Lebensmittelprodukte, die mehr als eine Produktschicht umfassen, sind auf dem Fachgebiet bekannt. Es ist auch bekannt, dass, wenn das Lebensmittel Schichten umfasst, wobei mindestens eine der Schichten Wasser enthält, so dass die Schichten eine unterschiedliche Wasseraktivität (Aw) haben, diese Produkte oft an einer Wanderung des Wassers aus einer Schicht in die andere Schicht leiden. Diese Wanderung hat oft einen negativen Einfluss auf die Eigenschaften des Lebensmittelproduktes, beispielsweise könnte das Produkt an Durchfeuchtung leiden, was zu einem Produkt mit nicht-zufriedenstellendem Aussehen und nicht-zufriedenstellender Textur führt. Daher wird in diesen Produkten oft eine Wassersperrschicht verwendet, um die Wanderung von Wasser (bzw. die Migration) zu verringern oder, wenn möglich, zu verhindern.

Eine gute Wassersperrschicht sollte dabei die folgenden Kriterien erfüllen:

• – Sie sollte eine geringe Wasserpermeabilität haben;
• – sie sollte gut an den Oberflächen der Schichten, die sie gegen Wasserwanderung schützen soll, haften;
• – sie sollte nicht zu bröckelig (bzw. zerbrechlich) sein, so dass die Bildung von Rissen in dieser Schicht soweit wie möglich vermieden wird;
• – sie sollte bei der Temperatur, bei der sie während der Herstellung der Lebensmittelprodukte aufgebracht wird, eine geeignete Viskosität haben, andernfalls wird die Verarbeitung schwierig;
• – die mechanischen Eigenschaften sollten passend sein, so dass die Schichthandhabungsvorgänge, z. B. Verpacken, ohne zu brechen, überleben können;
• – die Schicht sollte während des Essens nicht wahrnehmbar sein, andernfalls wird die Essqualität negativ beeinflusst;
• – die Schicht sollte für den Konsumenten nicht in Erscheinung treten.

Bisher basieren die meisten Sperrschichten, die in handelsüblichen Produkten vorliegen, auf Acetoglyceriden. Allerdings haben diese Schichten noch eine beträchtliche Wasserpermeabilität und sind nicht immer flexibel genug und haben somit nicht die gewünschten mechanischen Eigenschaften.

Aus US 5,130,151 ist bekannt, dass Zusammensetzungen, die als Feuchtigkeitssperre für ein Lebensmittelprodukt einsetzbar sind, aus einem essbaren, ölhaltigen Material mit einem Schmelzpunkt über Raumtemperatur, wobei ein Teil des Materials aus Sucro-Polyfettestern und Zuckeralkoholpolyolpolyestern ausgewählt ist, und Wachs bestehen können. Die erwähnten Wachse umfassen kein Sonnenblumenwachs, wenn auch nach diesem Dokument immer ein Polyester in der Zusammensetzung vorliegen muss.

In unserer früheren Patentanmeldung EP 0 910 955 (veröffentlicht April 1999) offenbaren wir Mischungen von Wachsestern und Triglyceriden als Fettersatzstoffe. Die Wachsester bestehen aus mindestens zwei verschiedenen Wachsestern, von denen mindestens einer einen Schmelzpunkt von 20 bis 60°C hat, während das Wachsestergemisch einen Schmelzpunkt von 15 bis 45°C hat. Die Triglyceride, die vorliegen können, können aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein: flüssige Öle, Fraktionen gehärteter flüssiger Öle, gehärtete flüssige Öle, Kakaobutter, Kakaobutteräquivalente, Palmöl, Fraktionen davon, Fischöl, Fischölfraktionen, gehärtetes Fischöl oder Fraktionen davon, enzymatisch hergestellte Äquivalente der obigen Fette und Gemische aus einem oder mehreren dieser Fette. In Beispiel 2 dieser Druckschrift wird ein Wachs aus Behenylalkohol und den Fettsäuren von Sonnenblumenöl hergestellt. Allerdings hat dieses Produkt eine Zusammensetzung, die von der von Sonnenblumenwachs verschieden ist.

Wir führten Studien durch, um herauszufinden, ob wir neue Zusammensetzungen finden könnten, die ohne die oben beschriebenen Probleme als Wassersperrschichten in Lebensmittelprodukten eingesetzt werden könnten.

Diese Untersuchungen resultierten im Auffinden von neuen Mischungen von essbaren organischen Materialien, umfassend ein natürliches Wachs und Glyceridmaterialien, wobei das natürliche Wachs ein Wachs ist, das von Sonnenblumenöl abgeleitet ist, und die Glyceride im wesentlichen Triglyceride mit einem Gehalt von festen Fetten bei 20°C (N20), gemessen durch unstabilisierte NMR-Techniken, von mindestens 20%, vorzugsweise mindestens 40%, am bevorzugtesten 50 bis 95% sind, und wobei das Wachs in der Mischung in einer Menge von 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 60 Gew.-%, am bevorzugtesten 5 bis 40 Gew.-%, vorliegt.

Der hier genannte N-Wert wird durch NMR-Techniken an einem Fett gemessen, das nicht stabilisiert wurde, d. h. das Fett wurde der folgenden Vorbehandlung unterworfen:

Schmelzen bei 80°C,

Abkühlen auf 0°C und

Halten bei 0°C für 60 min,

danach Erwärmen auf Messtemperatur (hier 20°C) und Halten bei 20°C für 30 min, bevor der N-Wert gemessen wird.

Bevorzugte Mischungen sind Mischungen aus

• 1. einem Wachs von Sonnenblumenöl, das durch Kühlen des Sonnenblumenöls auf 0 bis 20°C, Halten des gekühlten Öls für 12 bis 48 h, Entfernen des Wachses durch Filtration und Re-Filtration des Wachses bei 30 bis 70°C erhalten wird, und
• 2. anderen Glyceridkomponenten.

Äußerst bevorzugte Mischungen sind Mischungen, bei denen das Wachs nach einem weiteren Reinigungsprozess erhalten wurde, der mindestens eines der folgenden Verfahren beinhaltet:

• 1. Schmelzen, Kühlen auf 50 bis 70°C und Filtration oder
• 2. Lösen in einem Lösungsmittel, z. B. Aceton oder Hexan, Kühlen auf 20 bis 60°C und Filtration, Gewinnen des Wachses als Feststoff.

Die in diesen Mischungen vorliegende Glyceridkomponente kann aus einem weiten Bereich von Fetten und Ölen ausgewählt werden. Vorzugsweise wird die Glyceridkomponente aus der Gruppe, bestehend aus flüssigen Ölen, teilweise oder vollständig gehärteten flüssigen Ölen, Fraktionen davon, Palmöl oder Fraktionen davon, Schiöl oder Fraktionen davon, Kakaobutter oder Fraktionen davon, Sal oder Fraktionen davon und Gemischen dieser Öle, ausgewählt.

Die Wachskomponente wird in unseren Mischungen oft als Gemisch mit einem Öl, aus dem sie isoliert wurde, erhalten, da die Triglyceride oft schwer vollständig zu entfernen sind. Wir bevorzugen die Verwendung von Mischungen, in denen die Glyceridkomponente mindestens teilweise eine flüssige Ölkomponente ist, wie sie in Sonnenblumenwachs, das durch das oben erläuterte Verfahren erhalten wird, vorliegt.

In vielen Fällen ist es bevorzugt, der Sperrschicht ein Füllmaterial zuzusetzen, um z. B. ihren Brennwert zu erniedrigen oder die Textureigenschaften oder andere Eigenschaften der Schicht zu verbessern. Daher ziehen wir es vor, Mischungen von organischen Materialien und einem Füllstoffmaterial zu verwenden, wobei die Mischung 90 bis 10 Gew.-% eines Füllstoffmaterials und 10 bis 90 Gew.-% der erfindungsgemäßen Mischung umfasst. Typischerweise ist das Füllstoffmaterial aus der Gruppe ausgewählt, die aus

• 1. Kohlenhydraten, insbesondere Zuckern,
• 2. Verdickungsmitteln, insbesondere Cellulosepulvern oder -fasern, Stärken und modifizierten Stärken,
• 3. Emulgatoren, insbesondere Mono- und Diglyceriden und Lecithinen,
• 4. Pulvern, insbesondere Milchpulvern, ausgewählt aus Buttermilchpulver, Milchpulver und Magermilchpulver, und Kakaopulver besteht.

Teil der Erfindung sind auch Lebensmittelprodukte, insbesondere mehrschichtige oder zusammengesetzte Lebensmittelprodukte, die mindestens eine Sperrschicht, welche zwei Schichten mit unterschiedlicher Wasseraktivität trennt, umfasst und wobei die Sperrschicht eine Mischung mit der Zusammensetzung gemäß der Erfindung umfasst.

Diese Lebensmittelprodukte umfassen günstigerweise mindestens drei Phasen A, B und C, wobei

A ein gebackenes System auf Mehlbasis ist,

B die erfindungsgemäße Sperrschicht ist,

C eine Lebensmittelzusammensetzung auf Wasserbasis ist, und wobei die Schichten A und C eine solche Wasseraktivität Aw haben, dass die Differenz davon {(Aw)_A – (Aw)_c}_abs mindestens 0,1, vorzugsweise mindestens 0,3, ist.

Hier ist die Schicht C vorzugsweise aus der Gruppe bestehend aus Fettemulsionen (mit kontinuierlicher Wasser- oder Fettphase), Sahne (bzw. Cremes), Eiercreme (bzw. Vanillesoße), Gelees, Speiseeis, Soßen, Früchten, Gemüse und Marmelade ausgewählt.

In einem anderen Typ eines Lebensmittelproduktes könnte die Wanderung durch die Luft erfolgen, die ein Gemisch aus kleinen Einheiten der Komponenten des Lebensmittelproduktes umgibt. Beispiele dafür sind Mischungen aus getrockneten Früchten und einer Cerealie, z. B. Cornflakes oder Haferflocken, wobei die Mischung mit einer Sperrschicht versehen ist und wobei die Sperrschicht eine Mischung gemäß der Erfindung umfasst.

Eine letzte Ausführungsform der Erfindung ist die Verwendung einer Mischung von essbaren organischen Materialien als Sperrschicht in Lebensmittelprodukten, wobei eine Sperrschicht, die die Mischung gemäß der Erfindung umfasst, angewendet wird, um eine Feuchtigkeitswanderung im Lebensmittelprodukt zu verhindern und die Textur der erfindungsgemäßen Lebensmittelprodukte zu verbessern.

Eine Reihe von Törtchenformen wurden mit den folgenden Sperren gefüllt:

• – hydriertes Pflanzenfett (= Fett A) mit der folgenden Fettsäurezusammensetzung:
  
  C16 : 0 = 27%
  
  C18 : 0 = 13%
  
  C18 : 1 = 60%
• – Sonnenblumenöl = Fett B
• – Sonnenblumenwachs = Fett C
• – eine Mischung aus 90/5/5 Fett A/Fett B/Fett C = Fett D

Die Sperren wurden unter Verwendung eines Pinsels auf die Oberfläche der Törtchenform aufgetragen. Mit Fett A und B konnte dies in einfacher Weise bei 45°C erfolgen. Mit Fett D erfolgte dies bei 90°C. Mit Fett C konnten wir keine gute Haftung an der Oberfläche erhalten; dieses Material war auch zu bröcklig.

Die Becherförmchen wurden nach Füllen mit Eiercreme (custard) für 24 bzw. 48 h bei 7°C gelagert. Nach dieser Zeit wurde die Textur der Becherförmchen bestimmt, indem mindestens 5 der Becher manuell gebrochen wurden. Zur Beurteilung wurden die Resultate mit einer Skala von 1 bis 5 aufgelistet, wobei 1 stark durchweicht ist und keinen Widerstand gegen Brechen zeigt, 5 knusprig ist, ein gewisses Knacken zeigt, hohe Resistenz gegen Brechen hat.

Aus den Resultaten kann geschlossen werden, dass die Mischung eine unerwartete und unvorhersehbare (synergistische) Verbesserung der Textur im Vergleich zu ihren Komponenten per se zeigte. Die Viskosität der Mischung (Fett D) war unerwartet ähnlich der Viskosität der Hauptkomponente A, obgleich sie das Fett C mit höherer Viskosität enthielt.

Die Resultate sind in der Tabelle zusammengefasst:

Die Viskosität der Fette wurde auch bei 85°C gemessen. Die Resultate sind:

Rohes Sonnenblumenstearin (Wachs) wurde von Van den Bergh, Inveruno, Italien, erhalten. Es wurde durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie an Siliciumdioxid analysiert, und es wurde festgestellt, dass es 5,8% Wachsester enthielt. Es wurde weiter durch Erwärmen des Öls auf 35°C und Pressen bei 200 bar für 6 h konzentriert. Das resultierende konzentrierte Wachs aus dem festen Kuchen wurde analysiert; es enthielt 53,4% Wachs. Es wurde mit einem Level von 10% zu einem partiell hydrierten Pflanzenöl gegeben, um eine Mischung zu erhalten, die etwa 5% Wachs (zusammen mit 5% Rest Sonnenblumenöl) enthielt – Mischung 1. Das Wachskonzentrat wurde in ähnlicher Weise zu nicht hydriertem Pflanzenöl gegeben – Mischung 2. Der Gehalt von festem Fett bei 20°C (N20) von nicht hydriertem Palmöl, bestimmt unter Verwendung von Impuls-NMR nach Abkühlen des vollständig geschmolzenen Fetts auf 0°C für 1 h, dann Halten bei 20°C für 20 min, war 20,9%. Der N20-Wert des partiell hydrierten Pflanzenöls war 61,1%. Carnauba-Wachs und Candellila-Wachs (beide von Sigma-Aldrich Company Ltd., Dorset, UK) wurden jeweils in einer Konzentration von 5% zu partiell hydriertem Pflanzenöl gegeben, um Mischungen zu erhalten, die 5% Wachs enthielten (Mischung 3 bzw. 4). Candellila-Wachs wurde auch in einer Konzentration von 10% zu partiell hydriertem pflanzlichem Öl gegeben (Mischung 5). Als Kontrollen wurde partiell hydriertes Pflanzenöl allein und mit 5% Sonnenblumenöl verwendet (Mischung 6 bzw. 7). Jede dieser Mischungen wurde auf 9 Karten aufgestrichen (Cartoncote von Iggesund Paperboard, Workington, UK). Die Permeabilität jeder dieser beschichteten Karten wurde unter Verwendung des Versaperm WVTR-Messgeräts (Cheel Scientific, UK) mit einem RH-Gradienten von 100% bestimmt. Eine nicht-beschichtete Karte lieferte für das Instrument einen zu hohen Wert, um auf diese Weise Permeabilitätswerte zu messen, die mit der aufgebrachten Lipidsperre in Verbindung stünden. Die Daten sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst.

Ein Vergleich der Mischungen 6 und 7 zeigt, dass ein Zusatz von genau 5% Sonnenblumenöl die Feuchtigkeitspermeabilität von partiell hydriertem pflanzlichem Öl erhöht. Ein Vergleich von Mischung 1 mit Mischung 6 zeigt, dass ein Zusatz von 5% Sonnenblumenwachs (selbst in Gegenwart von 5% Sonnenblumenöl) die Permeabilität mehr reduziert als es dies die anderen pflanzlichen Wachse tun (vgl. Mischungen 3 und 4 mit Mischung 6). Selbst eine Erhöhung der Konzentration an Candellila-Wachs auf 10% (Mischung 5) reduziert die Permeabilität nicht zu der mit 5% Sonnenblumenwachs (Mischung 6). Ein Vergleich der Mischungen 1 und 2 zeigt, dass ein hoher N20-Wert (d. h. > 40%) für eine niedrige Permeabilität notwendig ist.

Rohes Sonnenblumenstearin wurde von Van den Bergh, Inveruno, Italien, erhalten. Es wurde durch Hochdruckflüssigkeitschromatographie an Siliciumdioxid analysiert und es wurde festgestellt, dass es 5,9% Wachs enthält. Es wurde unter Verwendung eines Katalysators filtriert, um mehrfach ungesättigte Fettsäuren zu entfernen und das trans-Isomer zu bilden; auf diese Weise wurde der Schmelzpunkt des Öls erhöht (Mischung 8). Zum Vergleich wurde Sonnenblumenöl auch durch dasselbe Verfahren hydriert (Mischung 9). Der N20-Wert von Mischung 8 war 63,3% und der von Mischung 9 war 71,5%, was zeigt, dass der N20-Wert des Triacylglycerin-(Fett)-Teils der Mischung 8 größer als 40% war. Die Feuchtigkeitspermeabilitäten dieser zwei Fette wurden wie in Beispiel 2 bestimmte. Die Resultate sind unten zusammengefasst.

Die Daten zeigen, dass eine Verwendung von Sonnenblumenstearin mit 6% Wachs als Ausgangspunkt zur Hydrierung viel niedrigere Feuchtigkeitspermeabilitäten liefert.

Partiell hydriertes Pflanzenöl wurde mit 10% konzentriertem Wachs (ungefähr 50% Wachs), wie in Beispiel 2 hergestellt, vermischt (Mischung 10). Einzelne Buttergebäcktörtchen-Dessertgrundlagen (Hoppers Farmhouse Bakery, Herne Bay, UK) wurden mit Mischung 10 beschichtet, indem ein Pinsel verwendet wurde, um das Innere der Törtchengrundlage mit vollständig geschmolzenem Lipid "anzustreichen". Achtzehn Grundlagen wurden beschichtet und acht Grundlagen wurden unbeschichtet gelassen. Nachdem das Lipid sich verfestigt hatte, wurden die Grundlagen mit Bäckerei-Eiercreme (Baktotaal BV, Nijmegen, Niederlande) gefüllt und in einem geschlossenen Behälter bei 7°C gelagert. Nach 24 h und 48 h wurden vier Grundlagen aus jeder Gruppe entfernt. Die Textur des Gebäcks wurde durch eine Testperson beurteilt, die die Grundlagen nach Entfernung der Eiercreme manuell brach und einer Skala von 1 bis 5 zuordnete, wobei 1 weich und durchnässt und 5 knusprig und brüchig ist. Die Resultate sind nachfolgend zusammengefasst.

Mischung 10 reduzierte den Verlust der Knusprigkeit in der Backware beträchtlich. Die Textur war nach 48 h besser als die des Kontrollsystems ohne Sperrschicht nach 24 h.

Petrischalen wurden mit geschmolzenem Paraffinwachs (Sigma-Aldrich Company, Ltd., Dorset, UK) gefüllt, in die Buttergebäck-Kekse (Safeway PLC, UK) eingebettet wurden, wobei die obere Oberfläche frei blieb. Dadurch wurde sichergestellt, dass die Hauptroute für die Feuchtigkeitswanderung die freiliegende Oberseite der Backware war. Hydriertes Sonnenblumenstearin, wie es in Beispiel 3 hergestellt wurde (Mischung 8), wurde mit partiell hydriertem Pflanzenöl (Mischung 11) und mit einer unbeschichteten Backware verglichen. Um das geschmolzene Sperrmaterial auf die Backware aufzubringen, wurde ein Pinsel verwendet. Nachdem die Lipidsperre fest geworden war, wurden die Grundlagen gewogen, mit Bäckereieiercreme (Baktotaal BV, Nijmegen, Niederlande) gefüllt und in einer Kammer bei 6°C gelagert. Nach 24 h und 8 h wurden Proben aus jeder Gruppe entnommen, die Eiercreme wurde entfernt und die Grundlagen wurden gewogen. Die Erhöhung des Gewichts infolge der Feuchtigkeitsaufnahme ist in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Proben wurden in zweifacher Ausführung hergestellt.

Die Feuchtigkeitsaufnahme wurde beträchtlich reduziert, wenn Mischung 8 verwendet wurde, wobei diese Aufnahme nach 48 h weniger war als bei Mischung 11 nach 24 h.

Mit derselben Anordnung wie in Beispiel 5 wurden Experimente durchgeführt. Partiell hydriertes Pflanzenöl (Mischung 11) wurde mit demselben Öl, das mit 10% konzentriertem Wachs kombiniert war (Mischung 12), die wie in Beispiel 2 hergestellt worden war, verglichen. Die Gewichtszunahme infolge der Feuchtigkeitsaufnahme ist in der Tabelle unten zusammengefasst. Proben wurden in zweifacher Ausführung hergestellt.

Die Feuchtigkeitsaufnahme war beträchtlich reduziert, wenn Mischung 12 eingesetzt wurde.