NL8002925A

NL8002925A - Werkwijze ter bereiding van vetarme olie-in-water-in-olie emulsies.

Info

Publication number: NL8002925A
Application number: NL8002925A
Authority: NL
Original assignee: Unilever Nv
Priority date: 1980-05-21
Filing date: 1980-05-21
Publication date: 1981-12-16
Also published as: EP0040874A1; ATE4161T1; DE3160642D1; EP0040874B1; SE8103199L; CA1169700A; US4366180A

Description

{ ' Λ ' j 1 ’ Ά -1-

Ref.: Case L 582 (R)

Aanvraagster: Unilever N.V. te Rotterdam

Titel: "Werkwijze ter bereiding van vetarme olie-in-water-in-olie emulsies".

Aanvraagster noemt als uitvinders: W.Altrock en J.Ritmus, beiden te Stockholm (Zweden)

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bereiding van vetarme olie-in-water-in-olie emulsies en in het bijzonder vetarme broodsmeersels, waarbij de continue fase van de emulsie uit vet bestaat en de waterige fase van de emulsie water met daarin gedis-5 pergeerd vet omvat. Met andere woorden heeft de uitvinding dus betrekking op o/w/o emulsies die in de literatuur met de term dubbele emulsies worden aangeduid.

Onder vetarme o/w/o emulsies worden verstaan o/w/o emulsies die 10 minder dan 65 gew.% en bij voorkeur van 30 tot 50 gew.%, vet bevatten, waarbij onder de term vet zowel bij kamertemperatuur vloeibare vetten of oliën als harde vetten worden verstaan.

Het is bekend vetarme o/w/o emulsies en in het bijzonder vetarme 15 broodsmeersels te bereiden volgens een werkwijze, die de volgende stappen omvat: (a) het bereiden van een waterfase uitgaande van water, eiwitten en vet; (b) het mengen van de waterfase met een vetfase; en 800 2.9 25 r* i Ψ -2- L 582 (R) (c) het koelen van het aldus verkregen mengsel en het bewerken van het mengsel onder zodanige omstandigheden, dat daaruit de gewenste o/w/o emulsie ontstaat.

5 Tijdens de bereiding van dergelijke vetarme broodsmeersels wordt de vakman geconfronteerd met het probleem van fase-omkering, waaronder wordt verstaan dat in plaats van een water-in-olie emulsie een olie-in-water emulsie wordt verkregen.

10 Dit is op zichzelf niet verrassend, gezien de betrekkelijk grote hoeveelheid water die daarbij wordt gebruikt, doch wel hoogst ongewenst wegens de bacteriologische risico's verbonden aan emulsies waarvan de continue fase uit water bestaat. De onderhavige uitvinding heeft dan ook betrekking op een vetarm broodsmeersel dat zowel goed van 15 ui terlijk is als goede organoleptische eigenschappen heeft. Met andere woorden, de onderhavige uitvinding heeft betrekking op een o/w/o emulsie die zowel tijdens de bewerking als bij opslag stabiel is, wat wil zeggen dat in het eindprodukt geen exsudatie optreedt van éên der beide fasen waaruit de emulsie bestaat, noch fase-20 omkering. Anderzijds dient de emulsie niet te stabiel in de mond te zijn, waarmee wordt bedoeld dat, onder de in de mond heersende omstandigheden in voldoende mate aroma's uit de gedispergeerde waterfase moeten kunnen vrijkomen.

25 De onderhavige uitvinding heeft voorts betrekking op een doeltreffende en economische werkwijze ter bereiding van dergelijke vetarme broodsmeersels.

Gevonden werd nu, dat de doelstellingen van de uitvinding kunnen 30 worden gerealiseerd door een oordeelkundige toepassing van de bewerkingscondities, gegrond op de ontdekking van kritische factoren die van invloed zijn op de stabiliteit van de emulsies.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding ter bereiding van 35 vetarme broodsmeersels komt in grote lijnen overeen met het bij de werkwijze volgens de bekende stand der techniek gevolgde procédé, zoals aangegeven met de bovenomschreven stappen in de volgorde (a), (b) en (c), doch omvat verfijningen die een reproduceerbare 800 2 9 25 , ‘ ' * \ -3- L 582 (R) bereiding van produkten van de gewenste kwaliteit met een minimum aan materiaal verlies moge!ijk maken. Gevonden werd nu, dat de onstabiliteit van vetarme o/w/o emulsies ten minste gedeeltelijk werd veroorzaakt door de aanwezigheid van gas (bijv. C02, 02) dat 5 is opgelost in het voor de bereiding van de waterfase van de water-in-olie emulsie gebruikte water. Een belangrijk kenmerk van de onderhavige uitvinding is dan ook het gegeven dat een waterfase wordt bereid met gebruikmaking van ontlucht water. De waterfase van de water-in-olie emulsies of smeersels die volgens de uit-10 vinding worden bereid -zie hierboven beschreven stap (a) - is aanwezig in de vorm van een olie-in-water emulsie die geheel of nagenoeg geheel vrij is van daarin opgelost gas en die, behalve de reeds genoemde bestanddelen, aromabestanddelen, hydrocolloTden, bufferzouten, enz. kan bevatten. De olie-in-water emulsie, die 15 de waterfase vormt van de uiteindelijke o/w/o emulsie, wordt bereid met behulp van water dat is ontlucht, bij voorkeur door dit te verhitten tot een temperatuur variërend van 60°-95°C, bij voorkeur 70°-90°C, onder een sub-atmosferische druk, die bij voorkeur varieert van 50 tot 150 millibar.

20

Volgens een voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt de olie-in-water emulsie, die de waterfase van de uiteindelijke o/w/o emulsie vormt, verkregen door 1) ontluchten van de voor de bereiding van deze olie-in-water 25 emulsie benodigde hoeveelheid water, vervolgens 2) oplossen in het water van een geschikte hoeveelheid eiwit, gevolgd door 3) ontluchten van de eiwithoudende oplossing, en tenslotte 4) toevoegen van de geschikte hoeveelheid vet.

30

Dit procédé, dat twee ontluchtingsstappen omvat, heeft tot zeer bevredigende resultaten geleid. Het is evenwel mogelijk, en in enkele gevallen voldoende, stap 3) uit te voeren en stap 1) achterwege te laten of stap 1) uit te voeren en stap 3) achter-35 wege te laten. Het procédé waarbij twee ontluchtingsstappen worden toegepast is buitengewoon doeltreffend voor het verwijderen van in het water opgelost gas en gas dat is geoccludeerd in het eiwit, dat gewoonlijk in Doedervorm aan het water wordt toegevoegd.

800 2 9 25 % -4- L 582 (R)

In stap b) van de werkwijze volgens de uitvinding worden het doseren en mengen van de olie-in-water emulsie, die de waterfase van de uiteindelijke o/w/o emulsie of broodsmeersel vormt, met de vetfase onder zodanige omstandigheden uitgevoerd dat een al te hoge schuif-5 spanning wordt vermeden om fase-inversie te voorkomen. Dit wordt het beste bereikt door de olie-in-water emulsie onder beheerste omstandigheden, biivoorbeeld onder de invloed van de zwaartekracht, naar een emulgeer-inrichting te.voeren, waar deze zachtjes wordt gemengd met de vetfase, die de continue fase van de uiteindelijke o/w/o emulsie of 10 broodsmeersel vormt.

Volgens de voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt de vorming van een water-in-olie emulsie vergemakkelijkt door de vetfase en de olie-in-water emulsie, die de waterfase vormt, in concen-15 trische stromen naar de emulgeer-inrichting te voeren, waarbij de vetfase de buitenstroom vormt en de olie-in-water emulsie de binnenstroom.

In stap c) van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de in stap b) verkregen water-in-olie emulsie bewerkt en gekoeld, en wel bij voor-20 keur in een reeks van schraapmessen voorziene warmtewisselaars en rusthuizen waarbij de temperatuur van ca. 48°C in de eerste installatie daalt tot ca. 12°C in de laatste installatie. De inrichting is van hetzelfde type als dat door Andersen & Williams beschreven in "Margarine" 1964.

25

Verder werd gevonden dat het de stabiliteit van het eindprodukt bijzonder ten goede kwam wanneer een geringe hoeveelheid van het in stap c) verkregen produkt weer werd gesmolten en opnieuw in stap c) werd gekoeld en bewerkt. Bij voorkeur wordt 5-20 gew.% van het 30 produkt opnieuw bewerkt. Voor het verkrijgen van o/w/o emulsies met optimale eigenschappen verdient het aanbeveling dat bij de bereiding van de olie-in-water emulsie, die de waterfase van de uiteindelijke emulsie of smeersel vormt, met enige zorg wordt tewerk gegaan.

35

Gevonden werd, dat de viscositeit van deze olie-in-water emulsie bijdraagt tot de stabiliteit van de uiteindelijke o/w/o emulsie.

De viscositeit dient bi1 voorkeur ten minste 400 mPa s bij 50°C

800 2 9 25 ' « * -5- L 582 (R) of ten minste 2000 mPa s bij 22°C te bedragen (gemeten met behulp van een viscosimeter van het type Haake Rotovisko). De gewenste viscositeit wordt verkregen door toevoeging van een geschikte hoeveelheid eiwitten en eventueel andere toevoegsels zoals hydrocolloïden of 5 zouten. Geschikt zijn hoeveelheden eiwit variërend van 0,2-12 gew.%, bij voorkeur 2-8 gew.%» berekend op de totale emulsie. Het eiwit kan bestaan uit een plantaardig eiwit, bijv. een soja-eiwitisolaat, katoenzaadeiwit, raapzaadeiwit, enz. of uit een dierlijk eiwit, zoals melkeiwitten. Bij voorkeur wordt caseïne gebruikt in de vorm 10 van natriumcaseïnaat.

Voor het verkrijgen van de gewenste viscositeit is het van belang dat het eiwit overwegend in opgeloste toestand in de waterfase aanwezig is. Om het eiwit doeltreffend op te lossen of te 15 dispergeren, bleek het aanbevelenswaardig de gehele of nagenoeg gehele hoeveelheid in poedervorm aan het water toe te voegen en vervolgens krachtig te roeren. De voordelen van deze werkwijze zijn dat er nagenoeg geen schuimen plaatsvindt, het oplossen snel verloopt en dientengevolge de smaak van het eindprodukt goed is.

20

Het water waarin het eiwit is opgelost, bevat gewoonlijk bufferzouten om de pH van de emulsie op een waarde te houden variërend van 5,0 tot 7,0, bij voorkeur van 5,0 tot 6,5.

25 Nog een factor die bi jdraagt tot een stabiel produkt is de grootte van de vetdruppels die in de in stap a) bereide olie-in-water emulsie aanwezig zijn. De gemiddelde deeltjesgrootte van het gedispergeerde vet bedraagt bij voorkeur"l-30 yj, in het ideale gevaj 3-10ji. Deze deeltjesgrootte kan worden verkregen,wanneer kunstroom wordt gebruikt,met behulp van een 30 geschikte molen, waarbij de instelling van de molen wordt bepaald op grond van microscopisch onderzoek van de emulsie. Het voor de bereiding van de olie-in-water emulsie in stap a) gebruikte vet kan dezelfde kenmerken hebben als het vet dat als de vetfase in stap b) werd gebruikt, welk vet bij voorkeur een plastisch margarinevet is 35 met een dilatatiewaarde biij 10°C van 100-1000 mm^/25 g. Ook'is het mogelijk voor de bereiding van de olie-in-water emulsie in stap a) een vet te gebruiken dat bij 5°C in hoofdzaak vloeibaar is.

800 29 25 -6- L 582 (R)

In stap a) wordt bii voorkeur een vet gebruikt in de vorm van aangezuurde gewone room of kunstroom. De hoeveelheid in de olie-in-water emulsie gebruikte vet bedraagt 1-20 gew.%, bii voorkeur 2-10 gew.%, berekend op het totale gewicht van de uiteindelijke water-5 in-olie emulsie.

De uitvinding zal nu worden toegelicht aan de hand van de volgende Voorbeelden.

10 Voorbeeld I

Leidingwater werd ontlucht door het onder een druk van 150 millibar tot 90°C te verhitten. Er werd een waterfase (olie-in-water emulsie) bereid door eerst kaliumsorbaat (0,12%), citroenzuur (0,12%), dina-15 triumfosfaat ^HPO^h^O (0,24%) en natriumchloride (1,94%) in ontlucht en tot 60°C afgekoeld water (40,54%) op te lossen.

Aan de aldus verkregen oplossing werd natriumcaseïnaat (8,03%) toegevoegd. Nadat al het natriumcaseïnaat was toegevoegd, werd zo 20 lang geroerd tot het eiwit was opgelost.

De eiwitoplossing werd vervolgens opnieuw onder een druk van 50-100 millibar bij een temperatuur van ca. 60°C ontlucht in een vat waarin de oplossing constant tegen de wanden ervan werd geslingerd 25 om een vloeibare film te vormen.

Aan de ontluchte eiwitoplossing werd gepasteuriseerde, verzuurde, natuurlijke room (15 gew.%) die 40% vet bevatte, toegevoegd. De olie-in-water emulsie had een pH van ca. 6,0.

30

Een vetfase werd bereid die een vetmengsel (33,8 gew.%) bevatte, bestaande uit zonnebloemolie, katoenzaadolie, kokosvet en om-geësterd, gehard kokosvet en soja-olie. Aan het vetmengsel werd verder 0,2 gew.% emulgator toegevoegd.

35

De vetfase en de waterfase werden tezamen door concentrische leidingen naar een emulgeerinrichting geleid, waarbij men de waterfase onder beheerste omstandigheden liet vloeien om te verhinderen 800 2 9 25 -7- L 582 (R) dat de structuur van de vetbolletjes in de olie-in-water emulsie werd afgebroken. De vetfase werd door de buitenleiding naar de emulgeerinrichting gevoerd, terwijl de waterfase door de binnenleiding werd gevoerd.

5

De water-in-olie emulsie werd bereid door mengen. Het type emulsie (olie-in-water of water-in-olie) werd bepaald aan de hand van metingen van de geleidbaarheid (een hoge geleidbaarheid stemt overeen met de vorming van een olie-in-water emulsie).

10

De o/w/o emulsie die werd verkregen, werd vervolgens gedurende 15 seconden bij 90°C gepasteuriseerd en daarna naar een reeks van schraapmessen voorziene warmtewisselaars gevoerd, waarbij de temperatuur van ongeveer 48°C in de eerste warmtewisselaar daalde 15 tot ongeveer 12°C in de laatste.

De o/w/o emulsie (smeersel) die werd verkregen werd daarna in plastic kuipjes verpakt. Volgens het oordeel van een groep deskundigen had het verkregen produkt uitstekende organoleptische 20 eigenschappen en vertoonde tijdens opslag geen exsudatie.

Voorbeeld II

De werkwijze volgens Voorbeeld I werd herhaald, met dit verschil 25 dat 10¾ van het mengsel dat de reeks warmtewisselaars verliet, weer werd gesmolten en opnieuw in de reeks van schraapmessen voorziene warmtewisselaars werd gevoerd. Volgens het oordeel van een groep deskundigen had het verkregen produkt uitstekende organoleptische eigenschappen en vertoonde tijdens opslag geen exsudatie.

800 2 9 25

Claims

1. Werkwijze ter bereiding van een olie-in-water-in-olie emulsie, in het bijzonder een vetarm smeersel dat minder dan 65 gew.% vet bevat, welke werkwijze door de volgende stappen wordt gekenmerkt: a) het bereiden van een olie-in-water emulsie die geheel of nagenoeg 5 geheel vrij is van daarin opgelost gas, uitgaande van een mengsel dat eiwitten, vet en water bevat; b) het mengen van de aldus verkregen olie-in-water emulsie met een vetfase, en c) het koelen en bewerken van de aldus verkregen olie-in-water-in-10 olie emulsie om het gewenste smeersel met een continue vetfase te verkrijgen.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk dat in stap a) water wordt toegepast dat is ontlucht door dit te verhitten tot 15 een temperatuur variërend van 60° tot 95°C onder een sub-atmos-ferische druk.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de olie-in-water emulsie wordt verkregen door 1) de voor de bereiding 20 van deze emulsie benodigde hoeveelheid water te ontluchten, daarna 2. daarin een geschikte hoeveelheid eiwit op te lossen, vervolgens 3. de eiwithoudende oplossing te ontluchten en tenslotte 4) een geschikte hoeveelheid vet toe te voegen.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk dat het water en/of de eiwithoudende oplossing bij een temperatuur variërend van 70° tot 90°C onder een druk variërend van 50 tot 150 millibar wordt ontlucht.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1 t/m 4, met het kenmerk dat de in stap a) verkregen olie-in-water emulsie en de vetfase onder beheerste omstandigheden worden gedoseerd om een al te hoge schuifspanning te vermijden.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de olie- in-water emulsie en de vetfase naar de emulgeerinrichting worden — — ΐΐΙ:·.ι J 1 ÉihÉlL 800 2 9 25 ί- > -9- L 582 (R) gevoerd in de vorm van concentrische stromen, waarbij de vetfase de buitenstroom en de olie-in-water emulsie de binnenstroom vormen.

7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies 1-6, met het 5 kenmerk dat de in stap b) verkregen olie-in-water-in-olie emulsie wordt bewerkt en gekoeld in een reeks van schraapmessen voorziene warmtewisselaars en rusthuizen, waarbij de temperatuur daalt van 48°C in de eerste tot 12°C in de laatste inrichting.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-7, met het kenmerk dat een geringe hoeveelheid van het in stap c) verkregen produkt weer wordt gesmolten en in stap c) opnieuw wordt gekoeld en bewerkt.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk dat 5 tot 20 gew.% van het in stap c) verkregen produkt weer wordt gesmolten en aan de behandeling van stap c) wordt onderworpen.

10. Werkwijze volgens éën der voorgaande conclusies 1-9, met het 20 kenmerk dat een vetarm smeersel wordt bereid dat 30-50 gew.% vet bevat.

11. Werkwijze volgens één of meer der voorgaande conclusies 1-10, met het kenmerk dat in stap a) 0,2 tot 12 gew.% eiwit wordt toegepast. 25

12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-11, met het kenmerk dat een olie-in-water emulsie wordt verkregen met een viscositeit van ten minste 400 mPa s bij 50°C of ten minste 2000 mPa s bij 22°C door toevoeging van een geschikte hoeveelheid eiwitten of 30 andere toevoegsels, zoals hydrocolloiden.

13. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-12, met het kenmerk dat in stap a) een olie-in-water emulsie wordt verkregen waarin de vetdruppels een gemiddelde deeltjesgrootte hebben variërend 35 van 1 tot 30 ji.

14. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-13, met 800 2 9 25 '·* τ .-*· ,/ -10- L 582 (R) het kenmerk dat de in stap b) toegepaste vetfase, die de continue fase van de uiteindelijke olie-in-water-in-olie emulsie vormt, een plastisch margarinevet bevat.

15. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk dat de vetfase uit een vet bestaat met een dilatatiewaarde bij 10°C van 100-1000 mm^/25 g.

^ 16. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-15, met het 10 kenmerk dat het voor de bereiding van de olie-in-water emulsie in stap a) gebruikt vet dezelfde kenmerken heeft als het vet dat de continue fase van de uiteindelijke olie-in-water-in-olie emulsie vormt.

17. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-13, met het kenmerk dat het voor de bereiding van de olie-in-water emulsie in stap a) gebruikte vet een vet is dat bij 5°C in hoofdzaak vloeibaar is.

18. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-17, met het 20 kenmerk dat de hoeveelheid vet dat in de in stap a) bereide olie-in- water emulsie aanwezig is, varieert van 1 tot 20 gew.%, berekend opi de totale emulsie.

19. Werkwijze volgens conclusie 19, met het kenmer£-dat de hoeveel-25 heid vet in de olie-in-water emulsie varieert vap^Ttot 10 gew.%, berekend op de totale emulsie.

20. Werkwijze volgens één der vptffgaande conclusies 1-19, met het kenmerk dat het voor de bereidrfig van de olie-in-water emulsie in 30 stap a) benodigde vet wordt toegevoegd in de vorm van aangezuurde natuurlijke room of kunstroom. '"ZIT-- Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk dat de hoeveelheid eiwit geheel of nagenoeg geheel in opgeloste toestand wordt gebracht^doür"dè~ge]iele of nagenoeg gehele hoeveelheid eiwit in poe-- · · hervorm aan ontlucht^water toe te voegen en vervolgens de suspensie krachtig te roeren, .· ^_ 800 2 9 25