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Dokumentenidentifikation DE69220366T2 20.11.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0578781
Titel GESCHMACK- UND FARBSTOFFE FÜR LEBENSMITTEL AUS PYROLYSIERTEM ZUCKER UND STÄRKE
Anmelder Red Arrow Products Co. Inc., Manitiwoc, Wis., US
Erfinder UNDERWOOD, Gary, L., Manitowoc, WI 54220, US;
STRADAL, John, A., Manitowoc, WI 54220, US
Vertreter Luderschmidt, Schüler & Partner GbR, 65189 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 69220366
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 26.03.1992
EP-Aktenzeichen 929123008
WO-Anmeldetag 26.03.1992
PCT-Aktenzeichen US9202547
WO-Veröffentlichungsnummer 9217076
WO-Veröffentlichungsdatum 15.10.1992
EP-Offenlegungsdatum 19.01.1994
EP date of grant 11.06.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.11.1997
IPC-Hauptklasse A23L 1/27
IPC-Nebenklasse A23L 1/275   

Beschreibung[de]
Querverweis auf verwandte Anmeldungen

Vorliegende Anmeldung ist eine continuation-in-part-Anmeldung einer continuation-in-part-Anmeldung der Serial Nr. 07/416.963, eingereicht am 4. Oktober 1989, welche zum U.S.-Patent-Nr. 5.039.537, ausgegeben am 31.08.1991, führte und der c.-i.-p.-Anmeldung Serial Nr. 07/358.650, eingereicht am 26. Mai 1989, welche zum U.S.-P. 4.994.297, ausgegeben am 19.2.1991, führte.

Erfindungsgebiet

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flüssigen Produkten und deren Verwendung zum Färben und zur Geschmacksgebung von Lebensmittel. Insbesondere betrifft diese Erfindung die Pyrolyse von Zuckern und Stärken zur Herstellung eines flüssigen Produkts zum Färben und zur Geschmacksgebung von Lebensmitteln.

Hintergrund der Erfindung

Pyrolyseaktionen führen zu einem komplexen und variablen Gemisch von Chemikalien und umfassen dampf förmige Verbindungen, welche normalerweise bei Raumtemperatur flüssig sind. Pyrolyse ist ein allgemeiner Begriff für die thermische Zersetzung eines organischen Materials und (wie Holz, Pflanzen, fossile Brennstoffe und dergl.) und kann während eines Verbrennungsverfahrens oder in Abwesenheit einer Verbrennung verlaufen. Im ersteren Fall liefert die Oxidation oder das Verbrennen eines Teils des organischen Materials zur Wärme, die zum Verdampfen und Zersetzen des Restes erforderlich ist. In Abwesenheit einer Verbrennung muß die Wärme indirekt von einer anderen Quelle (d.h. Strahnung, einen festen oder gasförmigen Wärmeträger oder durch Leitung durch Reaktorwende usw.) zugeführt werden.

Die Pyrolyse von organischem Material oder Biomasse erzeugt Flüssigkeiten (kondensierbare Dämpfe), Gase, (nicht-kondensierbare Dämpfe) sowie Feststoffe (Holzkohle und Asche) in wechselnden Anteilen je nach Reaktionsbedingungen. Die Pyrolyseflüssigkeiten können ferner in wasserlösliche kondensierbare Dämpfe und in wasserunlösliche Komponenten unterteilt werden. Es ist bekannt, daß die erwünschten aktiven Bestandteile für Räuchergeschmack unter den wasserlöslichen kondensierbaren Dämpfen (Flüssigkeiten) zu finden sind.

Die Verwendung von Lösungen von Pyrolyseflüssigkeit als Ersatz für das Räuchern von Lebensmitteln durch direkten Kontakt mit Rauch, der durch Holzverbrennung erzeugt wird, wurde eine industrielle Standardpraxis. Bei ihrer Anwendung auf die Oberfläche von Fleisch und anderen proteinhaltigen Lebensmitteln verleihen übliche Pyrolyselösungen dem Lebensmittel nicht nur einen charakteristischen Rauchgeschmack, sondern sie reagieren auch mit den Proteinen unter Bildung einer für geräucherte Lebensmittel typische Färbung.

Ein derartiges, handelsübliches flüssiges Rauchpräparat ist der von Hollenbeck in dem U.S.-Patent 3.106.473 beschriebene wässerige flüssige Rauchgeschmacksstoff. Dieser Geschmacksstoff wird durch langsame Pyrolyse oder partielle Verbrennung von Holz unter begrenztem Luftzutritt hergestellt, woran sich eine Solvatisierung der gewünschten Rauchbestandteile in Wasser anschließt. Die wasserlöslichen kondensierbaren Dämpfe werden für den Rauchgeschmack benutzt, während eine wasserunlösliche Phase, die Teer Polymere, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe einschließlich Benzo(a)pyren, Wachse und andere unerwünschte Produkte enthält, die zur Verwendung für Lebensmittelanwendungen ungeeignet sind, verworfen wird.

Ein anderes Verfahren zur Herstellung von flüssigen Lösungen zur Rauchgeschmacksgebung von Lebensmitteln ist die schnelle Pyrolyse von Holz oder Cellulose, die in dem U.S.-Patent 4.876.108 von Underwood u.a. offenbart ist. Die durch das schnelle Pyrolyseverfahren hergestellten Flüssigkeiten werden aufgefangen und mit Wasser verdünnt, um eine partielle Phasentrennung zu erreichen und zu einer wässerigen flüssigen Lösung mit Rauchgeschmack zu führen.

WO 90/12514 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von flüssigen Rauchzusammensetzungen aus Holzrauch, der raffiniert wird, um vorzugsweise ausgewählte unerwünschte Rauchkomponenten zu entfernen. Das Verfahren umfaßt im wesentlichen das In-Berührung-Bringen einer wässerigen flüssigen Rauchlösung mit einer Konzentration von löslichen organischen Stoffen von etwar 4º-40º Brix mit sowohl polymeren nicht-ionischen als auch ionischen Harzen, wobei eine Zusammensetzung erhalten wird, die einen verminderten Gehalt an Phenolbestandteilen und basischen Bestandteilen besitzt. Der verbesserte Geschmack des so erhaltenen Produktes ist auf die Entfernung von besonderen Verbindungen zurückzuführen, die sich von der Holzpyrolyse ableiten.

O.Fennema, "Food Chemistry", 2. Auflage 1985, Marcel Dekker, Inc. (New York), S. 98 offenbart, daß die direkte Erwärmung von Kohlehydraten, insbesondere von Zuckern und Zuckersirupen, eine komplexe Gruppe von "Karamelisierung" genannten Reaktionen bewirkt. Darin ist erwähnt, daß aus Saccharose drei Typen von Karamelfarben kommerziell hergestellt werden.

Ungeachtete dessen, ob Holz oder Cellulose durch ein langsames Pyrolyseverfahren oder ein schnelles Pyrolyseverfahren pyrolysiert wird, können die erhaltenen flüssigen Lösungen mit Rauchgeschmack bei einem gegebenen Grad der Rauchfärbung bei manchen Lebensmitteln einen stärkeren Rauchgeschmack aufweisen, als es für den Geschmackssinn mancher Verbraucher erwünscht ist. Auch wenn manche Verbraucher einen sehr milden oder geringen Rauchgeschmack bevorzugen, wird es jedoch noch bevorzugt, daß das gewürzte Lebensmittel, insbesondere Fleisch, die typische sattbraune Farbe aufweist, die mit stark geräucherten Nahrungsmitteln verbunden ist. Auch wenn ein Bedürfnis für eine derartige flüssige Lösung mit Rauchgeschmack besteht, so scheint sie derzeit nicht erhältlich zu sein.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Vorliegende Erfindung stellt eine stark bräunende, wässerige Zusammensetzung oder ein derartiges flüssiges Produkt zur Verfügung, das sich von einem Zucker oder einer Stärke ableitet, wobei die Zusammensetzung oder das Produkt einen löslichen organischen Gehalt von weniger als etwa 50 &sup0;Brix, einen Bräunungsindex von mehr als etwa 30 und ein Verhältnis von titrierbarer Acidität zum Bräunungsindex von weniger als etwa 0,06 aufweist. Eine bevorzugte Zusammensetzung oder ein bevorzugtes Produkt hat einen Bräunungsindex von mehr als 50, noch bevorzugter mehr als 75. Eine bevorzugte stark bräunende wässerige Zusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung ist ein flüssiges Produkt, abgeleitet vom pyrolysiertem Maissirup mit einem löslichen organischen Gehalt von etwa 45º Brix, einem Bräunungsindex von etwa 104 und einer titrierbaren Acidität von etwa 3,2 %. Die verminderte Acidität und der hohe Bräunungsindex liefern ein flüssiges Produkt, das insbesondere zum Färben von in Därme gefüllten Lebensmitteln, wie z.B. Würste oder andere Fleischprodukte, vorteilhaft ist, welche nach bekannten umhüllungsverfahren hergestellt werden können.

Vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung eines stark bräunenden flüssigen Produkts zur Verfügung, welches die Stufen der Pyrolysierung einer Beschickung, die eine Verbindung der Gruppe ist, die aus Zucker, Stärke und deren Gemischen besteht, zur Herstellung eines dampfförmigen Pyrolyseprodukts; das Kondensieren des dampfförmigen Pyrolyseprodukts zur Bildung einer wasserlöslichen Pyrolyseflüssigkeit; das In-Berührung-Bringen der wasserlöslichen Pyrolyseflüssigkeit mit einem organischen Lösungsmittel, das im wesentlichen in Wasser unlöslich ist, zur Extraktion von Geschmacksstoffen aus der wasserlöslichen Pyrolyseflüssigkeit in das organische Lösungsmittel; und das Abtrennen der extrahierten Flüssigkeit von dem organischen Lösungsmittel umfaßt, um zu einem bräunenden flüssigen Produkt zu führen, das im wesentlichen keinen durch den Geschmackssinn feststellbaren Geschmack aufweist.

In der Regel ist es vorteilhaft, zur Verdünnung der wasserlöslichen Phase der Pyrolyseflüssigkeit genügend Wasser zuzugeben, um deren Brix-Wert auf etwa 30º Brix oder weniger zu vermindern, um die vollständige Abtrennung der erwünschten wasserlöslichen Komponenten von den unerwünschten wasserunlöslichen Komponenten zu gewährleisten. Insbesondere kann, wenn der Brix-Wert der wasserlöslichen Phase der Pyrolyseflüssigkeit mehr als etwa 30º Brix beträgt, die Abtrennung von Benzo(a)pyren von der wässerigen Schicht unvollständig sein.

Auch ist es ferner erwünscht, zu gewährleisten, daß die wasserlösliche Flüssigphase einen Brixgrad von weniger als etwa 42 aufweist, wenn sie weiter extrahiert oder behandelt wird. Bei Brixgraden von mehr als etwa 42 sind die folgenden Extraktions- oder Behandlungsstufen weniger wirksam, in erster Linie infolge der größeren Solvatisierungswirkungen der organischen Komponenten der konzentrierteren Lösungen.

Die erhaltene wasserlösliche Pyrolyseflüssigphase führt zu einem Produkt, das in der Lage ist, wenn eine ausreichende Menge auf Nahrungsmittel, wie z.B. Fleisch und insbesondere Schinken angewandt wird, diesen eine sehr satte braune Farbe zu verleihen, wonach zur völligen Verarbeitung der behandelten Nahrungsmittel erwärmt wird. Ferner führt die Behandlung eines Nahrungsmittels mit dem Produkt zu einem braungefärbten Nahrungsmittel, das einen nur geringen oder im wesentlichen überhaupt keinen Rauchgeschmack oder ein nur geringes oder überhaupt kein Raucharoma besitzt.

Das zuvor beschriebene anfängliche wasserlösliche Pyrolyseflüssigprodukt gemäß der Erfindung, das erwünschterweise einen maximalen Brixwert von etwa 30º besitzt, wird durch zusätzliche Behandlungen weiter verbessert, um die Mengen an Geschmacksstoffen in dem Produkt weiter herabzusetzen. Das Produkt wird mit einem geeigtneten wasserunlöslichen organischen Lösungsmittel extrahiert, wie z.B. mit Methylenchlorid, um Geschmacksstoffe, insbesondere Lebensmittelgeschmacksstoffe, welche Rauchgeschmack und Raucharoma liefern, zu entfernen, während diejenigen Materialien beibehalten werden, welche eine Bräunungswirksamkeit aufweisen, vorzugsweise Hydroxyacetaldehyd, das wasserlöslich, jedoch in organischen Lösungsmitteln, wie z.B. Methylenchlorid, völlig unlöslich ist oder darin eine nur sehr geringe Löslichkeit aufweist. In der Regel umfassen geeignete Extraktionslösungsmittel diejenigen mit einem geeigneten Bereich an wasserstoffbindenden Parametern und einem geeigneten Polaritätsindex zur Solubilisierung der unerwünschten geschmacksliefernden organischen Stoffe, die in dem wasserlöslichen Produkt vorliegen. Ein geeignetes alternatives Lösungsmittel ist Chloroform. Nach Extraktion wird sodann das organische Lösungsmittel von der wässerigen Phase abgetrennt, um ein Flüssigprodukt zum Bräunen von Lebensmitteln zu ergeben, das einen nur geringen oder im wesentlichen gar keinen Geschmack hat.

Die wasserlösliche Pyrolyseflüssigkeit, mit oder ohne einer vorhergehenden Extraktion mit Methylenchlorid oder einem anderen geeigneten organischen Lösungsmittel, kann auch mit einem nicht-ionischen Harz, kationischen Harz oder einer Kombination derartiger Harze behandelt werden, um auch unerwünschte Verunreinigungen und Geschmacksstoffe zu entfernen. Die Harzbehandlung der Flüssigkeitslösungen, hergestellt durch langsame Holzpyrolyse, ist in dem U.S. -Patent 4.959.232 beschrieben.

Die hierin offenbarten Bedingungen sind für die weitere Verarbeitung der wasserlöslichen Pyrolyseflüssigkeit geeignet, die aus einem Zucker, einer Stärke oder deren Gemischen erhalten wurde, mit oder ohne eine vorhergehende Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel. Das erhaltene Flüssigprodukt zur Lebensmittelbräunung hat keinen oder im wesentlichen keinen Geschmack.

Nach geeigneter Behandlung kann das Flüssigprodukt zur Bräunung mit Wasser verdünnt oder zu einem geeigneten Lebensmittelbräunungsvermögen je nach Art des zu benutzenden Anwendungsverfahrens sowie der Art des zu behandelnden Nahrungsmittels eingeengt werden

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung von brauchbaren geschmacksgebenden und bräunenden Produkten durch Pyrolyse von Zuckern und Stärken zur Verfügung.

Einige der Zucker, die erfindungsgemäß in geeigneter Weise pyrolysiert werden können, sind Mono-, Di- und Trisaccharide. Spezielle Zucker und Zuckerprodukte, die pyrolysiert werden können, sind Glucose, Saccharose, Dextrose, Invertzucker, Galactose, Lactose, Maissirup, Malzsirupe und Molassen. Insbesondere ist Kuhmilch eine gut bekannte Lactosequelle, und die in Molke gefundene Lactose ist ein verhältnismäßig reichlich auftretendes Nebenprodukt der Käseherstellung. Infolgedessen ist Lactose ein einmalig leicht zugänglicher Zucker, der sich nicht von Pflanzenquellen ableitet. Infolge der Zugänglichkeit und Kosten sind Dextrose, Lactose und Maissirupe im vorliegenden bevorzugte Zucker zur Verwendung bei der Erfindung.

Stärken, welche pyrolysiert werden können, umfassen Maisstärke, Kartoffelstärke, Weizenstärke, Haferstärke, Tapiocastärke und Reisstärke. Der Zucker oder die Stärke können durch langsame Pyrolyse pyrolysiert werden, obgleich eine schnelle Pyrolyse bevorzugt wird.

Eine langsame Pyrolyse zeichnet sich durch verhältnismäßig langsame thermische Reaktionen aus, die bei mäßigen Temperaturen verlaufen. Eine typische Reaktortemperatur bei einer langsamen Pyrolyse beträgt annähernd 420 ºC. Je nach Erwärmungsverfahren, kann der Temperaturgradient in einem Reaktor für eine langsame Pyrolyse von 600 ºC an der Wärmeübergangsoberfläche bis zu 250 ºC an der Beschickungsoberfläche betragen. Die Verweilzeiten der Feststoffe in dem Reaktor der langsamen Pyrolyse können etwa 1 bis 10 Minuten betragen.

Das Verfahren der Schnellpyrolyse ist so ausgebildet, daß innerhalb eines minimalen Zeitraums eine sehr hohe Temperatur erreicht wird, und die Verweilzeit im Reaktor bei der Pyrolysetemperatur des Zuckers oder der Stärke verhältnismäßig kurz ist. Kurze Verweilzeiten bei hohen Temperaturen können auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Jedoch umfassen die Parameter, die bei einer Schnellpyrolyse eines Zuckers oder einer Stärke unter Bildung eines geeigneten Flüssigprodukts in hohen Flüssigkeitsausbeuten zu optimieren sind:

1) Hohe Erwärmungsraten der Zucker- oder Stärkebeschickung (mehr als 1.000 ºC/Sekunde);

2) Dampfverweilzeiten (d.h. die Durschnittszeit, welche die Gas-/Dampfphase im Reaktor bleibt) von mehr als etwa 0,05 Sekunden und weniger als etwa 1,0 Sekunden, vorzugsweise weniger als 0,6 Sekunden;

3) Isotherme Reaktionstemperaturen zwischen etwa 400 º und 800 ºC; sowie

4) Abschrecken des Flüssig-/Dampfprodukts auf Temperaturen von weniger als 300 ºC in weniger als 0,6 Sekunden.

Einem ersten Schnellpyrolyseverfahren oder Vakuumpyrolyseverfahren liegt das Prinzip zugrunde, daß primäre Pyrolyseprodukte aus dem Reator unter Vakuumbedingungen abgezogen werden können, bevor sie eine Möglichkeit haben, weiter zu reagieren und sekundäre Pyrolyseprodukte zu bilden. Dieses Vakuumpyrolyseverfahren wurde von Roy u.a. in "Pyrolysis Under Vacuum of Aspen Poplar", Fundamentals of Thermo-Chemical Biomass Conversion, R.P. Overend u.a. (Herausgeber) Elsevier (1985) beschrieben, dessen Inhalt in vorliegende Beschreibung durch Bezugnahme einbezogen wird. Bei diesem Verfahren bleibt die feste Zucker- oder Stärkebeschickung im Reaktor, bis sie sich vollständig umgesetzt hat, und die Erwärmungsrate des Zuckers oder der Stärke ist viel geringer als ein schnelles thermisches Verfahren oder ein Fließbett-Pyrolyseverfahren, welche beide im folgenden beschrieben sind. Reaktionen von primären Pyrolyseprodukten unter Bildung von sekundären Pyrolyseprodukten werden jedoch durch ein schnelles Entfernen und Abkühlen der primären Pyrolysedämpfe verhindert. Die Erwärmungsrate als solche ist weniger ausgeprägt, wenn Sekundärreaktionen begrenzt werden. Ein zweites Schnellpyrolyseverfahren, oft bezeichnet als "flash-Pyrolyse", verwendet ein Fließbettreaktorsystem, das bei einer hohen Temperatur, in der Regel zwischen 400 und 650 ºC, betrieben wird. Reaktorverweilzeiten von etwa 0,5 bis etwa 3 Sekunden sind besonders geeignet (vergl. z.B. Scott u.a., "Production of Liquids from Biomass by Continuous Fast Pyrolysis", Bioenergy 84 Bd. 3, Biomass Conversion, (1984) deren Inhalt durch Bezugnahme in vorliegende Beschreibung einbezogen wird.

Ein drittes Schnellpyrolyseverfahren, das als "schnelle thermische Verarbeitung" bezeichnet wird, ist ein Schnellpyrolyseverfahren, bei dem heiße teilchenförmige Feststoffe und/oder Inertgase verwendet werden, um Wärme auf eine Beschickung in einem Reaktorsystem schnell zu übertragen.

Diese Schnellpyrolyseverfahren bieten im Vergleich zu langsamen Pyrolysesystemen mit niederen Temperaturen weitaus bessere Ausbeuten und eine verbesserte Qualität von Flüssigprodukten.

Das Pyrolyseverfahren kann unter Verwendung der verschiedensten Zucker- oder Stärkebeschickungen durchgeführt werden. Es können die Pyrolyse eines festen Zuckers oder einer festen Stärke sowie die Pyrolyse von Lösungen, Sirupen und Suspensionen eines Zuckers oder einer Stärke in einem Lösungsmittel oder in einem flüssigen Träger angewandt werden. Vorzugsweise wird die Art der Beschikkung so ausgewählt, daß die Benutzung eines Beschickungssystems oder von Injektoren, die mit der speziellen Pyrolysevorrichtung und -ausrüstung verträglich sind, möglich ist. Ferner braucht die Beschickung nicht homogen zu sein. Als Pyrolysebeschickungen können auch unreine Zucker- oder Stärkezusammensetzungen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die zusätzlichen Komponenten oder Verunreinigungen weder die Pyrolyse der Beschickung noch die Abtrennung des Flüssigproduktes stören, noch Probleme mit der Pyrolysevorrichtung verursachen. Insbesondere können Molkelösungen niedrigen Stickstoffgehalts mit einem Gehalt an Lactose sowie andere Nebenprodukte der Käseherstellung pyrolysiert werden.

Die verschiedensten Zucker können unter bildung einer Pyrolyseflüssigkeit mit einem Gehalt an dem Bräunungsmittel Hydroxyacetaldehyd (HAA) thermisch abgebaut werden. Beispielsweise wurde jeder der in Tabelle 1 aufgelisteten Zucker, Wasser zugesetzt, um eine 5-gew./vol.%ige Zuckerlösung herzustellen. Jede Lösung wurde sodann in einen Varian-Gaschromatographen bei einer Temperatur der Einspritzöffnung von 250 ºC unter Bildung von Pyrolyseprodukten, einschließlich Hydroxyacetaldehyd, eingespritzt. Die Mengen an aus den aufgelisteten Zuckern gebildetem Hydroxyacetataldehyd sind in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1
Tabelle 1 ff.

Während verschiedene Mengen von Hycroxyacetaldehyd aus jedem der zuvor bezeichneten Zucker gebildet wurden, zeigen die in Tabelle 1 zusammengefaßten Ergebnisse, daß die beobachtete Ausbeute in Beziehung zur thermischen Labilität des Zuckers steht. Infolge der auf 250 ºC begrenzten Temperatur der Einspritzöffnung in diesem Versuch erreichte lediglich Lyxose die theoretische Maximalausbeute von zwei geteilt durch die Anzahl Kohlenstoffatome pro Monosaccharideinheit, wobei die Ausbeute bei Lyxose 38 % ist. Es kann gefolgert werden, daß nahezu alle einfachen Zucker unter Bildung von verschiedenen Mengen an Hydroxyacetataldehyd bei etwa 250ºC pyrolysiert werden können.

Sowohl Aldosen als auch Ketosen (Fructose und Sorbose sind Ketosen, die restlichen Zucker Aldosen) pyrolysieren unter Bildung von Hydroxyacetaldehyd. Galactose und Mannose sind thermisch gegenüber einer Pyrolyse zu Hydroxyacetaldehyd beständiger als die anderen Zucker. Keine der beiden konnte unter den Bedingungen dieses Versuchs bei 250ºC pyrolysiert werden. Ferner resultiert eine zusätzliche thermische Stabilität aus der Kombination von zwei oder mehreren einfachen Zuckern in einem pyrolysierten Molekül, wie aus den Daten für Cellobiose, Lactose, Maltose und Saccharose zu ersehen ist.

Auf Grundlage der Daten für Glucose und Galactose, wenn diese unabhängig voneinander pyrolysiert werden, war zu erwarten, daß auf molarer Basis, die Ausbeute an Hydroxyacetaldehyd, einem bekannten Nahrungsmittelbräunungsmittel, aus Lactose etwa halb so groß wie bei Glucose ist. Überraschenderweise wird jedoch Hydroxyacetaldehyd aus dem Galactoseanteil der Lactose als auch aus dem Glucoseanteil gebildet. Beide der epimeren alpha- oder beta-Form von Lactose ist geeignet, da die Ausbeute von der Art der Disaccharidbindung unabhängig ist.

Ohne daß dies eine Begrenzung des Mechanismus der Pyrolyse von Kohlehydraten bedeuten soll, scheint eine einseitige kinetische Neigung zur Spaltung von Lactose zwischen den Kohlenstoffatomen 2 und 3 unter Bildung von Hydroxyacetaldehyd an beiden Kohlenstoffatomen vorhanden zu sein. Ein Mechanismus, der diese einseitige Neigung nahelegt, wird in Piskorz u.a., J. Anal. Appl. Pyrol; 9:121-137 (1986) berichtet. Es wird angenommen, daß die beobachtete Ausbeute an den Pyrolyseprodukten eine Sache des Vorhandenseins eines ausreichend schnellen Wärmeübergangs für die Kinetik der Pyrolyse zur Begünstigung dieses Verlaufs im Gegensatz zur Dehydratisierung auf anderen alternativen Wegen ist. Es wird angenommen, daß kurze Dampfverweilzeiten unerwünschte Sekundärreaktionen begrenzen. Ferner sollte kein Sauerstoff vorhanden sein.

Die erwünschten Flüssigprodukte gemäß vorliegender Erfindung können unter Anwendung von Verfahren, die auf dem Gebiet des flüssigen Rauchs gut bekannt sind, direkt auf ein Nahrungsmittel aufgebracht werden. Geeignete Verfahren zum Bräunen eines Nahrungsmittels mit vorliegenden Flüssigkeiten sind das Eintauchen, Sprühen, Pumpen und Einweichen.

Das erfindungsgemäße Flüssigprodukt ermöglicht das Bräunen eines Lebensmittels mit einer minimalen Konzentration an Hydroxyacetaldehyd im Flüssigprodukt. Geeignete Konzentrationen an Hydroxyacetaldehyd in einer flüssigen Lösung, die erforderlich sind, um Fleisch, wenn dieses in einem Mikrowellenherd gegart wird, eine intensive goldbraune Farbe zu verleihen, sind in Tabelle 2 angegeben. Zur Farbgebung wird die Lösung auf die Oberfläche von "Swift-Premium-Braun"- und "Serve"-Würstchen durch Eintauchen während 2 bis 3 Sekunden aufgebracht. Die Würstchen werden sodann, zusammen mit unbehandelten Würstchen, die als Kontrollen dienen, eine Minute im Mikrowellenherd bestrahlt. Danach werden die Würstchen hinsichtlich ihrer visuellen Farbanziehungskraft bewertet. Es ergab sich, daß Flüssigprodukte mit einer Hydroxyacetaldehyd-Konzentration von nur 0,05 % verwendet werden können, um Würstchen eine ins Auge fallende goldbraune Farbe zu verleihen.

Tabelle 2

HAA--Hydroxyacetaldehyd

Zusätzlich zum direkten Aufbringen auf ein Nahrungsmittel kann das Flüssigprodukt gemäß der Erfindung auch indirekt auf Nahrungsmittel aufgebracht werden, indem man die Flüssigkeiten auf die Wurst- und Nahrungsmittelhaut anwendet. Die Anwendung auf Häute ermöglicht einem Verarbeiter indirekt einem speziellen Nahrungsmittelprodukt eine braune Farbe zu verleihen. Zum In-Berührung-Bringen der Wurst- oder Nahrungsmittelhaut mit dem Flüssigprodukt können gut bekannte Verfahren angewandt werden. Vergleiche z.B.die in den U.S.-Patenten 3.330.669 und 4.504.500 offenbarten Verfahren. Geeignete Verfahren zum In-Berührung-Bringen von Nahrungsmittelhäuten mit dem Flüssigprodukt sind auch im U.S.-Patent 5.039.537, ausgegeben am 13.08.1991, beschrieben.

Zur Verwendung bei vorliegender Erfindung brauchbare Nahrungsmittelhäute umfassen schlauchförmige Häute, vorzugsweise schlauchförmige Cellulosehäute, die nach einem der bekannten Verfahren hergestellt werden können. Derartige Häute sind im allgemeinen nicht-faserige, flexible, nahtlose Häute geringen Wandstärke, gebildet aus regenerierter Cellulose oder Celluloseethern, wie z.B. Hydroxyethylcellulose, mit den verschiedensten Durchmessern. Auch geeignet sind schlauchförmige Cellulosehäute mit einem Faserverstärkungsgewebe, das in die Wand der Häute eingebettet ist, welche üblicherweise Fasernahrungsmittelhäute genannt werden.

Das Flüssigprodukt kann auf die Außenfläche der Nahrungsmittelhaut aufgebracht werden, indem man die Haut durch ein Bad des Bräunungsflüssigprodukts führt. Man läßt das Flüssigprodukt in der Regel in der Haut einweichen, bevor überschüssige Flüssigkeit gerakelt wird, indem man die Haut durch Quetschwalzen oder Rakeln während eines Zeitraums führt, der ausreicht, um die gewünschte Produktmenge in die Haut einzuarbeiten. Das Flüssigprodukt kann auch auf die Haut durch andere Verfahren als Eintauchen, wie z.B. durch Sprühen, Bürsten oder Walzenbeschichtung, äußerlich aufgebracht werden.

Bei einem anderen Verfahren zur Hautbehandlung mit dem erfindungsgemäßen Flüssigprodukt wird eine plattgedrückte, schlauchförmige Wursthaut aus Cellulose über Führungswalzen durch einen Tauchbehälter geführt, der das Flüssigprodukt enthält. Nach dem Austreten aus dem Tauchbehälter gleitet die Haut über zusätzliche Führungswalzen und läuft sodann zwischen Quetschwalzen hindurch, welche eine überschüssige Mitnahme der flüssigen Rauchzusammensetzung auf ein Minimum herabsetzt. Die Gesamtkontaktzeit der Haut mit der flüssigen Rauchzusammensetzung im Tauchbehälter und mit überschüssiger flüssiger Rauchzusammensetzung auf der über die Führungsrollen gleitenden Haut, bevor die Haut durch die Quetschwalzen hindurchläuft, bestimmt typischerweise die Menge an Rauchfarbe und Geschmacksstoff der flüssigen Rauchzusammensetzung, welche die Haut aufnimmt. Die Haut wird sodann einer herkömmlichen weiteren Verarbeitung unterworfen, einschließlich, was erforderlich sein kann, einer herkömmlichen Befeuchtung und einem herkömmlichen Kräuseln.

Das Flüssigprodukt kann aber auch auf die Innenfläche der Haut nach einem der verschiedenen gut bekannten Verfahren aufgebracht werden. Diese umfassen das sogenannte "slugging" oder Blasenbeschichten, Sprühen und Beschichten während des Kräuselns. Bei dem slugging-Verfahren zum Beschichten der Innenseite einer Haut wird ein Teil der Haut mit dem Beschichtungsmaterial so gefüllt, daß der Anpaßkörper (slug) aus dem Beschichtungsmaterial im allgemeinen am Boden einer durch die Haut gebildeten "U"-Form bleibt, wonach die kontinuierliche unbegrenzte Hautlänge so bewegt wird, daß dem Anpaßkörper aus Beschichtungsmaterial innerhalb der Haut begrenzt bleibt, während die Haut sich an den Anpaßkörper vorbei bewegt und auf ihrer Innenseite mit dem im Anpaßkörper enthaltenen Beschichtungsmaterial beschichtet wird.

Die Haut kann sodann nach herkömmlichen Verfahren gekräuselt oder vor dem Kräuseln getrocknet oder auf einen für das Kräuseln geeigneten Wassergehalt oder für die weitere Verarbeitung befeuchtet werden. Die Notwendigkeit für ein herkömmliches Trocknen oder Befeuchten nach der äußeren Flüssigkeitsbehandlung hängt von dem Wassergehalt der Haut nach Behandlung und dem Hauttyp ab. Wenn die Haut eine nicht-faserige Haut ist, ist ein Wassergehalt innerhalb des Bereichs von etwa 8-18 Gew.% Wasser unmittelbar vor dem Kräuseln typisch, während bei faserigen Häuten ein Wassergehalt innerhalb des Bereichs von etwa 11-35 Gew.% Wasser unmittelbar vor dem Kräuseln typisch ist, wobei die Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht der Haut einschließlich Wasser bezogen sind.

Das in dem Bräunungsflüssigkeitsprodukt vorliegende Hydroxyacetaldehyd ist auch ein besonders bevorzugtes Mittel, wenn es mit Collagenhäuten verwendet wird, weil das bifunktionelle Hydroxyacetaldehyd ein wirksames Vernetzungsmittel ist. Infolgedessen können die physikalischen Eigenschaften von Collagenhäuten durch die durch Hydroxyacetaldehyd bewirkte Vernetzung verbessert werden.

Bei der indirekten Anwendung des Flüssigproduktes auf Wurst- oder Lebensmittelhäute ist das Fehlen eines starken oder unerwünschten Geschmacks ein bemerkenswerter zusätzlicher Vorteil. Herkömmliche flüssige Rauchprodukte müssen in der Regel in hohen Konzentrationen angewandt werden, um dem in einer Haut befindlichen Lebensmittel eine ausreichende Farbe oder Bräunung zu verleihen. Diese hohen Konzentrationen besitzen jedoch typischerweise einen Geschmack, der bisweilen intensiver als erwünscht ist. Die Anwendung der im vorliegenden zur Verfügung gestellten Flüssigprodukte auf Lebensmittelhäute ermöglicht einem Verarbeiter, die erwünschte braune Farbe zu erreichen, ohne notwendigerweise den Lebensmitteln Rauchgeschmackseigenschaften zu verleihen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Einzelzeiten von Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

Fig.1 eine schematische Darstellung einer für eine, als schnelle thermische Verarbeitung bezeichnete Schnellpyrolyse geeigneten Vorrichtung;

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den Reaktor der Pyrolysevorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2;

Fig. 4 ist eine schematische Darstellung einer Schnellpyrolysevorrichtung mit einem Aufwärtsströmungsreaktor.

EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

In folgender Beschreibung weisen die in jeder Figur der Abbildung gezeigten entsprechenden Elemente gleiche Bezugsnummern auf.

Während Figuren 1 bis 3 der Zeichnungen und deren Beschreibung sich auf die schnelle thermische Verarbeitung beziehen, können ähnliche Produkte unter Verwendung anderer Schnellpyrolysevorrichtungen und -verfahren, einschließlich der Vakuumpyrolyse und "flash-Pyrolyse" sowie anderer Systeme, die innerhalb einer begrenzten Verweilzeit zu einer hohen Temperatur führen, hergestellt werden. Die Hauptkomponenten der bei dem schnellen thermischen Verfahren benutzten Vorrichtung sind in Fig. 1 veranschaulicht. Das schnelle Vermischen und der Wärmeübergang werden in zwei Behältern durchgeführt. Der erste Behälter oder thermische Mischer (1) ermöglicht, daß Wärme auf die Zucker- oder Stärkebeschickung von heißen teilchenförmigen Feststoffen oder einem Inertgas, das gasförmiger Stickstoff sein kann, oder einer Kombination der beiden übertragen wird. Der zweite Behälter oder die Abschreckvorrichtung (2) ermöglicht ein schnellen Abschrecken der Reaktionsprodukte, um zu verhindern, daß die anfänglichen Pyrolyseprodukte Sekundärreaktionen eingehen. Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt,weist der thermische Mischer (1) einander gegenüberstehende, zusammenlaufende Einlaßteile (3) für die erwärmten inerten Teilchen auf. Dieses System zerstört wirksam den radialen Impuls des teilförmigen Wärmeträgers unter Verursachung starker Turbulenzen. Die teilchenförmige Beschickung wird sodann von der Oberseite des thermischen Mischers (1) durch ein gekühltes Rohr (4) in den turbulenten Bereich eingeführt, wo ein Vermischen innerhalb von 30 Millisekunden stattfindet. Nach Erwärmen und Vermischen werden die Beschickung und primären Pyrolysedämpfe 0,03 bis 2 Sekunden auf der Reaktionstemperatur gehalten. Die primären Pyrolysedämpfe werden gebildet, sobald die Beschickung ausreichend erwärmt ist, um die Pyrolysereaktionen in Gang zu setzen. Das heiße gasförmige Produkt wird durch Einführung eines einzigen Tangentialstroms kryogenen Stickstoffs (5) schnell abgekühlt (d.h. in weniger als 30 Millisekunden).

Zur Zufuhr der Beschickung zum Reaktorsystem können mechanische Tischbeschickungsvorrichtungen verwendet werden. Die Feststoffe gleiten von verschlossenen Füllstutzen (6) durch ein Doppeltrichtersystem und werden hierdurch auf einem Drehtisch abgemessen. Nahe der Oberfläche des Drehtischs sitzen zwei starre Armaturen und streichen die Feststoffe von dem äußeren Umfang weg. Die Feststoffe fallen sodann von einem Tisch in eine konische Kammer, wo sie aufgenommen und durch Stickstoffgas in die Transportleitung gefördert werden. Die Beschickungsrate der teilchenförmigen Zucker- oder Stärkefeststoffe wird durch Einstellen des Spalts zwischen dem unteren Trichter und dem Tisch gesteuert. Die Steuerung der Feinheit wird durch die Rotationsgeschwindigkeit des Tischs ausgeübt.

Wenn zur Zufuhr der Verfahrenswärme inerte teilchenförmige Feststoffe erforderlich sind, schicken die Beschikkungsvorrichtungen (7) die heißen, inerten, teilchenförmigen Feststoffe durch ein nicht-mechanisches Hochtemperaturventil, das bei der Reaktionstemperatur in Betrieb ist. Diese heißen, inerten teilchenförmigen Feststoffe werden sodann zum thermischen Mischer (1) gefördert.

Die feste, teilchenförmige Beschickung (oder zerstäubte Zucker- oder Stärkeflüssigkeit), wird sodann durch ein mit Wasser oder Luft gekühltes Rohr (4) in den Tuburlenzbereich des thermischen Mischers (1) eingespritzt, wo ein wirksames Vermischen und schnelles Erwärmen auf zumindest 400 ºC innerhalb von 0,10 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von 0,03 Sekunden, stattfindet.

Die schnelle Pyrolyse der Zucker- oder Stärkebeschickung (1) wird in einem Transportreaktor (9) fortgesetzt. Der Transportreaktor ist ein Rohrschuß, der unter Anwendung eines Elektroofens (10) indirkt erwärmt wird, oder durch Verbrennung von Erdgas oder Propan direkt erwärmt wird. Das Gemisch der heißen Gase und der Beschickung geht vom thermischen Mischer (1) durch den Transportreaktor (9) zur Abschreckvorrichtung (2) und zum Feststoffabscheider (23). Dyirch Veränderung des Reaktorvolumens und der Strömungsraten des inerten Wärmeträges und der Beschikkung kann die Verweilzeit zwischen 30 msec und 3 Sekunden verändert werden. Die Reaktortemperaturen können im Bereich von 400 º bis 1.000 ºC eingestellt werden. Reaktortemperaturen zwischen 400º und 800ºC, insbesondere zwischen 500 bis 600ºC werden bevorzugt. Die Erwärmungsrate, die mit dieser Vorrichtung erreicht werden kann, beträgt über 10.000 ºC pro Sekunde.

Zur Erhöhung der Ausbeute an gewonnenen Flüssigprodukten kann ein wirksamer Zykonkühler (25) benutzt werden. Zusätzlich kann zur Gewinnung zusätzlicher Flüssigprodukte in eine Gasleitung stromabwärts eine elektrostatische Abscheidevorrichtung (24) einbezogen werden.

Nach Gewinnung der Flüssigprodukte wird Wasser zugegeben, um zur Verminderung der Benzo(a)pyren- und Teerkonzentration im Flüssigprodukt Phasentrennung zu bewirken. Die zugegebene Wassermenge, die über diejenige, welche zum Erreichen einer wirksamen Phasentrennung erforderlich ist, hinausgeht, ist in gewissen Ausmaß eine Sache der Wahl. Jedoch ist es in der Regel erwünscht, das rohe Flüssigprodukt mit genügend Wasser zu verdünnen, um ein wasserlösliches Flüssigprodukt mit einem maximalen spezifischen Gewicht von mehr als 30 º Brix herzustellen.

Fig. 4 veranschaulicht eine andere Vorrichtung, die zur Schnellpyrolyse von Zuckern und Stärken nach dem schnellen thermischen Verfahren brauchbar ist. Im Vorratsbehälter (40) wird eine Zufuhrmenge des festen Zuckers oder der festen Stärke in Form von Granalien oder Pulver als Beschickung gelagert. Die Beschickung wird aus dem Vorratsbehälter (40) durch einen Schneckengang (42) entnommen und in den unteren Innenteil des Reaktors (44) oberhalb eines Windkastens (101) und einer Gitterplatte (43) eingespeist. Der Schneckengang (42) kann an einem Einlaß in den Reaktor mit Wasser gekühlt werden, um eine vorzeitige Pyrolyse zu verhindern, bei der Teermaterialien entstehen können. Es kann aber auch eine Lösung oder ein Sirup aus flüssiger Beschickung mit einem Gehalt an einem Kohlehydrat in den Reaktor unter Verwendung einer geeigneten, gut bekannten Einspritzvorrichtung eingespritzt werden. In dem beheizten Vorratsbehälter (110) wird eine Zufuhrmenge einer flüssigen Beschickung gelagert. Die flüssige Beschickung wird von dem Lagertank (110) durch eine Pumpe (112) durch eine blanke, ummantelte Leitung (114) abgepumpt. Die flüssige Beschickung tritt durch eine Einspritzdüse (116) in den Reaktor (44) ein. Die Einspritzdüse (116) kann am Reaktoreinlaß durch einen mit Wasser gekühlten Mantel (118) gekühlt werden, um eine vorzeitige Pyrolyse der flüssigen Beschickung in der Einspritzdüse zu verhindern.

Durch eine Leitung (100) wird ein Strom eines Rückführungsgas-Transportfluids in den Windkasten (101), durch die Gitterplatte (43) und in den unteren Teil des Reaktors (44) eingespeist, der ein Wärmeübertragungsmedium, wie z.B. Sand (45), enthält. Im Reaktor (44) erfolgt ein schnelles Vermischen und ein schneller Wärmeleitungsübergang vom Sand (45) zur Zucker- oder Stärkebeschickung. Es wird die pyrolytische Umwandlung der Beschickung in einen Rohproduktdampf eingeleitet, die sich durch den Reaktor mit einer Aufwärtsströmung in den ersten Cyclonabscheider (48) fortsetzt. Der Sand (45) und Pyrolysedampf umfassende Pyrolysestrom wird durch Leitung (46) dem Reaktor (44) entzogen und in den ersten Cyclonabscheider (48) eingespeist. Im Abscheider (48) wird der heiße Sand (45) aus dem Produktdampfstrom entfernt und mittels einer Leitung (50) zum Reaktor (44) rückgeführt. Der rückgeführte Sand (45) wird abermals in den unteren Teil des Reaktors (44) an einem Punkt oberhalb der Gitterplatte (43) eingeführt. Der kohlehaltige Produktdampf wird vom ersten Cyclonabscheider (48) über eine Leitung (52) abgezogen und in einen zweiten Cyclonabscheider (54) eingespeist, der ein hoch wirksamer Umkehrstrom-Cyclonabscheider sein kann. Die feinteilige Kohle und der feinteilige Sandfeststoff werden in dem zweiten Abscheider entfernt und daraus in einen Kohleabscheider (56) zur Entsorgung oder weiteren Verarbeitung, wie erwünscht, eingespeist.

Der heiße Produktstrom wird vom Kopf des zweiten Abscheiders (54) durch eine Leitung (58) abgezogen, welche den kondensierbare und nicht-kondensierbare Komponenten enthaltenden Dampf sowie feine restliche Kohle und Asche in den unteren Innenraum eines mit Leitblechen versehenen Kühlers (60) einspeist, wo der Dampf unverzüglich abgeschreckt wird. Der Kühler (60) verwendet die Produktflüssigkeit als Abschreckmedium.

Das kondensierte Flüssigprodukt wird vom Boden des Kühlers (60) durch eine Leitung (62) abgezogen und zu einer Pumpe (64) gefördert, die es zu einem mit Wasser indirekt gekühlten Wärmeaustauscher (66) pumpt. Die gekühlte Produktflüssigkeit wird aus dem Wärmeaustauscher (66) abgezogen und durch Leitung (68) zum Kopf des Kühlers (60) als Sprühnebel rückgeführt. Ein herkömmlicher, transparenter, vertikaler Sichtanzeiger (61) ist am unteren Teil des ersten Kühlers (60) angebracht. Der Sichtindikator besitzt hohe und niedere Markierungen des Flüssigkeitsspiegels. Wenn das Volumen der Flüssigkeit im Kühler (60) die Markierung des hohen Spiegels erreicht, wird rohe Pyrolyseflüssigkeit durch eine Leitung (63) abgezogen, bis der Flüssigkeitsspiegel die unter Markierung erreicht. Die Flüssigkeit wird sodann im Kühler gesammelt, bis sie wieder die Markierung des hohen Spiegels erreicht; sodann wird die Stufe des Abziehens der hohen Pyrolyseflüssigkeit wiederholt.

Durch Leitung (70) wird nicht-kondensierter Produktdampf vorn Kopf des Kühlers (60) abgezogen und in eine gepackte zweite Kühlsäule (72) eingespeist, wo er weiter abgekühlt wird. Vom Boden des gepackten zweiten Kühlers wird Flüssigkeit durch eine Leitung (74) abgezogen und zu einer Pumpe (76) geleitet, die sie durch einen wassergekühlten Wärmeaustauscher (78) pumpt. Gekühltes Flüssigprodukt wird vom Wärmeaustauscher (78) durch die Leitung (80) entfernt und zum Kopf der gepackten zweiten Kühlsäule (72) gefördert. Am unteren Teil des zweiten Kühlers (72) ist ein herkömmlicher, transparenter, vertikaler Sichtindikator (73) angebracht, der Markierungen für einen hohen und niederen Flüssigkeitsspiegel besitzt. Beim Erreichen der Markierung für hohen Flüssigkeitsspiegel wird die rohe Pyrolyseflüssigkeit durch die Leitung (75) abgezogen, bis der Flüssigkeitsspiegel die untere Markierung erreicht.

Vom Kopf der gepackten zweiten Kühlersäule (72) wird durch eine Leitung (82) ein Dampfstrom abgezogen und durch einen wassergekühlten Wärmeaustauscher (84) geleitet, von dem er durch eine Leitung (86) in einen Dunstabscheider (88) eingespeist wird. Von dem Dunstabscheider (88) wird der Dampf über eine Leitung (90) zu einem Filter (92) geleitet. Vorn Boden des Filters (92) wird mittels einer Leitung (102) Flüssigkeit entfernt und zum Bodenteil der zweiten Kühlersäule (72) oberhalb des Flüssigkeitsspiegels in der Säule rückgeführt. Ein Teil des erhaltenen sauberen Nebenproduktgasstroms wird vorn Filter (92) durch eine Leitung (94) zum Abraum geführt, während ein weiterer Teil über die Leitungen (94) und (96) zu einem Gasumlaufgebläse (98) geleitet wird. Das rückgeführte Gas wird vom Gebläse (98) über eine Leitung (100) in den Boden des Reaktors (44) eingespeist.

Nachfolgende Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. In den Beispielen sind die Konzentrations- Konzentrationswerte für die organischen Komponenten in den beschriebenen Flüssigkeiten als &sup0;Brix-Werte wiedergegeben. Die ºBrix-Werte werden unter Anwendung von Standardrefraktionsmethoden erhalten, die in der Zuckerindustrie gut bekannt sind. Die Werte Gewichtsprozent pro Volumen (Gew.%/Vol.) für Hydroxyacetaldehyd wurden gaschromatographisch erhalten, indem man die vorn Peak umschlossene Fläche einer Flüssigkeitsprobe (erforderlichenfalls verdünnt) mit den von den Peaks umschlossenen Flächen einer Standardkurve verglich, die mit einer 1-5 %igen Reihenverdünnung von Hydroxyacetaldehyd in Wasser erhalten worden war. Die Gaschrornatogramme wurden mit einem Varian Gaschromatograph (Modell 3300, mit einem Varian Integrator Modell 4290) durchgeführt, der mit einer Kapillarsäule aus geschmolzenen Siliciumdioxid versehen war (entweder einer 0,25 mm x 60 mn Säule J&W DB1701 oder einer 0,25 mm x 30 m Säule J&W DB-Wax) unter Verwendung von Wasserstoff als Trägergas bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 2,0 ml/mm und einem Temperaturprogramm von 40ºC Anfangstemperatur bei der Minute Null, wonach die Temperatur mit 8,0 ºC/Minute auf 255 ºC erhöht wurde. Die Temperatur der Einspritzkammer betrug 220 ºC, während die Detektortemperatur 300 ºC war.

Unter diesen Bedingungen war die Retentionszeit von Hydroxyacetaldehyd in der Säule J&W DB-1701 2,85 Minuten, und in der Säule J&W DB-Wax 4,70 Minuten.

Beispiel 1

Unter Verwendung einer in Fig. 4 veranschaulichten Vorrichtung wurde Dextrose (Cerelose Dextrose 2001), D.E. 95, Corn Products, Inglewood Cliffs, New Jersey) bei etwa 550 ºC und einer Dampfverweilzeit von 0,7 Sekunden bei einem Druck von 1-1,5 psi schnell pyrolysiert. Die Dämpfe wurden durch direkte Berührung mit im Umlauf geführtem Wasser von 20 ºC kondensiert. Etwa 5 pounds Dextrose wurden innerhalb eines Zeitraums von 20 Minuten in die Vorrichtung eingespeist.

Es wurde gefunden, daß die erhaltene rohe Pyrolysenflüssigkeit einen Brix-Wert von etwa 4 º aufwies und etwa 0,5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt. Die Lösung wurde sodann unter Wasserstrahlpumpenvakuum von etwa -28,5 inches Quecksilber bei 50 ºC eingeengt, um überschüssiges Wasser zu entfernen, wobei eine Lösung erhalten wurde, die einen Brix-Wert von etwa 63 º und eine Hydroxyacetaldehyd-Konzentration von etwa 29 Gew.%/Vol. aufwies.

Beispiel 2

In einem Reaktor mit nach unten strömendem Transport (Fig. 1) wurde unter Verwendung von Sand als Wärrneübertragungsmedium pulverisierte Dextrose pyrolysiert. Die Reaktortemperatur war 600 ºC, und die Verweilzeit des Dampfes in dem Reaktor 75 msec. Die Ausbeute an Pyrolyseflüssigkeit war 83,5 %, die Ausbeute an nicht-kondensierbaren Gasen 14 %, und die Kohleausbeute 2,5 %. Die Zusammensetzung der kondensierten, rohen Pyrolyseflüssigkeit war folgende:

Brix-Wert 64,7º

Wasser 34,3%

Hydroxyacetaldehyd 25,5%

Acetol 2,6%

Essigsäure 1,6%

Andere organische Stoffe (einschl. Hydroxymethylfurfural) 36,0%

Beispiel 3

Die in Beispiel 1 erhaltene Pyrolyseflüssigkeit mit einem anfänglichen Brix-Wert von 4º wurde durch Verdampfen unter vermindertem Druck eingeengt, wobei eine Lösung mit einem Brix-Wert von 18º, die etwa 5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt, erhalten wurde. Ein Teil dieser Lösung (60 ml) wurde mit drei Teilen Methylenchlorid vom Lebensmittelreinheitsgrad (20 ml) zur Entfernung von Geschmackskomponenten extrahiert. Die extrahierte Lösung wurde sodann absatzweise mit zwei Harztypen vorn Lebensmittelreinheitsgrad, und zwar zuerst mit dem nicht-ionischen Harz XAO-4 der Fa. Rohrn & Haas (6 g) und sodann mit dem kationischen Harz IR-120 der Fa. Rohm und Haas (3 g) zur Entfernung zusätzlicher Geschmacksbestandteile behandelt. Die erhaltene Lösung (mit einem Brix-Wert von etwa 12,9 º) wurde auf einem Brix-Wert von etwa 50 º eingedampft, um flüchtige Komponenten niedrigen Molekulargewichts sowie restliches Methylenchlorid zu entfernen. Die eingeengte Lösung enthielt etwa 32 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd. Sodann wurde das Konzentrat mit Wasser auf einen Brix-Wert von 13 º rückverdünnt, was eine geeignete Konzentration für die direkte Anwendung auf ein Lebensmittel ist.

Die Lösung mit einem Brix-Wert von 13 º und einem Gehalt von etwa 5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd wurde auf die Oberfläche der Würstchen Swift Premium Brown und Serve (Swift-Eckrich, Inc., Oak Brook, Illinois) aufgebracht. Die Würstchen wurden zusammen mit unbehandelten Würstchen, die als Kontrolle benutzt wurden, in einem Mikrowellenherd bestrahlt. Nach dem Bestrahlen hatten die mit der Bräunungslösung behandelten Würstchen eine satte goldbraune Farbe, im Vergleich zu den unbehandelten Kontrollwürstchen, die eine grauweiße Farbe aufwiesen. Zwischen den beiden Gruppen Würstchen gab es keinen erkennbaren Geschmacksunterschied. Dies zeigt, daß die geschmackslose Bräunungslösung die Würstchen bräunte, ohne daß sie diesen auch einen erkennbaren Geschmack verlieh.

Beispiel 4

Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines hoch bräunenden, geschmackslosen Flüssigprodukts aus Dextrose und seine Brauchbarkeit zum Bräunen von Lebensmitteln in einem Mikrowellenherd.

In einem nach oben strömenden Umlauf-Fließbettreaktor, wie in Fig. 4 veranschaulicht, wurde bei etwa 550 ºC Dextrose schnell pyrolysiert. Die Dampfverweilzeit war etwa 0,7 Sekunden, der Druck etwa 1-1,5 psi, und die Pyrolysedämpfe wurden kondensiert und durch direkte Berührung mit im Umlauf geführten Wasser von 20 ºC solubilisiert. Die erhaltene wässerige Kondensatlösung enhielt insgesamt organische Feststoffe mit einem Brix- Wert von 4 º, bestimmt durch den Brechungsindex, und etwa 0,5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd, bestimmt durch Gaschromatographie. Diese Lösung wurde sodann durch Rotationsverdampfung auf organische Feststoffe mit einem Brixwert von 18 º eingeengt; es wurde ermittelt, daß sie etwa 6 Gew %/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt. Ein Teil dieser Lösung (60 ml) wurde sodann mit drei Anteilen Methylenchlorid vom Lebensmittelreinheitsgrad (20 ml) zur Entfernung von Geschmackskomponenten extrahiert. Die Lösung wurde sodann auf organische Feststoffe mit einem Brix- Wert von 50 º eingeengt, um die Geschmackskomponenten niedrigen Molekulargewichts zu entfernen. Durch Gaschromatographie wurde gefunden, daß diese Lösung 23 Gew.%/ Vol. Hydroxacetaldehyd enthielt. Die gaschromatographische Analyse zeigte auch, daß Furfural, Phenole und Pyrazine die Geschmackshauptkomponenten waren, die durch Extraktion und Abdampfen entfernt wurden. Sodann wurde zur Rückverdünnung der Lösung auf 5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd Wasser zugegeben, und es wurde gefunden, daß der Gehalt an organischen Feststoffen einen Brix-Wert von 12 º aufwies.

Diese verdünnte, geschmacklose Lebensmittelbräunungslösung wurde auf die Oberfläche von Swift Premium Brown- and Serve-Würstchen aufgebracht. Die Würstchen wurden zusammen mit unbehandelten Würstchen, die als Kontrolle dienten, im Mikrowellenherd zwei Minuten behandelt. Danach wiesen die mit der Bräunungslösung behandelten Würstchen eine satte goldbraune Farbe auf, im Vergleich zu den Kontrollwürstchen, die eine grauweiße Farbe besaßen. Zwischen den beiden Würstchengruppen gab es keinen erkennbaren Geschmacksunterschied. Dies zeigt, daß die geschmacklose Bräunungslösung die Würstchen bräunte, ohne daß ihnen ein erkennbarer Geschmack verliehen wurde.

Beispiel 5

Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines stark bräunenden geschmacklosen Flüssigkeitsprodukts aus Lactose. In einem aufwärtsströmenden Umlauf- Fließbettreaktor, wie im Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben, der in der Lage war, etwa 100 lbs/Stunde feste Beschickung zu verarbeiten, wurde bei 500 ºC Lactose pyrolysiert.

Die Dampfverweilzeit in dem Reaktor betrug etwa 0,7 Sekunden, der Druck war etwa 1-1,5 psi, und die Pyrolysedämpfe wurden durch direkte Berührung mit im Umlauf geführten Wasser von 20 ºC, wie in Beispiel 1 beschrieben, kondensiert. Die erhaltene Kondensatlösung, oder rohe Pyrolyseflüssigkeit, enthielt organische Gesamtfeststoffe mit einem Brix-Wert von 2 º, bestimmt durch den Brechungsindex. Die Hydroxyacetaldehydkonzentration war 0,11 %, der Essigsäuregehalt weniger als etwa 0,01 %, und der Acetolgehalt war etwa 0,06 %, ermittelt durch analytische Gaschromatographie. Die Lösung wurde sodann durch Eindampfen bei 50 ºC unter einem Vakuum von minus 29 inches Quecksilbersäule auf organische Feststoffe, einschließlich 4 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd, mit einem Brix-Wert von 26 º eingeengt. Die konzentrierte Lösung (60 ml) wurde mit drei Anteilen Methylenchlorid vom Lebensmittelreinheitsgrad (20 ml) extrahiert, um Geschmackskomponenten wie Furfural, Phenole und Pyrazine zu entfernen. Die extrahierte Lösung wurde sodann auf organische Feststoffe mit einem Brix-Wert von 50 º eingeengt, um Geschmackskomponenten niedrigen Molekulargewichts zu entfernen. Es wurde gefunden, daß diese Lösung 11 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt. Die Lösung wurde sodann mit Wasser auf 5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd verdünnt; es wurde gefunden, daß sie organische Feststoffe mit einem Brix-Wert von 19 º enthielt.

Diese verdünnte, geschmacklose Lebensmittelbräunungslösung wurde auf die Oberfläche von Swift Premium Brown- und Serve-Würstchen gebracht, indem man sie in die Lösung zwei bis 3 Sekunden eintauchte, wonach man die Würstchen 30 Sekunden trocken abtropfen ließ. Zusammen mit unbehandelten Würstchen, die zur Kontrolle dienten, wurden die Würstchen in einem Mikrowellenherd bestrahlt.

Danach hatten die mit der Bräunungslösung behandelten Würstchen eine satte goldbraune Farbe, im Vergleich zu den Kontrollwürstchen, die eine grauweiße Farbe aufwiesen. Zwischen den beiden Gruppen von Würstchen gab es keinen erkennbaren Geschmacksunterschied. Dies zeigt, daß die geschmacklose Bräunungsflüssigkeit die Würstchen bräunte, ohne daß ihnen auch ein nachweisbarer Geschmack verliehen wurde.

Beispiel 6

Dieses Beispiel zeigt ein zweites Verfahren zur Herstellung einer stark bräunenden, geschmacklosen flüssigen Lösung von Dextrose und ihre Brauchbarkeit zum Bräunen eines in einem Mikrowellenherd gekochten Nahrungsmittels.

Nach dem Verfahren des Beispiels 4 wurde Dextrose pyrolysiert und die erhaltene wässerige Lösung wurde auf organische Feststoffe und 6 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd, entsprechend einem Brix-Wert von 18 º eingeengt. Ein Teil dieser Lösung (60 ml) wurde sodann absatzweise mit zwei Harzarten vom Lebensmittelreinheitsgrad, zuerst mit dem nicht-ionischen Harz XAD-4 der Fa. Rohm and Haas (6 g) und sodann mit dem kationischen Harz IR-120 der Fa. Rohm und Haas (3 g) zur Entfernung von Geschmackskomponenten behandelt. Durch Bestimmung des Brechnungsindex wurde gefunden, daß die Lösung nach der Harzbehandlung etwa 13 º Brix entsprechende organische Feststoffe enthielt. Sie wurde sodann durch Eindampfen auf 50 º Brix entsprechende organische Feststoffe eingeengt, zur Entfernung von Geschmackskomponenten niedrigen Molekulargewichts. Eine gaschromatographische Analyse zeigte, daß diese Lösung 23 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt, und daß Furfural, Phenole und Pyrazine die Geschmackshautbestandteile waren&sub1; die durch die Harzbehandlung und das Eindampfen entfernt wurden. Die Lösung wurde sodann mit Wasser auf 5 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd rückverdünnt; es wurde gefunden, daß sie 12 º Brix entsprechende organische Feststoffe enthielt.

Diese verdünnte, geschmacklose Lebensmittelbräunungslösung wurde auf die Oberfläche von Swift Premium Brown- und Serve-Würstchen aufgebracht. Die Würstchen wurden zusammen mit unbehandelten Würstchen, die als Kontrolle dienten, im Mikrowellenherd gegart. Die mit der Bräunungslösung behandelten Würstchen hatten danach eine satt goldbraune Farbe im Vergleich zu den Kontrollwürstchen, die eine grauweiße Farbe aufwiesen. Zwischen den beiden Würstchengruppen gab es keinen erkennbaren Geschmacksunterschied. Dies zeigt, daß die geschmacklose Bräunungslösung die Würstchen bräunte, ohne daß sie diesen einen erkennbaren Geschmack verlieh.

Beispiel 7

Dieses Beispiel zeigt die Entfernung von unerwünschten Geschmackskomponenten aus einem Flüssigprodukt von Lactose durch Extraktion mit Methylenchlorid.

Gemäß dem Verfahren des Beispiels 5 wurde Lactose schnell pyrolysiert. Anhand des Brechnungsindex wurde ermittelt, daß das erhaltene, wässerige Flüssigprodukt etwa 2 º Brix entsprechende organische Gesamtfeststoffe enthielt. Diese Lösung wurde sodann durch Eindampfen bei 50 ºC und einem Druck von -29 inches Quecksilbersäule zu organischen Feststoffen mit einem Brixwert von 26 º eingeengt und sodann in zwei Teile unterteilt. Einer dieser Teile (100 ml) wurde mit Methylenchlorid vom Lebensmittelreinheitsgrad (3x30 ml) extrahiert, während ein zweiter Teil nicht extrahiert wurde, welcher als Kontrolle diente. Die organischen Feststoffe in dem extrahierten Teil fielen von 26 º Brix auf 22 º Brix. Jede Lösung wurde sodann mit destilliertem Wasser auf 150 ppm organische Feststoffe verdünnt. Mit folgenden drei Proben wurde ein Dreieckstestfeld aufgestellt.

A= extrahierte verdünnte Probe

B= nicht extrahierte verdünnte Probe

C= nicht extrahierte verdünnte Probe

Zehn Testeilnehmer wurden gebeten, die einzelnen Proben zu probieren und den Geschmack zu beurteilen. Sieben der Testteilnehmer identifizierten die Probe A. Die Beurteilung der Testteilnehmer zeigte, daß Probe A tatsächlich keinen Geschmack hatte, im Vergleich zu B und C, die beide einen milden Rauchgeschmack besaßen. Dies zeigt, daß die Methylenchloridextraktion ein wirksamer Weg zur Entfernung von Geschmackskomponenten aus der Pyrolyseflüssigkeit von Lactose war.

Beispiel 8

Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Flüssigprodukts aus Stärke.

Eine Probe von FRO-DEX-24-D (Amaizo Co., Hammond, Indiana USA), einer pulverisierten Stärke mit einem Gehalt an 6 % Feuchtigkeit und einem Dextroseäquivalent von 26% wurde bei etwa 550 ºC in einem nach oben strömenden Umlauf- Fließbettreaktor, wie in Fig. 4 veranschaulicht, schnell pyrolysiert. Die Dampfverweilzeit war etwa 200 msec., und die Pyrolysedämpfe wurden unter Verwendung eines Kühlers mit kaltem Wasser kondensiert und solubilisiert. Anhand des Brechnungsindex und durch Gaschromatographie wurde gefunden, daß die erhaltene Kondensatlösung 51 ºBrix organische Feststoffe und 24 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt. Infolgedessen war die Hydroxyacetaldehydkonzentration etwa 50 % der organischen Feststoffe der Kondensatlösung.

Beispiel 9

Dieses Beispiel beschreibt ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Flüssigprodukts aus Stärke.

Eine Probe der gepulverten Stärke PF (Amaizo Co., Hammond, Indiana, USA) mit einem 12 %igem Feuchtigkeitsgehalt wurde bei etwa 550 ºC in einem nach oben strömenden Umlauf-Fließbettreaktor schnell pyrolysiert. Die Dampfverweilzeit betrug etwa 200 msec., und die Pyrolysedämpfe wurden unter Verwendung eines Kühlers mit kaltem Wasser kondensiert und solubilisiert. Es wurde anhand des Brechnungsindex gefunden, daß die erhaltene Kondensatlösung 56 ºBrix organische Fettstoffe enthielt, während durch Gaschromatographie ermittelt wurde, daß sie 29 Gew.%/Vol. Hydroxyacetaldehyd enthielt. Infolgedessen betrug die Hycroxyacetaldehydkonzentration etwa 50 % der organischen Feststoffe der Kondensatlösung.

Beispiel 10

Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines stark bräunenden, geschmacklosen Flüssigprodukts aus Maisstärke.

Maissirup hohen Dextrosegehalts mit 83,7 % Gesamtfeststoffen und 16,3 % Feuchtigkeit wurde auf etwa 150 ºF erwärmt und sodann durch wasserdampf beheizte Leitungen in einen nach oben strömenden Umlauf-Fließbettreaktor, wie in Fig. 4 veranschaulicht, gepumpt. Der erwärmte Maissirup trat durch eine Düse mit einer Öffnung von 3/32 inch in den Reaktor ein. Die Reaktortemperatur betrug etwa 550 ºC, die Dampfverweilzeit war etwa 700 msec., und der Druck betrug etwa 1,5 psi. Die Pyrolysedämpfe wurden durch direkten Kontakt mit im Umlauf geführten Wasser von 20 ºC kondensiert und solubilisiert, wobei ein Flüssigprodukt mit einem Brix-Wert von etwa 30 º anfiel. Die Zusammensetzung des Flüssigprodukts war wie folgt:

Hydroxyacetal dehyd 16,1%

Acetol 0,81%

Essigsäure 1,6%

Cycloten 0,06%

Furfural 0,41%

Methanol/Methylacetat 0,83%

Maltol 0,10%

Ameisensäure < 0,1%

Die Lösung mit einem Brix-Wert von 30 º wurde mit Methylenchlorid extrahiert (ein Volumen Methylenchlorid auf 10 Volumina Lösung) und sodann durch Eindampfen unter vermindertem Druck (-28,5 inches Quecksilbersäule) bei etwa 50 ºC eingeengt, wobei ein Flüssigprodukt mit einem Brix-Wert von etwa 45 º anfiel.

Beispiel 11

Das von Maissirup abgeleitete Flüssigprodukts des Beispiel 10 wurde mit Wasser auf etwa 23 º Brix verdünnt und mit vier unterschiedlichen Pyrolyseflüssigkeitsproben verglichen: 1) ein mit Methylenchlorid extrahierter, durch langsame Pyrolyse hergestellter, im Handel erhältlicher flüssiger Rauch, hergestellt nach dem im U.S.-Patent 4.717.576 von Nicholson beschriebenen Verfahren (kurz: Charsol C-12, 500 ml 28 º Brix, 12% titrierbare Acidität, Bräunungsindex 12, der Fa. Red Arrow Products Company Inc., wurde mit 50 ml Methylenchlorid extrahiert, wobei ein flüssiger Rauch mit einem Brix-Wert von etwa 23 º erhalten wurde); 2) Schnellpyrolyseprodukt "Avicel pH 101 Cellulose", hergestellt nach dem im Beispiel 8 des am 13.08.1991 herausgegebenen U.S.-Patents 5.039.537; 3) ein Schnellpyrolyseprodukt von Ahornsägemehl, behandelt durch Kontakt mit dem nicht-ionischen Harz XAD-4, hergestellt nach dem in Beispiel 6 des U.S.-Patents 5.039.537 beschriebenen Verfahren; und 4) ein Schnellpyrolyseprodukt aus Dextrose, wobei die Werte aus dem in obigem Beispiel 2 enthaltenen Daten in direkter Proportionalität zu den &sup0;Brix-Werten berechnet wurden.

Physikalische Vergleichsdaten dieser fünf Flüssigprodukte sind in Tabelle 3 wiedergegeben.

Tabelle 3

* Werte, berechnet gemäß dem von Nicholson im U.S.-Patent 4.717.576 beschriebenen Verfahren.

Der in Tabelle 3 beschriebene Hautbräunungsindex ist ein Maß des Bräunungsvermögens einer mit einer flüssigen Zusammensetzung behandelten Haut. Durch nachfolgende Probeberechnung für CHARSOL C-12 (1. Beispiel in Tabelle 3) wird die Berechnung gemäß dem von Nicholson im U.S.- Patent Nr. 4.717.576 beschriebenen Verfahren deutlicher.

Die Hautbräunungsdichte wurde unter Anwendung einer Hautbeladung von 5,87 ml konzentrierten flüssigen Rauchs/ cm², wie in Tabelle H und Zeilen 45 bis 55 in Spalte 26 des U.S.-Patents 4.717.576 offenbart, bestimmt. Der Beladungsfaktor von 5,87 mg/cm² bezieht sich auf ein konzentriertes CHARSOL C-12-Produkt (d.h. ein Produkt, das um den Faktor 4 eingeengt ist). Ein Beladungsfaktor von 5,87 mg/cm² verwendet ein konzentriertes Produkt, entsprechend einem Beladungsfaktor von 1,4 ml/cm² bei einem unkonzentrierten Produkt CHARSOL C-12, d.h. 5,78 mg/cm² dividiert durch 4.

Unkonzentriertes CHARSOL C-12 (1,0 ml oder 1,096 g) besitzt ein Bräunungsindex von 12, bestimmt durch das im U.S.-Patent 4.717.576 in Spalte 21, Zeilen 27 bis 65 dargelegten Verfahren. Infolgedessen besitzt unkonzentriertes CHARSOL C-12 ein Hautbräunungsvermögen von

1096 mg C-12/12 ∂. Index = 1.4 mg c-12/ca²/x B. Index/cm² ; X=0,015 B.I./cm²

Dies ist der in Tabelle 3 angegebene Wert. Die Berechnung der anderen Werte ist ähnlich.

Obige Daten zeigen, daß das gemäß Beispiel 10 hergestellte Flüssigprodukt einen signifikant höheren Bräunungsdichtewert besitzt als der kommerzielle, nach dem von Nicholson offenbarten Verfahren behandelte flüssige Rauch. Darüber hinaus führt die Pyrolyse von Zuckern und Stärken zu einem Flüssigprodukt mit einer signifikant verminderten Acidität. Solche Flüssigprodukte niederer Acidität werden besonders für Anwendungen auf Lebensmittelhäute bevorzugt, weil Häute bei niedrigen pH-Werten gegenüber einem Abbau empfindlich sind.

Die vorhergehende, detaillierte Beschreibung wurde lediglich zur Klarstellung und zum Verständnis gegeben, woraus keine unnötigen Beschränkungen zu folgern sind, da Modifikationen für den Fachmann auf der Hand liegen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung eines Pyrolyseprodukts aus Zuckern, Stärken oder deren Gemischen, umfassend:

Pyrolyse eines Glieds der aus Zucker, Stärke und deren Gemische bestehenden Gruppe unter Bildung eines dampfförmigen Pyrolyseprodukts;

Kondensation des dampfförmigen Pyrolyseprodukts unter Bildung einer wasserlöslischen Pyrolyseflüssigkeit mit einem Gehalt an der wasserlöslichen Pyrolysefltissigkeit;

In-Berührung-Bringen der wasserlöslichen Pyrolyseflüssigkeit mit einem organischen Lösungsmittel, das im wesentlichen in Wasser unlöslich ist, zur Extraktion von Geschmacksstoffen aus der wasserlöslichen Pyrolyseflüssigkeit in das organische Lösungsmittel; und

Abtrennen der extrahierten Flüssigkeit aus dem organischen Lösungsmittel unter Erhalt eines bräunenden Flüssigprodukts, das im wesentlichen kein durch den Geschmackssinn erkennbares Geschmacksvermögen aufweist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem Dextrose oder Laktose pyrolysiert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem ausreichend Wasser zugegeben wird, so daß die wasserlösliche Pyrolyseflüssigkeit ein spezifisches Gewicht von nicht wesentlich mehr als 30 º Brix besitzt.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die wasserlösliche Pyrolyseflüssigkeit ferner mit einem Glied der aus einem kationischen Austauscherharz, nicht-ionischen Austauscherharz und deren Gemischen bestehenden Gruppe in Berührung gebracht wird, um Geschmacksstoffe weiter zu entfernen und hierdurch zu einer Bräunungsflüssigkeit zu führen, die im wesentlichen geschmacklos ist, aber ein Lebensmittel bräunt.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem das extrahierte Flüssigprodukt zwecks Erhöhung seines spezifisches Gewichts für ein verbessertes Nahrungsmittelbräunungsvermögen insbesondere auf zumindest 40 ºBrix eingeengt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das organische Lösungsmittel ein solches ist, in dem Hydroxyacetaldehyd eine sehr geringe Löslichkeit aufweist, insbesondere Methylenchlorid ist.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die wasserlösliche Pyrolyseflüssigkeit durch Berührung des dampfförmigen Pyrolyseprodukts mit einer kälteren Flüssigkeit, insbesondere mit Wasser oder einem Gemisch des Bräunungsflüssigprodukts und Wasser, direkt kondensiert wird.

8. Stark bräunende wässerige Zusammensetzung, abgeleitet von einem wasserlöslichen flüssigen Pyrolyseprodukt von Zucker oder Stärke mit einem Gehalt an löslichen organischen Stoffen von weniger als 50 ºBrix, einem Bräunungsindex von mehr als etwa 30, vorzugsweise mehr als 50, am meisten bevorzugt mehr als 75, und einem Verhältnis der titrierbaren Acidität zum Bräunungsindex von weniger als 0,06.

9. Stark bräunende wässerige Zusammensetzung gemäß Anspruch 8, abgeleitet von Maissirup mit einer titrierbaren Acidität von 3,2 %, einem Bräunungsindex von 104 und einem Gehalt an löslichen organischen Stoffen von etwa 45 ºBrix.

10. Stark bräunende wässerige Zusammensetzung, abgeleitet von einem wasserlöslichen flüssigen Pyrolyseprodukt von Zucker oder Stärke mit einer Hautbräunungsdichte von mehr als 0,03 B.I./cm².

11. Verwendung der Zusammensetzung gemäß Anspruch 8 oder 10, oder hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1, zum Bräunen eines Nahrungsmittels, insbesondere Schinken, ohne daß dem Nahrungsmittel ein wesentlicher Geschmack verliehen wird, durch Aufbringen der Zusammensetzung auf ein Nahrungsmittel in einer Menge, die ausreicht, um im Lebensmittel eine akzeptable braune Farbe zu entwickeln.







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