DK157616B

DK157616B - Gummiagtigt stof, baseret paa pektin, til brug i pastiller og lignende konfekturevarer og konfekturevare indeholdende samme

Info

Publication number: DK157616B
Application number: DK240786A
Authority: DK
Inventors: Steen Buhl; Claus Rolin; Steen Hoejgaard Christensen
Original assignee: Kobenhavns Pektinfabrik As
Priority date: 1986-05-22
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1990-01-29
Also published as: DK240786D0; FI872270L; DE3770870D1; FI872270A0; NO872126D0; DK240786A; DK157616C; EP0246628B1; FI872270A7; NO872126L; EP0246628A2; EP0246628A3

Description

i

DK 1 57616 B

Opfindelsen angår et gummiagtigt stof, baseret på pektin, til brug i pastiller og lignende konfekturevarer.

Gummi arabicum finder udstrakt anvendelse i en række konfekture-5 varer, såsom lakridspastiller, frugtpastiller, vingummi og tyggegummi. Dette skyldes en række gunstige egenskaber, hvoraf de vigtigste er, at det er opløseligt i vand i en mængde på op til 40% af vandets vægt, at den dannede opløsning har en ringe viskositet, at opløsningen ikke gelerer ved lav pH, at en opløsning af gummi 10 arabicum kan udstøbes uden tråd("hale")dannelse ved en temperatur på ca. 65°C, og at konfekturevarer, såsom pastiller, indeholdende gummi arabicum har en behagelig, gummiagtig tekstur.

Gummi arabicum udvindes af saften fra akacietræet, og udbudet og 15 prisen for gummi arabicum er stærkt afhængig af klimatiske forhold.

Kraftig tørke i de områder i Afrika (Sudan, Etiopien, Senegal og Nigeria), som er hovedproducenter af gummi arabicum, har i de senere år reduceret udbudet af og fremkaldt en væsentlig prisstigning for 20 gummi arabicum.

Det er i takt hermed blevet forsøgt at udvikle gummiagtige stoffer til hel eller delvis erstatning af gummi arabicum. Et eksempel på et sådant gummiagtigt stof er modificeret stivelse, der dog ikke er i 25 besiddelse af alle gummi arabicum's gode egenskaber. Således opnås med modificeret stivelse ikke en tilfredsstillende tekstur, og pastiller indeholdende stoffet har tendens til at klæbe fast til gane og tænder. Hertil kommer, at modificeret stivelse dæmper virkningen af de anvendte smagsstoffer og ikke kan anvendes i 30 sukkerfrie produkter.

Det er kendt, at der i visse konfekturevarer, såsom vingummi, kan opnås en fast, gummiagtig struktur ved at anvende gelatine indeholdende en mindre mængde pektin som gummi bestanddel. Det er også 35 kendt, at der ved iblanding af pektin i gelatine opnås en forbedring af produktets tekstur, og at der ved anvendelse af pektin alene fremkommer pastiller med en utilfredsstillende kort tekstur.

En væsentlig ulempe ved de kendte blandinger af gelatine og pektin 2

DK 157616 B

er, at heraf fremstillede vandige opløsninger har en for høj viskositet til, at de kan anvendes til traditionel udstøbning af pastiller, og at man ikke kan reducere viskositeten ved at anvende mindre mængder gelatine og pektin, idet der så ikke opnås den ønskede 5 tekstur.

Det har nu overraskende vist sig, at disse ulemper ved de kendte blandinger af gelatine og pektin kan elimineres ved at anvende en særlig slags pektin, og at det gummi agtige stof ifølge opfindelsen 10 har gummi arabicums gode egenskaber med hensyn til udstøbning og tekstur.

Opfindelsen er således ejendommelig ved, at det gummiagtige stof består af amideret pektin med en amideringsgrad på 5-25%, en for-15 estringsgrad på mindst 50% og en gennemsnitlig molekylvægt på 15.000-75.000.

Den ved fremstilling af f.eks. pastiller anvendte blanding af bestanddele, d.v.s. gummiagtigt stof, vand, smagsstoffer, såsom 20 lakridspulver og ammoniumchlorid, puffer, sukker og glucosesirup, skal således fortrinsvis have en maksimal viskositet på 3000 cP ved 65°C og 65° Brix refraktometertørstof.

Anvendelsen af ovennævnte amiderede pektin i stedet for den kendte 25 blanding af pektin og gelatine resulterer i en væsentlig viskositet snedsættel se, nemlig til under den ovenfor nævnte viskositet på 3000 cP og dermed i en nedsat tendens til tråd("hale")dannelse ved udstøbning af pastiller m.v.

30 Ved højere amideringsgrader vil pektinen i stigende grad reagere med Ca^-ioner, hvorved der indtræder en viskositetsstigning. Såfremt amideringsgraden overstiger 25%, vil pektinen normalt gelere ved udstøbningstemperaturen, f.eks. 65°C.

35 Med stigende amideringsgrad opnås også en hårdere tekstur. Valget af amideringsgrad bliver derfor et kompromis mellem viskositet og tekstur. Et foretrukket område for amideringsgraden er 5-20%.

Pektinens forestringsgrad skal som nævnt være mindst 50%. For- 3

DK 157616 B

estringsgraden er det omfang, hvori galakturonsyregrupperne i pektinen er forestret med methyl al kohol.

Pektiner med en forestringsgrad på under 50% er relativt stærkt 5 reaktive, hvilket resulterer i, at de får tendens til at reagere med calciumioner, der f.eks. er til stede i lakridspulver, og derved fremkalde en uønsket viskositetsstigning. På den anden side set har en høj forestringsgrad, d.v.s. over ca. 75%, den uønskede virkning, at der opstår tendens til gelering, der giver en grynet og dermed 10 forringet tekstur.

Valget af forestringsgrad er således et kompromis mellem viskositet og tekstur. Det foretrækkes at anvende pektin med en forestringsgrad på 55-75%.

15

En særlig fordel ved det gummiagtige stof ifølge opfindelsen er, at det fremkalder de ønskede egenskaber hos slutproduktet ved anvendelse af relativt små mængder, nemlig i mængder på 3-15 og navnlig 4-10 vægtprocent. Til sammenligning skal nævnes, at gummi arabicum 20 normalt indgår i tilsvarende slutprodukter i en mængde på ca. 35 vægtprocent.

Opfindelsen angår også konfekturevarer indeholdende et gummiagtigt stof.

25

Konfekturevarerne ifølge opfindelsen er således ejendommelige ved, at konfekturevaren indeholder det gummiagtige stof ifølge krav 1.

Konfekturevarerne ifølge opfindelsen kan om ønsket indeholde en 30 blanding af det gummiagtige stof ifølge opfindelsen, gelatine, gummi arabicum eller blandinger af disse.

Fra beskrivelsen til DK patentansøgning nr. 4712/74 kendes en fremgangsmåde til fremstilling af et langsomt stivnende gelerings-35 middel ved omsætning af pektin med en ammoniakalsk al kohol opløsning til dannelse af en pektin med en methyleringsgrad på 60-70 og et C0NH2-gruppeindhold på 3-6 % i forhold til det samlede antal galak-turonsyreenheder. Pektinen, der anvendes som udgangsmateriale, er ekstraheret fra normale pektinholdige kilder, såsom

4 DK 157616B

citrusfugtskaller. Da normale pektiner har en molekylvægt på mellem 90.000 og 120.000, er der således tale om en markant forskel i molekylvægt, i forhold til den amiderede pektin i det gummiagtige stof ifølge opfindelsen. I DE-offenti iggørelsesskrift nr. 2836140 er 5 der beskrevet et geleringsmiddel bestående af en blanding af pektin og/eTTer et pektinderivat og carragenan, hvor et foretrukket pektinderivat er en 1avtforestret pektin med en forestringsgrad på 40-50%, og hvor pektinderivatet angiveligt kan være amideret pektin indeholdende 10-20% amiderede grupper. Pektinen, som tænkes anvendt, 10 er en pektin med normal molekylvægt, nemlig mellem 90.000 og 120.000.

Opfindelsen skal herefter beskrives nærmere under henvisning til efterfølgende eksempel, der illustrerer fremstillingen af pastiller 15 indeholdende det gummiagtige stof ifølge opfindelsen, evt. i blan ding med gummi arabicum, og beskriver forskellige egenskaber hos disse pastiller sammenlignet med pastiller med en kendt sammensætning.

20 EKSEMPEL

a) Fremstilling af pektin.

2,50 kg tørrede citronskaller ekstraheredes i 4 timer med 50 1 25 demineraliseret vand med en temperatur på 90°C, idet blandingen ved ekstraktionens begyndelse syrnedes til en pH-værdi på 2,0 med salpetersyre. Uopløselige bestanddele fjernedes ved frafiltrering. Filtratets pH-værdi indstilledes på 1,7 med salpetersyre. Det således opnåede filtrat underkastedes derpå en ionbytning med en 30 kationbytter (Amberiite® 120) til fjernelse af calciumioner. Pektinen udfældedes derpå i 80% isopropanol.

Den udfældede pektin opslæmmedes i 15 liter 80% isopropanol ved 0°C.

25%'s ammoniakvand tilsattes, indtil der var opnået en koncentration 35 på 3,4 vægtprocent ammoniak. Efter henstand i 60 min. vaskedes pektinen i 60% isopropanol, og pH justeredes til 3,3-3,6 med syre.

Derpå fraskiltes, pressedes og tørredes pektinen, og til slut foretoges en formaling og en sigtning. Den således opnåede pektin, A, havde følgende egenskaber:

DK 157616 B

5

Forestringsgrad (DE): 56,6%

Amideringsgrad (DA): 9,3%

Gennemsnitlig molekylvægt (MV): 52.000 5 På tilsvarende måde fremstilledes følgende pektiner B-E:

B C DE

DE, % 67,7 65,4 57,3 64,1 DA, % 8,0 10,9 14,5 12,6 10 Pektin, % 93,9 94,0 96,6 97,8 pH af 1% opløsning 4,60 4,60 4,60 3,93 MV 69.000 71.000 64.000 47.000

Den gennemsnitlige molekylvægt (MV) bestemtes ved måling af den 15 relative viskositet af en 0,1 vægtprocents pektinopløsning i nærværelse af natriumhexametaphosphat (kompleksdanner). Målingen udførtes ved i et bægerglas med omrørermagnet at afveje ca. 90 g natriumhexametaphosphatopløsning dannet ved opløsning af 20 g natriumhexametaphosphat i 2000 ml ionbyttet udkogt vand og med en 20 pH-værdi på 4,5. Under omrøring tilsattes 100 mg syrevasket pektin, og omrøringen fortsattes, indtil pektinen var fuldstændig opløst, hvorefter der tilsattes yderligere natriumhexametaphosphatopløsning, indtil der var blevet tilsat en samlet mængde på 100,0 g. Den dannede opløsning filtreredes, og 5,00 ml indførtes i et Silber Brand 25 nr. 111 viskosimeter, der blev anbragt i et termostateret vandbad ved 25°C ± 0,3°C i 15 min. Der foretoges derpå mindst 5 målinger af udløbstiden for hver opløsning, og middelværdien af målingerne udregnedes.

30 Den relative viskositet beregnedes på basis af formlen: (to ' t} lo --- 35 (*h - ^ hvor tQ og t^ er udløbstider for henholdsvis pektinopløsning og natri umhexametaphosphatopløsning, og hvor 6

DK 157616 B

Q · V

K = v_ Q + (0,226 · L - tv) 5 3 hvor Q = volumenet af viskositetspæren i cm , L = længden af kapillarrøret i cm og t = udløbstiden for vand i sek.

Molekylvægten beregnedes herefter ved hjælp af formlen 10 M - 1,277 . 106 (r?r1/6 - 1) g/mol, idet den udregnede værdi afrundedes til nærmeste hele multiplum af 1000.

15 DE-'og DA-værdierne bestemtes ved metoder beskrevet i "Food Chemicals Codex 3rd edition", pp. 215-217, National Academy Press, Washington D.C. 1981.

b) Fremstilling af pastil kog.

20

Der anvendtes følgende grundrecept:

Gummiagtigt stof 40 g 25 Vand 450 -

Lakridspulver 31

Ammoniumchlorid 26,5 -

Trinatriumcitrat, 21^0 4,5 -

Saccharose 246 ^ Glucosesirup (84% tørstof), 40 DE 357 1155 g

Ved at øge indholdet af gummiagtigt stof til 60, 80, 100, 120 og 150 35 g og ved at reducere indholdet af saccharose og glucosesirup tilsvarende fremkom fem yderligere recepter, der i det følgende er betegnet II, III, IV, V og VI.

Vandet opvarmedes til 80-85°C og overførtes til en køkkenblender.

7 DK 157616B

Det gummiagtige stof hældtes i blenderen, og blandingen omrørtes i 10 min., hvorved det gummiagtige stof gik i opløsning. Opløsningen opvarmedes derpå til 95°C, hvorpå der tilsattes en tør blanding af lakridspul veret, ammoniumchlorid, tri natriumcitrat, 2^0 og sukker.

5 Efter ca. 5 minutters forløb var de tilsatte bestanddele gået i opløsning. Derpå tilsattes glucosesiruppen under omrøring. Til slut foretoges kontrol af tørstofindholdet (65%) og en pH-måling.

c) Fremstilling af pastiller.

10

En tørrebakke fyldtes med hvedemel, idet melet fordeltes jævnt over bakken. Med en skabelon udformedes fordybninger med en form svarende til den ønskede pastil form i mel laget.

15 PastiTkog med en temperatur på ca. 66°C indførtes i hver fordybning i en mængde på ca. 1 g tørstof. Efter endt udstøbning anbragtes tørrebakken i et tørreskab, og de udstøbte pastiller tørredes ved 72°C i 40-48 timer under tvungen luftcirkulation. De herved dannede pastiller havde en diameter på 16 mm og en tykkelse på 3-4 mm.

20

Et passende antal pastiller vejedes og opløstes derpå i vand ved en temperatur på 60-65°C, hvorpå refraktometertørstoffet bestemtes. På basis af vejeresultaterne og refraktometertørstoffet bestemtes pastillernes tørstofindhold.

25 d) Bedømmelse af udstøbningsforhold og pastillernes organoleptiske egenskaber.

Ved udstøbning af pastiller er det vigtigt, at tilførslen af pastil -30 kog til de anvendte støbeforme (hulrum) kan afbrydes momentant uden tråd(hale)-dannelse. Forekomsten af "haler" ved afbrydelse af udstrømningen af pastil kogene under udstøbningen iagttoges og registreredes.

35 De fremstillede pastiller tørredes til et tørstofindhold på 94-96% og underkastedes en organoleptisk bedømmelse af et smagspanel, og der foretoges samtidig en sammenligning med referencepastiller fremstillet under anvendelse af gummi arabicum som eneste gummiagtige stof og med følgende recept: 8

DK 157616 B

Gummi arabicum 350 g

Vand 425 -

Lakridspulver 31

Ammoniumchlorid 26,5 - 5 Trinatriumcitrat, 2H20 4,2 -

Sukker 107

Glucosesirup (84% tørstof) 40 DE 156 1100 g 10

Ved den organoleptiske vurdering bedømtes følgende egenskaber: 1) Pastillernes evne til at kunne knækkes med fingrene, 15 2) pastillernes hårdhed/blødhed sammenlignet med refe rencepastillerne samt muligheden for at få dem til at brække ved at bide i dem, 3) pastillernes elastiske egenskaber efter at have antaget mundens temperatur og nærmere bestemt, om (a) 20 pastillerne kan bøjes mellem tænderne uden at revne, (b) om pastillerne kan bides igennem med fortænderne, (c) om pastillerne hænger fast i tænderne, når man tygger i dem, og (d), om pastillerne er glatte at sutte på, 25 (4) pastillernes smagsfrigørelse og (5) pastillernes evne til at gå i opløsning i munden, når man sutter på dem, sammenlignet med referencepastillernes.

30 (e) Resultater.

a. Der fremstilledes fire pastilkog på den ovenfor angivne måde og under anvendelse af recept I, d.v.s. med et indhold af gummi agtigt stof i pastil koget på ca. 4 vægtprocent. Som gummiagtigt stof 35 anvendtes pektinerne B, C, D samt til sammenligning en ikke-amideret pektin, G, med en forestringsgrad på 70,3 og en gennemsnitlig molekylvægt på 60.000.

De opnåede viskositeter fremgår af følgende tabel:

DK 157616B

9

Pektin Gummiagtigt DA, % Viskositet,

stof, % cP

Kog nr. IB 4 8,0 2582 5 Kog nr. 2 C 4 10,9 2760

Kog nr. 3 D 4 14,5 2950

Kog nr. 4 G 4 0 7810

Som det fremgår af tabellen opnåedes et betydeligt fald i viskositet 10 ved anvendelse af amideret pektin i stedet for ikke-amideret, men viskositeten stiger på den anden side set med stigende amiderings-grad. Årsagen hertil er formentlig, at Ca++-reaktiviteten tiltager med stigende amidindhold, hvilket resulterer i en tiltagende gelering.

15

Smagspanelet fandt, at pastillernes hårdhed tiltog med stigende, amideringsgrad. Pastillerne var noget blødere end referencepastillerne men udviste stort set samme opløselighed i munden. Alle pastillerne kunne knækkes med fingrene.

20 b. Der fremstilledes et yderligere pastil kog på den ovenfor beskrevne måde under anvendelse af recept II og med pektin E i @n højere koncentration, nemlig ca. 6 vægtprocent.

25 Det opnåede resultat fremgår af følgende tabel:

Pektin Gummiagtigt DA, % Viskositet,

stof, vægt% cP

30 Kog nr. 5 E 6 12,6 2380.

Ved sammenligning med viskositeten for ovennævnte kog 1-3 ses, at viskositeten kan holdes på et acceptabelt niveau ved anvendelse af en forholdsvis stor mængde gummiagtigt stof med en relativt stor 35 amideringsgrad, når der bruges en pektin med en lavere gennemsnitlig molekylvægt.

Pastiller fra kog nr. 5 blev af smagspanelet vurderet som relativt hårde og havde stort set samme opløselighed i munden som reference-

DK 157616 B

ίο pastillerne. Organoleptisk lå pastillerne fra kog nr. 5 tæt på referencepastillerne.

c. Der fremstilledes to pastil kog under anvendelse af recept II og 5 V samt pektin E. Det ene, kog nr. 6, indeholdt 6 vægtprocent pektin E og 6 vægtprocent gelatine, og det andet, kog nr. 7, 6 vægtprocent pektin E.

De opnåede viskositeter fremgår af følgende tabel: 10

Gummiagtigt stof Viskositet, cP

Kog nr. 6 6 vægt% pektin E + 2500 6 vægt% gelatine

Kog nr. 7 6 vægt% pektin 2480 15

Det ses, at viskositeten ikke ændres væsentligt ved tilsætning af gelatine.

Smagspanelet fandt, at pastillerne fra kog nr. 6 var betydeligt 20 blødere end pastiller fra kog nr. 7. Opløseligheden i munden var stort set den samme, og pastillerne fra begge kog kunne knækkes med fingrene.

Det er således muligt at nedsætte hårdheden af pastiller fremstillet 25 under anvendelse af amideret pektin ved tilsætning af gelatine.

d. Til brug ved fremstilling af frugtpastiller fremstilledes et kog, nr. 8, med følgende sammensætning: 30 35 DK 157616B π

Pektin C 40,0 g

Vand 383,0 ml

Tri natri umci trat, 2^0 1,0 g

Sukker 274,0 g 5 Glucosesirup (84% tørstof) 397,0 g

Citronsmagsstof 0,3 ml

Tartrazinopløsning 0,5 ml

Ci tronsyreopløsni ng, 50% vægt/volumen 4,2 ml 10 _

Ialt 1.100 g pH = 3,75.

Koget fremstilledes som beskrevet ovenfor.

15

Udstøbningen af frugtpastiller gennemførtes ved 65°C med et tørstofindhold på 65%. Viskositeten var 3161 cP, men der konstateredes ingen "hale"-dannelse, og udstøbningen forløb uden problemer.

20 Ved den organoleptiske undersøgelse konstateredes ikke væsentlige teksturmæssige forskelle mellem frugtpastilierne og pastillerne fremstillet ud fra kog nr. 2.

e. Til brug ved fremstilling af sukkerfri pastiller, d.v.s. pa-25 stiller, som i stedet for glucosesirup og sukker indeholder sorbitol, fremstilledes et kog, nr. 9, med følgende sammensætning:

Pektin B 40,0 g

Vand 450,0 ml 30 Lakridspulver 31,0 g

Ammoniumchlorid 26,5 g

Trinatriumcitrat, 2H20 4,5 g

Sorbitol 546,0 g

Natriumcarbonat 2,0 g 35 _

Ialt 1.100,0 g pH = 5,98.

Fremstillingen af koget gennemførtes som ovenfor beskrevet i for-

DK 157616 B

12 bindel se med sukkerholdige pastiller.

Koget havde en viskositet på 1229 cP. Udstøbningen fandt sted ved 65°C og med et tørstofindhold på 65%.

5

Til sammenligning med sukkerfri pastiller baseret på anvendelsen af gummi arabicum fremstilledes et kog, nr. 10, med følgende sammensætning: 10 Gummi arabicum 350,0 g

Vand 450,0 ml

Lakridspulver 31,0 g

Ammoniumchlorid 26,5 g

Trinatriumcitrat, 2H20 4,5 g 15 Sorbitol 236,0 g

Natriumcarbonat 2,0 g

Ialt 1.100,0 g pH = 5,71.

20

Det dannede kog havde en viskositet ved udstøbning på 1967 cP.

Ingen af kogene 9 og 10 udviste "hale"-danne!se.

25 Smagspanelet fandt, at pastillerne baseret på kog nr. 10 var en anelse hårdere end pastillerne baseret på pektin B. De to slags pastiller udviste samme opløselighed i munden. Smagspanelet kunne erkende en forskel i teksturen, men der var ingen preference for den ene type pastiller frem for den anden.

30

Af ovenstående fremgår, at der med et indhold af amideret pektin på ca. 4 vægtprocent opnås pastiller med i det væsentlige samme egenskaber som ved anvendelse af ca. 35 vægtprocent gummi arabicum.

35

Claims

1. Gummiagtigt stof, baseret på pektin, til brug i pastiller og lignende konfekturevarer, kendetegnet ved, at det består 5 af amideret pektin med en amideringsgrad på 5-25%, en forestrings-grad på mindst 50% og en gennemsnitlig molekylvægt på 15.000-75.008.

2. Gummiagtigt stof ifølge krav 1, kendetegnet ved, at pektinen har en gennemsnitlig amideringsgrad på 5-20%. 10

3. Gummiagtigt stof ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at pektinen har en forestringsgrad på 55-70%.

4. Konfekturevare indeholdende et gummiagtigt stof baseret på 15 pektin, kendetegnet ved, at konfekturevaren indeholder det gummiagtige stof ifølge krav 1.

5. Konfekturevare ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det gummiagtige stof er til stede i en mængde på fra 3-15 vægtprocent. 20 25 30 35