DE2820081C3

DE2820081C3 - Verfahren zur Herstellung von aromatisierten Zuckern und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2820081C3
Application number: DE2820081A
Authority: DE
Inventors: Ernst Adolf Dr.-Ing. 7504 Weingarten Niediek
Original assignee: Individual
Current assignee: Meggle Milchindustrie GmbH and Co KG
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1978-05-08
Publication date: 1981-03-19
Also published as: CH643440A5; NL7903306A; JPS5940427B2; DE2820081B2; DE2820081A1; JPS54145607A

Description

Es ist bekannt, daß Zucker als Trägersubstanzen für Aromatstoffe. wit Gewürzmischungen und Aromamischungen verwendet werden. So wird handelsüblicher Milchzucker, der üblicherweise als «/-Hydrat vorliegt, in der Lebensmittelindustrie als Aromaver stärker eingeset/l Auch andere Zucker werden hier/u verwendet. Lactose wird jedoch zumeist bevorzugt aufgrund ihrer relativ geringen Süße und Schwerlöslichkeit Man nimmt an. daß die Aromastoffe adsorptiv an der Oberfläche oder an aktiven Stellen der Oberflache gebunden vorliegen

Viele Zucker, insbesondere auch Milchzucker, sind in Anhydridform, also in wasserfreier Form, hygroskopisch. Sie ziehen Wasser aus der Atmosphäre an und gehen dabei in Hydrate über.

Bekannt ist bereits ein Verfahren, bei dem das Kristallwasser der Lactose durch Erhitzen ausgetrieben und das erhaltene Lactoseanhydrid mit Äthanol als chemisches Analogon zu Wasser und ggf. Aromastoffen gemischt wird (CA-PS 868 294). Man erhält hierbei einen alkoholhaltigen Feststoff.

Aus der DE-AS 1 171717 ist ein Verfahren bekannt, bei dem kristalline aromatisierte Zuckeragglomerate hergestellt werden. Bei diesem Verfahren wird der Aromastoff in die Schmelze eines kristallinen Zuckerantesls eingebracht und durch Mischen mit einem unbehandelten Zuckeranteil durch Agglomerisation auf dessen Oberfläche aufgebracht. Dies führt zu keiner Sorption des Aromastoffs auf den Zucker und auch zu keinem homogenen aromatisierten Endprodukt.

Nach einem andeien, aus der DE-AS 12^9994 bekannten Verfahren wird der Aromastoff in ein erhitztes, flüssiges, zuckerreiches Gemisch eingerührt und mit Hilfe von Zusatzstoffen emulgiert. Dieses Gemisch wird danach abgekühlt und dann zerkleinert. Hierbei findet ebenfalls keine Sorption des Aromastoffes an den amorphen Zucker statt.

Nach einem weiteren, aus der DE-AS 1692 376 bekannten Verfahren werden Zucker, Aromastoffe und Säuren, wie Fettsäuren, Zitronensäure, Weinsäure oder Milchsäure, zu einem Aromastoffzuckerkonzentrat gelöst, und dieses Zuckerkonzentrat dann mit der Hauptmenge des Zuckers vermengt. Es findet nach dem hier beschriebenen Verfahren wiederum eine Agglomerisation, aber keine Sorption des Aromastoffs an einen amorphen Zucker statt.

Schließlich wird in der DE-AS 2 251661 ein Verfahren beschrieben, bei dem die Herstellung eines Aromapulvers djrch Einbringen des Aromastoffs in eine wäßrige Lösung aus Getreidefeststoffen mit maximal 20% Dextroseanteil und Saccharose. Diese Masse wird mit Hilfe von Emulgatoren in Schmelze gebracht, extrudiert, mit Lösungsmitteln versetzt, zentrifugiert und getrocknet. Das Produkt dieses Verfahrens ist kein aromatisierter Zucker als solcher.

Ein Nachteil der bisher verwendeten Zucker als Aromaträger liegt darin, daß nach den bisherigen Methoden nur geringe Mengen an flüchtigen Aromastoffen gebunden werden. Weiter ist die Adsorption der Aromastoffe an den Zuckern nur in begrenztem Ausmaß steuerbar, weil Adsorption und Desorption vom jeweiligen Dampfdruck einer Substanz im umgebenden Gasraum abhäng-ς sind, so daß eine einmal adsorbierte Menge auch sehr schnell wieder abgegeben werden kann, was die Brauchbarkeit beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahre' /u schaffen, welches diese Nachteile ganz oder teilweise beseitigt und zu einem aromastoff haltigen Zuckerprodukt führt, welches größere Mengen an Aromastoffen aufweist, als sie bisher erzielbar waren und eine bessere Haltbarkeit bezüglich des Aromagehalte¹- besitzt.

Gegenstand der F-.rfiiulung sind daher die in den vorstehenden Patentansprüchen I his ft aufgezeigten Verfahren zur Herstellung von aromatisierten Zukkern sowie deren Verwendungen in Anspruch 7.

Bevorzugt unter den Disaccaridcn wird die Lactose.

I nter »amorph« wird der niehtkristallisierte Zustand im üblichen Sinne verstanden, der insbesondere kristallographisch nachweisbar ist. Amorphe /ucker zeigen eine diskontinuierliche Wasseradsorption, d.h. die Sorhtionsisotherme weist einen Knick auf und die Sorntions-Zeitkurve besitzt ein Maximum, wie in der Figur der Zeichnung dargestellt. Amorphe Zucker im Sinne der Erfindung sind daher solche, bei denen die obigen Merkmale auftreten. Der amorphe Zustand schließt auch wasserhaltigen Zucker ein, d. h. soweit sie durch den auf der Sorbtions-Zcitkurve links des Maximums befindlichen Ast gekennzeichnet sind.

Bevorzugt werden im Rahmen der Erfindung Zukker verwendet, deren amorpher Anteil wenigstens 5

Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zuckerinenge, beträgt. Vollständig amorphe Zucker sind gewöhnlich nur über Laborversuche zugänglich, da der amorphe Zucker relativ rasch rekristallisiert, insbesondere unter dem Einfluß von atmosphärischer Feuchtigkeit.

Der Erfindung liegt die überraschende Feststellung zugrunde, daß im obigen Sinne amorphe Zucker wesentlich größere Mengen an Aromastoffer» zu binden vermögen, als bisher verwendete Zucker und die Aromastoffe auch besser an sich binden, so daß die Beständigkeit erhöht ist.

Die Herstellung von getrocknetem amorphen Zukker ist bekannt. Beispiele für geeignete Methoden sind die Gefriertrocknung aus der Lösung oder Sprühtrocknung aus der Lösung unter geeigneten Temperatur-Zeit-Bedingungen.

Wesentlich für die Erfindung ist, daß der Zucker im amorphen Zustand mit dem Aromastoff versetzt wird. Man kann den Zucker auch unmittelbar bei Entstehung des amorphen Zustands. ohne dessen isolierung, mit Aroma beaufschlagen. Wesentlich ist es, daß die Oberfläche des Zuckers im amorphen Zustand vorliegt.

Aromastoffe im Sinne der Erfindung sind die üblicherweise so bezeichneten Substanzen, also wohlschmeckende oder wohlriechende, natürliche oder synthetische Stoffe und Stoffgemische, die beispielsweise zu Backzwecken, Speiseeis oder Likörbereitung dienen können. Typische Beispiele hierfür sind ätherische öle und Essenzen. Der aromatische Charakter derartiger Stoffgemische beruht vielfach auf einem Gehalt an Terpenen, Ketonen, Phenoläthern und Estern.

Die beim erfindungsgemäßen Verfahren gebundene Aromamenge ist abhängig einerseits von der Art des verwendeten Aromas und andererseits son der Art und Qualität des verwendeten amorphen Zuckers. Unter Qualität ist dabei der Gehalt an amorphen Bestandteilen zu verstehen.

Wesentlich für das Verfahren ist es. daß der amorphe Zucker, wenn er in das Verfahren der Erfindung eingesetzt wird, tatsachlich noch im oben definierten Sinne amorph ist und nicht bereits rekristallisierte. Armophc Zucker können nämlich auch durch Temperieren im trockenen Raum rekristallisieren. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Lactose.

Durch die Erfindung wird es möglich, die Aromaadsorption über die Menge und Dauer der Beaufschlagung des als Tmper verwendeten amorphen Zukkeranhydrids zu steuern, beispielsweise durch Regelung des Dampfdrucks. Dabei wird der Aromastoff im stärkeren Maße gebunden als bei den bekannten Verfahren. Diese stärkere Bindung führt jedoch nicht zu einer Beeinträchtigung der Natur des Aromas und seiner Wirkung. Die beim erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Aroma-Zuckerkombination ist in bezug auf die Aromaintensitäl gut haltbar. Eine Desorption findet unter den praktischen Bedingungen der Lagerung nur im beschränkten Ma(V- statt.

Das nach dem erfindungsgemaßen Verfahren erhältliche Produkt eignet sich daher insbesondere für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, beispielsweise Gewürzindustrie, Aromaindustrie, bei Süßwaren und Schokolade. Aus der Beständigkeit des Aromakonzentrates gegenüber mäßigen Erhitzungscinflüssen ergibt sich eine verbesserte technologische Handhabbarkeit ohne Beeinträchtigung oder Verlust des Aromas. Beispielsweise gilt dies für den üblichen Instamisierungsprozeß, der aus einer Dampfbraufschlagung und Nachtrocknung besteht und der bei den bisher bekannten Aromatisierungs-Methoden zu erheblichen Aromaverlusten führte. Das Verfahren eignet sich auch gut zur Kombination mit bestimmten Verfahrensstufen der Zuckerherstellung, bei welche. > der Zucker in amorphem Zustand anfällt, so daß hier das erfindungsgemäße Verfahren direkt durch Beaufschlagen mit den Aromastoffen angefügt werden kann, gegebenenfalls ohne die Isolierung des Zuckers im (teilweise) amorphen Zustand.

Der erfindungsgemäß zu behandelnde Zucker muß also nicht isoliert und dann aromatisiert werden. Dazu werden Aromastoffe und amorpher Zucker in das Produkt getrennt eingebracht. Die Aromasorption des Zuckers erfolgt also nicht unbedingt über die Gasphase, sondern sie kann auch über e-ne den Zucker umgebende Flüssigphase, wie sie 7. B. im Produkt vorliegen könnte, ablaufen.

Das erfindungsgemäße Verfaß.;en liefert insbesondere bei der Herstellung von Vanillmzucker ein Produkt von erheb!ich verbesserter Qualität. Denn bringt man Vanillin, wie bisher üblich, nur oberflächlich auf den Zucker auf, so treten bei der Lagerung durch den hoh.ii Sublimationsdruck des Vanillins große Aromaverluste auf, die durch eine höhere Anfangskonzentration ausgeglichen werden müssen. Stellt man den Vanillinzucker aber erfindungsgemäß her - also sorbiert man Vanillin an amorphen Zucker -, so treten diese hohen Aromaverluste nicht auf. Man muß Vanillin daher nur noch in der in der Endkonzentration gewünschten Menge einsetzen.

Die erfindungsgemäß aromatisierten amorh'.-n Zucker bedeuten eine erhebliche Verbesserung in der Handhabung, für den Handel und für den Versand. Amorphe Zuckei sind gewohnlich so extrem hygroskopisch, daß si..- bisher nut mit aufwendiger, wasserdampfdichter Verpackung gehandelt werden konnten Sorbiert man aber erfindungsgemäß von der Verwendung her zulässige Substanzen auf amorphen Zucker, so verschwindet die starke Hygroskopizität. Die erfindungsgemaßen Zucker sind also wesentlich einfacher und kostengünstiger zu handhaben.

Üblicherweise kommen Aromastoffe in auf Trägersubstanzen aufgetragener Form in den Handel. Die erfindungsgemäßen Produkte stellen für viele Aromastoffe eine geeignetere Möglichkeit der Handhabung und der Anwendung in Produkten dar: Der erfindungsgemäß behandelte Zucker bietet bei Anwendung in den verschiedensten Produkten den Vorteil, daß durch die Einlagerung des Aromastoffes in den Zucker dieses Aroma vor Reaktionen nut anderen Intl.. !t^'offcn iles Produktes geschützt ist und dadurch die bekannten negativen Veränderungen, wie ζ. Β Altermigserschjiniingcn. ausbleiben Y.':n besonders geeigneter Zucker für das crfindungspcmiißc Verfahren stellt amorphe Lactose dar. denn sie ist im Vergleich zu anderen /uckern wesentlich leichter und billiger herzustellen

Die crfindungsgemaß aromatisierten £ueker lass.cn sich z. B. bei der Herstellung von Instantgetränkepulvern verwenden. Instantgetränkepulver werden üblicherweise durch Befeuchten, Trocknen und Granulieren hergestellt Der übliche Befeuchtungs- und Trocknungsprozeli bedingt aber größere Aromavcrluste, die dadurch zu vermeiden sind, daß man den erfindungsgemäß aromatisierten Zucker uir dem Instantisierungsprozeß anstelle der getrennten Zugabe

von Zucker und Aromastoff verwendet Das erfindungsgemäße Produkt hat kaum Aromaverluste hei der Herstellung, da das Aroma an den Zucker gebunden bleibt. Dadurch können bedeutende Einsparungen und eine erheblich verbesserte Wirtschaftlichkeit erzielt werden, denn die Aromastoffe stellen die teuerste Komponente der Getränkemisehungen dar. Rezepturen von Instantgetränkcpulvcrn mit einem Gehalt an erfindungsgemäß aromatisieren! Zucker findet sich in den Beispielen 4 und 5.

Die Erfindungsgemäß aromatisierten Zucker können aber auch zur Herstellung von Fettglasurmassen. Füllmassen für Schokoladen und Sehokoladeersatzprodukten eingesetzt werden. Hierunter werden üblicherweise Zucker- und Fettgemische verstanden. Der hohe Ziickeranteil in diesen Massen hat normalerweise die Aufgabe eines Füllstoffes, und eine Zugabe des Aroinastoffes in die Fettmasse aromatisiert diese Fettmasse nicht, denn der typische, oft unangenehm schmeckende /uckergeschmack bleibt im Produkt voll erhalten. Ersetzt man aber den normalen Zuckeranteil in diesen Produkten ganz oder teilweise durch einen erfindungsgemäß hergestellten Zucker, so wird eine deutliche Verbesserung und Intensivierung des Aromaserreicht. Die Rezeptur für eine Fettglasur mit einem Gehalt an einem erfindungsgemiiß aromatisierten Zucker findet sich in Beispiel (·>.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel la

Herstellung um Lactose in vollständig amorphei Form

Eine I2'rige Lösung von Lactose in dest. Wasser wird in flüssigen Stickstoff getropft. Die 3 bis 4 mm großen gefrorenen Tropfen unterwirft man der Gefriertrocknung hei Drücken unter 1.33 Pa und bei Raumtemperatur. Man führt die Trocknung bis zur Gewichtskonstanz durch. (Zur Ermittlung der Gewichtskonstanz befindet sich in der Gcfriertrocknungsapparatur eine V. aage, auf der das Trocknungsgut sieh befindet.) Es entstehen weiße poröse Kugeln weiche unter Feuchtigkeitsahschluß gelagert werden.

Beispiel lh

In eine-m Exsikkator wird bei JO C" Aromastoff, handelsübliche Lactose und gemäß Beispiel I a hergestellte Lactose gegeben. Die Aromasorption beider Lactoseproben wird mittels Wägung über ein bestimmtes Zeitintervall gemessen.

Die handelsübliche Lactose weist für die untersuchten Aromastoffe sorhierte Mengen von rund D.l'Y auf.

Die Mengen an adsorbiertem Aromastoff in Lactose gemäß Beispiel I a sind aas der folgenden Tabelle ersichtlich:

Tabelle 1

Aromastoff	Zeit (Tage)	10	20	30
(Sättigungs		6.3%	11,0%-	—
dampfdruck		5.0	6.0	11,0%
bei 20^c C)	2.5	2.5	4,5	—
Diäthylketon	4.0^	—	—	21,0
Menthol	3,6
Vamilin	1.0
Aceton	—

digkeit wurde jedoch gering.

Versuch zu Beispiel I b
Desorptions\ ersuche bei Zimmertemperatur

Lactose gemäß Beispiel 1 a wurde mit Aceton gesättigt (Sättigungsmenge 20% bezogen auf Lactose). Dieses Sättigungspräparat wurde einer Luftatmosphäre von 2% relativer Feuchte ausgesetzt. Die Acetonmenge sank innerhalb einer Stunde auf einen konstantbleibendcn Wert von 12%.

Der gleiche Versuch wurde mit feuchter Luft (62% relative Feuchte) durchgeführt. Dabei sank innerhalb einer Stunde der Acetongehalt auf einen konstanten Wert von 10%, bezogen auf die Lactosemcnge. Aus diesem Versuch geht hervor, daß der flüchtige Stoff durch den in der Uingchuiigsluft enthaltenen Wasserdampf nicht verdrängt wird, wie dies aus der hohen Hygroskopizität des Produktes zu erwarten wäre, überraschenderweise blockierten die adsorbierten Aromastoffe bei den aromatisieren i.aeioseproiicn eine merkliche Wasseraufnahme.

Beispiel 2

Die amorphe Saccharose wurde analog Beispiel 1 a hergestellt. Die Sorptionstechnik erfolgte entspre ehend Beispiel 1 h. wobei Saccharose folgende Aromamengen sorbierte.

Tabelle 2

Aromastoff	Maximal	Zeit für die
(Sättigungsdampfdruck	sorbierte	Einstellung
hei 20 C)	Aroma-	der maxima
	menge	len Sorption
	(Gew.-%)	(Stunden)
Essigsäurephenvtester	4.5	«0
Diäthvlkcton	3.0	20
Isopropenvlacetat	4.0	30
Campher	6.0	120
Vanillin	5.5	120
Guajakol	4.0	100
Menthol	6.5	400

Die Unterschiede in der Sorptionsdauer (bis zur maximalen Sorptionsmenge) und die Größe der maximalen Sorption sind abhängig vom Dampfdruck des Aromastoffes und der Temperatur der Saccharose. Die Sorptionskinetik wird durch Korngröße und Struktur des amorphen Zuckers bestimmt. Mit abnehmender Saccharosetemperatur steigt die sorbierte Aromamenge, wie Tabelle 3 zeigt. Dies gilt auch für Beispiele 1 und 3.

Tabelle 3

Vanillinsorption bei einer konstanten relativ kurzen Sorptionszeit:

Temperatur	Sorbierte Aromamenge
(⁰C)	(Gew.-%)
50	0.08
40	0.15
30	0,35
20	0,65
0	1,1

tin Sorptionsmaximum war nach den angegebenen Zeiten noch nicht erreicht. Die Sorptionsgeschwin-Im Gegensatz zur Lactose gibt die Saccharose wieder größere Mengen Aromastoff ab, wenn der jewei-

lige, für den Aromastoff spezifische Gleichgewichtssorptionswert überschritten wird. Der Gleichgewichtssorption?wert ist gleich der Maximalwert.

Beispiel 3

in an sich bekannter Weise hergestellte amorphe Oluc"ose wurde in extrem trockener Umgebung den Dämpfen von Aromastoffen ausgesetzt. Tabelle 4 gibt die Aromasorption bei 20° C an, bei der jedoch noch ein Gleichgewicht erreicht wurde. Die Endwerte wurden aus dem linearen Anstieg über die gesamte Versuchszeit ermittelt.

	Tabelle 4	Sorbierte Aromamenge (Gew.-%)
Aromastoff (Sättigungs dampfdruck bei 20° C)	Zeit (Tage)	0,45 0,8
Aceton Diäthylketon	(N (N

40-50 Gew.-

10-20 Gew.-

Beispiel 4
Rezeptur für ein Milchfruchtgetränk

Zur Herstellung des Getränkes wird das folgende pulverförmige Gemisch in kaltes Wasser eingerührt,

Milchfruchtpulver:

20-45 Gew.-% Milchpulver

Zucker, davon 10-20 Gew.-% erfindungsgemäß aromatisierter
Saccharose

Fruchtpulver, dessen Gehalt bei Zugabe eines erfindungsgemäß aromatisierten Zuckers auf ca. 10 Gew.-% herabgesetzt werden kann.

Beispiel 5

Rezeptur eines Kakaogetränkes
_Zur Herstellung des Getränkes wird das folgende pulverförmige Gemisch in Milch eingerührt,

Milchkakaopulver:

20Gew.-% Kakaopulver

Gew.-% Zucker, davon 10-20 Gew.-% er-

imuUrigSgcffläij ärümäiiSiciici LaC-tose
Gew.-% übliche Additive

Beispiel 6
Rezeptur einer Fettglasur

45-50 Gew.-% Zucker, davon bis zu 10 Gew.-% erfindungesgemäß aromatisierter Glucose

34-40 Gew.-% Fett

10-20 Gew.-% Kakaopulver

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von aromatisierten Zuckern durch Behandlung von wasserfreien oder gegebenenfalls wasserhaltigen Zuckern mit einem Aromastoff oder Aromastoffgemisch, dadurch gekennzeichnet, daß man als Zucker Mono- oder Disaccharide im amorphen Zustand einsetzt, wobei amorphe Zucker im Sinne der Erfindung solche sind, die eine diskontinuierliche Wasseradsorption zeigen, bei denen also die Sorptionsisotherme einen Knick aufweist und die Sorptions-Zeit-Kurve ein Maximum besitzt, und wobei der amorphe Zustand auch wasserhaltige Zucker einschließt, soweit sie durch den auf der Sorptions-Zeit-Kurve links des Maximums befindlichen Ast gekennzeichnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen amorphen Zucker mit dampfförmigem oder flüssigem Aromastoff bzw. Aromastoff gemisch behandelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Zucker ohne vorherige Isolierung im amorphen Zustand mit dem Aromastoff behandelt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man amorphe Lactose als Zucker verwendet.

5. Ve'fahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man amorphe, gefriergetrocknete Lactose als Zucker verwendet.

6. Verfahren nach Anspiuch4, dadurch gekennzeichnet, daß man ai..orphe, sprühgetrocknete Lactose als Zucker verwendet.

7. Verwendung eines nach einem der vorhergehenden Ansprüche erhaltenen aromatisierten amorphen Zuckers zur Herstellung von Nahrungsund Genußmitteln.