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Dokumentenidentifikation DE69829910T2 04.05.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000867122
Titel Grillaroma und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder Ensyn Technologies, Inc., Greely, Ontario, CA
Erfinder Freel, Barry A., Greely, Ontario, K4P 1A2, CA
Vertreter Uexküll & Stolberg, 22607 Hamburg
DE-Aktenzeichen 69829910
Vertragsstaaten CH, DE, ES, FI, FR, GB, IE, IT, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 10.03.1998
EP-Aktenzeichen 988102042
EP-Offenlegungsdatum 30.09.1998
EP date of grant 27.04.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.05.2006
IPC-Hauptklasse A23L 1/226(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung einer neuen Aromastoff-Zusammensetzung, die entweder als solche verwendet wird oder mit anderen Aromastoff-Zusammensetzungen vermischt wird, und die dazu verwendet wird, Nahrungsmitteln, wie z.B. Rindfleisch, Fisch, Geflügel, Schweinefleisch, etc., ein Holzkohle- oder Grillaroma zu verleihen.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Nahrungsmittel-Aromastoffe werden in der Nahrungsmittelindustrie auf verschiedenste Art und Weise verwendet. Eine übliche Art von Nahrungsmittel-Aromastoffen sind solche, die Nahrungsmitteln ein Aroma von Gegrilltem oder am offenen Feuer Gebratenem verleihen. Typische Grill-Aromen umfassen solche, die zur Herstellung von Produkten verwendet werden, bei denen der Gehalt von Fleisch reduziert oder die kein Fleisch enthalten, z.B. in Soßen, Imbiss-Nahrungsmitteln, Fleischersatzprodukten, Tiernahrung und Ähnlichen. Solche Nahrungsmittel-Aromastoffe können auf die Nahrungsmittel aufgesprüht werden, die Nahrungsmittel können in eine Lösung der Aromastoffe eingetaucht werden, oder die Nahrungsmittel-Aromastoffe können auf eine Vielzahl verschiedener Wege angewendet werden. Eine solche Zusammensetzung, die den Eindruck eines Grillaromas verleiht, ist in US-Patent Nr. 4,571,342 (DiCicca, 1986) offenbart. Dieses Patent beschreibt eine Aromastoff-Zusammensetzung mit Kohlearoma-Merkmalen, die hergestellt wird, indem man eine Schicht aus Fett oder Öl in Gegenwart von Sauerstoff für einen geeigneten Zeitraum Temperaturen im Bereich von 150°C bis 475°C ausgesetzt und das Fett oder Öl anschließend sammelt. Das Verfahren, das in US-Patent Nr. 4,571,342 offenbart ist, umfasst eine Dünnschichtvorrichtung mit kontinuierlichem Fluss, bei der Fett oder pflanzliches Öl eine Röhre hinunterfließt, und bei der sich bei einem konstanten Luftstrom durch das Zentrum der Röhre eine dünne Schicht des Fetts oder pflanzlichen Öls an der Innenseite der Röhre bildet. Außerdem ist das Verfahren oxidativ, da die Erhitzung des pflanzlichen Öls in Gegenwart einer erheblichen Menge Sauerstoff durchgeführt wird.

Eine Weiterentwicklung der in US-Patent Nr. 4,571,342 beschriebenen Aromastoff-Zusammensetzung wird in US-Patent Nr. 4,820,538 (Schulman, 1989) offenbart. Es wird beschrieben, dass es zu einer ineffektiven Verwendung der Ausstattung sowie einer ungleichmäßigen Reaktion kommt, wenn man bei den DiCicca-Verfahren ein Scale-up vornimmt. Daher lehrt das US-Patent 4,820,538 die Verwendung eines Rotortherm, um die Reaktion in Gegenwart von 1–1,5 Teilen Sauerstoff zu 1 Teil Fett oder Öl durchzuführen. Aufgrund der Gegenwart eines äquimolaren Verhältnisses oder eines Überschusses von Sauerstoff ist die Reaktion eine oxidative Reaktion, die in einem Dünnschicht-Wärmeaustauscher durchgeführt wird. Der Zeitraum, in dem die dünne Schicht im Wärmeaustauscher verbleibt, entspricht einem Zeitraum von nicht mehr als 2 Minuten, und liegt normalerweise im Bereich von 90 Sekunden. Nach Anregung des Wärmeaustauschers werden die Verbrennungsprodukte in weniger als 20 Sekunden und für gewöhnlich in ungefähr 10 Sekunden schnell abgeschreckt.

Diese Art von Holzkohle-Grillaromastoff hat einigen kommerziellen Erfolg erreicht. Das unter Verwendung dieses Verfahrens erhaltene Produkt hat jedoch ein begrenztes Aroma-Profil sowie ein begrenztes Ausmaß an Aroma-Konzentration. Zusätzlich ist es immer erstrebenswert, über neue und verschiedene Aroma-Merkmale verfügen zu können, die entweder direkt oder in gemischter Form als Grillnahrungsmittel-Aromastoffe eingesetzt werden können.

Es war bekannt, dass einige Nahrungsmittelaromastoffe durch Verwendung eines Reaktors für schnelle Pyrolyse eines Typs, wie er in den US-Patent Nrn. 4,876,108 und 4,994,297 (Underwoood, 1989 bzw. 1991) offenbart ist, hergestellt werden können. Der in US 4,994,297 offenbarte Nahrungsmittelaromastoff umfasst flüssigen Rauch, der unter Verwendung des in US 4,876,108 offenbarten Verfahrens durch die Pyrolyse von Holz- oder Cellulose-Ausgangmaterialien erhalten wird, wobei ein Aromastoff hergestellt wird, der zwar verwandt aber doch verhältnismäßig unterschiedlich von den vorliegend beschriebenen Grill-Aromastoffen ist. Die Underwood-Zusammensetzung wird unter Verwendung kurzer Verweilzeiten und einer Sauerstoff-armen Atmosphäre durchgeführt. Aufgrund des Fehlens von Sauerstoff sind die resultierenden Reaktionen reduzierend, nicht oxidierend. Aufgrund der teilweise auftretenden Schwierigkeiten, sämtlichen Sauerstoff aus dem Reaktorsystem auszuschließen, erreicht man in derartigen Verfahren aus praktischen Gründen nie eine vollständige Abwesenheit von Sauerstoff, und es ist daher ersichtlich, dass eine Sauerstoff-armen Atmosphäre eine begrenzte Menge von Sauerstoff enthält, d.h. ein molares Verhältnis von Sauerstoff zu Ausgangsmaterial von weniger als 4%.

Die gemäß der Offenbarung der US-Patente 4,876,108 und 4,994,297 hergestellten Produkte haben ebenfalls einen angemessenen kommerziellen Erfolg erreicht, hauptsächlich als Fleisch-Aromastoff-Zusammesetzung, die beachtliche Bräunungseigenschaften aufweist, aber keine Aroma-Merkmale bereitstellt, die über die mit Rauch-Aromen assoziierten Aroma-Merkmale hinausgehen. In der US 5,292,541 wird die Herstellung eines Bräunungsmaterials für Nahrungsmittel offenbart, das durch die Pyrolyse eines Zucker- oder Stärke-Ausgangsmaterials hergestellt wird. Diesem Produkt, das als Bräunungsmittel nützlich ist, fehlt es an nennenswerten Aromastoffeigenschaften, und es unterscheidet sich daher vollkommen von den vorliegend beschriebenen Nahrungsmittel-Aromastoffen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft die Herstellung von einzigartigen Aromastoff-Zusammensetzungen. Die Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung von Aromastoff-Zusammensetzungen mit einzigartigen Aroma-Merkmalen unter Verwendung von Reaktoren für schnelle Pyrolyse und hochstabilen pflanzlichen Ölen oder Fetten als Ausgangsmaterial.

Es wurde unerwarteterweise beobachtet, dass die Verwendung einer Vorrichtung des Typs, wie er in dem Underwood-Patent (US 4,994,297) beschrieben ist, wobei jedoch anstelle von Holz hochstabile pflanzliche Öle oder Fette als Ausgangsmaterial eingesetzt werden, zu Aromastoff-Zusammensetzungen führt, die einzigartige Grillaroma-Merkmale haben, die extrem mild sind und denen herbe Aroma-Merkmale fehlen. Diese Aroma-Merkmale unterscheiden sich von den Aroma-Merkmalen oder Aroma-Eigenschaften, die bei Verwendung der gleichen Ausgangsmaterialien in den Vorrichtungen und Verfahren des DiCicca-Patents (4,571,342) und des Shulman-Patents (US 4,820,538) erhalten werden. Die einzelnen Unterschiede bezüglich des Aromas und die verbesserte Konzentration zeigt, dass durch das vorliegende Verfahren eine neue und unterschiedliche Zusammensetzung erhalten wird. Solch ein einzigartiger Grill-Aromastoff ist extrem wünschenswert für die Verwendung in der Nahrungsmittel-Aromastoffindustrie, da eine reduzierte Menge von Aromastoff (Additiv) verwendet werden kann, um die gewünschte Aromatisierung zu erzielen. Zusätzlich kann eine ausgeprägtere Aromatisierung durch die Verwendung äquivalenter Mengen im Vergleich zu anderen verfügbaren Grill-Aromastoffen erreicht werden.

Die vorliegende Erfindung verwendet hochstabile pflanzliche Öle, d.h. gesättigte oder teilweise gesättigte pflanzliche Öle. Es wurde festgestellt, dass gesättigte oder teilweise gesättigte pflanzliche Öle ein verwendbares Produkt ergeben, wohingegen die Verwendung von ungesättigten pflanzlichen Ölen, einschließlich einiger derjenigen, die in den Patenten von DiCicca und Shulman offenbart sind, zu Produkten führt, die herbe Aroma-Merkmale aufweisen und nicht akzeptabel sind. Des Weiteren werden die verbesserten Aroma-Profile und höheren Aroma-Konzentrationen der erfindungsgemäßen Aromastoff-Zusammensetzungen durch einen Reaktor für schnelle Pyrolyse erhalten, der in relativer Abwesenheit von Luft und bei erhöhten Temperaturen arbeitet. Es waren keine Aroma-Vorstufen notwendig, um die verbesserten Fleischaroma-Merkmale der offenbarten Aroma-Zusammensetzungen zu erhalten.

Somit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Aromastoffs, bei dem man:

  • a) einen Spray oder zerstäubte Tropfen eines gesättigten oder teilweise gesättigten Pflanzenöls in einer Sauerstoff-armen Atmosphäre in einem System für schnelle Pyrolyse innerhalb von 1,0 Sekunden auf eine Temperatur von mindestens 480°C erhitzt;
  • b) das Pflanzenöl zusammen mit den aus dem Pflanzenöl erzeugten Pyrolyse-Produkten für einen Zeitraum von weniger als einer Sekunde bei über 480°C belässt;
  • c) die gebildeten Pyrolyse-Produkte innerhalb von 0,1 Sekunden schnell abschreckt;
  • d) den flüssigen Extrakt abtrennt und sammelt.

Die Erfindung umfasst ferner ein wie oben definiertes Verfahren, bei dem das Pflanzenöl aus der Liste ausgewählt ist, die gesättigtes oder teilweise gesättigtes Palmöl, Sojaöl, Erdnussöl, Canola, Maisöl, Kokosnussöl, tierische Fette, Rindertalg oder Butter umfasst. Des Weiteren betrifft die Erfindung die Verwendung von gesättigtem oder teilweise gesättigtem Sojaöl im Rahmen dieses Verfahrens.

Die Erfindung stellt ferner eine Grill-Aromastoff-Zusammensetzung bereit, die gemäß dem oben definierten Verfahren hergestellt wurde. Des Weiteren ist die Erfindung auf eine Aromastoff-Zusammensetzung gerichtet, die dadurch charakterisiert ist, dass sie eine Mischung von Verbindungen umfasst, die zu einem Gas-Chromatographie-Fingerprint wie dem von Tabelle 1 führt.

Des Weiteren umfasst die Erfindung eine Grill-Aromastoff-Zusammensetzung, die die Aromastoff-Zusammensetzung umfasst, welche durch das oben definierte Verfahren hergestellt wurde. Dieser Aromastoff kann in einer flüssigen, festen, Creme-, Pasten- oder Pulverform, oder in einer sprühgetrockneten Form verbunden mit geeigneten Trägerstoffen wie Maltodextrin oder Stärke vorliegen.

Die Erfindung betrifft ferner einen Nahrungsmittel-Aromastoff, der die oben definierte Grill-Aromastoff-Zusammensetzung zusammen mit anderen geeigneten Nahrungsmittel-Additiven umfasst. Dieser Aromastoff kann in flüssiger, fester, Soßen-, Creme-, Pasten- oder Pulverform vorliegen.

Die Erfindung betrifft ferner Nahrungsmittel, auf die der oben definierte Nahrungsmittel-Aromastoff angewendet wurde. Das Nahrungsmittel ist ausgewählt aus Fleisch, Geflügel, Fisch/Meeresfrüchten, Milchprodukten, Gemüse, frittierten Nahrungsmitteln, gebratenen Nahrungsmitteln, gebackenen Nahrungsmitteln, mit Mikrowellen behandelten Nahrungsmitteln, am offenen Feuer gebratenen Nahrungsmitteln, gegrillten Nahrungsmitteln oder Imbiss-Nahrungsmitteln, ist aber nicht auschließlich auf diese beschränkt.

Die Erfindung betrifft eine Aromastoff-Zusammensetzung, die durch ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil charakterisiert ist, welches mindestens 7 Verbindungen umfasst, die aus der Gruppe der nachfolgenden ungefähren Gas-Chromatographie-Elutionszeiten (in Minuten) charakterisiert sind: 5,21; 6,49; 7,59; 8,69; 8,8; 9,97; 10,05; 10,21; 10,78; 11,18; 11,84; 12,2; 12,33; 12,84; 13,0 und 13,62, wobei die Elutionszeiten auf die Ausführung auf einem Gas-Chromatographen unter Verwendung einer Silica-DB-Wachs-Kapillarsäule bezogen sind, welche bei einer Anfangstemperatur von 40°C betrieben wird und mit 10°C/min auf 220°C hochgefahren wird, mit fünfminütigem Verweilen bei 220°C, wobei Wasserstoff bei 172,4 kPa (25 psig) als Trägergas verwendet wird, und wobei der Gas-Chromatograph so kalibriert ist, dass ein Propylen-Glykol-Peak bei etwa 10,49 Minuten eluiert. Ausführungsformen dieser Erfindung umfassen insbesondere eine Aromastoff-Zusammensetzung, die eine Kombination von Verbindungen umfasst, die ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil ergeben, welches ungefähr dem von Tabelle 1 ("Aromastoff-Zusammensetzung") oder dem von Tabelle 4 ("Reaktionstemperatur: 500°C" oder "560°C"), oder dem von Tabelle 6 ("Reaktionstemperatur 500°C" oder "560°C") entspricht.

Die Erfindung umfasst ferner Nahrungsmittel-Aromastoff-Zusammensetzungen, die die oben definierten Aromastoff-Zusammensetzungen zusammen mit anderen geeigneten Nahrungsmittel-Additiven umfassen. Dieser Aromastoff kann in flüssiger, fester, Soßen-, Creme-, Pasten- oder Pulverform vorliegen.

Des Weiteren betrifft die Erfindung Nahrungsmittel, auf die die oben definierte Aromastoff-Zusammensetzung angewendet wurde. Das Nahrungsmittel ist ausgewählt aus Fleisch, Geflügel, Fisch/Meeresfrüchten, Milchprodukten, Gemüse, frittierten Nahrungsmitteln, gebratenen Nahrungsmitteln, gebackenen Nahrungsmitteln, mit Mikrowellen behandelten Nahrungsmitteln, am offenen Feuer gebratenen Nahrungsmitteln, gegrillten Nahrungsmitteln oder Imbiss-Nahrungsmitteln, ist aber nicht ausschließlich auf diese beschränkt.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Diese und andere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung verdeutlicht, in der Bezug auf die anhängigen Zeichnungen genommen wird, wobei:

1 ein Schema eines Verfahrens der schnellen Pyrolyse ist, das verwendet werden kann, um eine mit einem Aroma von Gegrilltem versehene Zusammensetzung herzustellen.

2 ein Gas-Chromatographieprofil von (2A) einem Produkt der vorliegenden Erfindung ist; und ein Profil von (2B) einem kommerziell verfügbaren Produkt ist, das unter Verwendung des in Schulman (US 4,820,538) offenbarten Verfahrens hergestellt wurde.

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

In der folgenden Beschreibung werden die entsprechenden Elemente, wie sie in jeder Figur der Zeichnungen gezeigt sind, mit derselben Referenznummer angegeben.

1 offenbart ein Schema eines Transportreaktors für schnelle Pyrolyse eines Typs, der verwendet werden kann, um die Grill-Aromastoffe der vorliegenden Erfindung herzustellen. Der Zuführstrom von Pflanzenöl oder Fett tritt durch eine Zuführdüse (1) radial in den Reaktor ein, wobei diese direkt vor dem Wärmeträger-Feststoff-Separator, und/oder direkt hinter dem Wärmeträger-Feststoff-Separator, Position (2), und/oder direkt hinter dem zweiten Feststoff-Separator, Position (3), angeordnet ist. Ein Wärmeträger (heißer Sand, anderer Feststoff, oder heißes Trägergas) wird in einer Flüssigkeit transportiert (Rezirkulationsgas oder Stickstoff mit bis zu 4% molarem Restsauerstoff, welcher von Druck-Absauganschlüssen (pressure tap purge ports) stammt; siehe unten) und kommt mit dem zerstäubten Ausgangsmaterial an jeder der Eintrittsstellen in Kontakt.

In der Reaktionszone kommt es zu einer sorgfältigen und schnellen Vermischung und zu einer Überleitung der Wärme vom Wärmeträger zum Öl, indem sich Wärmeträger-Transportgas und Ausgangsmaterial mit den Pyrolyseprodukten durch das Reaktorsystem bewegen. In Abschnitt (4) des Systems wird der Wärmeträger mittels Erwärmung eines elektrischen Widerstands, indirekter Verbrennung, direkter Verbrennung oder einer Kombination derselben auf die gewünschte Temperatur gebracht. Am Ausgang des Wärmeträger-Erwärmungssystems (4) wird der feste Wärmeträger durch Verwendung eines hocheffizienten Zyklonseparators (5) schnell entfernt. Jegliche feine Feststoffe, die der Trennung in dieser Vorrichtung entgehen, werden in einer zweiten Trennungsvorrichtung (6) entfernt. Nach der Trennung vom dem Wärmeträger werden die Pyrolyseprodukte schnell abgeschreckt, was zu einer extrem kurzen Gesamtreaktionsverweilzeit des Ausgangsmaterials bei den erhöhten Temperaturen führt.

Der Wärmeträger wird zusammen mit anderen Feststoffen, die durch den Zyklonseparator entfernt wurden, in ein Wärmeträger-Wiedererwärmungssystem (4) transferiert. Ein nicht-kondensierbares Gas, das ein Nebenprodukt der Hochtemperaturreaktionen ist, wird in einem Gebläse komprimiert und zusammen mit dem festen Wärmeträger in die Wiedererwärmungsvorrichtung (4) transferiert. In der Wiedererwärmungsvorrichtung (4) können alle organischen Niederschläge auf den Sandpartikeln, die nicht im Zyklonseparator entfernt wurden, durch die Zuführung von Sauerstoff zu der Rezirkulationsleitung (12) verbrannt werden, um dabei zu helfen, Prozesswärme bereitzustellen und den Sand von Verunreinigungen zu befreien.

Nebenproduktgase können ebenfalls in der Wiedererwärmungsvorrichtung (4) verbrannt werden, um zum thermalen Energiebedarf der Reaktion beizutragen.

Das sofortige Abschrecken des heißen Produktgas-/Produktdampf-Stroms aus dem Zyklonseparator erfolgt in einem direkten Leitungskondensationssystem (7). Eine Pumpe saugt kondensierte Flüssigkeit vom Boden der Kondensierungssäule an und leitet sie durch einen Wärmeaustauscher (8). Die kühle Produktflüssigkeit wird anschließend zurück in den oberen Bereich der Direktkontaktsäule (7) gesprüht. Sämtliche Flüssigkeiten, die aus dem Direktkontakt-Sammelsystem austreten, werden in einem rostfreiem Stahlabscheider (9) und einen Glasfaserfilter (10) entfernt. Darüber hinaus kann ein zweiter Kondensator (11) verwendet werden, um den Wirkungsgrad des Verfahrens zu verbessern.

Das System arbeitet zwischen 485°C und 550°C mit einer Dampfverweilzeit von weniger als 1,0 Sekunden, wobei eine Dampfverweilzeit von zwischen 50 und 300 Millisekunden bevorzugt ist. Die "Dampfverweilzeit" ist definiert als der Zeitraum, der vom Zeitpunkt, zu dem das Ausgangsmaterial in Kontakt mit dem heißen inerten Wärmeträger kommt, bis zum Zeitpunkt, an dem es von dem Wärmeträger getrennt und in den primären Kondensatoren abgekühlt wird, reicht.

In jedem System für schnelle Pyrolyse ist es wichtig zu erkennen, dass der gesamte Zeitraum, in dem das Ausgangsmaterial und die Pyrolyseprodukte bei erhöhten Temperaturen gehalten werden, kritisch ist. Jegliche Verfahren, die diesen Zeitraum minimieren können, führen zu einem bevorzugten System für schnelle Pyrolyse.

Die geeigneten Pflanzenöle, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind diejenigen, die eine hohe Stabilität aufweisen, nämlich solche Pflanzenöle, die gesättigt oder teilweise gesättigt sind. Beispiele für geeignete Pflanzenöle sind gesättigtes oder teilweise gesättigtes Palmöl, Sojaöl, Erdnussöl, Canola, Maisöl oder Kokosnussöl. Alternative Ausgangsmaterialien umfassen tierische Fette wie Butter, Rindertalg, etc. Die Verwendung von ungesättigten Pflanzenölen führt jedoch zu unerwünschten Nebenreaktionen, die die Pyrolyseprodukte in unerwünschte Teere, usw. umwandeln; dies sollte vermieden werden.

Das Verfahren wird in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, die im Wesentlichen frei von Sauerstoff oder Luft ist. Der einzige vorhandene Sauerstoff ist der, der für das Absaugen unter Druck (pressure tap purging) notwendig ist, oder Restmengen, die aufgrund von Unzulänglichkeiten des Systems oder undichten Stellen in das System eintreten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter „Aroma-Merkmal" die Verbindung verstanden, die zu einem "Aroma-Bestandteil" der erfindungsgemäßen Zusammensetzung führt. Die Bezeichnungen "Aroma-Merkmal" und "Verbindung" werden austauschbar verwendet. Spezifische Aroma-Merkmale können durch analytische Mittel identifiziert werden, wie beispielsweise durch Detektion mit einem geeigneten Detektor nach einer Gas-Chromatographie, oder durch Geruch oder Geschmack. Eine chemische Analyse der Grill-Aromastoff-Zusammensetzung, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, ist in Tabelle 2 gezeigt (siehe Beispiel 1, unten). Zu Vergleichszwecken ist ferner eine Analyse des Produktes gezeigt, das unter Verwendung des Schulman-Patents hergestellt wurde.

Aus Tabelle 2 läßt sich entnehmen, dass die Aroma-Merkmale, die sich aus der vorliegenden Erfindung ergeben, merklich von denen zu unterscheiden sind, die unter Verwendung des Schulman-Verfahrens erhalten werden, selbst wenn dasselbe Ausgangsmaterial verwendet wird. In einem vergleichenden Geschmackstest wurde insbesondere festgestellt, dass das Aroma-Profil der vorliegenden Erfindung deutlich verbessert und von reichhaltiger, höherer Konzentration war (ungefähr zweimal so stark).

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist bei Temperaturen über 480°C (900°F) und vorzugsweise über 500°C bis 550°C (930 bis 1020°F) durchzuführen. Dagegen werden die Verfahren von Schulman und DiCicca bei niedrigeren Temperaturbereichen in einer Größenordnung von 315 bis 370°C (600 bis 700°F) bzw. 150 bis 475°C (300 bis 890°F) durchgeführt.

Aufgrund der Abwesenheit oder der überwiegenden Abwesenheit von Sauerstoff im Reaktionsbereich ist das vorliegende Verfahren endotherm und stellt ein Nicht-Verbrennungsverfahren dar. Dies führt zu einer vollständig unterschiedlichen Serie von Reaktionen, die zu Produkten führt, welche sich von denen unterscheiden, die bei Anwendung des Schulman-Verfahrens erhalten werden. Zusätzlich führt die kürzere Verweilzeit und das schnelle Abschrecken zu unterschiedlichen Produktprofilen wie in Tabelle 2 exemplarisch dargestellt ist.

Die Aroma-Zusammensetzungen, die unter Verwendung der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, sind sehr stark und charakteristisch und können als solche mit anderen Aromastoffen zusammengegeben werden, was zu einem gemischten Produkt führt. Darüber hinaus können die Produkte der vorliegenden Erfindung in einer sprühgetrockneten Form verbunden mit einem geeigneten Trägerstoff, wie beispielsweise Maltodextrin, Stärke, oder anderen dem Fachmann bekannten Träger verwendet werden. Die gemischten Produkte können dann auf Fleisch oder andere Nahrungsmittel angewendet werden, einschließlich (jedoch nicht beschränkt auf) Milchprodukte, Gemüse, frittierte Nahrungsmittel, gebratene Nahrungsmittel, gebackene Nahrungsmittel, mit Mikrowellen behandelte Nahrungsmittel, am offenen Feuer gebratene Nahrungsmittel, gegrillte Nahrungsmittel oder Imbiss-Nahrungsmittel und Fisch/Meeresfrüchte, für die erwünscht ist, ein verstärktes Aroma zu erzeugen.

Zusätzlich kann ein gemischter Aromastoff direkt an die Verbrauche in der Form einer Flüssigkeit, eines Feststoffs, eines Puder, einer Paste, einer Soße oder einer Creme für Anwendungen bei Fleisch oder anderen herzustellenden Nahrungsmittel, verkauft werden. Die Grill-Aromastoffe dieser Erfindung und Mischungen, die diese Aromastoffe enthalten, können ebenfalls als Mikrowellen-Bräunungsmittel und Aroma-Zusätze verkauft werden.

Die Erfindung wird nunmehr im Hinblick auf die folgenden Beispiele weiter beschrieben:

Beispiel 1

Eine Mischung aus teilweise hydrogeniertem Soja- und Baumwollsamenöl (siehe Tabelle 1, unten) wurde in dem Reaktionssystem verarbeitet. Die Mischung wurde auf ungefähr 40°C vorgeheizt (zur Erleichterung des Pumpens) und in das Reaktionsgefäß eingebracht. Der Reaktor wurde auf einer Temperatur von 504°C gehalten. Die Reaktionsverweilzeit wurde auf 211 Millisekunden bestimmt (d.h. vom Zeitpunkt des Einbringens bis zum Zeitpunkt des schnellen Abschreckens). Das erhaltene flüssige Material wurde einem Geschmackstest unterzogen, und es wurde festgestellt, dass es ein für die Anwendung bei Nahrungsmitteln geeignetes Holzkohle-Grillaroma besitzt. Tabelle 1 Fettsäureprofil sowie Eigenschaften von teilweise hydrogeniertem Soja- und Baumwollsamenöl Anzahl der Kohlenstoffatome % 12:0 1 14:0 1 16:0 9 16:1 1 18:0 5 18:1 5 18:2 78 18:3 Spuren Iod-Wert 74–81 Aroma fade Rauchpunkt 420–450°F

Charakterisierung der Reaktionsprodukte

Eine Probe des Produkts wurde in Propylenglykol extrahiert und unter Verwendung von Gas-Chromatographie analysiert. Zum Vergleich wurde ferner eine Probe eines kommerziell erhältlichen, natürlichen Grillaromas analysiert, das unter Verwendung des Schulman-Verfahrens hergestellt und in Propylenglykol extrahiert wurde, wobei Ausgangsmaterial verwendet wurde, das teilweise hydrogeniertes Sojabohnenöl/Baumwollsamenöl enthielt. Ein Varian Satr 3400CX Gas-Chromatograph wurde verwendet, der mit einer 30 m × 0,25 mm I. D., 0,25 Mikrometer Schichtdicke und einer Fused Silica DB-Wachs-Kapillarsäule von J&W Scientific (Katalog-Nr. #122-7032) ausgerüstet war. Die Säule wurde bei einer Anfangstemperatur von 40°C betrieben und mit 10°C/min auf 220°C hochgefahren, mit 5-minütigem Verweilen bei 220°C. Das Trägergas war Wasserstoff bei 25 PSIG, und es wurden 1 Mikroliter-Proben auf die Säule gegeben.

Die Ergebnisse der Peak-Flächen sind in Tabelle 2 gezeigt, sowie darüber hinaus Verbindungen, die für das natürliche Grillaroma von Bedeutung sind. Diese Verbindungen wurden bestimmt, indem an jedem Peak bei Elution von der GC mittels eines beheizten "sniff ports" gerochen wurde. Vergleiche der Gas-Chromatographie-Profile sind in 2A (dem Produkt dieses Beispiels) und 2B (dem kommerziell erhältlichen Produkt) gezeigt.

Tabelle 2 Gas-Chromatographie-Flächenauswertungen von Wasserextraktionen der Produkte, die aus teilweise hydrogeniertem Soja- und Baumwollsamenöl erhalten und durch das erfindungsgemäße Verfahren ("Aroma-Zusammensetzung") oder durch das Verfahrem von US 4,820,538 ("Kommerzielles Produkt") hergestellt wurden

Wie aus Tabelle 2 und 2 ersichtlich ist, umfasst das Produkt dieses Beispiels im Vergleich zu dem kommerziell erhältlichen Produkt ein komplexeres GC-Peakprofil. Des Weiteren hat dieses Produkt eine größere Vielzahl von wichtigen Aroma-Merkmalen. Ein Vergleich der Peakflächen der GC-Profile der wichtigen Aroma-Merkmale zeigt eine bis zu zweifache Steigerung bei dem Produkt, das durch dieses Beispiel hergestellt wurde (vergleiche z.B. die Peakflächen bei 6,493 min von 546 gegenüber 248 etc.). Außerdem fehlen dem kommerziell erhältlichen Produkt Verbindungen, die wichtige Aroma-Merkmale hervorrufen und nach Elutionszeiten von mehr als 10 min beobachtet wurden.

Beispiel 2

Reines Sojabohnenöl (siehe Tabelle 3) wurde unter ähnlichen Bedingungen wie in Beispiel 1 bei zwei verschiedenen Reaktortemperaturen von 500°C und 560°C verarbeitet. Tabelle 3 Sojabohnenöl-Eigenschaften Farbe 15-gelb – 1.5 Rot max Aroma Fad Iodwert 124–139 Rauchpunkt 218°C min

Die Reaktionsbedingungen waren wie folgt: Reaktor-Temperatur 500°C oder 560°C Verweilzeit 151 ms Reaktor-Geschwindigkeit 61,6 ft/s Zufuhr-Durchflussrate 2600 lb/hr-ft2

Die erhaltenen Produkte wurden mittels GC analysiert (Tabelle 4)

Tabelle 4 Gas-Chromatographie-Flächenauswertung von Wasserextraktionen von Produkten, die aus Sojabohnenöl erhalten wurden

Das erhaltene flüssige Produkt, das aus jedem der beiden Reaktionsläufe gewonnen wurde, hatte einen schärferen Geschmack und ihm fehlte das breite Aroma-Profil von Beispiel 1. Es zeigte jedoch noch das Holzkohle-Grillaroma von Beispiel 1. Es ist darüber hinaus zu erkennen, dass die Zusammensetzung des Produkts, das bei einer Reaktionstemperatur von 560°C hergestellt wurde, höhere Mengen an Verbindungen umfasst, als das des Laufs bei der niedrigeren Temperatur von 500°C.

Beispiel 3

Reines Canolaöl-Ausgangsmaterial (siehe Tabelle 5) wurde bei 500°C und 560°C mit einer Reaktorverweilzeit von 130 Millisekunden verarbeitet. Das Ausgangsmaterial wurde zerstäubt, in den Reaktor eingebracht, und anschließend schnell abgeschreckt. Das erhaltene flüssige Produkt wurde anschließend hinsichtlich seines Geschmacks getestet und mittels GC analysiert (Tabelle 6). Das Aroma-Profil zeigte einige fleischartige Aroma-Merkmale, war jedoch schwächer als die Aroma-Zusammensetzung von Beispiel 1. Tabelle 5 Canolaöl-Spezifikationen Farbe 15-gelb – 1.5 Rot max Aroma Fad Iodwert 110–126 Rauchpunkt 218°C

Die Produkte, die mittels GC (Tabelle 6) analysiert wurden, zeigen die Anwesenheit von verschiedenen Mengen zwischen den beiden Reaktionstemperatur-Läufen. Eine Steigerung der Menge und des Auftretens von wichtigen Aroma-Merkmalen wird bei den Aroma-Zusammensetzungen beobachtet, die in dem Lauf mit der höheren Reaktionstemperatur erzeugt wurden.

Tabelle 6 Gas-Chromatographie-Flächenauswertungen von Wasserextraktionen von Canolaöl
Beispiel 4

Es wurde ein gemischtes Produkt hergestellt, um ein Grill-Aromastoff-Nahrungsmittel zu erhalten, das dem Produkt von Beispiel 1 ähnelt, aber ein etwas milderes Aroma hat. Dies wurde dadurch erreicht, dass Ausgangsmaterial zugegeben wurde, welches 80% hydrogeniertes Soja- und Baumwollsamenöl (für nähere Angaben siehe Beispiel 1, Tabelle 1) und 20% Sojabohnenöl (für nähere Angaben siehe Beispiel 2, Tabelle 3) umfasste. Das Ausgangsmaterial wurde bei 500°C mit einer Reaktorverweilzeit von 170 Millisekunden verarbeitet. Das Ausgangsmaterial wurde zerstäubt, in den Reaktor eingebracht und anschließend schnell abgeschreckt. Das erhaltene flüssige Produkt wurde hinsichtlich seines Geschmacks getestet. Das Aroma-Profil war schwächer als das bei dem Produkt von Beispiel 1 beobachtete und zeigte mehr milde Anklänge.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung einer Aromastoff-Zusammensetzung, bei dem man:

    a) einen Spray oder zerstäubte Tropfen eines gesättigten oder teilweise gesättigten Pflanzenöls in einer Sauerstoff-armen Atmosphäre in einem System für schnelle Pyrolyse innerhalb von 1,0 Sekunden auf eine Temperatur von mindestens 480°C erhitzt;

    b) das Pflanzenöl zusammen mit den aus dem Pflanzenöl erzeugten Pyrolyse-Produkten für einen Zeitraum von weniger als einer Sekunde bei über 480°C belässt;

    c) die gebildeten Pyrolyse-Produkte innerhalb von 0,1 Sekunden schnell abschreckt;

    d) den flüssigen Extrakt abtrennt und sammelt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Pflanzenöl aus der Liste ausgewählt ist, die gesättigtes oder teilweise gesättigtes Palmöl, Sojaöl, Erdnußöl, Canola, Maisöl, Kokosnußöl, tierische Fette, Rindertalg oder Butter umfasst.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Pflanzenöl gesättigtes oder teilweise gesättigtes Sojaöl ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Pflanzenöl gesättigtes oder teilweise gesättigtes Sojaöl ist.
  5. Aromastoff-Zusammensetzung, die nach dem Verfahren von Anspruch 1 hergestellt wurde.
  6. Aromastoff-Zusammensetzung, die nach dem Verfahren von Anspruch 4 hergestellt wurde.
  7. Nahrungsmittel-Aromastoff, der die Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 5 zusammen mit anderen geeigneten Nahrungsmittel-Additiven umfaßt.
  8. Nahrungsmittel-Aromastoff, der die Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 6 zusammen mit anderen geeigneten Nahrungsmittel-Additiven umfaßt.
  9. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 5, bei der die Aromastoff-Zusammensetzung in einer flüssigen, festen, Creme-, Soßen-, Pasten-, Pulver- oder sprühgetrockneten Form verbunden mit geeigneten Trägerstoffen vorliegt.
  10. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 6, bei der die Aromastoff-Zusammensetzung in einer flüssigen, festen, Creme-, Soßen-, Pasten-, Pulver- oder sprühgetrockneten Form verbunden mit geeigneten Trägerstoffen vorliegt.
  11. Nahrungsmittel-Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 7, bei der die Aromastoff-Zusammensetzung in einer flüssigen, festen, Creme-, Pasten-, Pulver- oder sprühgetrockneten Form verbunden mit geeigneten Trägerstoffen vorliegt.
  12. Nahrungsmittel-Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der die Aromastoff-Zusammensetzung in einer flüssigen, festen, Creme-, Pasten-, Pulver- oder sprühgetrockneten Form verbunden mit geeigneten Trägerstoffen vorliegt.
  13. Nahrungsmittel, auf das die Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 5 angewendet wurde.
  14. Nahrungsmittel nach Anspruch 13, das ausgewählt ist aus Fleisch, Geflügel, Fisch/Meeresfrüchten, Milchprodukten, Gemüse, frittierten Nahrungsmitteln, gebratenen Nahrungsmitteln, gebackenen Nahrungsmitteln, mit Mikrowellen behandelten Nahrungsmitteln, am offenen Feuer gebratenen Nahrungsmitteln, gegrillten Nahrungsmitteln oder Imbiss-Nahrungsmitteln.
  15. Aromastoff-Zusammensetzung, die durch ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil charakterisiert ist, welches mindestens sieben Verbindungen umfaßt, welche aus der Gruppe der nachfolgenden Verbindungen ausgewählt und durch die folgenden ungefähren Gas-Chromatographie-Elutionszeiten (in Minuten) charakterisiert sind: 5,21; 6,49; 7,59; 8,69; 8,8; 9,97; 10,05; 10,21; 10,78; 11,18; 11,84; 12,2; 12,33; 12,84; 13,0 und 13,62, wobei die Elutionszeiten auf die Ausführung auf einem Gas-Chromatographen unter Verwendung einer Silica-DB-Wachs-Kapillarsäule bezogen sind, welche bei einer Anfangstemperatur von 40°C betrieben wird und mit 10°C pro Minute auf 220°C hochgefahren wird, mit 5-minütigem Verweilen bei 220°C, wobei Wasserstoff bei 25 psig als Trägergas verwendet wird, und wobei der Gas-Chromatograph so kalibriert ist, dass ein Propylen-Glykol-Peak bei etwa 10,49 Minuten eluiert.
  16. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 15, die eine Kombination von Verbindungen umfaßt, welche ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil mit annähernd den folgen Elutionszeiten (in Minuten) ergibt: 5,21; 6,49; 7,59; 8,69; 8,8; 9,97; 10,05; 10,21; 10,78; 11,18; 11,84; 12,2; 12,33; 12,84; 13,0 und 13,62.
  17. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 15, die eine Kombination von Verbindungen umfaßt, welche ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil mit annähernd den folgen Elutionszeiten (in Minuten) ergibt: 6,49; 7,59; 8,69; 8,8; 9,97; 10,05; 10,21; 10,78; 11,18; 11,84; 12,2; 12,33; 12,84 und 13,0.
  18. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 15, die eine Kombination von Verbindungen umfaßt, welche ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil mit annähernd den folgen Elutionszeiten (in Minuten) ergibt: 5,21; 6,49; 7,59; 8,69; 8,8; 9,97; 10,05; 10,21; 10,78; 11,18; 11,84; 12,33; 12,84 und 13,0.
  19. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 15, die eine Kombination von Verbindungen umfaßt, welche ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil mit annähernd den folgen Elutionszeiten (in Minuten) ergibt: 6,49; 8,69; 11,18; 12,2; 12,33; 12,84 und 13,0.
  20. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 15, die eine Kombination von Verbindungen umfaßt, welche ein Gas-Chromatographie(GC)-Elutionsprofil mit annähernd den folgen Elutionszeiten (in Minuten) ergibt: 5,21; 6,49; 7,59; 8,69; 11,18; 11,84; 12,2; 12,33 und 13,0.
  21. Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 15, bei der die Aromastoff-Zusammensetzung in einer flüssigen, festen, Creme-, Soßen-, Pasten-, Pulver- oder sprühgetrockneten Form verbunden mit geeigneten Trägerstoffen vorliegt.
  22. Nahrungsmittel, auf das die Aromastoff-Zusammensetzung nach Anspruch 21 angewendet wurde.
  23. Nahrungsmittel nach Anspruch 22, das ausgewählt ist aus Fleisch, Geflügel, Fisch/Meeresfrüchten, Milchprodukten, Gemüse, frittierten Nahrungsmitteln, gebratenen Nahrungsmitteln, gebackenen Nahrungsmitteln, mit Mikrowellen behandelten Nahrungsmitteln, am offenen Feuer gebratenen Nahrungsmitteln, gegrillten Nahrungsmitteln oder Imbiss-Nahrungsmitteln.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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