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Title:
STABILIZER FOR FOOD APPLICATIONS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/136157
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a compound made of microcrystalline cellulose (MCC) and sodium carboxymethyl cellulose (CMC) in at least partially colloidal form, having a proportion of CMC between 5 and 18%, relative to the dry weight, having two qualities of substitution levels (DS) different from CMC.

Inventors:
BACHE GEORG (DE)
UNGERER RALF (DE)
Application Number:
PCT/EP2010/003127
Publication Date:
December 02, 2010
Filing Date:
May 21, 2010
Export Citation:
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Assignee:
RETTENMAIER & SOEHNE GMBH & CO (DE)
BACHE GEORG (DE)
UNGERER RALF (DE)
International Classes:
A23L29/262; A23C9/154; C08L1/02; A23G1/56
Domestic Patent References:
WO1992001390A11992-02-06
WO1997025878A11997-07-24
Foreign References:
DE2656802A11977-06-23
US20070128333A12007-06-07
Attorney, Agent or Firm:
Dr. Weitzel & Partner (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Compound aus mikrokristalliner Cellulose (MCC) und

Natriumcarboxymethylcellulose (CMC) 1.1 in zumindest teilweise kolloidaler Form

1.2 mit einem Anteil von CMC zwischen 5 und 18 %, bezogen auf die Trockenmasse

1.3 mit zwei Qualitäten von CMC unterschiedlichen Substitutionsgrades (DS).

2. Compound nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass diese eine niedrig substituierte CMC mit einem DS von 0,6 - 0,9 enthält sowie eine hochsubstituierte CMC mit einem DS von 1 ,10 - 1 ,45.

3. Compound nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrig substituierte CMC in einem Anteil von 30 - 70 % vorliegt, und die hochsubstituierte CMC in einem Anteil von 70 - 30 %.

4. Compound nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: 4.1 das Compound liegt in Form eines Gels vor, gewonnen durch

Homogenisieren eines Compound-Pulvers; 4.2 das Gel weist eine Gelstärke von wenigstens 25 Pa bei einer 3 %igen

Einsatzkonzentration auf, bezogen auf das Medium, in welchem das

Compound dispergiert wird.

5. Verwendung einer Dispersion hergestellt aus dem Compound gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 als Stabilisator für Lebensmittel wie Fleisch, Milch oder sonstige Getränke.

Description:
Stabilisator für Lebensmittelanwendungen

Die Erfindung betrifft das Stabilisieren von Lebensmitteln jeglicher Art. Im Lebensmittelbereich werden sogenannte Stabilisierungsmittel verwendet. Diese sollen Wasser-Öl-Emulsionen stabilisieren, das heißt, sie sollen eine Trennung der beiden Komponenten verhindern. Ferner dienen Stabilisatoren auch dazu, Feststoffe in wässrigen Systemen in Suspension zu halten, das heißt eine Sedimentation zu verhindern.

Stabilisatoren sind in einer großen Vielfalt bekannt und werden angewandt. Eine Gruppe von Stabilisatoren umfasst eine Kombination von kolloidaler mikrokristalliner Cellulose (MCC) sowie Carboxymethylcellulose (CMC). Diese Produkte werden in einem Nassverfahren einem mechanischen Scherprozess unterworfen und dabei in den kolloidalen Zustand überführt. Nach Kombination mit CMC, mit der MCC synergistische Effekte eingeht, erfolgt die Trocknung zum Endprodukt. Auf US 3 539 365 wird verwiesen.

Die Wirksamkeit der bisher verfügbaren Stabilisatoren ist begrenzt. Häufig entsprechen die vom Benutzer gewünschten Eigenschaften nicht allen Anforderungen. Auch sind Stabilisatoren bezüglich des Anwendungsgebietes begrenzt. So gibt es Produkte, die nur für Milchprodukte verwendbar sind, weil sie unter den dort vorherrschenden Bedingungen leicht aktivierbar sind, zum Beispiel bei hohem Ca-Gehalt. Daher werden den bekannten Stabilisierungssystemen zur Steigerung der Effizienz, zur besseren Aktivierung oder zur geringeren Elektrolytfähigkeit neben MCC und CMC weitere Hydrokolloide zugefügt, beispielsweise Carrageen. Es gibt jedoch Gründe, weshalb diese Additive nicht überall eingesetzt werden können, zum Beispiel Gründe der Produktion oder der Deklaration.

Ein weiterer Nachteil bekannter Additive besteht darin, dass deren Menge sehr groß sein muss, um etwas zu bewirken. So ist es beispielsweise beim Stabilisieren von Kakaopartikeln in Schokodrinks notwendig, wenigstens 0,5 Prozent der

BESTATIGUNGSKOPIE Additive zuzusetzen. Die Additive verlangen außerdem häufig ein aufwendiges Verarbeitungs- und Aufbereitungsverfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stabilisator anzugeben, der kostengünstig und einfach herstellbar ist, der eine hohe Wirksamkeit hat, und der bereits in geringen Mengen den gewünschten Erfolg erzielt. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der selbständigen Ansprüche gelöst.

Die Erfindung geht aus von einer Dispersion aus MCC und CMC. Die Erfinder haben erkannt, dass ein ganz bestimmter Anteil von CMC vorteilhaft ist, und dass außerdem der Substitutionsgrad (DS) der beiden genannten Komponenten eine große Rolle spielt.

Mit den erfindungsgemäßen Stabilisatoren ist es möglich, mit geringen Einsatzmengen auszukommen. So reichen beispielsweise 0,2 Prozent der erfindungsgemäßen Dispersion aus, Kakaopartikel in Milch zu stabilisieren. Dies bedeutet eine ganz erhebliche Steigerung der Effektivität, und zugleich eine verbesserte Aktivierbarkeit. Hierdurch werden zusätzliche Additive überflüssig. Die Steigerung der Effektivität lässt sich durch übliche Theologische Kenndaten belegen, wie beispielsweise durch den Speichermodul, wie bei zwei verschiedenen Medien gezeigt, beispielsweise bei Milch oder Leitungswasser.

Zusammenfassend ergeben sich aus der Erfindung die folgenden Vorteile:

- Höhere Effizienz bei der Stabilisierung von Emulsionen oder von

Feststoffen in wässrigen Systemen, basierend auf höheren

Speichermodulen (Gelstärke G')

Geringe Menge an Stabilisator notwendig

Aktivierung bei geringem Aufwand von Scherenergie - Höhere Toleranz gegenüber Faktoren, die die Aktivierung negativ beeinflussen, beispielsweise Elektrolyte Beispiel 1

Ein der Erfindung entsprechendes, auf MCC und CMC basierendes Stabilisierungsmittel mit der Bezeichnung MCG 0048, sowie drei am Markt angebotene Stabilisierungsmittel mit der Bezeichnung AVICEL CL 611 , AVICEL RC 591 F und AVICEL plus GP3282 (letzteres enthält zusätzlich Carrageen) werden „in-line" mittels Homogenisator, bei 200 bar aktiviert, um ein Kakaogetränk zu stabilisieren.

Bei allen Stabilisierungsmitteln wurden die Grenzdosierungen ermittelt, bei welchen sich nach 24 bzw. 48 h, kein Bodensatz in den Glasflaschen im stabilisierten Kakaogetränk mehr ausbildet.

Die gesamte Prozedur inklusive Auswertung ist, siehe Anlage 2, beschrieben.

Beispielrezeptur Kakaogetränk für MCG 0048

Übersicht Applikationsbeispiel Kakaogetränk:

Die Tabelle gibt einen Überblick über die erforderlichen Dosierungen zur Stabilisierung von Kakaopartikeln in fettarmer Milch der nach Beispiel 1 behandelten Proben:

Beispiel 2

Ein der Erfindung entsprechendes, auf MCC und CMC basierendes Stabilisierungsmittel mit der Bezeichnung MCG 0048, sowie 2 am Markt angebotene Stabilisierungsmittel mit der Bezeichnung AVICEL CL 611 , AVICEL RC 591 F werden durch verschiedene Aktivierungsmethoden in verschiedenen Medien (deionisiertes Wasser; 0,05 % CaCI2; 0,1 % CaCI2 und Milch) aktiviert.

Die Durchführung und Ergebnisse sind in Test 1 und Test 2 beschrieben

Test 1 , Aktivierung „in-line" im Homogenisator, bei 200 bar, 3 %ig

Die gesamte Prozedur, inklusive Auswertung, ist siehe Anlage 1 und 3, beschrieben. Messapperatur, Physika MCR 301 Meßsystem:CC27, Meßzelle:C-PTD200,

Oszillationstest,

Gelaufbau "Sofortmessung", Gelaufbau nach 120 Sekunden,

Test 2, Aktivierung im Waring Blender, 18000 upm, 2 min, 3 %ig

Die gesamte Prozedur, inklusive Auswertung, ist siehe Anlage 1 und 4, beschrieben. Messapperatur, Physika MCR 301 Meßsystem :CC27, Meßzelle:C-PTD200,

Oszillationstest,

Gelaufbau "Sofortmessung", Gelaufbau nach 120 Sekunden,

In allen untersuchten Medien (verschiedene Wasserqualitäten, Milch) sowie bei allen untersuchten Aktivierungsmethoden zeigt der erfindungsgemäße Stabilisator höhere Speichermodule als die am Markt befindlichen Produkte. Als besonders brauchbar hat sich ein Compound gezeigt, das die folgenden Eigenschaften hat:

- es liegt in Form eines Gels vor, gewonnen durch Homogenisieren eines Compound-Pulvers;

- es weist eine Gelstärke von wenigstens 25 Pa auf, bei einer 3 %igen Einsatzkonzentration, bezogen auf das Medium, in welchem das Compound dispergiert wird.

Dabei werden zweckmäßigerweise die folgenden Apparaturen verwendet:

Waring Blender 1 Liter mit Glasaufsatz, 3 %ig 18000 upm Homogenisator Typ APV 1000, 3 %ig, 200 bar Physika MCR 301 , Messsystem CC 27, Messzelle C-PTD 200, 3 %ig

In den Beispielen 1 und 2 verwendete Apparaturen:

Waage Stoppuhr

Spannungsregler zur Drehzahleinstellung

Waring Blender 1 Liter mit Glasaufsatz, zum Beispiel Modell 38BC41 oder~

HGB2W

Homogenisator Typ: APV 1000 Physika MCR 301 , Messsystem: CC27, Messzelle: C-PTD200

Anlage 1

Die an den Beispielen beschriebenen Proben wurden mit dem Rheometer: Physika MCR 301, Messsystem: CC27, Messzelle: C-PTD200, gemessen und ausgewertet. Anlage 2

Beschreibung der Prüfmethode zur Darstellung der Kakaomilch

1. Fülle 1000,0 g Milch - Einwaage Prüfprobe (raumtemperiert) - in den Glasaufsatz des Waring Blenders.

2. Drücke die Taste HI2.

3. Starte bei 7000 - 8000 U/min (Anzeige 40 V am Messgerät) und füge die vorgemischten Trockenstoffe (Kakao, 5g; Zucker, 60g; und

Stabilisierungsmittel) zu. Vermeide, dass Material an die Glaswand gelangt.

4. Starte die Stoppuhr und mische weitere 120 s, bei 40 V.

5. Nach ca. 15 min Quellzeit wird die Suspension bei 200 bar homogenisiert, während des gesamten Vorgangs wird die Kakaosuspension gerührt (Ankerrührer, 200 U/min) um eine fortlaufende Gleichmäßigkeit der Konzentration zu sichern.

6. Die homogenisierte, aktivierte Kakaomilch wird in Glasflaschen abgefüllt und im Kühlschrank bei ~ 6 0 C gelagert.

7. Die Auswertung erfolgt nach 24 h und 48 h. Nach 24 h wird die Kakaomilch nochmals vorsichtig geschüttelt. Die Glasflaschen werden visuell auf Bodensatz Kakao untersucht und fotografiert.

Anlage 3

Durchführung Probenvorbereitung Homogenisator:

Wasser steht für entmineralisiertes Wasser und CaCI2 für angereichertes Wasser. Stelle 1000 g einer 3 %igen Dispersion her.

1. Fülle 1000,0 g Wasser/Milch - Einwaage Prüfprobe (raumtemperiert) - in den Glasaufsatz des Waring Blenders.

2. Drücke die Taste HI2.

3. Starte bei 8000 - 10000 U/min (Anzeige 50 V am Messgerät) und füge 30,0 g atro der Prüfprobe hinzu. Vermeide, dass Material an die Glaswand gelangt.

4. Starte die Stoppuhr und mische weitere 60 s.

5. Homogenisiere die 3 %ige Suspension bei 200 bar, während des gesamten Vorgangs wird die 3 %ige Suspension gerührt (Ankerrührer, 200 U/min).

Anlage 4

Durchführung Probenvorbereitung Waring Blender:

Wasser steht für entmineralisiertes Wasser und CaCI2 für angereichertes Wasser.

Stelle 300g einer 3 %igen Dispersion her.

1. Fülle 300,0 g Wasser/Milch - Einwaage Prüfprobe (raumtemperiert) - in den Glasaufsatz des Waring Blenders.

2. Drücke die Taste HI2.

3. Starte bei 8000 - 10000 U/min (Anzeige 50 V am Messgerät) und füge 9,0 g atro der Prüfprobe hinzu. Vermeide, dass Material an die Glaswand gelangt. 4. Starte die Stoppuhr und mische weitere 15 s.

5. Stelle 140 - 160 V (entspr. 18000 - 19000 U/min) ein und mische genau 2 Minuten, um eine fortlaufende Gleichmäßigkeit der Konzentration zu sichern.