WO2008028623A2 - Verfahren zum herstellen von kartoffelchips - Google Patents

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    • A23L5/30—Physical treatment, e.g. electrical or magnetic means, wave energy or irradiation

Definitions

  • the invention relates to a method for producing potato chips, in which the potatoes are washed, sliced and then processed at elevated temperature and pressure in a gas into potato chips and then cooled.
  • the object of the invention is to provide a method by which, without the use of oil or fat, chips can be produced which have substantially the taste properties and mechanical properties, in particular with regard to strength and little or no fiberized surface of chips traditionally produced in the oil bath.
  • the solution according to the invention is that during the processing step and during cooling, pressure and temperature are kept at values such that the temperature is kept below the boiling point of water prevailing at the particular pressure present.
  • An advantageous embodiment of the method of the invention pelg is characterized in that the potato slices are exposed at a pressure of 3 to 20 bar at a temperature of 100 0 C to 212, 37 0 C for 0.3 to 15 minutes and that the pressure is reduced to ambient pressure over a period of 10 seconds to 600 seconds.
  • the ingredients of the potato slices are denatured during the heat and pressure treatment.
  • a temperature is reached which corresponds to or even exceeds the frying temperature of oil or fat.
  • a suitable choice of pressure and temperature prevents the boiling point of water from being exceeded, so that the potato slices do not crumble.
  • the high temperature achieves similar temperature gradients and energy transfer as during the frying process with oil or fat, but without oil or fat penetrating the potato slices.
  • the pressure reduction after heating is controlled, so that the temperature of the potato chips is always below the boiling point at the pressure in question, so that the water still contained in the potato slices does not evaporate abruptly when the pressure is reduced, thereby destroying the potato chips.
  • the moisture content of the potato chips is in an advantageous embodiment of the method after the pressure reduction between 20 and 70%.
  • the pressure and temperature treatment can be carried out in a dry or humid atmosphere.
  • a dry atmosphere is particularly preferred in order to allow evaporation of the water contained in the potato letters during the treatment with pressure, in particular during the pressure reduction.
  • the pressure and temperature treatment is advantageously carried out at a pressure of 5 to 10 bar at a temperature which is below the boiling point of water.
  • Another advantageous embodiment is characterized by a pressure treatment at a pressure of 3,000 to 8,000 bar. Although this can be done at elevated temperature, this is surprisingly unnecessary. It has been found that at such high pressures, the starch gelatinization already begins at temperatures of 20 0 C, while at normal pressure only between 58 and 66 ° C is the case. Conveniently, the Druckbe- treatment is carried out a temperature of 20 0 C to 70 0 C.
  • the potato slices are subsequently dried.
  • the moisture content after drying is expediently between 9% and 35%.
  • a moisture content of between 11% and 35% is preferred.
  • the drying time is suitably between 4 minutes and 30 minutes.
  • the potato chips are advantageously thermally treated with hot air at 180 0 C to 260 0 C for 15 to 60 seconds and thus obtained a taste that is very similar to the usual potato chips.
  • a temperature of 180 ° C. to 240 ° C. and a process duration of 20 seconds to 50 seconds are particularly preferred.
  • the temperature for the drying can be reduced to 140 0 C when a humidity of 5% is exceeded.
  • the heat and pressure treatment takes place in a high-pressure chamber.
  • a batchwise heating and a continuous heating in a high-pressure chamber is possible, which is closed on both sides by pressure locks and through which the potato slices are passed continuously.
  • the high-voltage pulses expediently have a voltage of 3,000 V to 4,000 V.
  • the high-voltage pulses can be applied in the water bath.
  • the potato chips can be sprayed with fat if you do not want to get completely fat free chips. Conveniently, the fat content is kept below 10%. Finally, to improve the taste, the finished chips can be flavored.
  • a particularly advantageous form of drying the potato chips is the steam drying.
  • Fig.l an apparatus according to the invention for carrying out the method
  • Fig. 2 shows schematically the steam drying process
  • the device shown in Fig. 1 has a hopper 1, on which serves for charging the pressure and heating chamber 2.
  • the potatoes are gelatinized under defined conditions (pressure, temperature, time).
  • a drying takes place in the dryer 3.
  • the post-dried pellets are slightly expanded in the hot air oven 4 by means of heated air and appropriate energy transfer to the pellets. Subsequently, the usual seasoning of the chips in a drum 5.

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Abstract

Das Verfahren zum Herstellen von Kartoffelchips, bei dem die Kartoffeln gewaschen, in Scheiben geschnitten werden und anschließend bei erhöhter Temperatur und Druck in einem Gas zu Kartoffelchips verarbeitet und anschließend abgekühlt werden, zeichnet sich dadurch aus, dass beim Verarbeitungsschritt und beim Kühlen Druck und Temperatur auf solchen Werten gehalten werden, dass die Temperatur unterhalb der bei dem jeweils vorhandenen Druck herrschenden Siedetemperatur von Wasser gehalten wird.

Description

Verfahren zum Herstellen von Kartoffelchips
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kartoffelchips, bei dem die Kartoffeln gewaschen, in Scheiben geschnitten werden und anschließend bei erhöhter Temperatur und Druck in einem Gas zu Kartoffelchips verarbeitet und anschließend abgekühlt werden.
Bei üblichen Herstellungsverfahren für Kartoffelchips ist es wichtig, dass sehr schnell eine starke Wärmeübertragung bei der bei diesem Verfahren verwendeten Erhitzung stattfindet. Dies erfolgt üblicherweise in einem Ölbad oder in einem anderen Fett durch Wärmeleitung, bei dem das Öl oder Fett auf Temperaturen zwischen 140 bis 2000C erhitzt wird. In diesem Öl oder Fett werden die Kartoffelscheiben frit- tiert. Durch die Wärmeenergie verdampft der Wasseranteil aus den Kartoffelscheiben. Gleichzeitig wird während des Frittierprozesses Öl oder Fett durch die Kartoffelscheibe aufgenommen. Als Ergebnis der durch Wärmeübertragung eingeleiteten Stoffwandlungsprozesse und der Sorptionsvorgänge entstehen die hinsichtlich ihrer sensorischen Eigenschaften bekannten Kartoffelchips.
Ein Problem bei der bekannten Herstellung dieser Kartoffelchips ist aber, dass es sich nicht vermeiden lässt, dass während des Erhitzens Öl oder Fett in die Kartoffelchips eindringt und dort verbleibt. Der hohe Fettgehalt ist ein ernährungsphysiologischer Nachteil, der zu den bekannten gesundheitlichen Folgen wie Bluthochdruck, Herz-Kreislauf- Krankheiten, Diabetes usw. führen kann. Der Trend zu fettarmen Produkten nimmt daher immer mehr zu.
Es ist daher bekannt, Kartoffelchips ohne die Verwendung von Öl oder Fett herzustellen. Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (WO96/39867) werden die Kartoffelscheiben auf einem Band durch einen Ofen gefördert, in dem sie durch Heißluft erhitzt werden. Es findet zunächst ein Blanchieren bei einer Temperatur von ungefähr 7600C bis 8700C statt. Dies geschieht durch Infrarotbrenner. Anschließend werden die so vorbehandelten Scheiben bei einer Temperatur von ungefähr 1800C bis 2050C mit Heißluft beaufschlagt. Dies alles geschieht bei Atmosphärendruck.
Nach einer Trocknung sollen sie die arttypische Konsistenz von Kartoffelchips annehmen.
Durch vor allem die extrem hohen Temperaturen in der ersten Stufe findet zwar ein beträchtlicher Wärmeübergang statt. Der Wärmeübergang beruht auf dem Prinzip der Konvektion und/oder Wärmestrahlung. Der Energietransport ist aber gegenüber der Wärmeleitung während des Frittierprozesses wesentlich geringer. Es ist daher nicht zu erwarten, dass durch dieses Verfahren Kartoffelchips erhalten werden können, deren sensorische Qualität der von konventionell hergestellten Kartoffelchips gleichkommt. Weiterhin ist in dem angegebenen Temperaturbereich eine höhere Belastung mit Ac- rylamid zu erwarten.
Bei einem Verfahren der Eingang genannten Art (GB 2 392 368 A) wird die vorgenannte erste Stufe mit deren extrem hohen Temperaturen vermieden. Die Erhitzung und damit die Verar- beitung zu Kartoffelchips erfolgt ebenfalls mit einem Gas, dass aber unter erhöhtem Druck steht, um die Wärmeübertragung zu verbessern und die Kochzeit zu verringern. Dabei werden auch „steam or water vapor" vom Gas aufgenommen, das heißt, dass das Wasser in den Kartoffelnscheiben offenbar siedet. Dies wird offenbar in Kauf genommen. Der entscheidende Grund scheint der erhöhte Druck zur Verbesserung der Wärmeübertragung zu sein.
Durch dieses Kochen platzen aber die Zellwände auf. Die O- berfläche zerfasert, die Kartoffelscheibe wird brüchig, und möglicherweise zerfällt die Kartoffelscheibe sogar.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, mit dem ohne Verwendung von Öl oder Fett Chips hergestellt werden können, die im wesentlichen die Geschmackseigenschaften und mechanischen Eigenschaften insbesondere bezüglich Festigkeit und wenig oder gar nichts zerfaserter Oberfläche von traditionell im Ölbad hergestellten Chips haben.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, dass beim Verarbeitungsschritt und beim Kühlen Druck und Temperatur auf solchen Werten gehalten werden, dass die Temperatur unter- halb der bei dem jeweils vorhandenen Druck herrschenden Siedetemperatur von Wasser gehalten wird.
Dadurch ist es erstaunlicherweise möglich, Kartoffelchips zu erhalten, die im Aussehen, Geschmack und Festigkeit den nach den üblichen Verfahren hergestellten Kartoffelchips entsprechen. Die Zubereitung von Lebensmitteln (auch Kartoffeln) unter erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur, wobei man immer im Bereich unterhalb des Siedepunkts des Wassers verbleibt, ist zwar bekannt (GB 1 506 784) . Dabei handelt es sich aber offenbar um ganze Kartoffeln. Das Verfahren würde bei Anwendung auf dünne Kartoffelscheiben ein zu großes Auslaugen der verhältnismäßig dünnen Kartoffelscheiben bewirken.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens der Erfin- düng zeichnet sich dadurch aus, dass die Kartoffelscheiben bei einem Druck von 3 bis 20 bar einer Temperatur von 1000C bis 212, 370C während 0,3 bis 15 Minuten ausgesetzt werden und dass der Druck über eine Zeit von 10 Sekunden bis 600 Sekunden auf Umgebungsdruck abgebaut wird.
Die Inhaltsstoffe der Kartoffelscheiben werden während der Wärme- und Druckbehandlung denaturiert . Durch den erhöhten Druck wird dabei eine Temperatur erreicht, die der Frit- tiertemperatur von Öl oder Fett entspricht oder sogar dar- über liegen kann. Durchgeeignete Wahl von Druck und Temperatur wird ein überschreiten der Siedetemperatur von Wasser verhindert, so dass die Kartoffelscheiben nicht zerkochen. Durch die hohe Temperatur werden ähnliche Temperaturgradienten und Energieübertragungen wie während des Frittier- Vorgangs mit Öl oder Fett erreicht, ohne dass jedoch Öl o- der Fett in die Kartoffelscheiben eindringt. Der Druckabbau nach dem Erhitzen erfolgt gesteuert, so dass die Temperatur der Kartoffelchips immer unterhalb des Siedepunkts bei dem betreffenden Druck liegt, so dass das noch in den Kartof- felscheiben enthaltene Wasser bei der Druckminderung nicht schlagartig verdampft und dadurch die Kartoffelchips zerstört. Der Feuchtegehalt der Kartoffelchips liegt bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach dem Druckabbau zwischen 20 und 70%.
Die Druck- und Temperaturbehandlung kann bei trockener oder feuchter Atmosphäre erfolgen. Besonders bevorzugt wird aber eine trockene Atmosphäre, um eine Verdunstung des in den Kartoffelnschreiben enthaltenen Wassers während der Behandlung mit Druck, insbesondere während der Druckreduzierung zu ermöglichen.
Insbesondere wird die Druck- und Temperaturbehandlung zweckmäßigerweise bei einem Druck von 5 bis 10 bar bei einer Temperatur durchgeführt, die unterhalb des Siedepunkts von Wasser liegt.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich durch eine Druckbehandlung bei einem Druck von 3.000 bis 8.000 bar aus. Obwohl dabei bei erhöhter Temperatur gear- beitet werden kann, ist dies erstaunlicherweise nicht nötig. Es wurde nämlich herausgefunden, dass bei so hohen Drucken die Stärkeverkleisterung schon bei Temperaturen von 200C beginnt, während dies bei Normaldruck erst zwischen 58 und 66°C der Fall ist. Zweckmäßigerweise wird die Druckbe- handlung einer Temperatur von 200C bis 700C durchgeführt.
Nach der Druck- und Temperaturbehandlung werden die Kartoffelscheiben nachgetrocknet. Der Feuchtegehalt nach dem Trocken liegt dabei zweckmäßigerweise zwischen 9% und 35%. Be- vorzugt wird ein Feuchtegehalt zwischen 11% und 35%. Die Trocknungszeit liegt zweckmäßigerweise zwischen 4 Minuten und 30 Minuten. Nach der Trocknung werden die Kartoffelchips vorteilhafterweise mit Heißluft bei 1800C bis 2600C während 15 bis 60 Sekunden thermisch behandelt und erhalten so einen Geschmack, der den üblichen Kartoffelchips sehr ähnlich ist.
Besonders bevorzugt ist dabei eine Temperatur 1800C bis 2400C und eine Prozessdauer von 20 Sekunden bis 50 Sekunden.
Insbesondere, um die Bildung von Acrylamid einzuschränken, kann die Temperatur für die Trocknung auf 1400C verringert werden, sobald eine Feuchte von 5% unterschritten wird.
Vorteilhafterweise erfolgt die Wärme- und Druckbehandlung in einer Hochdruckkammer. Dabei ist sowohl eine chargenweise Erhitzung als auch eine kontinuierliche Erhitzung in einer Hochdruckkammer möglich, die auf beiden Seiten von Druckschleusen verschlossen ist und durch die die Kartoffelscheiben kontinuierlich hindurchgeführt werden.
Sehr vorteilhaft ist auch eine Vorbehandlung der Kartoffeln beziehungsweise der Kartoffelscheiben mit Hochspannungsimpulsen vor der Wärme- und Druckbehandlung beziehungsweise nach der Wärme- und Druckbehandlung, wodurch eine Verbesse- rung der Permeabilität und damit der Textur möglich ist.
Die Hochspannungsimpulse haben dabei zweckmäßigerweise eine Spannung von 3.000 V bis 4.000 V. Bei der Behandlung mit Hochspannungsimpulsen vor der Wärme- und Druckbehandlung kann das Anlegen der Hochspannungsimpulse im Wasserbad er- folgen. Dabei und beim Anlegen von Hochspannungsimpulsen nach der Wärme- und Druckbehandlung hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Hochspannungsimpulse an Elektroden angelegt werden, die einen Abstand von 5 bis 6 cm haben.
Nach diesen Behandlungen können die Kartoffelchips mit Fett besprüht werden, falls man nicht völlig fettfreie Chips erhalten möchte. Zweckmäßigerweise wird dabei der Fettgehalt unter 10% gehalten. Schließlich können, um den Geschmack zu verbessern, die fertigen Chips gewürzt werden.
Eine besonders vorteilhafte Form der Trocknung der Kartoffelchips besteht in der Dampftrocknung.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigen:
Fig.l eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens; und
Fig. 2 schematisch das Dampftrocknungsverfahren
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist einen Einfülltrichter 1, auf der zur Beschickung der Druck- und Heizkammer 2 dient. In der Druck- und Heizkammer 2 werden die Kar- toffelscheiben unter definierten Bedingungen (Druck, Temperatur, Zeit) gelatiniert. Nach dem Verlassen der Druck- und Heizkammer 2 erfolgt eine Nachtrocknung im Trockner 3. Die nachgetrockneten Pellets werden im Heißluftofen 4 mittels erhitzter Luft und entsprechender Energieübertragung auf die Pellets leicht expandiert. Anschließend erfolgt die übliche Würzung der Chips in einer Trommel 5.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von Kartoffelchips, bei dem die Kartoffeln gewaschen, in Scheiben geschnitten werden und anschließend bei erhöhter Temperatur und Druck in einem Gas zu Kartoffelchips verarbeitet und anschließend abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verarbeitungsschritt und beim Kühlen Druck und Temperatur auf solchen Werten gehalten werden, dass die Temperatur unterhalb der bei dem jeweils vorhandenen Druck herrschenden Siedetemperatur von Wasser gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelscheiben bei einem Druck von 3 bis 20 bar einer Temperatur von 1000C bis 212,37°C wäh- rend 0,3 bis 15 Minuten ausgesetzt werden und dass der Druck über eine Zeit von 10 Sekunden bis 600 Sekunden auf Umgebungsdruck abgebaut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehandlung bei einem Druck von 3 bis 16 bar erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehand- lung bei einer Temperatur von 1200C bis 2100C erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehandlung so durchgeführt wird, dass der Feuchtegehalt der Kartoffeln nach dem Druckaufbau zwischen 20 und 70% liegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehandlung bei trockener Atmosphäre erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, lässt die Druck- und Temperaturbehandlung bei feuchter Atmosphäre erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehandlung bei einem Druck von 3.000 bis 8.000 bar durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbehandlung bei einer Temperatur von 200C bis 700C durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelscheiben nach der
Druck- und Temperaturbehandlung getrocknet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelscheiben auf einem Feuchtegehalt zwischen 11% und 25% getrocknet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffeln zwischen 4 bis 30 Minuten getrocknet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelscheiben nach der Druck- und Temperaturbehandlung während 15 bis 60 Sekunden mit Heißluft bei einer Temperatur von 180° bis 2600C getrocknet werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelscheiben nach der Druck- und Temperaturbehandlung während 20 bis 50 Sekunden bei einer Temperatur von 1800C bis 2400C getrocknet werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknen bei Unterschreiten einer Feuchte von 5% die Temperatur auf 1400C verringert wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffeln oder Kartoffelscheiben vor der Druck- und Temperaturbehandlung Hochspannungsimpulsen ausgesetzt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartoffelscheiben nach der Druck- und Temperaturbehandlung Hochspannungsimpulsen ausgesetzt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass Hochspannungsimpulse von 3.000 bis 4.000 V angelegt werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochspannungsimpulse an E- lektroden angelegt werden, die einen Abstand von 5 bis 6 cm haben.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die fertigen Chips mit Fett besprüht werden.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Fettgehalt nach dem Besprühen mit Fett weniger als 10% beträgt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die fertigen Chips gewürzt werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehandlung in einer Hochdruckkammer erfolgt.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehand- lung chargenweise erfolgt.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Druck- und Temperaturbehandlung in einer auf beiden Seiten mit Druckschleusen versehenen Hochdruckkammer erfolgt, durch die die Kartoffelscheiben kontinuierlich hindurchgefördert werden.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ist 25, dadurch gekennzeichnet, der die Trocknung der Kartoffelchips mit Heißdampf erfolgt
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