DE60018128T2 - Verfahren zur Herstellung von agglomerierten, walzengetrockneten Obst- oder Gemüseflocken - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Flocken-Agglomerate mit breiartiger Beschaffenheit nach Rekonstitution. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Trockenprodukten, die unter Verwendung kalter und heißer wässeriger Flüssigkeiten zur Bildung von Fruchtbreien und Gemüsebreien rekonstituiert werden können.
• Das Walzentrocknen von Stärken und von Gemüsepürees oder Fruchtpürees ist eine Trocknungs-Technologie, die seit langem bekannt ist. Die Stärkepasten usw. werden in einer dünnen Schicht auf eine heiße, sich langsam drehende Walze aufgetragen. Der Film, welcher auf diese Weise erzeugt wird und der am Schluss trocken ist, wird von der Walze kurz vor der Auftragungsstelle der nassen Produkte abgenommen und zur Bildung von Flocken zerkleinert. Die resultierenden Flocken sind nicht nur trocken und haben so eine verbesserte Haltbarkeit im Vergleich zu den wasserhältigen, im Allgemeinen leicht verderblichen Ausgangsprodukten, sondern das thermische Kochen auf der heißen Walze hat beispielsweise auch eine Verkleisterung der Stärken bewirkt. Mittels Walzentrocknung erzeugte Produkte quellen daher in wässerigen Flüssigkeiten oder sind manchmal sogar löslich darin (der Ausdruck „quellende Stärken" für kaltquellende Stärken ergibt sich aus der Anwendung dieser Technologie).
• Typisch für Walzen-getrocknete Produkte ist die Flockenform, die sich aus der Zerkleinerung des Films ergibt, welche Flockenform sogar bei sehr starker Zerkleinerung noch unter dem Mikroskop erkennbar ist. Die Flocken können jede beliebige Größe in den beiden durch die Film-Ebene vorgegebenen Richtungen haben, welche alleine vom Grad der Zerkleinerung abhängt. Dagegen ist die Ausdehnung in die dritte Dimension eindeutig von der Filmdicke, die auf der Walze möglich ist, vorbestimmt und liegt im Allgemeinen zwischen 0,3 und 0,7 mm, wobei der letztere Wert im Allgemeinen bereits ein doppeltes Auftragen erfordert.
• Auf Grund dieser charakteristischen Flockenform unterscheiden sich Walzen-Produkte von anderen Trocknungsverfahren, bei welchen es hinsichtlich der dritten Dimension keine Einschränkung gibt. Im Allgemeinen können z.B. beim Luftzirkulationstrocknen und Gefriertrocknen zumindest im Prinzip Produkte erhalten werden, die in alle Dimensionen beliebig ausgedehnt sein können. Sogar die Sprühtrocknung ergibt ein kugel förmiges Produkt, das in alle drei Dimensionen gleichermaßen ausgedehnt ist, obwohl nur sehr kleine Teilchen erhalten werden.
• Daher hat es nicht an Versuchen gemangelt, Flockenprodukten eine dritte Dimension zu verleihen. Auf Grund der schlechteren Wärmeübertragung im Fall dickerer Filme und somit einer unzureichenden Trocknung auf der einen Seite und einer übermäßigen Trocknung oder sogar einem Verbrennen auf der auf der Walze aufliegenden Seite infolge der Empfindlichkeit vieler Nahrungsmittel gegenüber hohen Temperaturen wurde dies bisher unter Verwendung der Walzentrocknung nicht erreicht.
• Im Falle von stark zuckerhältigen Produkten, wie Fruchtbreien, kann der heiße Film, der auf Grund des hohen Zuckergehalts plastisch ist, durch geeignete Vorrichtungen während des Abnehmens von der Walze zusammen geschoben werden, und auf diese Weise wird nach dem Verfestigen ein Produkt mit einer Dicke von etwa 2–3 mm infolge der Faltung in die dritte Dimension erhalten. Was die Struktur und das Aussehen betrifft, so sind Produkte dieser Art eher mit Schaum-getrockneten Produkten als mit Flocken vergleichbar.
• Weiters ist dies ein Verfahren, welches das Aussehen verändert, jedoch nicht die physikalischen Eigenschaften, d.h. die Löslichkeit, Quellbarkeit usw.
• Es besteht nun jedoch ein Bedarf, nicht nur die Entwicklung der Flocken in Richtung einer dritten Dimension zu verändern, sondern gleichzeitig auch ihre physikalischen Eigenschaften. Dies deshalb, weil Flockenprodukte infolge ihrer geringen Dicke nicht nur eine geringe mechanische Festigkeit aufweisen, was beispielsweise zu ihrem leichten Zerfallen bei Mischverfahren führt. Auch in wässerigen Flüssigkeiten lösen sich Flocken im Allgemeinen rasch auf, d.h., die Teilchen, die im Film während des Trocknens aneinander klebten, zerfallen rasch, was im Falle von Kartoffelpüree-Produkten, die ebenfalls durch Walzentrocknung erzeugt werden, ein Vorteil ist, weil dann die einzelnen Kartoffelzellen erhalten werden, die für Kartoffelpüree mit einer guten Konsistenz (nicht klebrig) typisch sind.
• Dagegen ist jedoch bei vielen Produkten ein solches Zerfallen der Flocken nicht erwünscht, sondern es wird eine sogenannte breiartige Struktur erstrebt. Diese soll nicht nur nach der Rehydration in kalten Flüssigkeiten vorliegen, sondern insbesondere auch nach der Rehydration in heißen Flüssigkeiten.
• Die Herstellung solcher Produkte, die nach einer Rehydration in heißen Flüssigkeiten eine breiartige Struktur haben, ist in den Patenten DE 29 38 596 und DE 35 06 513 beschrieben.
• Gemäß dem Verfahren der DE 29 38 596 wird der Frucht- oder Gemüse-Anteil mit Stärke und – sofern passend – mit anderen Zusätzen gemischt und vor, während oder nach dem Mischen zumindest teilweise auf an sich bekannte Weise durch Verkleisterung, Gefrieren, Trocknen und – sofern passend – Zerkleinern in einen Stärke-Schwamm mit einer Korngröße von 125 μm bis 2 cm übergeführt.
• Beim Verfahren der DE 35 06 513 wird der Frucht- oder Gemüse-Anteil ebenfalls mit externer Stärke und – sofern passend – mit anderen Zusätzen gemischt, wobei als externe Stärke mindestens teilweise Leguminosen-Stärke verwendet wird, die vor, während oder nach dem Mischen zumindest teilweise durch Verkleisterung unter sanften Bedingungen und Trocknen und auch – sofern passend – durch Zerkleinerung in ein Trockenprodukt mit einer Teilchengröße von 0,1 bis 10 mm übergeführt wird. Bei diesem Verfahren können die Rekonstitutions-Eigenschaften durch etwas, das man Konditionieren nennt, d.h. eine Hitze-Feuchtigkeitsbehandlung nach dem Trocknen, verbessert werden. Bei Verwendung der Walzentrocknung folgt dieses Konditionieren vorteilhaft unmittelbar nach dem tatsächlichen Walzentrocknungs-Prozess.
• Bei beiden Verfahren werden insbesondere Trockentomaten-Produkte erzeugt, die nicht nur eine breiartige Struktur sondern auch eine gewisse Kochfestigkeit aufweisen.
• Der mit dem Verfahren von DE 29 38 596 erhaltene Stärkeschwamm kann infolge seiner hohen Porosität leicht getrocknet werden. Die von einem solchen Produkt zu fordernden Eigenschaften, das heißt, eine ausreichende Ausdehnung in allen drei Dimensionen, werden während der Gefriertrocknung oder Luftzirkulationstrocknung durch die größere Schichtdicke, die bei diesem Verfahren möglich ist, gewährleistet. Die verbesserte Stabilität nach der Hydratisierung ergibt sich aus der Retrogradation der Stärke, die während des Gefrierens und Wiederauftauens erreicht wird. Retrogradierte Stärke zerfällt nicht so leicht in heißen Flüssigkeiten, ist aber nur begrenzt kochfest.
• Beim Verfahren der DE 35 06 513 wird die erforderliche breiartige Beschaffenheit durch die Verwendung einer Spezialstärke, d.h. Erbsenstärke, erreicht, die aufgrund ihres höheren Amylose-Gehalts unter geeigneten Bedingungen eine stärkere Retrogradation erfährt, sobald sie sich auf der Walze befindet, so dass eine Flocke erhalten wird, die ebenfalls nicht in heißen Flüssigkeiten zerfällt und die gewünschte Breiigkeit aufweist. Was dieser Flocke jedoch noch immer fehlt ist ihre Ausdehnung in der dritten Dimension, was eine noch bessere Breiigkeit bedeuten würde.
• Der wesentliche Vorteil des in der DE 35 06 513 beschriebenen Verfahrens sind die Produktionskosten, die um etwa 50% niedriger sind, indem die Walzentrocknung anstelle der Schwammtechnik verwendet wird. Die Flockenproduktion unter Verwendung der Walzentrocknung ist ein höchstens zweistufiges Verfahren (Trocknung, Flockung), wogegen bei Verwendung der Schwammtechnik mindestens 4–5 Verfahrensschritte notwendig sind (Gefrieren, Konditionieren, Auftauen, Wasserentfernen, Trocknen, Zerkleinern).
• Ein bewährtes Verfahren, welches besonders im Fall feiner Pulver verwendet wird, um die Teilchengrößen zu steigern, insbesondere in allen drei Dimensionen, ist der Agglomerationsprozess, welcher im Fall von Flockenprodukten angesichts der allgemein geringen mechanischen Festigkeit schwieriger anzuwenden ist, jedoch immer verwendet werden kann. Obwohl eine Agglomeration dieser Art im Grunde einen weiteren Verfahrensschritt darstellt, bedeutet er – indem er direkt auf die Flockung, d.h. die Zerkleinerung des Films, die auf jeden Fall notwendig ist folgt – keine wesentliche Komplikation des Verfahrens. Das nachfolgende Vergleichsbeispiel 1 zeigt, dass sehr ansehnliche Teilchen, die eine Ausdehnung in allen drei Dimensionen aufweisen, aus einer leichten, grob-porösen Struktur auf diese Weise erhalten werden. Leider zerfallen diese Teilchen sehr rasch, was man im Falle agglomerierter Produkte im Zusammenhang mit einer guten Dispergierbarkeit im Allgemeinen auch anstrebt, genauer gesagt, sobald sie in kalten wässerigen Flüssigkeiten sind (der Kochrückstand ist entsprechend gering, 68–75 g).
• Die US-Patente 3,443,964, 3,579,341 und 3,650,770 beschreiben die Herstellung von Nahrungsmittelprodukten mit einer breiartigen Beschaffenheit durch Beimengung von verkleisterten, Amylose-hältigen Stärkeprodukten. Diese Patente, die Verfahren offenbaren, welche sich vom erfindungsgemäßen Verfahren unterscheiden, zeigen jedoch den Bedarf an solchen breiartigen Produkten, und es besteht weiterhin auch jetzt ein Bedarf zur – insbesondere preisgünstigen – Herstellung von Produkten, die selbst nach Rehydration in heißen Flüssigkeiten eine breiartige Beschaffenheit ergeben.
• Überraschenderweise wurde festgestellt, dass das bekannte, weniger kostspielige Walzentrocknungsverfahren modifiziert werden kann und eine sehr gute Kochfestigkeit und somit Breiigkeit erreicht werden kann, wenn die nach der Walzentrocknung erhaltenen Flocken agglomeriert werden und das Agglomerat einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wird.
• Die Erfindung betrifft somit ein neues, kostensparendes Verfahren zur Herstellung von Trockenprodukten, die mit kalten und heißen wässerigen Flüssigkeiten zur Bildung von Fruchtbreien und Gemüsebreien rekonstituiert werden können, durch Walzentrocknung von äußere Stärke enthaltenden Fruchtkonzentraten und Gemüsekonzentraten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die durch Zerkleinerung nach dem Walzentrocknen erhaltenen Flocken unter Verwendung von Fruchtkonzentraten und Gemüsekonzentraten agglomeriert werden und das resultierende Agglomerat einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wird und gleichzeitig oder danach auf den gewünschten endgültigen Wassergehalt getrocknet wird.
• Vorteilhaft wird für die Agglomeration dieselbe Stärke-hältige Formulierung verwendet, die zur Herstellung der Flocken benützt wird, wobei ein absolut homogen beschaffenes Produkt erhalten wird, welches nach Rehydration in heißen wässerigen Flüssigkeiten eine ausgezeichnete Breiigkeit aufweist.
• Vorzugsweise wird als äußere Stärke eine Stärke vom Typ B verwendet. Stärken vom Typ B sind beispielsweise Kartoffelstärke und Cannastärke. Vorzugsweise wird Kartoffelstärke verwendet.
• Wenn eine dieser bevorzugten Stärken verwendet wird, kann die Agglomeration anstatt mit der Stärke-Gemüse-Konzentrat-Mischung alternativ durch Aufsprühen von Wasser oder einer wässerigen Stärke-Suspension bewirkt werden.
• Während das bekannte Verfahren der DE 35 06 513 die Verwendung von Erbsenstärke erfordert, können gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch andere Stärkesorten verwendet werden, insbesondere die preisgünstige Kartoffelstärke.
• Vorzugsweise erfolgt die Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung gemäß der Erfindung während der Nachtrocknung.
• Eine zweckdienliche Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung kann bei 65–95°C, vorzugsweise 70–90°C, im Laufe von 20 Minuten bis 12 Stunden, vorzugsweise von 30 Minuten bis 4 Stunden, durchgeführt werden.
• Die für die Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung erforderliche Feuchtigkeit kann mit dem Wasser im Fruchtkonzentrat oder Gemüsekonzentrat, das für die Agglomeration verwendet wird, oder wenn eine B-Stärke verwendet wird, durch Aufsprühen von Wasser oder einer wässerigen Stärkesuspension eingeführt werden.
• Schließlich kann das Produkt auf einen Restfeuchte-Gehalt von 3–8 Gew.-%, vorzugsweise 4–6 Gew.-%, getrocknet werden.
• Die Menge an verwendeter Stärke kann je nach den verwendeten Formulierungen variiert werden. Im Allgemeinen wird eine Menge von 10–60 Gew.-% äußere Stärke verwendet.
• Vorzugsweise besteht der Gemüse-Anteil aus Tomaten.
• Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird daher ein Trockenprodukt, dass mit kalten und heißen wässerigen Flüssigkeiten rekonstituiert werden kann, um Fruchtbreie oder Gemüsebreie, vorzugsweise Tomatenbreie, zu bilden, aus äußere Stärke enthaltenden Fruchtkonzentraten oder Gemüsekonzentraten, vorzugsweise Tomatenkonzentraten, erhalten, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass mindestens ein Teil der äußeren Stärke eine B-Stärke ist, die einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wurde.
• Das dreidimensionale Trockenflocken-Produkt gemäß der Erfindung umfasst im Wesentlichen kochfeste Flocken mit guter mechanischer Festigkeit selbst nach Rehydration in heißen Flüssigkeiten, d.h. es wird ein rekonstituiertes Produkt mit guter Breiigkeit erhalten.
• Der Kochrückstand ist ein Maß für die Kochfestigkeit. In den nachfolgenden Beispielen wird der Kochrückstand wie folgt bestimmt:
• Bestimmung des Kochrückstandes:
• 15 g Flocken werden in 500 ml kaltes Wasser zugegeben und nach dem Erhitzen auf Kochtemperatur 2 min lang auf geringer Hitze gekocht. Der Kochrückstand wird dann durch erneutes Wägen nach dem Abgießen durch ein 0,5 mm Sieb und einer Abtropfzeit von 1 min bestimmt.
• Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele be schrieben, in welchen alle Prozentangaben Gewichtsprozent sind:
• Beispiel 1:
• Eine Mischung aus 430 kg Tomatenkonzentrat (38° Brix), 225 kg Erbsenstärke, 6 kg wasserfreie Zitronensäure und 380 kg Wasser wird auf die für die Herstellung von Tomatenflocken mit breiartiger Beschaffenheit nach Rehydration in heißen Flüssigkeiten übliche Weise Walzen-getrocknet. Nach der Flockung und dem Sieben auf eine Teilchengrößen-Verteilung von etwa 4 bis 10 mm wird eine Agglomeration im Glatt-Agglomerator (alternativ in der Seydelman-Schneidvorrichtung) durchgeführt, indem etwa 25% (bezogen auf Flocken-DM) der obigen Suspension besprüht werden. Das resultierende Agglomerat wird gedämpft und gleichzeitig mit einer passend gestalteten Trocknung mit Hitze behandelt (45 min bei 80°C); alternativ kann das Agglomerat auch wie in Beispiel 2 sanft getrocknet und danach mit Hitze behandelt werden, wobei ein endgültiger Wassergehalt von 4–6% erreicht wird. Das resultierende Produkt zeichnet sich durch eine intensiv rote, homogene Farbe aus und hat eine gute Kochfestigkeit (Kochrückstand > 120 g).
• Vergleichsbeispiel 1.a:
• Tomatenflocken werden auf ähnliche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, agglomeriert, sanft getrocknet, jedoch nicht mit Hitze behandelt. Das resultierende Produkt ist hinsichtlich Farbintensität und Homogenität dem Produkt aus Beispiel 1 vergleichbar, hat jedoch eine bedeutend geringere Breiigkeit (Kochrückstand 68–75 g).
• Beispiel 2:
• Eine Mischung aus 420 kg Tomatenkonzentrat, 38°Brix, 200 kg Kartoffelstärke mit 20% Feuchtigkeit und 240 kg Wasser wird einer Walzentrocknung unterzogen, wobei eine Retrogradation auf der Walze im Wesentlichen vermieden wird. Nach der Flockung und dem Sieben nach Beispiel 1 hat das resultierende Produkt einen Kochrückstand von weniger als 45 g. Durch Besprühen von 30% (bezogen auf Flocken-DM) mit einer 3% Kartoffelstärke-Paste wird ein Agglomerat im Glatt-Agglomerator erhalten, welches ähnlich wie in Beispiel 1 zuerst auf einen Wassergehalt von 12% sanft getrocknet wird und danach 30 min lang einer Hitzebehandlung bei 90°C unterzogen wird.
• Das resultierende Produkt hat nach Rehydration eine breiartige Beschaffenheit, hat jedoch im Vergleich zu Beispiel 1 in trockenem Zustand eine etwas weniger einheitliche Farbe, kann Jedoch nach Rehydration vom Produkt aus Beispiel 1 kaum unterschieden werden. Der Kochrückstand ist > 120 g.
• Beispiel 3:
• Ähnlich wie in Beispiel 2 werden Flocken erzeugt, die einen Kochrückstand von < 45 g haben, und nach entsprechender Flockung und Sieben zu einer Teilchengröße von 2–4 mm durch Aufsprühen von 25% Wasser agglomeriert werden. Nach sanftem Trocknen auf 10–12% Feuchtigkeit wird das Agglomerat 45 min lang einer Hitzebehandlung bei 80°C unterzogen.
• Auch auf diese Weise wird ein homogenes Produkt mit guter Farbintensität und guter mechanischer Festigkeit der Flocken und guter Kochfestigkeit erhalten (Kochrückstand 110–120 g).

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung von Trockenprodukten, die mit kalten und heißen wässerigen Flüssigkeiten zur Bildung von Fruchtbreien und Gemüsebreien rekonstituiert werden können, durch Walzentrocknung von äußere Stärke enthaltenden Fruchtkonzentraten und Gemüsekonzentraten, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Zerkleinerung nach dem Walzentrocknen erhaltenen Flocken unter Verwendung von Fruchtkonzentraten und Gemüsekonzentraten agglomeriert werden und das resultierende Agglomerat einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wird und gleichzeitig oder danach auf den gewünschten endgültigen Wassergehalt getrocknet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als äußere Stärke eine Stärke vom Typ B verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Kartoffelstärke verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung während der Nachtrocknung durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung bei 65–95°C, vorzugsweise 70–90°C, im Laufe von 20 Minuten bis 12 Stunden, vorzugsweise von 30 Minuten bis 4 Stunden, durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Agglomeration dasselbe wässerige, wenn passend äußere Stärke enthaltende Fruchtkonzentrat oder Gemüsekonzentrat, welches für die Walzentrocknung verwendet wurde, verwendet wird und somit die für die Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung erforderliche Feuchtigkeit eingeführt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während oder nach der Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung das Produkt auf einen Restfeuchte-Gehalt von 3–8%, vorzugsweise 4–6%, getrocknet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 10–60 Gew.-% äußere Stärke verwendet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2–8, dadurch gekennzeichnet, dass als äußere Stärke Stärke vom Typ B verwendet wird und die nach der Walzentrocknung erhaltenen Flocken durch Aufsprühen von Wasser oder einer wässerigen Stärke-Suspension agglomeriert werden.
10. Trockenprodukt aus äußere Stärke enthaltenden Fruchtkonzentraten oder Gemüsekonzentraten, die durch kalte und heiße wässerige Flüssigkeiten zur Bildung von Fruchtbreien oder Gemüsebreien rekonstituiert werden können, erhältlich mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der äußeren Stärke eine Stärke vom Typ B ist, die einer Hitze-Feuchtigkeits-Behandlung unterzogen wurde.
11. Trockenprodukt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Gemüse-Anteil aus Tomaten besteht.