DE102005057833B4

DE102005057833B4 - Aromabehältnis oder Aromafolie aus Aluminium

Info

Publication number: DE102005057833B4
Application number: DE102005057833.0A
Authority: DE
Inventors: Thomas Frank
Original assignee: FRATO GmbH
Current assignee: FRATO GmbH
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-12-03
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2025-12-04
Also published as: DE102005057833A1

Abstract

Aromabehältnis oder Aromafolie aus Aluminium für einen Temperaturbereich über 180°C dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Behältnisses bzw. der Folie eine Aroma- oder Gewürzmischung in einem Ein- oder Mehrschichtverfahren aufgetragen ist, wobei die mindestens eine erste Schicht ein Bindemittel bestehend aus einer Modifikation eines Lebensmittelfettes und/oder -öls oder einer Gelatine oder eines Proteins oder eines Di- bzw. Polysaccharides enthält, welche die Aromastoffe in sich versiegelt und diese durch Wärmezufuhr oder bei Kontakt mit Feuchtigkeit freigibt, und die Außenseite mit einem Pigment oder Pigmentmischung gefärbt ist, welche eine Emissivität ε > 0,56 besitzt, um die Wärmeabsorption zu erhöhen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein schwarzes Aromabehältnis oder Folie aus Aluminium, insbesondere für hohe Temperaturen über 180°C geeignet, auf dessen Innenseite Aromastoffe, insbesondere beliebige Gewürzmischungen aufgetragen bzw. in eine sie tragende Schicht aus einem wasserlöslichen oder bei Hitzeeinwirkung löslichen Polymer eingebettet sind. Die Innenflächenschicht des erfindungsgemäßen Aromabehältnisses oder der Aromafolie ist so beschaffen, dass diese während des thermischen Erwärmens im Ofen oder auf dem Grill die Aromastoffe bzw. die Gewürzmischung gleichmäßig an das Lebensmittel abgibt.
Es existieren bereits Verpackungen mit einer inneren Beschichtung aus einer Gewürzmischung oder verschiedenen Aromastoffen für das Aufwärmen und Garen von Lebensmitteln für niedere Temperaturbereiche (60° bis 95°C). Diese geben bei der Erhitzung die Aromastoffe an das Lebensmittel ab. So wird in der Anmeldung DE 698 13 773 eine Verpackung mit einem für das Einkochen geeigneten Additivtransferfilm versehener Mehrschichtbeutel offenbart. Dieser kann in Temperaturbereichen unterhalb 100°C eingesetzt werden. Der Nachteil dieses Beutels besteht in seiner Unbrauchbarkeit in Temperaturbereichen über 180°C, die sowohl beim Braten als auch beim Grillen erreicht werden können. Die Anmeldung DE 697 14 414 offenbart eine aromatisierende Lebensmittelverpackung, welche die zumeist flüssigen Aromastoffe in einem abgeteilten Raum der Packung vom Lebensmittel trennt und diesem kurz vorm Verzehr oder der Zubereitung durch mechanisches Öffnen der Trennbarriere dem Lebensmittel zuführt. Ebenso wird dies in den Anmeldungen DE 696 16 765 und DE 695 08 893 vorgeschlagen, wobei alle drei von einem Kunststoff als Beutelwand ausgehen, der für hohe Temperaturen nicht geeignet ist. Der Nachteil besteht zum einen in der thermisch sensiblen Kunststoffverpackung zum anderen in der nachträglich zugeführten Aromamischung, die ein konstantes Abgeben des Aromastoffes an das Grill- bzw. das Bratgut nicht möglich macht. Die Anmeldung DE 691 15 798 offenbart eine stranggepresste thermoplastische Folie, bei der das Modfizierungsmittel beim Kochen in heißem Wasser mit Hilfe eines Fluidtransfers mit z. B. Kunststofftaschen durchgeführt wird. Auch hier gibt es keine Lösung für Temperaturbereiche weit über 100°C. Ebenso in der Anmeldung US 4784863, bei welcher ein „Cook-in-System” vorgestellt wird. Hier erfolgt das Freisetzen des Aromastoffes durch Kunstofffolien, die sich durch Hitze verformen und so den Aromastoff freisetzen. Auch hier ist keine hohe Temperaturbeständigkeit gegeben.
Von der Firma Sinituote Oy, Erkylän kartano 50, 05820 Hyvinkää wird in Europa und den USA ein Räucherbeutel aus Aluminiumfolie für den Backofen und Grill produziert und verkauft. In diesen sind Erlenholzspäne, Sirup und natürlicher Zucker eingebracht und geben ihr Aroma unkontrolliert an das zubereitete Lebensmittel ab. Dabei sind die Aromastoffe dem Beutel lose beigefügt. Dadurch ist keine gleichmäßige und kontrollierte Abgabe der Aromastoffe an das Lebensmittel während des Garvorgangs gewährleistet. Zudem können die lose in dem Beutel umherfallenden Würzmittel auch aus dem Beutel herausfallen bevor dieser zum Einsatz kommt. Zudem ist die Außenseite der Aluminiumfolie nicht geschwärzt, was die Garzeit beim Grillen und Braten im Ofen unnötig verlängert und eine Bräunung und Krustenbildung des Bratguts verhindert, da der Beutel wie ein Hitzeschild fungiert. Dieses Hitzeschild reflektiert die auftreffende Wärmestrahlung zum großen Teil und führt sie nicht dem Lebensmittel zu.
Es ist die Aufgabe der folgenden Erfindung, ein Aromabehältnis oder eine Aromafolie bereitzustellen, die sowohl bei Temperaturen über 180°C bis hin zu Grilltemperaturen von ca. 400°C eine kontinuierliche und gleichmäßige Abgabe der Aromastoffe an das mit ihr in Kontakt stehende Lebensmittel gewährleistet. Zudem soll durch die Erfindung der Absorptionsgrad der Wärmestrahlung stark erhöht werden. Die Wärmestrahlung tritt sowohl bei der Zubereitung im Ofen als auch beim Grillen auf und soll der aromagebenden Schicht und dem Lebensmittel zugeführt und effizient genutzt werden.
Diese Aufgaben sind durch das geschwärzte Aromabehältnis oder die Aromafolie aus Aluminium nach Anspruch 1 oder 2 sowie einem Verfahren Anspruch 4 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Aromabehältnis bereitgestellt, welches im Unterschied zu den zuvor erwähnten Behältnissen und Folien wie folgt zusammengestellt ist.

I. Einem metallenem Substratmaterial bevorzugt einer geschwärzten Aluminiumfolie mit einer Dicke zwischen 5 mu m bis 300 mu m, welches auf jeden Fall aber durch Hand zusammengefaltet werden kann.
II. Die Innenseite des Substratmaterials ist mit einer Transferschicht aus Aromastoffen und Gewürzen beschichtet, die für den beim Zubereiten auftretenden Temperaturbereich ausgelegt ist.
III. Die Außenseite des Substratmaterials ist mit einem Pigment, welches eine Emissivität ε > 0,56 besitzt. Dies kann ein schwarzes Pigment, wie zum Beispiel eine Kohlenstoffmodifikation wie Ruß FW200 (ε > 0,8) oder ein anorganisches Eisen-iI oder III- oxid (ε > 0,56) sein, um die Wärmeabsorptionsfähigkeit des Substratmaterials zu erhöhen. Aber auch ein weißes Pigment kann für manche Anwendungen sinnvoll sein. Zum Beispiel Titanoxid gemischt mit Kaliumsilikat (ε = 0,92) oder Zinkoxid gemischt mit Natriumsilikat (ε = 0,92).

Die Innenseite der Aromafolie ist die, welche mit dem zu bratenden Lebensmittel in Kontakt gebracht wird. Die Außenseite ist die Seite, die mit dem Grill oder Herd durch Wärmestrahlung erhitzt wird. Grundlage für die Definition der strahlungsphysikalischen Größen ist radiometrische Grundgesetz nach DIN 5031. Dabei wird die Emissivität bzw. der Emissionsgrad ε durch den Quotienten aus der spezifischen Ausstrahlung (temperaturabhängig) M(T) [Watt/m²] und der spezifischen Ausstrahlung M_SK(T) [Watt/m²] des schwarzen Strahlers bei einer absoluten Temperatur definiert. Äquivalente Definitionen gelten für die in DIN 5031 genannte spektrale spezifische Ausstrahlung Mλ. Der Emissionsgrad entspricht betragsmäßig dem Absorptionsgrad und ist aus diesem Grund ein geeignetes Maß, für die Absorptionsfähigkeit der für die Außenseite des erfindungsgemäßen Behältnisses verwendeten Pigmente. Die Emissivität eines idealen schwarzen Strahlers ist dabei 1. Des weiteren wird auf die Publikation Radiometric Properties of Isothermal Diffuse Wall Cavity Sources, Applied Optics, Vol. 13, page 2142, September 1974 hingewiesen. Eine Liste mit Angaben über Emissivitäten verschiedener Stoffe oder Pigmnente sind denangehängten Tabellen zu entnehmen. (Quellen: Electro Optical Industries, Inc.,859 Ward Drive, Santa Barbara CA93 11 und Thermographie in der Theorie und Praxis, Bernd Schindel 2004)
Einige bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aromabehältnisses oder der Aromafolie sind im Folgenden beschrieben.
Die Innenseite ist erfindungsgemäß mit einem Film aus Beta-Cyclodextrin Inklusionskomplexen, die die Aromastoffe in sich versiegeln, beschichtet, wie sie vor fast 30 Jahren in der Veröffentlichung DD 139 206 offenbart wurde. Dieses mikrokristalline Pulver kann vor der Trocknung aufgesprüht oder mit einem weiteren Polysaccharid auf die Aluminiumoberfläche aufgebracht werden. Dies kann durch Sprühen, Walzen, Drucken oder Tunken oder lebensmittelrechtlich einwandfreie und großtechnisch einsetzbare Verfahren geschehen. Die Beta-Cyclodextrine zersetzen sich und geben die eingeschlossenen Aromastoffe bei einer Temperatur von 200°C frei, was in idealer Weise für die vorherrschenden Temperaturen beim Grillen oder Braten im Ofen günstig ist. Ebenfalls eignen sich erfindungsgemäß alle dem Lebensmittelfachmann geläufigen und in der Lebensmittelchemie geeigneten polymeren Bindemittel (Di- bzw. Polysaccharide) wie z. B. Produkte der Firma Südstärke GmbH, Königslachener Weg 2A; 86529 Schrobenhausen (Germany): Amylex, Dextrin, Cyclodextrin Inklusionskomplexen, Kartoffelstärkesuperior, Aero-Myl. Auch jegliche Modifikation eines Lebensmittelfettes bzw. -öls, eine Gelatine und ein Protein sind einsetzbar.
Als weitere Additive zur ersten Schicht der Innenseite lassen sich je nach bevorzugtem Anwendungsgebiet des Aromabehältnisses oder -folien antimikrobielle Mittel sowie Duftstoffe und Chelatbildner zufügen. Die geeignete Abgabe der Würzen kann schon durch eine Schicht gewährleistet sein, da sich bei Verwendung von Öl oder Gelatine als Bindemittel diese durch Wärmezufuhr verflüssigen und so die Aromastoffe freigeben. Auch die Stärke ist wasserlöslich und kann durch den beim Garen auftretenden Wasserdampf ihre Würzen an das Lebensmittel abgeben. Auf diese erste Schicht der Innenseite kann eine weitere aufgebracht werden. Dadurch wird eine bessere Lagerfähigkeit und Hygiene erreicht. Die erste Schicht bleibt bis zur Verwendung versiegelt und wird durch die zweite Schicht vor Verunreinigung und Zersetzung geschützt. Die zweite Schicht kann aus wasserlöslichen thermoplastischen Polymeren (z. B. Polyolefin oder Polyamid) bestehen, wie sie auch in der Anmeldung DE 69 813 773 vorgeschlagen wird.
Eine weitere Ausführungsform der auf der Innenseite bzw. einer Seite des Aromabehältnisses bzw. Aromafolie aufgebrachten Schicht kann auch durch eine elektrolytisch-anodisch erzeugte feinporige Metalloxidschicht erfolgen, in deren 1 mu m bis 60 mu m großen Poren die Aroma- oder Geruchsstoffe aufgenommen werden und bei der Erhitzung an das Lebensmittel abgeben werden. Diese Art der Herstellung einer Trägersubstanz ist in dem 30 Jahre alten Patent DE 24 04 253 beschrieben und gerade bei Aluminiumfolie im Vergleich zur Kunststofffolie eine weitere gute Möglichkeit Aromastoffe mit einer Seite der Aluminiumfolie zu verbinden.
Die auf der Außenseite zur Anwendung kommende geschwärzte Aluminiumfolie ist ein guter Wärmeabsorber und gewährleistet einen kontinuierlichen Wärmetransport. Die Absorptionsfähigkeit angeschwärzter Alufolie ist für thermische Strahlung sehr gering. Beim Grillen (400°C) oder Braten im Ofen (200°C) verzeichnet man starke Verluste an Wärmestrahlung, da diese durch die Reflexion an der Metalloberfläche dem Garprozess verloren geht.
Hierfür ist ein geschwärztes Flächengebilde, offenbart im Patent DE 100 35 641 eine Lösung. Durch die Schwärzung einer Seite der Aluminiumfolie mit einer Kohlenstoffmodifikation und einem Silikon als Bindemittel (z. B. Einbrennen von Silikoftal non-stick, der Firma Tego-Chemie (Degussa) entsteht ein gut absorbierender Beutel, der die Wärmestrahlung aufnimmt und an das Lebensmittel weiterleitet.
Für hohe Temperaturbereiche lässt sich als Alternative das Bindemittel anwenden, welches in Anmeldung US 4439239 offenbart ist. Es besteht aus einer Mischung aus hydrolysefähigen Trialkoxysilanen und Dialkoxysilanen, Alkohol und Wasser. Das Ganze wird durch in einem ausreichend säurehaltigem Milieu im Bereieh pH 2.8 bis 6.0 zu einem Polymer. Mit diesem Bindemittel kann man den organischen Anteil reduzieren, was bei Temperaturen von 300–400°C wegen der Ausdünstung gesundheitsbedenklicher Stoffe von Vorteil sein kann. Zudem lässt sich eine Schwarzfärbung der Außenseite des Beutels auch durch das in der Anmeldung EP 1 484 372 offenbarte Beschichtungsmaterial erreichen (Ormosil). Hierzu zählen alle organisch-anorganischen Polymere, die aus Ormosil-Monomers verkettet werden. Hierzu zählen z. B. Tetraethylorthosilicate, die zu di- oder tri- oder tetrafunktionalen Siliziumalkoxide-Netzwerken mit Hilfe des Sol-Gel-Prozesses verbunden werden. Aber auch ein von der Fraunhofer-Gesellschaft zur Forderung der angewandten Forschung entwickeltes anorganische-organische Hybridmaterial, genannt Ormocer, karm für den jeweiligen Temperaturbereich, in welchem die Aromabehältnisse verwendet werden, eine mögliche Wahl des Bindemittels sein. Die Ormocer Hybridmaterialien sind in ihren Stoffeigenschaften eine Mischung aus Eigenschaften der Silikone, der organischen Polymere und der Glas, Keramik Materialien und lassen sich ebenfalls als Bindemittel zur Pigmentierung der Außenseite des Beutels bzw. der Aromafolie verwenden. Eine völlig bindemittelfreie Schwärzung des Aromabehältnisses oder der Aromafolie kann mit einem gesputterten Kohlenstofffilm EP 0 231 894 erreicht werden. Dabei wird die Kohlenstoffschicht durch einen reaktiven Zerstäubungsvorgang von der Graphit-Target-Elektrode abgelöst und auf der Aluminiumfolie abgeschieden. Zudem kann auch eine selektivabsorbierende Schicht durch das Kathodenzerstäubungsverfahren (Sputter-Verfahren) gemäß DE 20 107 732 oder DE 44 33 863 eingesetzt werden, um das Absorptionsvermögen des Aluminiumsubstrats zu erhöhen. Das Aromabehältnis ist bevorzugt als ein geschlossener Beutel oder auch als eine tiefergezogene Grillschale aus Aluminiumfolie ausgeführt. Dabei muss bei geschlossenen Behältnissen auf ausreichenden Druckausgleich zwischen Innen- und Außenbereich geachtet werden. Hierzu sollte die angebrachte Öffnung groß genug sein, um dies zu gewährleisten aber klein genug, um den Aromatisierungsprozess im Innern nicht zu stören.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur thermischen Behandlung und gleichzeitiger Aromatisierung von Lebensmitten bevorzugt in Temperaturbereichen über 180°C, wobei zwischen dem Lebensmittel und der Wärmequelle ein erfindungsgemäßes Behältnis angeordnet ist.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Aromabehältnisses bei der Zubereitung von Lebensmitteln vorzugsweise bei Temperaturen über 180°C.
Die vorausgegangen Beispiele und Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Aromabehältnisses, welches aus der Kombination einer schwarzen Außenschicht einer Aluminiumfolie als Substrat und einer Innenseite mit einer Aromamischung besteht, sollen dabei als Vorschläge und Beispiele zur möglichen Herstellung dienen und den Anspruch der Erfindung dabei nicht beschränken.
Tabelle von ausgewählten Materialien und deren Emissivität lt. DIN 5031: (Quelle: Electro Optical Industries, Inc., 859 Ward Drive, Santa Barbara CA93111)

Die folgende Auflistung von Emissivitäten verschiedener Materialien gibt ausschließlich ein Ausschnitt von möglichen Oberflächen an und ist aus vielen Quellen gesammelt. Diese sind nicht auf ihre lebensmittelrechtliche Anwendung untersucht und sollen nur einen Eindruck von der Verbesserung des Wärmeabsorptionsvermögens gegenüber naturbelassener Aluminiumfolie geben:

Materialien	Emissivität
Anodisiertes Aluminium
Schwarz	0.82
Blau	0.87
Braun	0.86

Metalloberflächen von Aluminium
Stark polierte Alufolie	0.039–0.057
Handelsübliche Alufolie	0.09
Stark oxidierte Oberfläche	0.20–0.31
Anodisiertes Aluminium
Schwarz	0.82
Blau	0.87
Braun	0.86

Schwarze Beschichtungen und Materialien
Anodisiertes Schwarz	0.88
Kohlenstoff
Filament	0.53
Matte Oberfläche	0.77
Lampenschwarz	0.84
Carbon Black Paint NS-7	0.88
EOI Mid-Temperature Black Coating (Up to 200°C)	0.965 ± 0.005
EOI High-Temperature Black Coating (Up to 1400°C)	0.93 ± 0.02
GSFC Black Silicate MS-94	0.89
GSFC Black Paint 313-1	0.86

Weiße Beschichtungen & Materialien
Barium Sulphate with Polyvinyl Alcohol	0.88
Biphenyl-White Solid	0.86
Dow Corning White Paint DC-007	0.88
Mautz White House Paint	0.90
3M-401 White Paint	0.91
Magnesium Oxide White Paint	0.90
Magnesium Oxide Aluminium Oxide Paint	0.92
Titanium Oxide White Paint with Methyl Silicone	0.90
Titanium Oxide White Paint with Potasium Silicate	0.92
Zinc Orthotitanate with Potassium Silicate	0.92
Zinc Oxide with Sodium Silicate	0.92
Zirconium Oxide with 650 Glass Resin	0.88

Claims

Aromabehältnis oder Aromafolie aus Aluminium für einen Temperaturbereich über 180°C dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Behältnisses bzw. der Folie eine Aroma- oder Gewürzmischung in einem Ein- oder Mehrschichtverfahren aufgetragen ist, wobei die mindestens eine erste Schicht ein Bindemittel bestehend aus einer Modifikation eines Lebensmittelfettes und/oder -öls oder einer Gelatine oder eines Proteins oder eines Di- bzw. Polysaccharides enthält, welche die Aromastoffe in sich versiegelt und diese durch Wärmezufuhr oder bei Kontakt mit Feuchtigkeit freigibt, und die Außenseite mit einem Pigment oder Pigmentmischung gefärbt ist, welche eine Emissivität ε > 0,56 besitzt, um die Wärmeabsorption zu erhöhen.
Aromabehältnis oder Aromafolie aus Aluminium für einen Temperaturbereich über 180°C dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite des Behältnisses bzw. der Folie eine Aroma- oder Gewürzmischung in einem Ein- oder Mehrschichtverfahren aufgetragen ist, wobei die mindestens eine erste Schicht Beta-Cyclodextrin Inklusionskomplexe enthält, welche die Aromastoffe in sich versiegeln und diese durch Wärmezufuhr oder bei Kontakt mit Feuchtigkeit freigeben, und die Außenseite mit einem Pigment oder Pigmentmischung gefärbt ist, welche eine Emissivität ε > 0,56 besitzt, um die Wärmeabsorption zu erhöhen.
Aromabehältnis oder Aromafolie aus Aluminium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigment oder die Pigmentmischung auf der bevorzugt schwarzen Außenseite des Beutels ausgewählt ist aus einer Gruppe bestehend aus: (a) Alkoxysilanen (b) Poly- und Polyorganosiloxanen (c) Orrnocer oder Ormosil
Verfahren zur thermischen Behandlung und gleichzeitigen Aromatisierung von Lebensmitteln mit einem Aromabehältnis oder einer Aromafolie hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verwendung eines Aromabehältnisses oder einer Aromafolie nach einem der vorhergehenden Ansprüche.