DE2844992C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine neue Substanz mit Zellenstruktur, die als Nahrungsmittel und Diätmittel geeignet ist, sowie ihr Herstellungsverfahren und ihre Verwendung in Nahrungsmittel- und Diätzusammensetzungen.

Zahlreiche pathologische Erscheinungsbilder, wie bei der therapeutischen Behandlung von Fettleibigkeit, bestimmter plethorischer, paradiabetischer oder diabetischer Zustände, der Behandlung einer schweren Atherosklerose sowie etwa der Behandlung bestimmter infektiöser, inflammatorischer oder traumatischer Zustände, die zu einer schweren Anoxie führen, oder die Genesung von schweren chirurgischen Eingriffen führen beim Menschen per se oder aufgrund erforderlicher therapeutischer Maßnahmen zu einem Verbrauch endogener Proteine, der sich durch einen Verlust an Proteinmasse äußert.

Bei Heranwachsenden und Erwachsenen besteht daher das Risiko, daß ein derartiger Proteinverlust zu einem bleibenden Proteinmangel führt und der Organismus aufgrund der Krankheit in einem gegenüber dem Zustand vor der Erkrankung schlechteren Zustand verbleibt.

Die Behandlung derartiger Zustände erfordert eine Proteinzufuhr über den Stoffwechsel. Dabei kann es erforderlich sein, daß diese Zufuhr ohne gleichzeitige Zufuhr von Kohlenhydraten und/oder Lipiden und/oder Mineralstoffen bzw. Spurenelementen erfolgt.

Hinsichtlich des Stoffwechsels ist es wünschenswert, daß die Zufuhr, wenn irgend möglich, oral erfolgen kann und die parenterale Verabreichung schwereren Fällen vorbehalten bleibt.

Aus psychologischen wie auch aus Stoffwechselgründen ist es ferner sehr wünschenswert, daß die zugeführten Proteine, die keine Kohlenhydrate und/oder Lipide und/oder Mineralstoffe enthalten oder nur sehr begrenzte Gehalte an die Substanzen aufweisen, ein Aussehen besitzen, das dem der üblichen Nahrung ähnelt.

CH 5 45 593 betrifft die Herstellung von Nahrungsmitteln mit Zellstruktur auf Milchbasis, insbesondere von Käsen und Frischmilchdesserts, die im wesentlichen aus Milchextrakt und Zucker bestehen. Die Herstellung erfolgt durch Kneten der Bestandteile zu einem Teig, eine Druckbehandlung bei gemäßigter Temperatur und anschließendes Ausbacken zu einem zelligen Produkt.

US 38 73 748 beschreibt die Herstellung von Teigprodukten, die neben Zucker bis zu 40% Natriumcaseinat enthalten können und durch Kneten und Extrudieren bei erhöhten Temperaturen hergestellt werden, wobei sie mit Heißluft aufgebläht werden.

Soweit bekannt, existiert unter den natürlichen Nahrungsmitteln oder den üblichen Nahrungsmittelpräparationen kein Produkt, das einen hohen Proteingehalt aufweist und zugleich Aussehen und Geschmack eines Nahrungsmittels, insbesondere eines Produkts aus der Feinbäckerei oder der Biskuiterie oder Konfiserie, besitzt.

Die Herstellung derartiger Produkte ist insbesondere aufgrund des hydrophilen Charakters der Proteine mit großen Schwierigkeiten verbunden, der Probleme bei der Formgebung der Produkte verursacht.

Aus diesem Grund wurde eine neue Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanz gesucht, die es ermöglicht, dem Organismus die fehlenden Proteine unter einer angenehm zu verzehrenden Lebensmittelform zuzuführen, die insbesondere auch in Form eines Feinbäckereiprodukts, eines Konfiserieprodukts, eines Biskuits, in Waffelform sowie in Form einer gefüllten Waffel vorliegen kann.

Der Erfindung liegt die Feststellung zugrunde, daß eine als Nahrungsmittel- bzw Diätzwecke geeignete Substanz mit Zellenstruktur aus in bestimmten Mengenverhältnissen und unter bestimmten Bedingungen gemischten Proteinen mit einer mittleren Molekülmasse von mindestens 5000, insbesondere Casein, mit einem bestimmten Prozentgehalt an Zuckern hergestellt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für Nahrungsmittel- bzw. Diätzwecke geeignete Substanz mit Zellenstruktur, die mindestens 1% Zucker und mindestens 40% Proteine enthält, wobei die Proteine ihrerseits aus mindestens 50% Casein bestehen und die prozentualen Mengenangaben auf die Trockensubstanz bezogen sind, und die durch Vermischen der Bestandteile und Kneten mit Wasser zu einem Teig, Formgebung des Teigs und Backen hergestellt ist, sowie ein entsprechendes Verfahren zu ihrer Herstellung anzugeben.

Unter einer Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanz mit Zellenstruktur wird hier und im folgenden eine Substanz mit der Struktur von Bäckerei-, Feinbäckerei-, Biskuiterie-, Patisserie- oder Konfiserieerzeugnissen, wie insbesondere von Brot, Brötchen, Zwieback, länglichen Brötchen, trockenen oder gefüllten Biskuits, Toast, Waffeln oder luftigen Konfiserieerzeugnissen, verstanden.

Die Aufgabe wird gemäß den Ansprüchen 1, 7 und 10 gelöst.

Die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- und Diätsubstanz mit Zellenstruktur weist einen Gehalt an Proteinen von mindestens 40%, die zumindestens 50% aus Casein bestehen, und von mindestens 1% Zucker, jeweils bezogen auf die Trockenmasse, auf und ist erhalten durch Vermischen der Bestandteile und Kneten mit Wasser zu einem Teig, Formgebung des Teigs und Backen.

Derartige gattungsgemäße Nahrungsmittel sind aus DE 25 25 291 A1 bekannt. Sie sind gemäß der Erfindung erhältlich durch physikalische Druckbehandlung des Teigs vor der Formgebung bei einer unter der Koagulationstemperatur der wärmeempfindlichsten Proteine liegenden Temperatur.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der oben definierten Nahrungsmittel- und Diätsubstanz beruht auf Vermischen entsprechender Mengen an Proteinen und Zucker und Kneten mit Wasser zu einem Teig, Formgebung des Teigs und Backen; es ist gekennzeichnet durch physikalische Druckbehandlung des Teigs vor der Formgebung bei einer unter der Koagulationstemperatur der wärmeempfindlichsten Proteine liegenden Temperatur.

Erfindungsgemäß kann ein Teil der eingesetzten Proteine pflanzlichen Ursprungs sein.

Die von Casein verschiedenen Proteine mit einer mittleren Molekülmasse von mindestens 5000 können aus Milch isolierte tierische Proteine, aus dem Blut bestimmter Tiere wie Wiederkäuern isolierte Proteine, Fischproteine, aus bestimmten Pflanzen wie Soja sowie von Cerealien isolierte Proteine wie Gluten oder Zein sowie Mikroorganismen wie Hefen, Torulahefen oder Spiruline sein. Als Proteinkomponente können erfindungsgemäß ferner Hydrolysate der genannten Proteine Verwendung finden.

Da die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- oder Diätsubstanz mindestens 40% Proteine enthält, die ihrerseits aus mindestens 50% Casein bestehen, enthält sie demgemäß mindestens 20% Casein, bezogen auf die gesamte Substanzmasse.

Zu den erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanzen gehören besonders diejenigen, die mindestens 50% Protein enthalten, insbesondere diejenigen, die mindestens 60% Protein enthalten, sowie auch die Produkte, die mindestens 80% Proteingehalt aufweisen, wobei die prozentualen Mengenangaben auf die Trockenmasse bezogen sind.

Unter den erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanzen der oben angegebenen Art sind insbesondere diejenigen hervorzuheben, die als Caseinkomponente ein Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat oder Ammoniumcaseinat oder ein Gemisch dieser Substanzen enthalten.

Hierunter sind insbesondere diejenigen Substanzen zu erwähnen, die als Caseinat Kaliumcaseinat, Natriumcaseinat, Calciumcaseinat oder Ammoniumcaseinat oder ein Gemisch dieser Substanzen enthalten.

Hierunter sind wiederum diejenigen Substanzen besonders hervorzuheben, die als Caseinat Kaliumcaseinat enthalten.

Zu den in der erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanz eingesetzten Zuckern gehören insbesondere Monosaccharide, wie Fructose, Galactose oder Glucose, Disaccharide, wie Lactose, Maltose oder Saccharose, oder Polyalkohole, wie Sorbit, Maltit oder Xylit.

Zu den erfindungsgemäßen bevorzugten Zuckern gehört insbesondere Saccharose.

Zu den erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanzen gehört insbesondere ein Produkt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es mindestens 50% Caseinat und mindestens 4% Zucker enthält, wobei die angegebenen prozentualen Mengen auf die Trockenmasse bezogen sind.

Die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- oder Diätsubstanz kann ferner auch Stärke enthalten. Die Stärke kann dabei aus verschiedenen Stärkearten oder Stärkehydrolysaten und/oder Mehl verschiedener Getreidearten oder Knollen, wie insbesondere Stärken und Mehl aus Weizen, Roggen, Gerste, Reis, Mais, Kartoffeln oder Maniok, stammen.

Wenn die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- oder Diätsubstanz Stärke enthält, kann ihre Menge größenordnungsmäßig 5% betragen; der Stärkegehalt liegt in der Praxis stets unter 10%.

Die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- oder Diätsubstanz kann ferner auch Hefen enthalten. Die Hefen können dabei in lebender oder abgetöteter Form eingebracht werden und insbesondere aus Bäckerhefen, Milchhefen oder verschiedenen Hefepilzen (Torulahefen) bestehen.

Wenn die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanz Hefen enthält, beträgt ihre Menge größenordnungsgemäßig 5% und liegt in der Praxis stets unter 10%.

Die erfindungsgemäße Nahrungsmittel- oder Diätsubstanz kann schließlich auch verschiedene Bestandteile enthalten, die zur Aromatisierung, zur Erzielung eines bestimmten Geschmacks oder einer bestimmten Färbung dienen.

Der Wassergehalt der erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- oder Diätsubstanz liegt vorzugsweise unter 20% und beträgt vorteilhafterweise 10%.

Von den erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanzen sind insbesondere diejenigen zu nennen, die 81±5% Proteine, 9±3% Zucker und 10±5% Wasser enthalten.

Unter den erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- bzw. Diätsubstanzen sind ferner besonders diejenigen mit gegebener regelmäßiger bzw. reproduzierbarer Form zu nennen, insbesondere diejenigen Produkte, welche die Form von Brot, Brötchen, Zwieback, länglichen Brötchen, trockenen oder gefüllten Biskuits, Toast oder Waffeln aufweisen, darunter besonders diejenigen mit Waffelform.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung wird das Gemisch der verschiedenen Bestandteile mit Wasser zu einem Teig geknetet, der anschließend zwischen 0°C und einer unter der Koagulationstemperatur der hitzeempfindlichsten Proteine liegenden Temperatur einer physikalischen Druckbehandlung unterworfen wird, worauf das erhaltene Produkt in die erwünschte Form gebracht und so gebacken wird, daß eine Substanz mit Zellenstruktur erhalten wird.

Die Formgebung zu einer erwünschten Form besteht darin, daß der Teig in eine der nach dem Backen erhaltenen Form entsprechende Backform gebracht wird. So können der Teig oder Teigstücke beispielsweise in Formen, Formstempel bzw. Modeln od. dgl. gebracht oder auf Metallplatten oder -bleche aufgetragen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise dadurch gekennzeichnet,

• a) daß die Druckbehandlung mit einer Unterdruckhandlung oder einer Scherbehandlung oder beiden genannten Behandlungsarten verbunden wird,
• b) daß das Verkneten des Gemischs der verschiedenen Bestandteile mit Wasser in einem Mengenverhältnis von mindestens 20 Teilen Wasser auf 100 Teile Gemisch vorgenommen wird,
• c) daß die zwischen 0°C und einer unter der Koagulationstemperatur der hitzeempfindlichsten Proteine liegende Temperatur vorzugsweise zwischen 20 und 60°C liegt,
• d) daß die Druckbehandlung im Kneten und der Extrusion des Teigs besteht und
• e) das Backen schnell und kontinuierlich vorgenommen wird.

Das Kneten des Gemischs der verschiedenen Bestandteile mit Wasser, die Temperaturerhöhung sowie die anschließende Extrusion und Formgebung des Teigs können erfindungsgemäß in ein und derselben Vorrichtung, wie beispielsweise einem Kocher-Extruder, vorgenommen werden.

Als Kocher-Extruder können handelsübliche Geräte mit zwei Schnecken herangezogen werden. Diese Geräte weisen eine volumetrische Einspeisung des Gemischs der pulverförmigen Bestandteile sowie eine volumetrische Wasserzugabe, ein Kühlsystem sowie austauschbare Modulelemente auf, die zusammen zwei Schnecken bilden und aufeinanderfolgend den Transport, das Verkneten sowie eine Endkompression der Bestandteile oder des resultierenden Teigs durchzuführen erlauben. Die Extruderschnecken befinden sich dabei in einem abgeschlossenen Gehäuse.

Die verwendete Vorrichtung kann beispielsweise vier austauschbare Modulelemente verschiedener Länge aufweisen, von denen jedes einen variablen Gang aufweist.

Die Endkompression geschieht mit Hilfe des letzten Modulelements und in einer konischen oder zylindrischen Kompressionskammer.

Mit am Ausgang der Vorrichtung vorgesehenen Mundstücken bzw. Düsen können die Teigstücke direkt in der erwünschten Form erhalten werden. Es ist ferner auch möglich, flache Teigstücke großer Abmessungen mit einer einzigen, spaltförmigen Düse am Endteil der Vorrichtung direkt herzustellen.

Die Herstellung des Teigs kann jedoch auch mit allen anderen, der oben genannten Vorrichtung entsprechenden Geräten in gleicher Weise vorgenommen werden.

Das Backen des Teigs erfolgt vorteilhaft kontinuierlich in Zwieback-, Biskuit- oder Waffelöfen. Dabei wird der Teig schnell 10 s bis 3 min auf eine Temperatur über 200°C und vorzugsweise 250°C erhitzt. Im Anschluß daran wird der Teig einer Temperatur unter 150°C und vorzugsweise etwa 100°C 1 bis 3 min lang ausgesetzt.

Das Backen wird vorzugsweise kontinuierlich in einem Backrohr vorgenommen.

Die Erfindung bezieht sich ferner auch auf aus erfindungsgemäßen Nahrungsmittel- oder Diätsubstanzen mit Zellenstruktur hergestellte Zusammensetzungen.

Beispiel 1

Es wird ein handelsüblicher Zweischnecken-Kocher-Extruder verwendet. Diese Vorrichtung besitzt eine volumetrische Einspeisungseinrichtung, ein Kühlsystem sowie austauschbare Modulelemente, die zusammen zwei ineinandergreifende Schnecken bilden, die aufeinanderfolgend Transport, Kneten sowie eine Endkompression des resultierenden Teigs ermöglichen.

Im Endteil der Vorrichtung erlaubt ein Kühlsystem die Einstellung der Teigtemperatur. Am Ausgang der Vorrichtung tritt der Teig durch zwei zylindrische Düsen hindurch; die Querschnittsfläche der Extrusionsöffnungen beträgt 0,45 cm².

Zunächst werden 2415 g Kaliumcaseinat, 300 g eines pulverförmigen Proteinkonzentrats aus Molke und 285 g Saccharose bis zur Homogenität gemischt. Das erhaltene Gemisch wird anschließend in den Extruder eingeführt, wobei der Durchsatz so eingestellt wird, daß 210 g/min an Gemisch (Caseinat-Molkeproteine-Zucker) erhalten werden. Gleichzeitig wird Wasser mit einem Durchsatz von 100 ml/min zugegeben und das Kühlsystem der Vorrichtung auf 50°C eingestellt.

Nach der Extrusion wird ein homogener und weicher Teig erhalten, der abgeschnitten und auf mit flachen Deckeln verschlossene Löffelbiskuitformen verteilt wird. Anschließend wird in einem Ofen 1 min auf 250°C und darauf 2 min auf 130°C erhitzt.

Nach dem Backen werden auf diese Weise Löffelbiskuits in Form eines knusprigen, sehr lockeren, zelligen und gefärbten Produkts erhalten, dessen Proteingehalt etwa 80% beträgt (bezogen auf die Trockenmasse).

Beispiel 2

2980 g Kaliumcaseinat, 420 g Molkeproteine, 400 g eines pulverförmigen Isolationsprodukts aus Soja und 200 g Saccharose werden bis zur Homogenität gemischt.

Das erhaltene Gemisch wird in den gleichen Kocher-Extruder wie in Beispiel 1 eingeführt. Der Durchsatz der Vorrichtung wird dabei so eingestellt, daß die erhaltene Menge an Gemisch (Kaliumcaseinat, Molkeproteine, Soja-Pulver und Zucker) 200 g/min beträgt. Gleichzeitig wird Wasser mit einem Durchsatz von 120 ml/min zugesetzt und das Kühlsystem des Kocher-Extruders für den Teig auf 40°C eingestellt.

Nach der Extrusion wird ein homogener Teig erhalten, der auf Waffelformen verteilt wird. Das Waffeleisen wird anschließend 50 s auf 310°C erhitzt und danach abkühlen gelassen; nach dem Backen werden gefärbte Waffeln mit einer mittleren Masse von 3 g (bei einer Teigmasse pro Waffel von 4,6 g) erhalten, deren Proteingehalt etwa 82% (bezogen auf die Trockenmasse) beträgt.

Beispiel 3

Es wird unter Verwendung eines handelsüblichen Zweischnecken-Extruders verfahren. Die verwendete Vorrichtung besitzt eine volumetrische Einspeisung, ein Kühlsystem sowie austauschbare Modulelemente, die zusammen zwei ineinandergreifende Schnecken bilden, die aufeinanderfolgend Transport, Verknetung und Endkompression des resultierenden Teigs ermöglichen.

Am Ausgangsteil der Vorrichtung ermöglicht ein Kühlsystem die Einstellung der Teigtemperatur. Am Ausgang der Vorrichtung tritt der Teig durch einen Düsenspalt von 4 mm Höhe und 4,5 cm Breite aus.

45 kg Kaliumcaseinat und 5 kg Saccharose werden bis zur Homogenität gemischt.

Anschließend wird das erhaltene Gemisch in den Extruder eingeführt, wobei der Durchsatz der Vorrichtung so eingestellt wird, daß 1,5 kg/min des aus Kaliumcaseinat und Zucker bestehenden Gemischs erhalten werden. Gleichzeitig wird Wasser mit einem Durchsatz von 620 g/min eingeführt, wobei das Kühlsystem für den Teig auf 55°C eingestellt wird.

Nach der Extrusion werden sehr flache und breite Teigstücke erhalten, die auf Waffelformen verteilt werden.

In einem Waffelofen wird der Teig anschließend 20 s auf 200°C erwärmt, worauf die Temperatur in 40 s auf 120°C abgesenkt wird.

Nach dem Backen werden Waffeln mit einer mittleren Masse von 10 g (bei einer Teigmasse von 15 g pro Waffel) erhalten, deren Proteingehalt etwa 78,5% (bezogen auf die Trockenmasse beträgt.

Beispiel 4

Es wird wie in Beispiel 3 verfahren, wobei jedoch von 70 kg Kaliumcaseinat, 10 kg Calciumcaseinat, 8 kg Saccharose, 8 kg pulverförmigem Sorbit und 4 kg Molkeproteinen ausgegangen wird.

Es wird der gleiche Kocher-Extruder wie in Beispiel 3 verwendet. Der Durchsatz der Vorrichtung wird dabei so eingestellt, daß 1,6 kg/min des Gemischs aus Kalium- und Calciumcaseinat, Saccharose, Sorbit und Molkeproteinen erhalten werden. Wasser wird in einem Durchsatz von 800 g/min zugesetzt, wobei das Kühlsystem für den Teig auf 40°C eingestellt wird.

Nach der Extrusion werden Teigstücke erhalten, die auf Löffelbiskuitformen verteilt werden. Anschließend wird 1 min im Ofen auf 200°C und danach 2 min auf 100°C erhitzt.

Nach dem Backen werden längliche Brötchen von 2,5 g (bei einer Teigmasse von 3,9 g) erhalten, deren Proteingehalt etwa 80% beträgt (bezogen auf die Trockenmasse).

Beispiel 5

Es wird wie in Beispiel 3 verfahren, wobei jedoch von 40 kg Kaliumcaseinat, 3 kg Saccharose und 7 kg Zwiebackbruch ausgegangen wird.

Nach der Extrusion wird der erhaltene Teig auf flache Bleche aufgebracht und 1 min bei 300°C und danach 1 min bei 150°C gebacken.

Nach dem Backen werden auf diese Weise runde Toasts einer Masse von 6,8 g (bei einer Teigmasse von 10 g) erhalten, deren Proteingehalt etwa 72% (bezogen auf die Trockenmasse) beträgt.

Claims (10)

1. Nahrungsmittel- und Diätsubstanz mit Zellenstruktur mit einem Gehalt an Proteinen von mindestens 40%, die zu mindestens 50% aus Casein bestehen, und mindestens 1% Zucker, jeweils bezogen auf die Trockenmasse, die erhalten ist durch Vermischen der Bestandteile und Kneten mit Wasser zu einem Teig, Formgebung des Teigs und Backen, erhältlich durch physikalische Druckbehandlung des Teigs vor der Formgebung bei einer unter der Koagulationstemperatur der wärmeempfindlichsten Proteine liegenden Temperatur.

2. Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach Anspruch 1, erhältlich durch Unterdruckbehandlung und/oder Scherbehandlung des Teigs neben der physikalischen Druckbehandlung.

3. Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens 60% Proteine enthält.

4. Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens 80% Proteine enthält.

5. Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie 81±5% Proteine, 9±3% Zucker und 10±5% Wasser enthält.

6. Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Casein aus einem Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat und/oder Ammoniumcaseinat oder einem Gemisch dieser Substanzen besteht.

7. Verfahren zur Herstellung der Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durch Vermischen entsprechender Mengen an Proteinen und Zucker und Kneten mit Wasser zu einem Teig, Formgebung des Teigs und Backen, gekennzeichnet durch physikalische Druckbehandlung des Teigs vor der Formgebung bei einer unter der Koagulationstemperatur der wärmeempfindlichsten Proteine liegenden Temperatur.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Unterdruckbehandlung und/oder Scherbehandlung des Teigs neben der physikalischen Druckbehandlung.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die physikalische Druckbehandlung durch Kneten und Extrudieren des Teigs vorgenommen wird.

10. Nahrungsmittel- und Diätzusammensetzungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Nahrungsmittel- und Diätsubstanz nach einem der Ansprüche 1 bis 6 enthalten.