Production of gluten free beer

Osmotische Vortrocknung Möglichkeiten und Grenzen bei der
Pommes frites Herstellung
GERNOT ZWEYTICK
Department für Lebensmittelwissenschaften und technologie,
Universität für Bodenkultur, Wien, Österreich
Inhalt:
•
Einleitung und Grundlagen der osmotischen
Trocknung (Behandlung)
•
Einflussgrößen und ihre Auswirkungen
•
Kombination der osmotischen Behandlung mit
Hochdruckverfahren
•
Bewertung und Grenzen der Anwendung
Grundsätzliche Unterschiede
in der osmotischen Behandlung
Kandieren/Einsalzen:
Osmotische Trocknung:
• Wasser wird durch Zucker/Salz
ersetzt
• Wasser wird entfernt
• geringe Konzentrationsdifferenz
• hohe Konzentrationsdifferenz
• maximale Aufnahme der
osmotisch wirksamen
Substanzen
• minimale Aufnahme der
osmotisch wirksamen
Substanzen
• lange Einwirkzeiten
• kurze Einwirkzeiten
Massenströme bei der
osmotischen Trocknung
Mögliche Einflussgrößen
• Bewegung der Lösung
• Molekülgröße des osmotisch aktiven Agens
• Verhältnis zwischen Lösung und Probe
• Prozess-Temperatur
• Prozess-Druck / Vakuum
• Konzentration und Zusammensetzung der osmotischen
Lösung
• Größe und Form der Probe (spezifische Oberfläche)
• Eintauchzeit
Ziel einer osmotischen
Vorbehandlung
Herstellung von so genannten „Lebensmitteln
mittlerer Feuchte“ durch Erhöhung der
Trockensubstanz mittels osmotischer Behandlung:
●Rohstoff: Kartoffel der Sorte „Agria“
Stäbchen 1 x 1 x 5 cm,
Stäbchen 0,5 x 0,5 x 5 cm,
Würfel 1 x 1 x 1 cm
●Osmotisch wirksames Agens:
Kochsalz (35,6 % =gesättigt, 10 %, 7,5 %, 5 %)
●Frittieren der osmotisch behandelten Kartoffeln
(160/170/180 °C – 6/8/10 min)
Ergebnisse: Trockensubstanz
Trockensubstanz [%] .
40,0
35,0
30,0
25,0
Kochsalzgehalt
20,0
15,0
gesättigte Lösung
10,0
Kartoffel (ges. Lsg)
5,0
übersättigte Lösung
Kartoffel (üs. Lsg)
0,0
0
5
10
15
Zeit [h]
20
25
Variation der Kartoffelform
Spez. Oberfläche [cm2/cm3]
35
30
TS [%]
25
20
4,3
15
6
9,3
10
5
0
natur
Stab (1x1x5cm) Würfel (1x1x1cm)
Stab
(0,5x0,5x5cm)
22-faktorieller Versuchsplan
Konzentration [% mas]
Zeit [min]
TS [% mas]
10 (+1)
20 (-1)
24,99
5 (-1)
40 (+1)
21,42
10 (+1)
40 (+1)
24,79
7,5 (0)
30 (0)
23,09
7,5 (0)
30 (0)
24,16
5 (-1)
20 (-1)
21,72
7,5 (0)
30 (0)
23,63
Ergebnis - Trockensubstanz
Trockensubstanz
Haupteffekte für Trockensubstanz
26
25
24
23
22
21
5
10
Konzentration
20
Zeit
40
Ergebnisse: Fettgehalt
Haupteffekte für den Fettgehalt
Fettgehalt
15
14
13
12
11
10
5
10
Konzentration
20
Zeit
40
Textur der frittierten Proben
nicht behandelt - 180 °C
5 % NaCl, 20°C, 20min – 180 °C
6 Minuten Frittierzeit
8 Minuten Frittierzeit
10 Minuten Frittierzeit
Sensorische Beurteilung
25-faktorieller Versuchsplan
Konzentration Zeit (os) Temperatur (os) Frittierzeit Frittiertemperatur
5%
20 min
20 °C
6 min
160 °C
7,5 %
30 min
25 °C
8 min
170 °C
10 %
40 min
30 °C
10 min
180 °C
Textur
der frittierten Proben
Tex
Haupteinflüsse auf die Textur
1,7
Fmax
1,5
1,3
1,1
0,9
Konz
Zeitos
Tempos
Tempfr
Zeitfr
Farbe der frittierten Proben
Haupteinflüsse auf den L*-Wert
65
LWert
64
63
62
61
Konz
Zeitos
Tempos
Tempfr
Zeitfr
Zusammenfassung I
¾ Das Ziel, die Trockensubstanz der Kartoffel mittels osmotischer
Trocknung zu erhöhen, konnte erreicht werden
¾ In Bezug auf Geschmack und Aussehen darf die Konzentration der
osmotisch wirksamen Salzlösung nicht höher als 10 %mas betragen
und die Einwirkzeit sollte nicht über zwei Stunden liegen
¾ Osmotisch
vorbehandelte
Kartoffelprodukte
nehmen
beim
anschließenden Frittieren weniger Fett auf als unbehandelte
¾ Für eine weitere Optimierung im Hinblick auf technologische und
ernährungsphysiologische Eigenschaften der Produkte muss auch
die Acrylamidbildung, die durch eine trockene Matrix bei über 100°C
begünstigt wird, näher untersucht werden.
Osmotische Vorbehandlung und
Anwendung hoher hydrostatischer
Drücke
Nach einer osmotischen Behandlung (20 min, 20 °C, 5%ige NaClLösung) wurde ein weiterer 2³-faktorieller Versuchsplan durchgeführt.
Einflussgrößen:
● Druck: 200 – 600 MPa
● Zeit: 5 – 15 min
● Temperatur: 20 – 60 °C
Antwortgrößen (nach dem Frittieren 180 °C):
● Trockensubstanz
● Frittierzeit
● Textur
● Fettgehalt
● Acrylamidgehalt
● Sensorik
na
tu
run
V8
V7
V6
V5
V4
V3
V2
V1
VC
VZ
P1
VZ
P2
VZ
P3
fr
itt
ie
rt
na
tu
r
TS [%]
Trockensubstanz
Trockensubstanz
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Trockensubstanz (BC,AC +,C-)
Haupteffekte auf die TS
68,4
68
TS
67,6
67,2
66,8
66,4
66
5
Zeit
15
200
600
Druck
20
Temp
60
Textur
2,5
2
natur
osm. behandelt
ZP (10/40/400)
V1 (5/20/200)
V2 (15/20/200)
V3 (5/60/200)
V4 (15/60/200)
V5 (5/20/600)
V6 (15/20/600)
V7 (5/60/600)
V8 (15/60/600)
1,5
1
0,5
0
0
-0,5
1
2
3
4
5
6
Textur (AC+)
Haupteffekte auf die Textur
1,93
Textur
1,91
1,89
1,87
1,85
1,83
5
Zeit
15
200
600
Druck
20
Temp
60
Fett
3,0000
Fett in % TS
2,5000
2,0000
1,5000
1,0000
0,5000
0,0000
VB
VC
VZP1 VZP2 VZP3
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
Fett (C-)
Haupteffekte auf das Fett
2,2
Fett
2,1
2
1,9
1,8
1,7
5
Zeit
15
200
600
Druck
20
Temp
60
Acrylamid
900
800
700
ppb
600
500
400
300
200
100
0
VB
VC
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V8
Acrylamid (ns.)
Haupteffekte auf den Acrylamidgehalt
Acrylamid [ppb]
570
540
510
480
450
420
5
Zeit
15
200
600
Druck
20
Temp
60
Sensorische Beurteilung
Gesamteindruck
8,0
7,0
6,0
5,0
fettig
4,0
braun
3,0
2,0
natur
osm. behandelt
5/20/200
15/60/600
1,0
0,0
knusprig
salzig
mehlig
Zusammenfassung II
¾ Die Frittierzeit konnte durch die HP-Behandlung um 1-2 min
verkürzt werden
¾ Die Trockensubstanz war bei allen behandelten Proben deutlich
höher, als bei der nicht behandelten
¾ Die HP-behandelten Proben wiesen durchwegs eine knusprigere
Textur auf
¾ Die Fettaufnahme und die Acrylamidbildung waren durchwegs
geringer, wenn auch nicht signifikant
¾ Sensorisch schnitt die osmotisch behandelte Probe am besten ab
Schlussfolgerungen
Positive Effekte und Möglichkeiten:
¾ Fettreduktion (und z.T. Acrylamidreduktion) möglich
¾ erhöhte Trockensubstanz
¾ verbesserte Textur
¾ verbesserter Geschmack
Grenzen und Einschränkungen:
¾ zur Zeit noch sehr teure Hochdruckbehandlung
¾ relativ aufwändig
Danke für Ihre
Aufmerksamkeit!
Technikum
des
Departments für
Lebensmittelwissenschaften und technologie
Universität für Bodenkultur, Wien