DE69001198T2

DE69001198T2 - Wasser-in-oel-dispersion und verfahren zu ihrer herstellung.

Info

Publication number: DE69001198T2
Application number: DE9090201124T
Authority: DE
Inventors: Ian Timothy Norton
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1989-05-16
Filing date: 1990-05-04
Publication date: 1993-08-26
Anticipated expiration: 2010-05-05
Also published as: TR27369A; FI902385A0; EP0398412B1; NO175342B; AU621485B2; EP0398412A3; CA2016712C; JPH0832302B2; CA2016712A1; IE66343B1; IE901747L; NO175342C; DE69001198D1; JPH03206840A; NO902164L; ZA903703B; AU5497990A; FI902385A7; NO902164D0; EP0398412A2

Description

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf eine Dispersion, die eine kontinuierliche Fettphase und eine dispergierte gelierte wäßrige Phase umfaßt, und auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Dispersion. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine Wasser-in-Öl-Dispersion von extrem niedrigem Fettgehalt, z.B. einen Brotaufstrich, der 5 bis 30 Gew.-% Fett und eine dispergierte gelierte wäßrige Phase enthält.
In der europäischen Patentanmeldung 0 237 120 werden Brotaufstriche aus weniger als 35 Gew.-% Fett und einer gelbildenden wäßrigen Phase mit relativ hoher Viskosität beschrieben. Diese Aufstriche werden hergestellt, indem die wäßrige Phase und die Fettphase bei einer Temperatur von 60 oder 70ºC gemischt und die so erhaltene Emulsion durch zwei gekühlte C-Units oder alternativ durch eine Reihe von zwei gekuhlten A-Units, gefolgt von einem Mischer hoher Scherwirkung, bearbeitet wird. Die europäische Patentanmeldung 0 237 120 beschreibt ferner Aufstriche mit sehr geringem Fettgehalt, die wesentliche Mengen an iota- oder kappa-Carrageenan enthalten.
Die europäische Patentanmeldung 0 279 499 beschreibt eßbare Dispersionen mit kontinuierlicher Fettphase und einem Fettgehalt von weniger als 30 Gew.-%, die eine wäßrige Phase einer Viskosität von weniger als 400 mPa.s bei 35ºC und einer Scherrate von 1000 s&supmin;¹ haben und weniger als 200 ppm Aminosäurereste, berechnet auf das Gewicht der wäßrigen Phase, enthalten.
Wir haben nun gefunden, daß stabile Wasser-in-Öl-Dispersionen mit sehr vorteilhaften Eigenschaften hergestellt werden können, indem man eine Zusammensetzung mit kontinuierlicher Wasserphase (wasserkontinuierliche Zusammensetzung), die in Kombination (i) eine gelbildende Menge eines oder mehrerer gelbildender Polysaccharide, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind, und (ii) eine signifikante Menge Aminosäurereste enthält, ausreichend lange Zeit zur Bildung einer Gelstruktur auf eine Temperatur unterhalb der Gelerstarrungstemperatur abkühlt, wobei die wasserkontinuierliche Zusammensetzung einer Scherwirkung unterworfen wird, um sie in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen umzuwandeln und eine Dispersion mit kontinuierlicher Fettphase (fettkontinuierliche Dispersion) zu bilden.
Daher richtet sich ein Aspekt der vorliegenden Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer eine kontinuierliche Fettphase und eine dispergierte gelierte wäßrige Phase umfassenden Dispersion, worin eine wasserkontinuierliche Zusammensetzung, die, berechnet auf das Wasser:
(i) mehr als 200 ppm Aminosäurereste und
(ii) mehr als die kritische Konzentration eines oder mehrerer gelbildender Polysaccharide, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind, enthält, von oberhalb der Gelerstarrungstemperatur der wasserkontinuierlichen Zusammensetzung auf unter diese Gelerstarrungstemperatur abgekühlt und solchen Scherbedingungen unterworfen wird, daß die wasserkontinuierliche Zusammensetzung in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen umgewandelt wird, worauf eine fettkontinuierliche Dispersion gebildet wird, während man die Temperatur unterhalb der Gelschmelztemperatur hält.
Hier wird unter einem reversiblen Gel ein wäßriges Gel verstanden, das beim Erhitzen schmilzt und beim anschließenden Abkühlen erneut ein Gel bildet. Beispiele gelbildender zur Bildung reversibler Oele befähigter Polysaccharide sind: Agar, Garrageenan, Furcelleran, Gellan usw.
Unter der in dieser Anmeldung erwähnten Gelerstarrungstemperatur wird die Temperatur verstanden, bei der sich nach langsamem Abkühlen eine geordnete Gelstruktur bildet. Die Gelerstarrungstemperatur einer wäßrigen Zusammensetzung kann bestimnt werden, indem man die Zusammensetzung über den Gelschmelzpunkt erhitzt, sie in eine Anzahl von Proben teilt, die anschließend unter ruhenden Bedingungen bei unterschiedlichen, 1ºC voneinander verschiedenen Temperaturen in den Gleichgewichtszustand gebracht werden, worauf man ein Stahlkügelchen von 1 mm Durchmesser nach der Gleichgewichtseinstellung 15 min auf jede der Proben legt. Wenn die Proben entsprechend der Temperatur, bei der sie in den Gleichgewichtszustand gebracht wurden, geordnet sind, wobei man von der bei der höchsten Temperatur in den Gleichsgewichtszustand gebrachten Probe ausgeht, dann ist die Gelerstarrungstemperatur die Gleichgewichtstemperatur der ersten Probe, durch die das Stahlkügelchen nicht hindurchsinkt.
Die Schmelztemperatur eines Gels kann zweckmäßigerweise nach dem folgenden Verfahren gemessen werden: Eingießen einer Probe in ein Reagenzglas und völliges Erstarrenlassen bei 5ºC. Einführen des Reagenzglases in einen Wassermantel, der an ein programmierbares Wasserbad angeschlossen ist. Auflegen eines Stahlkügelchens von etwa 1 mm Durchmesser auf die Oberfläche der Probe und leichtes Niederdrücken, um die Effekte der Oberflächenspannung zu minimieren. Einstündiges Einstellenlassen des Gleichgewichtszustandes bei 25ºC oder einer niedrigeren Temperatur im Falle eines niedrig schmelzenden Gels und anschließendes Anwendung eines Erhitzungsprogrammes von 0,05ºC/min. Der Gelschmelzpunkt ist die Temperatur, bei der das Kügelchen durch die Probe zu sinken beginnt. Die Bewegung des Kügelchens kann durch ein Wandermikroskop beobachtet werden.
Bei traditionellen Industrieverfahren zur Herstellung von Wasser-in-Öl-Dispersionen mit niedrigem Fettgehalt, wo die Gelierung weitgehend nach Bildung einer fettkontinuierlichen Emulsion beobachtet wird, begünstigt die Gegenwart wesentlicher Mengen von Aminosäureresten die Bildung von O/W- Emulsionen und behindert damit die Herstellung fettkontinuierlicher Dispersionen oder macht diese unmöglich. Das letztgenannte Problem ist durch Verwendung von Systemen mit hochviskoser wäßriger Phase, wie sie in der EP-A- 0 237 120 beschrieben werden, oder alternativ durch Vermeiden der Gegenwart destabilisierender Proteinmengen in der wäßrigen Phase (EP-A 0 279 499) gelöst worden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung bietet den Vorteil, daß es die einfache Herstellung von Wasser-in-Öl-Dispersionen mit sehr niedrigem Fettgehalt ermöglicht. Diese Dispersionen sind außerdem unter Lagerungsbedingungen stabil und destabilisieren aufgrund der Gegenwart einer signifikanten Menge an Aminosäureresten leicht im Mund.
Die in der wäßrigen Phase vorliegende Gelstruktur stabilisiert die Dispersion und verhütet die Bildung eines wasserkontinuierlichen Systems, was in Abwesenheit einer solchen Struktur spontan erfolgen würde. Bei höheren Temperaturen wird die Gelstruktur weniger starr, und der destabilisierende Einfluß der Aminosäurereste zeigt sich stärker. Demgemäß wird die vorliegende fettkontinuierliche Dispersion bei Mundtemperatur instabil und invertiert zu einem wasserkontinuierlichen System, wodurch ihr Aroma freigesetzt wird.
Das Vorliegen einer Gelstruktur in der im vorliegenden Verfahren verwendeten wasserkontinuierlichen Zusammensetzung liefert das mit ausreichender Struktur gebildete fettkontinuierliche System und verhindert seine erneute Inversion in eine wasserkontinuierliche Zusammensetzung. Beim traditionellen Bearbeiten, wo eine Gelstruktur erst nach der Bildung einer fettkontinuierlichen Emulsion gebildet wird, ist die Gefahr einer erneuten Inversion, insbesondere beim Vorliegen wesentlicher Mengen an Aminosäureresten, wesentlich höher als beim vorliegenden Verfahren.
Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht in der Tatsache, daß es die Steuerung der Größenverteilung der Tröpfchen der wäßrigen Phase in der endgültigen Dispersion ermöglicht. Die Tröpfchengrößenverteilung der wäßrigen Phase ist bezüglich Mundansprechen, Aussehen und Stabilität von Wasser-in-Öl-Dispersionen äußerst wichtig. Auch die Freisetzung von Aromakomponenten aus der dispergierten wäßrigen Phase wird weitgehend durch die Tröpfchengrößenverteilung dieser wäßrigen Phase bestimmt.
Die Vorteile des vorliegenden Verfahrens zeigen sich besonders bei der Herstellung von Dispersionen mit sehr niedrigem Fettgehalt. So betrifft die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung einer Dispersion, die 5 bis 30 Gew.-% einer kontinuierlichen Fettphase und 70 bis 95 Gew.-% einer dispergierten gelierten wäßrigen Phase umfaßt. Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Herstellung stabiler Dispersionen, die erheblich weniger als 25 Gew.-% Fett enthalten. Nahrungsmittelprodukte auf der Grundlage einer Dispersion mit so niedrigem Fettgehalt sind wegen ihres niedrigen Kaloriengehaltes besonders wünschenswert. So betrifft eine sehr bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer eßbaren Dispersion, die 8 bis 27 Gew.-% kontinuierliche Fettphase und 92 bis 73 Gew.-% dispergierte gelierte wäßrige Phase umfaßt.
Die im vorliegenden Verfahren gebildeten gelierten Tröpfchen können schwer sichtbar zu machen sein, da beim vorliegenden Verfahren die fettkontinuierliche Dispersion normalerweise gebildet wird, bevor der Gelierungsprozess beendet ist. Solange der Gelierungsprozess nicht beendet ist, werden gelierte Tröpfchen gebildet, wenn sie unter ruhenden Bedingungen bei weniger als der Gelschmelztemperatur gehalten werden, wie dies normalerweise gefordert wird, wenn die Geltröpfchen z.B. durch ein Mikroskop sichtbar gemacht werden sollen, wobei sie zum Koaleszieren durch Vernetzung neigen.
In dieser Anmeldung bezieht sich, falls nicht anders angegeben, die Bezeichnung "Fett" auf eßbare Fettsubstanzen im allgemeinen Sinn, einschließlich natürlicher oder synthetischer Fette und Öle, die im wesentlichen aus Triglyceriden bestehen, wie z.B. Sojaöl, Sonnenblumenöl, Palmöl, Kokosnußöl, Fischöl, Schmalz und Talg, die partiell oder vollständig hydriert oder anderweitig modifiziert sein können, sowie nichttoxischer Fettmaterialien mit Eigenschaften ähnlich denen der Triglyceride, die unverdaulich sein können, wie etwa Wachse, z.B. Jojobaöl und hydriertes Jojobaöl, und Polyolfettsäureester, die im folgenden genauer benannt werden. Die Bezeichungen Fett und Öl werden austauschbar verwendet.
In dieser Anmeldung soll sich die Bezeichnung "Polyol" auf jede aliphatische oder aromatische Verbindung beziehen, die mindestens vier freie Hydroxylgruppen umfaßt. Solche Polyole schließen insbesondere die Gruppe der Zuckerpolyole ein, die die Zucker, d.h. die Mono-, Di- und Oligosaccharide, die entsprechenden Zuckeralkohole und deren Derivate mit mindestens vier freien Hydroxylgruppen umfassen. Beispiele von Zuckerpolyolen schließen Glucose, Mannose, Galactose, Xylose, Fructose, Sorbose, Tagatose, Ribulose, Xylulose, Maltose, Lactose, Cellobiose, Raffinose, Saccharose, Erythritol, Mannitol, Galactitol, Sorbitol, Xylitol und alpha-Methylglucosid ein. Ein allgemein verwendetes und bevorzugtes Zuckerpolyol ist Saccharose.
In dieser Anmeldung soll sich die Bezeichung "Polyolfettsäurepolyester" auf jeden derartigen Polyester oder eine Mischung derselben beziehen, bei dem bzw. der durchschnittlich mehr als 70 % der Polyolhydroxylgruppen mit Fettsäuren verestert worden sind. In dieser Anmeldung wird unter "unverdaulich" verstanden, daß mindestens etwa 70 Gew.-% des betreffenden Materials vom menschlichen Körper nicht verdaut werden.
Wir haben gefunden, daß das vorliegende Verfahren in sehr vorteilhafter Weise bei der Herstellung von Brotaufstrichen mit sehr niedrigem Fettgehalt eingesetzt werden kann. Die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellten Aufstriche haben selbst bei einem Fettgehalt von nur etwa 20 Gew.-% ein Mundansprechen, das demjenigen kommerziell verfügbarer Aufstriche, die etwa 40 Gew.-% Fett enthalten, sehr ähnlich ist. Ferner wurde gefunden, daß diese Aufstriche leicht streichfähig sind und beim Verstreichen kein Wasser verlieren.
Es ist entscheidend, daß im vorliegenden Verfahren die wasserkontinuierliche Zusammensetzung für eine solche Dauer auf einer ausreichend niedrigen Temperatur gehalten wird, daß der zur Gelierung führende Vernetzungsmechanismus aufzutreten beginnt. Zur Erzielung einer solchen Struktur ist es im allgemeinen ratsam, die wasserkontinuierliche Zusammensetzung für mindestens 20 s auf einer Temperatur unter der Gelerstarrungstemperatur zu halten, bevor die fettkontinierliche Dispersion gebildet wird. Stärker bevorzugt wird die wasserkontinuierliche Zusammensetzung für mindestens 30 s auf einer Temperatur gehalten, die mindestens 5ºC unter der Gelerstarrungstemperatur liegt, bevor man die fettkontinuierliche Dispersion bildet.
Im vorliegenden Verfahren sind das bis zur Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion angewendete Kühlprogramm und die Verweilzeit vorzugsweise so bemessen, daß unter ruhenden Bedingungen ein Gel mit einem Schermodul von mehr als 50 Pa, vorzugsweise von mehr als 70 Pa, gebildet wird.
Zur Bestimmung der Schermoduls kann zweckmäßigerweise das folgende Verfahren angewendet werden:
Ein Bohlin-VOR-Rheometer oder eine äquivalente Vorrichtung wird mit einer 30 mm-Platte und einer Konusgeometrie von 5º versehen. Die Probe wird auf eine Temperatur mindestens 10ºC oberhalb ihrer Gelschmelztemperatur erhitzt, und dann wird sie auf die im Verfahren angewendete Ausgangstemperatur gebracht. Die zu testende Probe wird zwischen den Konus und die Platte gebracht, und der Spalt an der Plattenkante wird auf 1 mm eingestellt. Auf die Plattenkante wird Silionöl aufgebracht, um ein Austrocknen der Probe zu verhindern.
Die Probe wird bei der Anfangstemperatur ins Gleichgewicht gebracht, und die Oszilliationsfrequenz (f) wird auf 1 Hz und die Scherung auf 7,2º eingestellt. Das im Verfahren eingesetzte Kühlprogramm wird angewendet, es wird eine kontinuierliche sinusoidale Oszillation aufrechterhalten und die Nachgebescherung wird in geeigneten Zeitabständen aufgezeichnet. Der Lagerungsschermodul (G') kann dann aus der folgenden Beziehung berechnet werden:
G' = (γº21/γº21) cos
dabei ist:
γº21 = γ&sub2;&sub1;/sin (ωt +δ)
γº21 = γ&sub2;&sub1;/sin ωt
γ = Scherspannung
γ = Scherung und
δ = Phasenwinkel
Eine detailliertere Information findet sich in "Viscoelastic Properties of Polymers" von J.D. Ferry, Kapitel 1, Seiten 4-16, Std Book Number 471 25774 5, erschienen bei J. Wiley & Sons Inc.
Die Umwandlung der wasserkontinuierlichen Zusammensetzung in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen erfolgt zweckmäßigerweise mit verschiedenen bekannten Vorrichtungen. Beispiele geeigneter Vorrichtungen sind: Votatoren Wz (A- Units), Kristallisatoren (C-Units), statische Mischer, Ultra Turax Wz Mischer u.dgl. Die Umwandlung erfolgt vorzugsweise in einer oder mehreren Vorrichtungen, in denen die wasserkontinuierliche Zusammensetzung abgekühlt und/oder einer Scherwirkung unteworfen werden kann. Vorzugsweise ist mindestens eine dieser Vorrichtungen mit Rotationsmitteln versehen, um der Zusammensetzung Scherwirkung zu verleihen.
Um die Bearbeitung zu erleichtern und auch um eine sehr stabile Dispersion zu erhalten, ist es ratsam, daß die gelierten Tröpfchen vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion auf eine relativ geringe Größe gebracht worden sind. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird daher die wasserkontinuierliche Zusamensetzung vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen eines volumengewichteten mittleren Durchmessers von weniger als 150 Mikrometern (Mikron) umgewandelt.
Die Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion kann zweckmäßigerweise auf zwei alternativen Wegen erfolgen. Der erste Weg ist ein Verfahren, bei dem die wasserkontinierliche Zusammensetzung 5 bis 27 Gew.-% dispergiertes Fett enthält und in die fettkontinuierliche Dispersion invertiert wird, nachdem die fetthaltige wasserkontinuierliche Zusammensetzung in gelierte wäßrige Tröpfchen umgewandelt worden ist. Die Bezeichnung "Inversion" wird hier verwendet, um anzuzeigen, daß ein wasserkontinuierliches, eine dispergierte Fettphase enthaltendes System in eine Wasser-in-Öl-Dispersion umgewandelt wird. Ein derartiges wasserkontinuierliches System kann erfindungsgemäß aus zahlreichen kleinen gelierten wäßrigen Tröpfchen bestehen, die dispergierte Fetttröpfchen enthalten. Selbstverständlich ist die Inversion einer wasserkontinuierlichen Zusammensetzung in eine Wasser-in-Öl-Dispersion im vorliegenden Verfahren noroalev&veise kein sofortiges Ereignis. Tatsächlich kann die Inversion einer wasserkontinuierlichen fetthaltigen Zusammensetzung in eine Wasser-in-Öl-Dispersion die Bildung eines bikontinuierlichen Übergangssystems oder eines Übergangssystems beinhalten, das teilweise fettkontinuierlich und teilweise wasserkontinuierlich ist.
Der zweite Weg ist ein Verfahren, bei dem die wasserkontinuierliche Zusammensetzung nach dem Umwandeln in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen mit einem getrennten fettkontinuierlichen Strom zur Bildung einer fettkontinuierlichen Dispersion kombiniert wird. Dieses Verfahren unterscheidet sich vom ersten Weg dadurch, daß das Fett zugefügt wird, nachdem die Zusamensetzung der wäßrigen Phase der endgültigen Dispersion in die gelierten wäßrigen Tröpfchen umgewandelt worden ist. Obgleich die Zusammensetzung der wäßrigen Phase bereits etwas dispergiertes Fett enthalten kann, wird es bevorzugt, daß die Masse des in der endgültigen Dispersion vorliegenden Fettes in einem getrennten fettkontinuierichen Strom zugefügt wird, nachdem die gelierten wäßrigen Tröpfchen gebildet worden sind. Die Vereinigung des wasserkontinuierlichen mit dem fettkontinuierlichen Strom erfolgt vorzugsweise in solcher Weise, daß ein fettkontinuierliches System anstelle eines wasserkontinierlichen Systems, das zusätzlich in die endgültige Wasser-in-Öl- Dispersion invertiert werden muß, gebildet wird. Wenn, wie beim vorliegenden Verfahren, die mit dem Fett zu vereinigenden gelierten Tröpfchen ausreichend strukturiert sind, kann das Fett leicht um die gelierten Tröpfchen herumgearbeitet werden, so daß sich eine fettkontinuierliche Dispersion bildet.
Bei beiden oben beschriebenen Wegen beinhalten nach der Bildung der gelierten Tröpfchen die weiteren, zur Bildung einer Wasser-in-Öl-Dispersion nötigen Schritte vorzugsweise die Anwendung von Scherwirkung, um entweder die fetthaltigen gelierten Tröpfchen zu invertieren oder um alternativ die gelierten Tröpfchen und den Fettstrom gründlich zu mischen. Da diese Scherbedingungen die Durchschnittsgröße der gelierten Tröpfchen verringern können, ist es unnötig, daß die gelierten Tröpfchen vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion die im Endprodukt angestrebte Größe haben. So können die gelierten Tröpfchen vor der Einverleibung relativ groß sein, sie haben jedoch im allgemeinen eine Größe von weniger als 150 Mikrometern (Mikron). In einer bevorzugten Ausführungsform sind die gelierten Tröpfchen vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion relativ klein, da es bequemer ist, die Größe der Tröpfchen vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion als während der Inversion oder des Mischens einzustellen. Daher haben die gelierten Tröpfchen vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion vorteilhafterweise einen volumengewichteten mittleren Durchmesser von weniger als 100 Mikrometern (Mikron).
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine eßbare Dispersion, die weniger als 30 Gew.-% einer kontinuierlichen Fettphase und mindestens 70 Gew.-% einer gelierten wäßrigen Phase enthält, worin die wäßrige Phase (i) ein oder mehrere gelbildende Polysaccharide, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind, in einer Konzentration des 1- bis 6- fachen der kritischen Konzentration der gelbildenden Polysaccharide und (ii) mehr als 200 ppm Aminosäurereste umfaßt.
Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind stabil, d.h. sie zeigen, selbst wenn sie Temperaturzyklen unterworfen werden, kein Wasser- oder Ölausschwitzen, und ferner verlieren sie beim Verstreichen kein Wasser. Außerdem haben die vorliegenden Brotaufstriche ein signifikant besseres Mundansprechen als im Stand der Technik beschriebene Aufstriche gleichen Fettgehaltes. Dieses Mundansprochen kann aus dem Vorliegen einer signifikanten Menge an Aminosäureresten, insbesondere Protein, in Kombination mit einer schmelzenden Gelstruktur erklärt werden. Die Gelstruktur stabilisiert die Struktur des Produktes im niedrigeren, üblicherweise während der Lagerung angetroffenen Temperaturbereich. Bei höheren Temperaturen, d.h. im Temperaturbereich oberhalb von 30ºC, wird die Gelstruktur weniger deutlich, und der destabilisierende Einfluß der Aminosäurereste begünstigt die Inversion in ein wasserkontinuierliches System. Diese Inversion ist nötig, die in der dispergierten wäßrigen Phase vorliegenden Aromakomponenten freizusetzen.
Wir haben gefunden, daß die vorliegende Dispersion durch die Tatsache gekennzeichnet ist, daß NMR-Messungen der volumengewichteten mittleren Tröpfchengröße eine relativ breite Verteilung des Tröpfchendurchmessers zeigten. Die Verteilung des Tröpfchendurchmessers kann zweckmäßigerweise mittels NMR (vgl. J. Colloid and Interface Science 40 (1972), 206 und 93 (1983), 521) gemessen werden, wobei eine log-normale Verteilung angewendet wird, wie sie üblicherweise zur Analyse der Teilchengröße eingesetzt wird. Die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Dispersion zeigt - im Gegensatz zu Dispersionen identischer Zusammensetzung, die jedoch durch übliche Bearbeitung hergestellt sind - eine breite Verteilung der Tröpfchendurchmesser, wie durch die für den sigma-Wert gefundene Zahl nachgewiesen wird, die gewöhnlich über 0,9 Mikrometern (Mikron) liegt.
Ein anderer Aspekt der Erfindung richtet sich auf eine eßbare Dispersion, die weniger als 30 Gew.-% einer kontinuierlichen Fettphase und mindestens 70 Gew.-% einer gelierten wäßrigen Phase enthält, worin der sigma-Wert für die Verteilung des Tröpfchendurchmessers der wäßrigen Phase über 0,9 Mikrometern (Mikron) liegt und die wäßrige Phase ein oder mehrere gelbildende Polysaccharide, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind, in einer Konzentration des 1- bis 6-fachen der kritischen Konzentration des oder der gelbildenden Polysaccharide enthält. Die hohen für den sigma-Parameter beobachteten Zahlen können die Tatsache anzeigen, daß die wäßrige Phase in der vorliegenden Dispersion eine bimodale Tröpfchenverteilung aufweist. Entsprechend einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der sigma-Wert über 1,1 Mikrometern (Mikron).
Das in der Dispersion vorliegende gelbildende Polysaccharid wird vorzugsweise aus der aus kappa-Carrageenan, iota-Garrageenan, Agar, Furcelleran, Gellan und deren Mischungen bestehenden Gruppe ausgewählt. Das gelbildende Polysaccharid ist insbesondere kappa-Carrageenan, iota-Carrageenan oder eine Mischung derselben.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die wäßrige Phase der Dispersion eine Carrageenangelstruktur mit einer Übergangsmittelpunkttemperatur unter 45ºC, insbesondere unter 40ºC. Die gewünschte Übergangsmittelpunkttemperatur kann durch Einstellung der Kationenkonzentration und -zusammensetzung der wäßrigen Phase erhalten werden. In der EP-A 0 271 131 wird beschrieben, wie die Übergangstemperatur von Garrageenangelen mit der Kationenzusammensetzung der wäßrigen Phase variiert. Die Mittelpunkttemperatur des Übergangs vom geordneten in den ungeordneten Zustand kann zweckmäßigerweise durch Messen der optischen Drehung bestimmt werden, wie dies in Faraday Discuss. Chem. Soc. (1974) 57, 230-237 beschrieben ist. Die Verwendung einer niedrigscbmelzenden Gelstruktur in der vorliegenden Dispersion bietet den Vorteil, daß sich die Dispersion im Mund leicht destabilisiert. Brotaufstriche, die eine niedrigschmelzende Gelstruktur enthalten, können daher ein sehr günstiges Mundansprechen aufweisen.
In einer stärker bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die wäßrige Phase mehr als 300 ppm Aminosäurereste. Die in diesem Text verwendete Bezeichnung "Aminosäurereste" schließt intaktes sowie denaturiertes Protein, Di- und Oligopeptide und freie Aminosäuregruppen ein. In einer sehr bevorzugten Ausführungsform enthält die Dispersion gemäß der Erfindung mehr als 500 ppm Aminosäurereste, berechnet auf die wäßrige Phase.
Die in der erfindungsgemäßen Dispersion vorliegenden Aminosäurereste sind vorzugsweise Protein(e). Beispiele von Proteinen, die mit Vorteil in der vorliegenden Dispersion mitverwendet werden können, sind Gelatine, Milchprotein (z.B. Magermilchprotein, Molkeprotein, Casein) und Sojaprotein.
Zweckmäßigerweise kann die vorliegende Dispersion neben dem oder den gelbildenden Polysacchariden andere gelbildende Komponenten als Polysaccharide, die reversible Oele bilden, enthalten, wie z.B. Gelatine, Alginate, Pectin, Molkeprotein, Stärke, Stärkederivate, Sojaprotein, Rinderserumprotein oder mikrokristalline Cellulose. Vorzugsweise enthält die vorliegende Dispersion andere gelbildende Komponenten als gelbildende Polysaccahride, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind, in einer Konzentration unter dem Zweifachen, vorzugsweise unter dem Einfachen, der kritischen Konzentration der gelbildenden Komponente(n).
Die vorliegende Dispersion kann außerdem Bestandteile, wie Emulgatoren, Verdickungsmittel, Färbemittel, Aromamittel u.dgl., enthalten. Beispiele von Verdickungsmitteln, die zweckmäßigerweise in der vorliegenden Dispersion verwendet werden können, sind Johannisbrotgummi, Guargummi, Xanthangummi und Alginatsalze einwertiger Kationen.
Die kritische Konzentration eines gelbildenden Mittels ist die Konzentration, bei der das gelbildende Mittel ein Gel zu bilden beginnt. Die kritische Konzentration des oder der gelbildenden Polysaccharide in der wäßrigen Phase der vorliegenden Dispersion wird in einem wäßrigen System bestimmt, das genau die gleiche Zusammensetzung wie die wäßrige Phase aufweist, die dem Brotaufstrich einverleibt werden soll (mit Ausnahme des Fehlens anderer gelbildender Komponenten als Polysaccharide, die zur Bildung reversibler Gele befähigt sind, und mit Ausnahme des Wassergehaltes und der Konzentration an gelbildendem Mittel, die variiert werden müssen, um die kritische Konzentration zu bestimmen).
Die kritische Konzentration eines gelbildenden Mittels oder einer Mischung derselben in einer besonderen Zusammensetzung kann aus Messungen des Schermoduls einer Reihe von Proben berechnet werden, die unterschiedliche Konzentrationen an gelbildendem Mittel oder einer Mischung derselben enthalten, wie in Br. Polymer J. 17 (1985), 164, beschrieben. Wenn die kritische Konzentration einer Kombination gelbildender Mittel bestimmt werden soll, dann wird die kritische Konzentration einer solchen Mischung gelbildender Mittel in analoger Weise zum oben beschriebenen Verfahren bestimmt. Die Zusammensetzung der Mischung gelbildender Mittel wird konstant gehalten, und die Gewichtskonzentraiton dieser Mischnng wird variiert, als ob sie aus nur einem einzigen gelbildenden Mittel bestünde.
Gemäß einer bevorzugten Ausfdhrungsform der Erfindung enthält die wäßrige Phase ein zur Bildung eines reversiblen Gels befähigtes gelbildendes Polysaccharid in einer Konzentraton des 1,2- bis 5-fachen, insbesondere des 1,5- bis 4,5-fachen, der kritischen Konzentration desselben.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von Dispersionen, ohne daß Zusammensetzungen mit hochviskoser wäßriger Phase verwendet werden müssen. So können Dispersionen hergestellt werden, die eine wäßrige Phase mit relativ niedriger Viskosität umfassen. Derartige Dispersionen sind im Mund weniger dick als Dispersionen mit einer hochviskosen wäßrigen Phase, und ferner destabilisieren sie im Mund schneller. Demgemäß hat in einer bevorzugten Ausfülirungsform die gelierte wäßrige Phase eine Viskosität von weniger als 30 mPa.s, insbesondere von weniger als 20 mPa.s, bei 5ºC und eine Scherrate von 17090 s&supmin;¹. Die Viskosität kann zweckmäßigerweise in einem Ferranti Shirley-Viscometer Wz mit einem Standardkonus eines Durchmessers von 7 cm unter Anwendung der auf Seite 3 der EP-A 0 237 120 beschriebenen Methode gemessen werden.
Die Größe der gelierten Tröpfchen der wäßrigen Phase bestimmt weitgehend das Aussehen, das Mundansprechen und die Rheologie der Dispersion. In der vorliegenden Dispersion haben diese gelierten Tröpfchen vorzugsweise einen zahlengewichteten mittleren Durchmesser von weniger als 50 Mikrometern (Mikron), vorzugsweise von weniger als 30 Mikrometern (Mikron).
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht.

Beispiel 1

Ein 20 Gew.-% einer kontinuierlichen Fettphase und 80 Gew.-% einer dispergierten gelierten wäßrigen Phase enthaltender Brotaufstrich wurde aus einer wasserkontinuierlichen Emulsion hergestellt, die durch Mischen einer Ölphase und einer wäßrigen Phase der folgenden Zusammensetzung erhalten war: Ölphase (in Gew.-%, bezogen auf die Emulsion) umgeesterte Mischung aus Palmöl und Palmkernöl (2:3) Sojaöl, gehärtet auf einen Steigschmelzpunkt von 38ºC Sonnenblumenöl Hymono 4404 (Monoglyceride) Bolec Z (Lecithin) wäßrige Phase (in Gew.-%, bezogen auf die Emulsion) kappa-Garrageenan (enthaltend 0,07 Gew.-% Protein) Natriumchlorid Wasser - pH mit Milchsäure auf 4,9 eingestellt
Die nach dem Mischen der obigen beiden Phase bei 45ºG erhaltene wasserkontinuierliche Emulsion wurde durch einen Dünnschichtwärmeaustauscher (in diesem Fall einen mittels Ethylenglykol gekühlten Votator Wz; auch als A- Unit bezeichnet) und einen gekuhlten Kristallisator (C-Unit) geleitet, worauf das Produkt in Becher gefüllt wurde. Die Inversion der wasserkontinuierlichen Emulsion in eine fettkontinuierliche Dispersion erhielt man in der gekühlten C-Unit. Die genauen Bearbeitungsbedingungen in den Units sind unten angegeben. Manteltemp.; ºC Austrittstemp.; ºC Drehgeschwindigkeit; U/min Verweilzeit; s A-Unit C-Unit
Es wurde gefunden, daß der so erhaltene fettkontinuierliche Aufstrich leicht streichfähig war und beim Verstreichen kein Wasser verlor. Das Produkt hatte bei 5º, 10º, 15º und 20ºC eine Leitfähigkeit von 28, 120, 230 bzw. 170 mikro-Siemens/cm, was zeigt, daß es eine kontinuierliche Fettphase und eine diskontinuierliche wäßrige Phase enthielt. Der volumengewichtete mittlere Durchmesser wurde mittels Puls-NMR bestimmt und betrug 6 Mikrometer (Mikron); der sigma-Wert wurde als 1,1 Mikrometer (Mikron) gemessen. Der mittels Konus-Penetrometer bestimmte Härte-Wert des Produktes bei 5ºC betrug 210 g/cm².

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch die wäßrige Phase zusätzlich 0,1 % Gelatine, bezogen auf das Gewicht des Wassers, enthielt. Die genauen Bearbeitungsbedingungen waren wie folgt: Manteltemp.; ºC Austrittstemp.; ºC Drehgeschwindigkeit; U/min Verweilzeit; s A-Unit C-Unit
Es wurde gefunden, daß der so erhaltene fettkontinuierliche Brotaufstrich streichfähig war und beim Verstreichen kein Wasser verlor. Das Produkt hatte bei 5º, 10º, 15º und 20ºC eine Leitfähigkeit von 230, 210, 300 bzw. 300 mikro-Siemens/cm, was zeigt, daß es eine kontinuierliche Fettphase und eine diskontinuierliche wäßrige Phase enthielt. Der volumengewichtete mittlere Durchmesser wurde durch Puls-NMR bestimmt und betrug 17 Mikrometer (Mikron);der sigma-Wert betrug 1,2 Mikrometer (Mikron). Die Härte-Werte des Produktes bei 5º und 10ºC wurden mittels Konuspenetrometer bestimmt und betrugen 255 bzw. 230 g/cm².
Beim Vergleich mit dem Produkt von Beispiel 1 wurde festgestellt, daß sich dieses Produkt im Mund schneller zerlegte. Auch die Inversion in eine wasserkontinuierliche Emulsion im Mund war, wie gefunden wurde, wesentlich schneller als beim Produkt von Beispiel 1, das ein stärker wachsartiges Mundansprechen ergab.
Ähnliche Ergebnisse erhält man, wenn anstelle von Gelatine ähnliche Konzentrationen anderer Proteine, z.B. Milchprotein oder Sojaprotein, verwendet werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer eine kontinuierliche Fettphase und eine dispergierte gelierte wäßrige Phase enthaltenden Dispersion, worin eine wasserkontinuierliche Zusammensetzung, die, berechnet auf das Wasser:

(i) mehr als 200 ppm Aminosäurereste und

(ii) mehr als die kritische Konzentration eines oder mehrerer gelbildender Polysaccharide, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind,

enthält, von oberhalb der Gelerstarrungstemperatur der wasserkontinuierlichen Zusammensetzung auf unter diese Gelerstarrungstemperatur abgekühlt und solchen Scherbedingungen unterworfen wird, daß die wasserkontinuierliche Zusammensetzung in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen umgewandelt wird, worauf eine fettkontinuierliche Dispersion gebildet wird, während man die Temperatur unterhalb der Gelschmelztemperatur hält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Dispersion 5 bis 30 Gew.-% einer kontinuierlichen Fettphase und 70 bis 95 Gew.-% einer dispergierten gelierten wäßrigen Phase umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin das bis zur Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion angewendete Kuhlprogram und die gewählte Verweilzeit so bemessen sind, daß sich unter ruhenden Bedingungen ein Gel mit einem Schermodul von mehr als 50 Pa, vorzugsweise mehr als 70 Pa, bilden würde.

4. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, worin vor der Bildung der fettkontinuierlichen Dispersion die wasserkontinuierliche Zusammensetzung in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen eines volumengewichteten mittleren Durchmessers von weniger als 100 Mikrometern (Mikron) umgewandelt wird.

5. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die wasserkontinuierliche Zusammensetzung 5 bis 27 Gew.-% dispergiertes Fett enthält und in eine fettkontinuierliche Dispersion umgewandelt wird, nachdem die fetthaltige wasserkontinuierliche Zusammensetzung in gelierte Tröpfchen umgewandelt worden ist.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, worin die wasserkontinuierliche Zusammensetzung nach der Umwandlung in kleine gelierte wäßrige Tröpfchen mit einem getrennten fettkontinuierlichen Strom zur Bildung einer fettkontinuierlichen Dispersion kombiniert wird.

7. Eßbare Dispersion, die weniger als 30 Gew.-% einer kontinuierlichen Fettphase und mindestens 70 Gew.-% einer gelierten wäßrigen Phase enthält, worin die wäßrige Phase (a) ein oder mehrere gelbildende Polysaccharide, die zur Bildung eines reversiblen Gels befähigt sind, in einer Konzentration des 1- bis 6-Fachen der kritischen Konzentration des oder der gelbildenden Polysaccharide und (b) mehr als 200 ppm Aminosäurereste enthält.

8. Eßbare Dispersion nach Anspruch 7, worin der sigma-Wert für die Verteilung des Tröpfchendurchmessers der wäßrigen Phase mehr als 0,9 Mikrometer (Mikron) beträgt.

9. Dispersion nach Anspruch 7 oder 8, worin der Gehalt an gelbildendem oder gelbildenden Polysaccharid(en) im Bereich des 1,2- bis 5-fachen der kritischen Konzentration des- bzw. derselben liegt.

10. Dispersion nach irgendeinem der Ansprüche 7 bis 9, worin die wäßrige Phase mehr als 300 ppm Aminosäurereste enthält.