten Stabilisatoren weisen jedoch den generellen Nachteil auf, daß diese entweder toxisch nicht unbedenklich und deren Einsatz nicht gestattet bzw. stark limitiert ist, oder daß deren Herstellung verfahrenstechnisch aufwendig ist, so daß die Produktionskosten und damit ihr Preis hoch sind. Spezifischer Nachteil der Verwendung von Phosphatiden als Stabilisatoren in Mayonnaise ist die geringere·'Stabilität bei Gefrier-Tau- und Kochprozessen, wogegen durch Pflanzenproteine stabilisierte Emulsionen meist im sauren Milieu und bei Erhitzungsvorgangen brechen. Es sind daher auch spezielle Verfahren entwickelt worden, die auf eine Verbesserung der Gebrauchseigenschaften genannter Stabilisatoren durch chemische oder enzymatisch^ Modifizierung sowie' Fraktionierung abzielen, was zusätzliche Aufwendungen erfordert.

Eine in diesem Zusammenhang besonders zu berücksichtigende , im Rahmen der noch darzulegenden erfinderischen Lösung relevante Patentschrift betrifft die Gewinnung und den Einsatz von acylierten Milchproteinen in Mengen von 1 - 5 % als Stabilisator für 80 bis 84 % öl enthaltende Fett in Wasser-Emulsionen (US-P 3 782 071).

Die Emulsionsherstellung erfolgt dabei dermaßen, daß die mit 0,5 % eines Monoglyceriddestillates als Coemulgator versetzte ölphase und die proteinhaltige wäßrige Phase bei 60 ⁰C unter intensivem Rühren voremulgiert werden, woraufhin bei pH 5,0, gegebenenfalls unter Zusatz von weiterem Fett, homogenisiert, pasteurisiert und gekühlt wird.

Eine weitere Patentschrift bezieht sich auf die Gewinnung und den Einsatz von Milch- und Serum-Proteinen sowie Gelatine mit einem Acylierungsgrad von 30 % als Stabilisatoren für öl- in Wasser-Emulsionen sowie eiscremartige Erzeugnisse, wobei Einsatzkonzentrationen von 0,1 bis 5 % zur Anwendung kommen (DE 1 964 954).

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Der Acylierungsgrad der eingesetzten Milchproteine beträgt 20 bis 40 %; deren Bildung erfolgt durch direkten Umsatz von Milch mit 0,1 bis 0,6 % Acetanhydrid bei pH-Werten von 4,5 bis 8,5 und 0 bis 60 ⁰C. Eine Isolierung des acetylierten Proteins wird nicht durchgeführt, da derartige Produkte schlechte.Emulgiereigenschaften aufweisen, und ein Coemulgator erforderlich ist.

Prinzipielle Nachteile der Herstellung energiewertreduzierter Mayonnaisen, vor allem bei gleichzeitiger Eisubstitution, sind komplizierte Emulgiertechniken, beispielsweise die Anwendung von Druckhomogenisatoren und die Herstellung von Voremulsionen. Auch entspricht die physikalische Stabilität, Konsistenz und sensorische Qualität mayonnaisenartiger Zubereitungen meist nicht höheren Ansprüchen, so daß spezielle Coemulgatoren oder Dickungsmittel als weitere Zusatzstoffe unumgänglich sind.

Aus der Patentliteratur DD 130 442 ist es bekannt, Proteine zu acetylieren, um bestimmte funktioneile Eigenschaften zu erhalten oder zu verbessern. Soweit es die Acetylierungsprodukte von Vicia-faba-Protein betrifft, wird die Anwendung zur Herstellung von Tortenguß, Aspik, Aufschlagmassen oder Waffelfüllungen beschrieben. Der überaus effektive Einsatz als Emulsionsstabilisator in der im folgenden beschriebenen Weise ist außerordentlich überraschend, und zwar sowohl hinsichtlich des Effektes überhaupt wie auch in bezug auf die geringe Einsatzmenge und die Stabilität der Produkte.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht demnach in der Herstellung von Mayonnaisen und mayonnaiseähnlichen Zubereitungen in variablen Zusammensetzungen und unterschiedlichsten Gebrauchseigenschaften unter Einsatz leicht zugänglicher und gesundheitlich unbedenklicher Stabilisatoren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stabilisa-

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tor aufzufinden und Verfahrensbedingungen zur Herstellung stabiler Fett in Wasser-Emulsionen, vorzugsweise von Mayonnaise, aufzuzeigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Herstellung stabiler Fett in Wasser-Emulsionen, vorzugsweise von Mayonnaise, mayonnaiseähnlichen Zubereitungen oder Dressings gegebenenfalls auch mit reduziertem Fettgehalt, dadurch erreicht, daß beim Homogenisieren und/oder Emulgieren von pflanzlichen und/ oder tierischen Speiseölen, Wasser und gebräuchlichen Zutaten, wie Eigelb, Würzessig, Speisesalz, Emulgatoren und Dickungsmitteln sowie Stabilisatoren als Stabilisatoren phemisch modifizierte Vicia-faba-Proteine oder Proteinisolate eingesetzt werden.

Die Gewinnung der eingesetzten modifizierten Vicia-faba-Proteine erfolgt dabei in der Weise, daß Ackerbohnenmehl bei pH-Werten von 7iO bis 8,0 und Raumtemperatur in der 5- bis 2o-fachen, vorzugsweise 5- bis 10-fachen Menge Wasser suspendiert und bei konstantem pH-Wert mit Acetanhydrid durch 10 bis 120 minütige, vorzugsweise 15 bis 30 minütige Reaktion umgesetzt wird. Der Acetylierungsgrad der Proteinfraktion wird dabei auf *=" 50 %» bezogen auf die Summe des Gehaltes an £-Aminogruppen des Lysins und endständigen Aminogruppen, eingestellt. Anschließend wird aus der wäßrigen Suspension der Rückstand durch Filtration oder Separation abgetrennt, und aus dem Überstand wird das gelöste acetylierte Protein am isoelektrischen Punkt von 4,5 durch Zusatz von Säure ausgefällt oder durch Ultrafiltration gewonnen. Das Präzipitat wird gewaschen und unmittelbar oder nach Lösung bei pH-Werten = 7»0 nach bekannten Verfahrensweisen getrocknet.

Die für eine erfindungsgemäße Emulsionsstabilisierung erforderliche Zusatzmenge an modifizierten Vicia-faba-Proteinen mit einem Acetylierungsgrad = 50 % beträgt 0,5 bis

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5*0, Masseprozent vorzugsweise 1,0 bis 2,0 %, wobei sich das Massenverhältnis von öl- und Wasserphase bei Abwesen-. heit von Dickungsmitteln auf 70 zu 30 bis 85 zu 15» vorzugsweise 75 zu 25 bis 80 zu 20, in Gegenwart von Dickungsmitteln auf 25 zu 75 bis 70 zu 30, vorzugsweise 40 zu 60 bis 60 zu 40, beläuft.

Wie weiterhin gefunden wurde, weisen durch acetylierte Vicia-faba-Proteine stabilisierte Emulsionen eine hohe Verträglichkeit mit Dickungsmitteln auf Stärkebasis auf, sofern bestimmte Bedingungen eingehalten werden. In der Tendenz nimmt nämlich mit zunehmendem Wassergehalt die erforderliche Dickungsmittelkonzentration bis zu einer kritischen Grenzkonzentration zu; wird diese überschritten, so bricht die Emulsion. Diese kritische Grenzkonzentration hängt wiederum von der Art der Dickungsmittel sowie der Konzentration und dem Acetylierungsgrad der Proteine ab und ist in Vorversuchen zu ermitteln.

Im Rahmen der erfinderischen Lösung geeignete Dickungsmittel sind thermisch aufgeschlossene, enzymatisch oder chemisch abgebaute und chemisch modifizierte Stärken, vorzugsweise Quellstärken, Stärkehydrolysenprodukte und Carboxy lmethylstärken. Die günstigen Zusatzmengen davon liegen zwischen 0,5 bis 10,Masseprozent, vorzugsweise 1 bis 3 Masseprozent.

Schließlich wurde gefunden, daß sich ein Zusatz von pflanzlichen oder tierischen Phosphatiden, vorzugsweise von Soja- oder Eilezithin in Konzentrationen von 0,05 bis 1,0 Masseprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Masseprozent, vorteilhaft auf die Konsistenz, speziell die Geschmeidigkeit und Homogenität, der mit Dickungsmitteln hergestellten Produkte auswirkt.

Der eigentliche Emulgiervorgang erfolgt dabei in an sich bekannter Weise problemlos unter Anwendung von Homogenisatoren oder Intensivrührern.

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In einer für die Herstellung von cho Ie ster infreie η Mayon«o naisen mit Fettgebalten von = 70 bis =" 80 % besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Proteine mit einem Acetylierungsgrad von sT 90 % eingesetzt.

In einer anderen für die Herstellung cholesterinfreier und fettreduzierter Mayonnaise mit Fettgehalten %. 50 = 70 % bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Proteine mit einem Acetylierungsgrad % 70 % neben So^japhosphatid und Kaltquell- oder Carboxymethylstärken eingesetzt, und die Herstellung stark.kalorienreduzierter Mayonnaisen mit Fettgehalten = 25 =" 50 % erfolgt vorzugsweise unter Einsatz von Proteinen mit einem Acetylierungsgrad = 50% neben Eiphosphatiden und Stärkehydrolysenprodukten.

Der gravierende Vorteil der Erfindung besteht in der sehr hohen Stabilität der Emulsionen bei Gefrier-Tau- und Kochprozessen, so daß deren Pasteurisierung und Gefrierlagerung möglich ist. Die Emulsionen sind darüber hinaus ohne Stabilitätsverlust mit Wasser oder ölen in weiten Grenzen mischbar, so daß daraus Dressings oder Salatsoßen herstellbar sind· Hinzu kommt, daß deren Zusammensetzung und Eigenschaften, wie Fettgehalt und Konsistenz, gezielt einstellbar sind, wodurch universelle Einsatzmöglichkeiten in der Lebensmittelindustrie erschlossen werden. Neben den ernährungsphysiologischen Vorteilen reduzierter Fett- und Cho-Iesteringehalte ist schließlich auch deren geringe Einsatzkonzentration sowie Verträglichkeit mit Dickungsmitteln und Coemulgatoren hervorzuheben.

Die Erfindung wird anhand nachstehender Beispiele näher erläutert:

AusführungsbeispieIe Beispiel 1

In 20 Masseteile Wasser werden 0,5 g Vicia-faba-Proteinisolat mit einem Acetylierungsgrad von 90 %, 3 g Zucker, 1 g Kochsalz, 1 g Mayonnaisensenf, 0,2 g Gewürzmischung

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und 0,1 g Konservierungsmittel dispergiert. Die Mischung wird 30 sek in einem Homogenisator (Typ 303» Mechanika Precyzyjna, VR Polen) behandelt, wobei innerhalb von 2 min nacheinander 80 Masseteile Sonnenblumenöl, das 0,1 % Carotin enthält, und 2 ml 10 %iger Gärungsessig zugesetzt werden. Die Emulsion wird danach durch 15 min Erhitzen auf 80 ⁰C pasteurisiert. Die resultierende Emulsion entspricht in ihren rheologischen und sensorischen Eigenschaften handelsüblicher Mayonnaise.

Beispiel 2

In 60 Masseteile Wasser werden 1 g Vicia-faba-Proteinisolat mit einem Acetylierungsgrad von 70 % und 0,25 S Sojalezithin sowie die im Beispiel 1 genannten Ingredenzien mittels Schneebeseneinsatz eines Handmixgerätes (Komet RG 51 DDR) dispergiert. Innerhalb von 3 min werden nacheinander 2 g Carboxymethylstärke, 50 Masseteile Rapsöl und 2 ml 10 %iger Gärungsessig hinzugefügt. Die resultierende Emulsion entspricht in ihrer Qualität handelsüblicher kalorienreduzierter Mayonnaise.

Beispiel 3

In 75 Masseteilen Wasser werden 2 g Vicia-faba-Proteinisolat mit einem Acetylierungsgrad von 60 % und die unter Beispiel 1 angegebenen Ingredenzien mittels Ultra-Turrax dispergiert. Unter Homogenieieren werden innerhalb 1 min 25 Masseteile Sojaöl, das 10 g Stärkehydrolysenprodukt enthält und 3 ml 10 %igen Gärungsessig hinzugefügt. Die Emulsion wird bei -18 ⁰C eingefrostet. Die anfallende Emulsion entspricht in ihrer Qualität handelsüblichen mayonnaiseartigen Zubereitungen.

Eine aus 25 Masseteile Wasser, 1 g Vicia-faba-Proteinisolat mit einem Acetylierungsgrad von 95 %, 2 Eigelb und Ingredenzien bestehende Dispersion wird unter den in Beispiel 1 bis 3 angegebenen Bedingungen mit 75 Masseteile Baumwollöl und Gärungsessig homogenisiert.

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Die anfallende Emulsion ist von cremartiger Konsistenz und formstabil.

Beispiel 5

Eine aus 65 Masseteile Wasser, 1 g Vicia-faba-Proteiniso-« lat mit einem Acetylierungsgrad von 75 %» 5 g Eigelb, 1 g Kaltquellstärke.und Ingredenzien bestehende Dispersion wird mit 35 Masseteile Fischöl unter den in Beispielen 1 bis 3 angegebenen Bedingungen homogenisiert. Die anfallende Emulsion ist von dickflüssiger Konsistenz.

Claims

23835 Erfindungsaneprüche

1. Verfahren zur Herstellung stabiler Fett in Wasser-Emulsionen, vorzugsweise von Mayonnaise, mayonnaiseahnlichen Zubereitungen oder Dressings, gegebenenfalls mit reduziertem Fettgehalt, durch Emulgieren und/oder Homogenisieren pflanzlicher und/oder tierischer Speiseöle, Wasser und gebräuchlichen Ingredenzien, sowie gegebenenfalls Dickungsmitteln und Emulgatoren unter Zusatz von Stabilisatoren dadurch gekennzeichnet, daß als Stabilisatoren chemisch modifizierte Vicia-faba-Proteine oder Proteinisolate, gegebenenfalls in Kombination mit an sich bekannten Coemulgatoren und/oder Dickungsmitteln, eingesetzt werden.

2. Verfahren nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß Vicia-faba-Proteinisolate mit einem Acetylierungsgrad = 50 % in Einsatzkonzentrationen von 0,5 bis 5»J Masseprozent, vorzugsweise 1,0 bis 2,0 Masseprozent, verwendet werden.

3· Verfahren nach Punkt 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß als Coemulgatoren pflanzliche Phosphatide, insbe-• sondere Soja- und Eilezithine, in Einsatzkonzentrationen von 0,05 bis 1,0 Masseprozent, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 Masseprozent, verwendet werden.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß als Dickungsmittel modifizierte Stärke, vorzugsweise aufgeschlossene, abgebaute oder derivatisierte Stärke aus Getreidesamen oder stärkehaltigen Knollen, insbesondere Kaltquell- und Carboxymethylstärken oder StärkehydroIysenprodukte mit niedrigen Dextroseäquivalenten in Einsatzkonzentrationen von 0,5 bis 10 Masseprozent, vorzugsweise 1 bis 3 Masseprozent, verwendet werden.

5· Verfahren nach Punkt 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß als pflanzliche und tierische öle, vorzugsweise

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Raffinate von Sonnenblumen-, Raps-, Soja-, Baumwollsamen- und Fischöl verwendet werden.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß sich das Masseverhaltnis von Fett und Wasser der Emulsion auf 85 zu 15 bis 25 zu 75 beläuft.