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Dokumentenidentifikation DE69625351T2 18.09.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0829206
Titel Essbare Mikroemulsion zum Beschichten von Nahrungsmitteln, und Verwendung zum Bräunen und knusprig Machen durch Mikrowellen
Anmelder Société des Produits Nestlé S.A., Vevey, CH
Erfinder Merabet, Mustapha, 1820 Montreux, CH
Vertreter Andrae Flach Haug, 81541 München
DE-Aktenzeichen 69625351
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 16.09.1996
EP-Aktenzeichen 962025870
EP-Offenlegungsdatum 18.03.1998
EP date of grant 11.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.09.2003
IPC-Hauptklasse A23P 1/08
IPC-Nebenklasse A23L 1/01   A23L 1/035   A23D 7/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer essbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion zum Knusprigmachen und Bräunen eines Lebensmittelprodukts, wenn es Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer derartigen essbaren Öl-in- Wasser-Mikroemulsion und ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen, mit der Mikroemulsion behandelten Lebensmittelprodukts.

Ein ernstes Problem beim Wiederhitzen von Lebensmittelprodukten mittels Mikrowellen ist das Fehlen der Knusprigkeit und der Bräunung von Produkten, die in einem derartigen Ofen erhitzt werden. Eine Bräunung und ein Knusprigmachen sind besonders erwünscht, wenn Brot, gebackene Produkte auf der Basis einer zerkleinerten Masse oder teigförmige Lebensmittelprodukte, wie zerkleinerter Fisch oder zerkleinertes Fleisch, erhitzt werden. Das Problem des Fehlens der Knusprigkeit und der Bräunung steht in direktem Zusammenhang mit der Temperatur, die während des Erhitzens durch Mikrowellen auf der Oberfläche des Produkts erhalten werden kann, sowie mit der Übertragung von Feuchtigkeit im Inneren des Produkts. Die Oberflächentemperatur ist von Folgendem abhängig:

Erstens wird die Luft im Mikrowellenofen nicht erhitzt, und sie hat eine Temperatur, die geringfügig höher als die Umgebungstemperatur ist. Beim Erhitzen des Produkts wird der Wasserdampf aus dem Produkt getrieben. Da die Oberfläche des Produkts ungefähr Umgebungstemperatur hat, kondensiert der Dampf und macht sie feucht. Zum Trocknen der Oberfläche des Produkts ist eine stärkere Erhitzung mittels der Mikrowellen erforderlich, was zu einer Überhitzung, wenn nicht zu einem Verbrennen des Kerns des Produkts führt.

Zweitens erzeugt die fokussierende Wirkung auf die Mikrowellen aufgrund der Eindringtiefe der Mikrowellen und der Größe des Produkts heiße Stellen im Inneren des Produkts, das in derartigen Öfen erhitzt wird. Die resultierenden Temperaturgradienten, die die Feuchtigkeit aus der heißen Stelle austreiben, d. h. von Innen nach Außen, sind somit der Richtung entgegengesetzt, die notwendig wäre, um zunächst die Oberfläche zu trocknen.

Ein herkömmlicher Weg, das Problem des Fehlens der Knusprigkeit und der Bräunung zu lösen, ist die Verwendung sogenannter Suszeptoren. Ein Suszeptor ist eine Vorrichtung, die ein Material aufweist, das, wenn es Mikrowellen ausgesetzt wird, Energie absorbiert und auf 200ºC bis 450ºC (400ºF bis 800ºF) erhitzt wird. Herkömmlicherweise wird der Suszeptor unterhalb des Produkts und in engem Kontakt mit dem Produkt, das erhitzt werden soll, angeordnet, und es führt über eine Leitung oder Strahlung zu einer Knusprigmachung oder Bräunung der Oberfläche des Produkts. Ein Suszeptor kann beispielsweise ein Kunststoff- oder Papierträger sein, in den eine dünne Schicht aus Metallteilchen eingelagert ist. Die Verwendung von Suszeptoren ist jedoch für viele Zwecke unerwünscht; beispielsweise ermöglicht sie nur die Knusprigmachung und Bräunung von Oberflächen, die direkt an den Suszeptor angrenzen, die Verwendung von Suszeptoren führt zum Risiko einer Wanderung flüchtiger Gase in das Lebensmittelprodukt, und sie erhöht die Kosten des Produkts.

Eine alternative Technologie zum Bräunen mit Mikrowellen betrifft Emulsionen, die dem Produkt zugesetzt werden, ehe es mittels der Mikrowellen erhitzt wird, und die beispielsweise auf Maillard-Reaktionen oder Mitteln basieren, die beim Erhitzen ihre Farbe verändern. Derartige Bräunungsmittel können zwar für das Bräunen eines Produkts geeignet sein, aber sie verbessern nicht die Knusprigkeit, da sie den Ablauf des Erhitzens durch die Mikrowellen kaum verändern. Bräunungsmittel dieses Typs nach dem Stande der Technik sind Emulsionen, und sie haben eine dispergierte Phase mit Tröpfchen von beispielsweise 0,1 mm.

Gemäß der Erfindung wurde überraschenderweise gefunden, dass, wenn eine Öl-in-Wasser- Mikroemulsion auf ein Lebensmittelprodukt aufgetragen wird, sich die Erhitzung des Produkts in einem Mikrowellenofen beträchtlich verändert. Es wurde gefunden, dass durch das Überziehen des Lebensmittelprodukts mit einer Mikroemulsion mehr Mikrowellenenergie an der Oberfläche des Lebensmittelprodukts absorbiert wird und die Eindringtiefe der Mikrowellen verringert wird. Das ermöglicht ein Knusprigmachen und Bräunen des Lebensmittelprodukts. Eine Mikroemulsion hat eine Tröpfchengröße im Bereich von 0,01 bis 0,5 um.

Eine Öl-in-Wasser-Mikroemulsion vom biochemischen Typ für pharmazeutische Anwendungen sind aus dem US-Patent Nr. 5 514 670 und aus der Internationalen Patentanmeldung Nr. 93/15736 bekannt. Die Mikroemulsionen in diesen Dokumenten sind keine Mittel zum Bräunen und Knusprigmachen, sondern es handelt sich um pharmazeutische oder kosmetische Träger. Das US-Patent Nr. 5 466 478 betrifft Emulsionen, die eine Glasur auf einem Lebensmittelprodukt bereit stellen, wenn sie auf seine Oberfläche gesprüht werden. Die in diesem Dokument beschriebenen Emulsionen haben keine spezifischen Eigenschaften bezüglich Mikrowellen.

Im US-Patent 5 043 173 wird ein Bräunungsmittel für Lebensmittel offenbart, das ein bräunendes reaktives Mittei mit Carbonylgruppen enthält, und das eine Wasser-in-Öl-Emulsion, ein Tensid und eine essbare Basis aufweist, und das so adaptiert ist, dass es im Lebensmittel beim Erhitzen eine Bräunungsreaktion induziert.

Die Bildung von Mikroemulsionen des Öl-in-Wasser-Typs mit Tensiden, die auf dem Lebensmittelsektor nicht akzeptabel sind, ist gut bekannt, beispielsweise Wasser/Triglycerid/R12E04 (Tetraethylenglycoldodecylether). Eine essbare Mikroemulsion nach dem derzeitigen der Technik kennt man aus dem früheren US-Patent 5 376 397, bei dem eine Mikroemulsion mit einem kurzkettigen Alkohol, wie Ethanol, Propanol und Propylenglycol, gebildet wird. Ein Alkohol dieses Typs ist jedoch in vielen Typen von Lebensmitteln unerwünscht. Jedoch bleibt die Fähigkeit dieser Mikroemulsionen nach dem bisherigen Stande der Technik, als Mikrowellen-"Suszeptoren" zu wirken, unbewiesen, und das Patent erwähnt eine derartige Qualität auch nicht.

Mit der erfindungsgemäßen Mikroemulsion ändert sich das Muster der Wechselwirkung zwischen den Mikrowellen und den Produkten erheblich. Die Mikroemulsion kann so formuliert werden, dass sie nur Bestandteile aufweist, die im Lebensmittelsektor zugelassen sind. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen essbaren Mikroemulsion kann das Erhitzen eines Lebensmittelprodukts durchgeführt werden, wobei das Folgende erzielt werden kann:

- Vermeidung einer fokussierenden Wirkung auf die Mikrowellen im Produkt

- Steuerung der Temperatur im Inneren des Produkts über das Steuern der dielektrischen Eigenschaften der Mikroemulsion

- Verringerung des Eindringens der Mikrowellen in das Produkt und Erhitzung einer dünnen Schicht gerade unter der Oberfläche des Produkts auf eine höhere Temperatur

- Trocknen und Bräunen der Oberfläche, während das Innere bei unter 100ºC gehalten werden kann

Demnach kann man mit der vorliegenden Erfindung ein durch Mikrowellen erhitztes Produkt erhalten, das eine knusprige und auch dunkler gemachte Oberfläche aufweist, indem man die Erhitzungszeit leicht verlängert, wobei das Innere des Produkts nicht stark ausgetrocknet wird. Das Produkt kann beispielsweise ausgehend vom gefrorenen oder gekühlten Zustand oder ausgehend von Umgebungstemperatur erhitzt werden.

Weitere Ziele der Erfindung sind

- eine Mikroemulsion mit den oben genannten Charakteristika, die bezüglich des hervor gerufenen Geschmacks und des abgegeben Dufts "neutral" ist,

- eine Mikroemulsion, die frei von kurzkettigen Alkoholen wie Ethanol, Propanol und Propylenglycol ist.

Im ersten Aspekt betrifft die Erfindung die Verwendung einer essbaren Öl-in-Wasser- Mikroemulsion als Überzug auf einem Lebensmittelprodukt für das Knusprigmachen oder Bräunen des Lebensmittelprodukts, wenn es Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird.

Im vorliegenden Zusammenhang ist eine Mikroemulsion eine im wesentlichen thermodynamisch stabile Dispersion von wenigstens zwei nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten (Phasen), die eine geeignete Menge oberflächenaktiver Mittel (Tenside und Cotenside) enthält. Beim Zusammengeben trennen sich die beiden nicht miteinander mischbaren Flüssigkeiten schnell. Die Zugabe von Tensiden in den richtigen Mengen und, wenn es erforderlich ist, auch von Cotensiden führt zur Bildung von Grenzflächenschichten zwischen den beiden Phasen, wodurch die Grenzflächenspannung zwischen den beiden Phasen auf ungefähr Null abgesenkt wird, was die Bedingung darstellt, die für die Koexistenz der beiden Phasen im Gleichgewicht erfüllt sein muss. Die dispergierte Phase ist durch eine Tröpfchengröße im Bereich von 0,01 bis 0,5 um gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Mikroemulsion ist eine Öl-in-Wasser-Mikroemulsion, d. h. eine Dispersion von Öltröpfchen in einer wässrigen Phase.

Es wurde gefunden, dass eine Öl-in-Wasser-Mikroemulsion durch die Absorption von Mikrowellen gekennzeichnet ist, was sie, wenn sie der Oberfläche eines Lebensmittelprodukts zugesetzt wird, als Mittel zum Knusprigmachen und Bräunen sehr geeignet erscheinen lässt. Die erfindungsgemäße Mikroemulsion absorbiert Mikrowellenenergie in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche des Lebensmittelprodukts und stellt somit eine Erhitzung der dispergierten Öltröpfchen auf bis zu 200ºC oder darüber bereit, während das Wasser der kontinuierlichen Phase schnell verdampft. Damit das erreicht wird zeigt die Mikroemulsion im Vergleich zu Wasser sowohl eine hohe dielektrische Absorption ε" als auch den realen Anteil ε' der absoluten Dielektrizitätskonstante bei der Mikrowellen-Heizfrequenz von 2,45 GHz. Dieses Charakteristikum ergibt eine hohe Mikrowellen-Heizgeschwindigkeit und eine geringe Eindringtiefe δ der Mikrowellen.

Die Eindringtiefe δ der Mikrowellen kann für eine Frequenz f wie folgt angegeben werden:

δ = 1/2πf·1/[(1/2·((ε')² + (ε")²)1/2 - ε'))1/2]

Gemäß der Erfindung wurde gefunden, dass es wünschenswert ist, eine dielektrische Absorption von ungefähr 30 und einen realen Anteil der absoluten Dielektrizitätskonstante von über 60 zu haben. Die Größe der dispergierten Tröpfchen in der Mikroemulsion erwies sich als geeignet dafür, die dielektrischen Eigenschaften für diesen Bereich der Ölzusammensetzung zu erhalten.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer für Lebensmittel geeigneten Öl-in- Wasser-Mikroemulsion zum Knusprigmachen und Bräunen, die die, folgenden Bestandteile aufweist:

(a) wenigstens 80 Gew.-% Wasser,

(b) bis zu 10 Gew.-% Öl mit einer Grenzflächenspannung gegenüber Wasser von weniger als 0,10 N/m,

(c) wenigstens ein nicht-ionisches hydrophiles Tensid mit einem Wert für die hydrophilelipophile-balance von 8-18 und, gegebenenfalls,

(d) wenigstens eine Aminosäure,

wobei die Mikroemulsion ein Knusprigmachen und Bräunen des Lebensmittelprodukts bewirkt, wenn es Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird.

Es wurde gefunden, dass es, damit bei Verwendung von oberflächenaktiven Mitteln, die in Lebensmitteln zugelassen sind, eine stabile Mikroemulsion erhalten werden kann, für das Öl in der Öl-in-Wasser-Mikroemulsion erforderlich ist, eine niedrige Grenzflächenspannung gegenüber Wasser zu haben, die unter 0,1, und vorzugsweise unter 0,03 N/m, liegt.

Vorteilhafterweise liegt die Grenzflächenspannung gegenüber Wasser unter 0,0250 N/m, vorzugsweise im Bereich von 0,0230 bis 0,006 N/m, bevorzugter im Bereich von 0,019 bis 0,006 N/m, und am bevorzugtesten bei ungefähr 0,0185 N/m.

Das Öl kann eine Viskosität im Bereich von 20 bis 45 mPa·s aufweisen, vorzugsweise von 27 bis 35 mPa·s. Öle wie pflanzliche Öle haben sich als weniger attraktiv heraus gestellt, da sie das Produkt, auf das sie gesprüht wurden, ausgeprägt ölig erscheinen lassen. Die Viskosität pflanzlicher Öle liegt im Allgemeinen höher als diejenige des oben erwähnten Öls, beispielsweise bei > 90 mPa·s für Olivenöl.

Das Öl ist vorzugsweise ein mittelkettiges Triglycerid mit C6-C18-Fettsäuren. Vorteilhafterweise hat das Triglycerid C8-C12-Fettsäuren, vorzugsweise C8-C10-Fettsäuren. Ein besonders geeignetes Öl ist ein Triglycerid-Öl aus fraktionierten C8-C10-Kokosnuss-Fettsäuren. Ein weiteres geeignetes Öl ist ein mittelkettiges Triglycerid, das aus ungefähr 60% C8 und ungefähr 40% C10 zusammengesetzt ist.

Überraschend gute Ergebnisse wurden mit einem Öl erhalten, das mittelkettiges Triglycerid und außerdem 5% Linolsäure aufweist. Es wird angenommen, dass aufgrund der zwei polaren Köpfe der Linolsäure die Polarität der Moleküle des Öls erhöht ist, was eine bessere Verträglichkeit der Moleküle des Öls mit den aliphatischen Ketten des Tensids bewirkt; siehe das Beispiel unten, bei dem ein mittelkettiges Triglycerid aus lediglich C8- und C10-Kokosnuss- Fettsäuren vorliegt.

Geeignete, im Handel erhältliche Öle sind Öle der Miglyol®-Reihe der Hüls-Aktiengesellschaft, Deutschland, sowie Delios® von Chemische Fabrik Grünau, Deutschland. Es stehen z. B. Miglyol®-Öle zur Verfügung, die eine Grenzflächenspannung gegenüber Wasser von 0,0185 N/m aufweisen.

Die Mikroemulsion umfasst wenigstens 80 Gew.-% Wasser, vorzugsweise zwischen 80 und 92%, und bis zu 10 Gew.-% Öl, vorzugsweise von 2 bis 10%, bevorzugter von 4 bis 8% Öl, was den Vorteil hat, dass das Beschichten und Erhitzen eines Lebensmittelprodukts keine Oberfläche zurück lässt, die ölig aussieht, was bei Produkten der Fall sein kann, die mit Emulsionen behandelt werden, die weniger Wasser enthalten, aber einen Ölgehalt aufweisen, der höher als derjenige der erfindungsgemäßen Mikroemulsion ist. Ein höherer Ölgehalt macht es schwierig, eine Öl-in-Wasser-Mikroemulsion zu bilden, d. h. eine Emulsion mit einer Tröpfchengröße von unter 0,5 um.

Die erfindungsgemäße Mikroemulsion weist wenigstens ein nicht-ionisches hydrophiles Tensid auf. Tenside verbessern die Mikroemulgierung der Öltröpfchen in Wasser, und zwar über die Bildung von Grenzflächenschichten zwischen den beiden Phasen. Das ist für die Bildung einer Mikroemulsion erforderlich. Das Tensid oder die Tenside vermindert bzw. vermindern die Grenzflächenspannung zwischen Wasser und Öl, und zwar vorzugsweise auf ungefähr Null. Das oder die in der erfindungsgemäßen Mikroemulsion verwendete(n) Tensid(e) haben eine für Lebensmittel geeignete Reinheit oder sind als Lebensmittelzusatzstoffe zugelassen.

Gemäß der Erfindung umfasst die Mikroemulsion wenigstens ein Tensid, das wasserlöslich ist und einen Wert für die hydrophile-lipophile balance (HLB) aufweist, der im Bereich von 8 bis 18, vorzugsweise im Bereich von 13 bis 18 liegt. Der HLB-Wert bezieht sich auf die Affinität des Tensids für Wasser oder für Öl. Ein hoher HLB-Wert mit einem Maximum von 18 bezieht sich auf das Tensid, das sehr hydrophil ist, und abnehmende HLB-Werte (Minimum von 1,0) entsprechen einer abnehmenden Hydrophilie, was eine besseren Assoziation mit Öl bedeutet. Der HLB-Wert kann mittels herkömmlicher Verfahren, beispielsweise einer Titration in Benzol und Dioxan, ermittelt werden.

Es wird bevorzugt, dass das Tensid oder die Tenside aus der Gruppe ausgewählt wird bzw. werden, die aus Polysorbaten und Sorbitanen besteht. Besonders vorteilhaft ist/sind (ein) Polysorbat(e), das/die aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Polysorbat 20, Polysorbat 65 und Polysorbat 80 oder einer Kombination von diesen besteht, während das Sorbitan oder die Sorbitane vorteilhafterweise aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Sorbitan 20 und Sorbitan 80 besteht.

Die verwendeten Polysorbate werden als direkte Lebensmittelzusatzstoffe mit einer relativ hohen maximalen Konzentration betrachtet. Beispielsweise sind 10 g pro kg des fertigen Produkts der Standard der Europäischen Union (EU) für Backzwecke. Der für die Konzentration zugelassene Wert wird in unserer Anmeldung der Mikroemulsion nicht erreicht. Polysorbat 20, 80 und, in geringerem Ausmaß, 65 sind wasserlöslich. Die Werte der hydrophile-lipophile balance (HLB) liegen für Polysorbat 20, 80 und 65 bei 16,7, 15,0 bzw. 10,5. Bei der erfindungsgemäßen Mikroemulsion macht das Tensid ungefähr 1 bis 5 Gew.-% aus.

Die verwendeten Sorbitane werden als indirekte Lebensmittelzusatzstoffe angesehen, und ihr Maximalwert wird, obwohl er niedrig ist, beispielsweise liegt der EU-Standard bei 5 g/kg, bei der üblichen Verwendung der Mikroemulsion nicht erreicht. Sorbitan 20 ist in geringerem Maße wasserlöslich (< 1% löslich oder in Wasser dispergierbar), während Sorbitan 80 öllöslich ist, und somit sollte es in Kombination mit anderen Tensiden verwendet werden. Die HLB-Werte für Sorbitan 20 und 80 (öllöslich) liegen bei 8,6 bzw. 4,3.

Für die Formulierung der erfindungsgemäßen Öl-in-Wasser-Mikroemulsion werden die folgenden Tenside und Tensidkombinationen bevorzugt:

- Polysorbat 20

- Polysorbat 65 in Systemen mit Temperaturen über 45ºC

- Kombination aus Polysorbat 20 und Sorbitan 80

- Kombination aus Polysorbat 20 und Sorbitan 20

- Kombination aus Polysorbat 80 und Sorbitan 20 (Das Mikroemulsionssystem muss bei einer Temperatur von über 40ºC gehalten werden, ehe es auf dem Produkt verteilt wird.)

- Kombination aus Polysorbat 65 und Sorbitan 20

- Kombination aus Sorbitan 20 und einer großen Menge an hydrolysiertem Sojabohnen- Lecithin, beispielsweise 1 : 8.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Tenside Polysorbat 20 und Sorbitan 20 in einem Verhältnis von 4 : 1 bis 6 : 1, vorzugsweise von 5 : 1.

Die wasserlöslichen Tenside bilden Micellen in einem bestimmten Temperaturbereich und über einer spezifischen Konzentration, die als "kritische Micellenkonzentration" oder CMC bekannt ist. Die CMC kann für jede Lösung bestimmt werden. Die Untersuchung der Charakteristika der Lösungen aus Wasser und Tensid zeigte, dass die Lösungen unterhalb der CMC ein Verhalten zeigen, das demjenigen eines schwachen Polyelektrolyten ähnlich ist, d. h. sie zeigen einen kleinen Leitfähigkeitsbeitrag in der Niederfrequenzdomäne (bis zu 300 MHz), während die Reaktion auf hochfrequente Strahlung (1 bis 18 GHz) mit derjenigen von Wasser in Beziehung steht. Oberhalb der CMC erscheint ein neuer Absorptionsmechanismus in Form eines Relaxationspeaks im Bereich von 1 bis 6 GHz, der mit der micellären Struktur in Beziehung steht, zusätzlich zur Reaktion des freien Wassers bei hoher Frequenz (6 bis 18 GHz), während das bei niedriger Frequenz beobachtete Leitfähigkeitsverhalten vollständig verschwand. Der Relaxationspeak spiegelt eine hohe Absorption wieder und zeigt somit, dass die erfindungsgemäße Mikroemulsion bei der Mikrowellen-Heizfrequenz von 2,45 GHz eine erhöhte Absorption zeigt, was die oben diskutierten Vorteile hat.

Es wurde gefunden, dass es zu einer drastischen Zunahme der Eigenschaften bezüglich der dielektrischen Absorption und des realen Anteils der Dielektrizitätskonstante kommt, wenn Aminosäuren der Mikroemulsion zugesetzt werden. Ein Ergebnis der Ausbreitung der Mikroemulsion auf der Oberfläche eines Lebensmittelprodukts ist, dass zusätzliche Mikrowellenenergie an der Oberfläche des Produkts absorbiert wird und dass die Eindringtiefe der Mikrowellen verringert ist, wenn das Produkt Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird. Dementsprechend wird es bevorzugt, dass die Öl-in-Wasser-Mikroemulsion wenigstens eine Aminosäure aufweist.

Vorteilhafterweise wird/werden die Aminosäure(n) aus der Gruppe ausgewählt, die besteht aus Lysin, Serin, Threonin, Glycin, Alanin, Histidin, Valin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Methionin und Cystein. Insbesondere werden Aminosäuren aus der Gruppe bevorzugt, die aus Glycin, L-Serin, Lysin und Alanin besteht.

Es ist zwar absolut möglich, Öl-in-Wasser-Mikroemulsionen unter Verwendung von Wasser, mittelkettigem Triglycerid und den erfindungsgemäßen Tensiden herzustellen, aber es wurde gefunden, dass sich bei Zugabe kleiner Mengen an Emulgator zur Ölphase die Koexistenz- Domäne der Mikroemulsion dramatisch verbesserte. Die Zugabe von Emulgator macht die Mikroemulsion weniger empfindlich gegenüber Schwankungen ihrer Zusammensetzung und gegenüber Temperaturschwankungen. Durch die Zugabe des Emulgators zu einer Mikroemulsion wird sie für eine industrielle Verwendung geeigneter. Vorteilhafterweise ist der Emulgator ein Phospholipid, beispielsweise Lecithin. Beispielsweise hat sich ein hydrolysiertes Lecithin, z. B. aus der Sojabohne, als nützlich erwiesen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Mikroemulsion sind ungefähr 10% an hydrolysiertem Lecithin im mittelkettigen Triglycerid enthalten.

Mikroemulsionen, die mit den oben diskutierten Emulgatoren hergestellt werden, sind bei weitem weniger empfindlich gegenüber Veränderungen der Zusammensetzung und der Temperatur des Systems. Es wurde auch gefunden, dass die Zugabe eines Emulgators, wie er oben beschrieben wurde, hinsichtlich der dielektrischen Eigenschaften attraktiv ist. Es sieht so aus, dass die Zugabe einer kleinen, der Ölphase zugesetzten Menge an Emulgator die physikalische Struktur des Systems nicht verändert, das eine Mikroemulsion mit im Wesentlichen den gleichen Charakteristika bleibt (siehe Fig. 5).

Ein Verfahren zur Bereitstellung eines oberflächenbehandelten Lebensmittelprodukts, das für ein Knusprigmachen und/oder eine Bräunung beim Aussetzen gegen Mikrowellenstrahlung bereit ist, umfasst folgende Schritte:

(a) Bereitstellung eines Lebensmittelsubstrats, das wenigstens eine Oberfläche aufweist, die knusprig gemacht oder gebräunt werden kann,

(b) Bereitstellen einer essbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion, wie sie oben diskutiert wurde,

(c) Auftragen der essbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion auf die Oberfläche des Lebensmittelsubstrats.

Im Anschluss an das Auftragen kann das behandelte Lebensmittelprodukt eingefroren oder gekühlt oder bei Umgebungstemperatur aufbewahrt werden. Es wurde gefunden, dass sogar nach längerer Zeit in einer Gefriertruhe (bis zu 8 Wochen bei ungefähr -25ºC) die Mikroemulsion beim Erhitzen in einem Mikrowellenofen noch wirksam ist. Der Überzug kann beispielsweise durch Aufsprühen oder Aufbürsten auf die Oberfläche des Lebensmittelsubstrats aufgebracht werden. Die erforderlich Menge des Überzugs hängt vom Typ des Produkts ab. Beispielsweise entspricht bei der Beschichtung eines Brots die Menge des benötigten Überzugs 1% des Gesamtgewichts des fertigen Produkts. Eine Veränderung der Form des Lebensmittelprodukts ändert allerdings die Menge an Mikroemulsion, die benötigt wird, um die Oberfläche des Produkts knusprig zu machen.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Details anhand von Referenzzeichnungen und Beispielen, und zwar lediglich beispielhaft, veranschaulicht.

Fig. 1 ist ein Diagramm, das die dielektrische Absorption des essbaren Suszeptors, der Polysorbat 20 aufweist, im Vergleich mit der Absorption von Wasser zeigt.

Fig. 2 ist ein Diagramm, das die dielektrische Absorption des essbaren Suszeptors, der Polysorbat 20 und Polysorbat 80 aufweist, im Vergleich mit der Absorption von Wasser zeigt.

Fig. 3 ist ein Diagramm der Wärmeverteilung eines unbeschichteten Lebensmittelprodukts, das Mikrowellenstrahlung ausgesetzt worden ist,

Fig. 4 ist ein Diagramm der Wärmeverteilung eines Lebensmittelprodukts, das mit der erfindungsgemäßen Mikroemulsion beschichtet wurde,

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die dielektrische Absorption einer essbaren Mikroemulsion, die Lecithin aufweist, im Vergleich zu derjenigen der Mikroemulsion ohne Lecithin zeigt.

Beispiel - dielektrische Absorption

Fig. 1 zeigt die dielektrische Absorption einer Mikroemulsion, die Polysorbat 20 aufweist. Die dielektrische Absorption, die den wichtigsten Parameter für die Art der Mikrowellen-Erhitzung eines auf der Mikroemulsion basierenden Suszeptors darstellt, wird mit derjenigen von Wasser verglichen. Je höher die dielektrische Absorption ist, desto höher ist die Erhitzungsgeschwindigkeit (schnellere Erhitzung) und desto geringer ist die Eindringtiefe (die von den Schichten des beschichteten Produkts, die der Oberfläche am nächsten liegen, absorbierte Energie). Bei der Mikrowellen-Heizfrequenz (2,45 GHz) ist die dielektrische Absorption von Wasser (1) ungefähr 9, während diejenige des essbaren Suszeptors (2) aus der Mikroemulsion ungefähr 44, ist. Wenn man berücksichtigt, dass die Mikroemulsion auf Gewichtsbasis zu ungefähr 80 oder mehr aus Wasser besteht (auf Volumenbasis zu ungefähr 94%), dann ist diese Mikrowelleninduzierte Bräunungswirkung eindeutig mit dem Zustand der Mikroemulsion assoziiert.

Der reale Anteil der absoluten Dielektrizitätskonstante lag bei ungefähr 75 (nicht im Diagramm gezeigt).

Fig. 2 zeigt die dielektrische Absorption einer Mikroemulsion (3), die Polysorbat 20 und Sorbitan 80 aufweist. Bei der Mikrowellen-Heizfrequenz, 2,45 GHz, ist die dielektrische Absorption 37, und die Absorption von Wasser (1) ist, wie in der Fig. 1, ungefähr 9. Die hohe dielektrische Absorption führt zu einer höheren Erhitzungsgeschwindigkeit der mit der Mikroemulsion beschichteten Oberflächen und erniedrigt die Eindringtiefe gegenüber derjenigen von Wasser.

Gemessene Werte für die dielektrischen Absorption (ε") und den realen Anteil der absoluten Dielektrizitätskonstante (ε') der Mikroemulsionen, die mit verschiedenen Tensiden hergestellt wurden, bei 2,45 GHz:

PS = Polysorbat; S = Sorbitan

Beispiel - Beschichtung von Brötchen

Es wurden Tests durchgeführt, bei denen Brot, das mit verschiedenen Mikroemulsionen beschichtet war, erhitzt wurde. Es wurde gefunden, dass mit einer Mikroemulsion mit einer Tröpfchengröße der gesprühten Tröpfchen von ungefähr 300 um eine Beschichtungsdicke von ungefähr 0,1 bis 0,2 mm, was einer auf 100 g Brot aufgesprühten Menge der Mikroemulsion von 0,6 bis 0,8 g entsprach, eine knusprige und braune Oberfläche und ein sanft erhitztes Zentrum erhalten wurde, wenn das Brot in einem Mikrowellenofen erhitzt wurde.

Die Fig. 3 bzw. 4 zeigen die Thermogramme eines nicht beschichteten Brötchens sowie eines Brötchens, das mit einer erfindungsgemäßen Beschichtung beschichtet worden war.

In den Experimenten wurden die folgenden Zusammensetzungen eingesetzt:

1,5 mol Glycin, 0,8 mol L-Serin und 1 Liter Wasser werden gemischt und bilden die wässrige Phase,

3,75% mittelkettiges Triglycerid, das 5 Gew.-% Linolsäure aufweist,

0,4 Gew.-% hydrolysiertes Sojabohnenlecithin und

Polysorbat 20

Die erfindungsgemäße Mikroemulsion umfasst dabei vorzugsweise die Schritte der Zugabe der Aminosäure zum Wasser, der Zugabe des Tensids zum Wasser, der Zugabe des Emulgators, z. B. Lecithin, zum ÖL, und des Mischens der Zutaten unter leichter Auf-und-ab-Bewegung, um die Mikroemulgierung zu erhalten.

In den Fig. 3 und 4 entsprechen die markierten Bereiche den folgenden Temperaturbereichen:

1A-1E: ungefähr 90ºC bis 30ºC

2A-2E: ungefähr 110ºC bis 30ºC

Die Fig. 3 und 4 zeigen, wie die Beschichtung mit der Mikroemulsion den Ablauf der Erhitzung verändert. In der Fig. 3 liegt der heißeste Bereich 1A im Zentrum des Brötchens. Die Nachteile sind die oben beschriebenen, d. h. eine Überhitzung des Zentrums, während die äußere Kruste nicht ausreichend erhitzt wird und aufgrund des Kondensierens von Feuchtigkeit auf der äußeren Oberfläche des Brötchens nicht knusprig wird. In der Fig. 4 ist die fokussierende Wirkung auf die Mikrowellen vermieden. Der heißeste Bereich 2A ist vom Zentrum zur Oberfläche des Brötchens verschoben.

Es dürfte klar sein, dass es bei der Erzeugung eines Thermogramms nicht möglich ist, eine echte Messung der tatsächlichen Wärmeverteilung, die im Mikrowellenofen erhalten wird, zu erhalten. Während der Zeit, die benötigt wird, das Brötchen zu zerteilen und die Messung vorzunehmen, wird sich sein äußerer Teil abkühlen, und deshalb ist der heißeste Bereich nicht mehr die Oberfläche des Produkts gerade unterhalb der Oberfläche 2E, sondern 2A, wie man in der Fig. 4 sehen kann.

Es ist somit möglich, die Temperatur im Inneren des Produkts über das Steuern der dielektrischen Eigenschaften der Mikroemulsion zu steuern. Die Fig. 4 zeigt auch, dass der Überzug aus der Mikroemulsion die Eindringtiefe der Mikrowellen verringert, und dass eine dünne Schicht des Produkts gerade unterhalb der Oberfläche des Produkts auf eine höhere Temperatur erhitzt wird.

Es wurden Geschmacktests durchgeführt um zu bestimmen, ob irgendein von der Mikroemulsion stammender Beigeschmack bemerkbar war. Es war kein Beigeschmack von der Mikroemulsion bemerkbar, und insbesondere wurden aus ihr keine anderen Gerüche als diejenigen, die aus dem Knusprigwerden und der Bräunung des Produkts herrührten, frei gesetzt.

Die Fig. 5 zeigt ein Diagramm der dielektrischen Absorption der essbaren Mikroemulsion, die Lecithin aufweist, im Vergleich zu derjenigen der Mikroemulsion ohne Lecithin. Der zur Mikroemulsion zugesetzte Emulgator ist hydrolysiertes Lecithin.

Wie oben diskutiert wurde macht die Zugabe eines Emulgators zur Mikroemulsion die Emulsion weniger empfindlich gegenüber Veränderungen der Zusammensetzung und der Temperatur des Systems. In der Fig. 5 illustrieren 5A bzw. 5B die dielektrische Absorption der Mikroemulsion ohne einen und mit einem Emulgator. Wie aus dem Diagramm hervorgeht, ändert die Zugabe einer gewissen Menge des Emulgators (der vorzugsweise der Ölphase zugesetzt wird) nicht die Form der Kurve der dielektrischen Absorptionsreaktion, was anzeigt, dass sich die Mikroemulsion nicht verändert hat.


Anspruch[de]

1. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion als Überzug auf einem Lebensmittelprodukt zum Knusprigmachen oder Bräunen des Lebensmittelprodukts, wenn dieses einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird, wobei die Mikroemulsion eine eßbare Öl-in-Wasser-Mikroemulsion ist, die die folgenden Bestandteile aufweist:

(a) wenigstens 80 Gew.-% Wasser,

(b) bis zu 10 Gew.-% Öl mit einer Grenzflächenspannung gegenüber Wasser von weniger als 0,10 N/m, und

(c) wenigstens ein nicht-ionisches hydrophiles Tensid mit einem HLB-Wert im Bereich von 8 bis 18, wobei die Mikroemulsion eine Tröpfchengröße im Bereich von 0,01 bis 0,5 um aufweist.

2. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion gemäß Anspruch 1, bei der die Grenzflächenspannung gegenüber Wasser unterhalb 0,0250 N/m, vorzugsweise im Bereich von 0,0230 bis 0,006 N/m, stärker bevorzugt im Bereich von 0,019 bis 0,006 N/m, und am stärksten bevorzugt bei etwa 0,0185 N/m liegt.

3. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, die 4 bis 8 Gew.-% Öl aufweist.

4. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 3, wobei die Ölphase ein mittelkettiges Triglycerid mit C6-C18-Fettsäuren umfaßt.

5. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion gemäß Anspruch 4, wobei das Triglycerid C8-C12-Fettsäuren, vorzugsweise C8-C10-Fettsäuren aufweist.

6. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 4 und 5, wobei das Triglycerid eines von fraktionierten C8-C10-Kokosnußfettsäuren ist.

7. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das mittelkettige Triglycerid aus etwa 60% C8 und 40% C10 zusammengesetzt ist.

8. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Öl 5% Linolsäure umfaßt.

9. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach Anspruch 8, wobei der HLB-Wert im Bereich von 13 bis 18 liegt.

10. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das/die Tensid(e) aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die besteht aus Polysorbaten und Sorbitanen oder einer Kombination davon.

11. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach Anspruch 10, wobei das/die Polysorbat(e) aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Polysorbat 20, Polysorbat 65 und Polysorbat 80 besteht oder eine Kombination davon ist/sind.

12. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 10 und 11, wobei das/die Sorbitan(e) aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die aus Sorbitan 20 und Sorbitan 80 besteht, oder eine Kombination davon ist/sind.

13. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 11 und 12, wobei die Tenside Polysorbat 20 und Sorbitan 20 in einem Verhältnis von 4 : 1 bis 6 : 1, vorzugsweise von 5 : 1, sind.

14. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Öl- in-Wasser-Mikroemulsion wenigstens eine Aminosäure umfaßt.

15. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 13 und 14, wobei die Aminosäure(n) aus der Gruppe ausgewählt ist/sind, die besteht aus Lysin, Serin, Threonin, Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Prolin, Methionin, Histidin, Cystein, vorzugsweise aus der Gruppe, die besteht aus Glycin, L-Serin, Lysin und Alanin.

16. Verwendung einer eßbaren Öl-in-wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 15, wobei die Mikroemulsion zusätzlich einen der Ölphase zugesetzten Emulgator aufweist.

17. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach Anspruch 16, wobei der Emulgator ein Phospholipid ist.

18. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach Anspruch 17, wobei der Emulgator Lecithin ist.

19. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach Anspruch 18, wobei das Lecithin ein hydrolysiertes Soja-Lecithin ist.

20. Verwendung einer eßbaren Öl-in-Wasser-Mikroemulsion nach irgendeinem der Ansprüche 18 und 19, wobei 10% der Ölphase Lecithin sind.







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