Osmotische Vortrocknung - Möglichkeiten und Grenzen bei der Pommes frites Herstellung

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1 Osmotische Vortrocknung - Möglichkeiten und Grenzen bei der Pommes frites Herstellung GERNOT ZWEYTICK Department für Lebensmittelwissenschaften und - technologie, Universität für Bodenkultur, Wien, Österreich

2 Inhalt: Einleitung und Grundlagen der osmotischen Trocknung (Behandlung) Einflussgrößen und ihre Auswirkungen Kombination der osmotischen Behandlung mit Hochdruckverfahren Bewertung und Grenzen der Anwendung

3 Grundsätzliche Unterschiede in der osmotischen Behandlung Kandieren/Einsalzen: Wasser wird durch Zucker/Salz ersetzt geringe Konzentrationsdifferenz maximale Aufnahme der osmotisch wirksamen Substanzen lange Einwirkzeiten Osmotische Trocknung: Wasser wird entfernt hohe Konzentrationsdifferenz minimale Aufnahme der osmotisch wirksamen Substanzen kurze Einwirkzeiten

4 Massenströme bei der osmotischen Trocknung

5 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

6 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)

7 Ergebnisse: Trockensubstanz Trockensubstanz [%]. 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 Kochsalzgehalt gesättigte Lösung Kartoffel (ges. Lsg) übersättigte Lösung Kartoffel (üs. Lsg) Zeit [h]

8 Variation der Kartoffelform Spez. Oberfläche [cm 2 /cm 3 ] TS [%] ,3 6 9,3 natur Stab (1x1x5cm ) Würfel (1x1x1cm) Stab (0,5x0,5x5cm)

9 2 2 -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

10 Ergebnis - Trockensubstanz Haupteffekte für Trockensubstanz 26 Trockensubstanz Konzentration Zeit

11 Ergebnisse: Fettgehalt 15 Haupteffekte für den Fettgehalt Fettgehalt Konzentration Zeit

12 Textur der frittierten Proben nicht behandelt C 5 % NaCl, 20 C, 20min 180 C 6 Minuten Frittierzeit 8 Minuten Frittierzeit 10 Minuten Frittierzeit

13 Sensorische Beurteilung

14 2 5 -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

15 Textur der frittierten Proben 1,7 Haupteinflüsse auf die Textur 1,5 Fmax 1,3 1,1 0,9 Konz Zeitos Tempos Tempfr Zeitfr

16 Farbe der frittierten Proben 65 Haupteinflüsse auf den L*-Wert 64 LWert Konz Zeitos Tempos Tempfr Zeitfr

17 Zusammenfassung I Das Ziel, die Trockensubstanz der Kartoffel mittels osmotischer Trocknung zu erhöhen, konnte erreicht werden 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 Osmotisch vorbehandelte Kartoffelprodukte nehmen beim anschließenden Frittieren weniger Fett auf als unbehandelte 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.

18 Osmotische Vorbehandlung und Anwendung hoher hydrostatischer Drücke Nach einer osmotischen Behandlung (20 min, 20 C, 5%ige NaCl- Lösung) wurde ein weiterer 2³-faktorieller Versuchsplan durchgeführt. Einflussgrößen: Druck: MPa Zeit: 5 15 min Temperatur: C Antwortgrößen (nach dem Frittieren 180 C): Trockensubstanz Frittierzeit Textur Fettgehalt Acrylamidgehalt Sensorik

19 V6 V7 V8 V5 V4 V3 Trockensubstanz Trockensubstanz natur - unfrittiert natur VC VZP1 VZP2 VZP3 V1 V2 TS [%]

20 Trockensubstanz (BC,AC( +,C-) + 68, ,6 Haupteffekte auf die TS TS 67,2 66,8 66, Zeit Druck Temp

21 Textur 2,5 2 1,5 1 0,5 0-0, 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)

22 Textur (AC+( AC+) 1,93 1,91 Haupteffekte auf die Textur Textur 1,89 1,87 1,85 1, Zeit Druck Temp

23 Fett 3,0000 2,5000 Fett in % TS 2,0000 1,5000 1,0000 0,5000 0,0000 VB VC VZP1 VZP2 VZP3 V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8

24 Fett (C-)( 2,2 2,1 Haupteffekte auf das Fett Fett 2 1,9 1,8 1, Zeit Druck Temp

25 Acrylamid ppb VB VC V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8

26 Acrylamid (ns.) Haupteffekte auf den Acrylamidgehalt 570 Acrylamid [ppb] Zeit Druck Temp

27 mehlig Sensorische Beurteilung Gesamteindruck 8,0 7,0 6,0 fettig 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 braun natur osm. behandelt 5/20/200 15/60/600 salzig knusprig

28 Zusammenfassung II Die Frittierzeit konnte durch die HP-Behandlung um 1-2 min verkürzt werden Die Trockensubstanz war bei allen behandelten Proben deutlich höher, als bei der nicht behandelten Die HP-behandelten Proben wiesen durchwegs eine knusprigere Textur auf Die Fettaufnahme und die Acrylamidbildung geringer, wenn auch nicht signifikant waren durchwegs Sensorisch schnitt die osmotisch behandelte Probe am besten ab

29 Schlussfolgerungen Positive Effekte und Möglichkeiten: Fettreduktion (und z.t. Acrylamidreduktion) möglich erhöhte Trockensubstanz verbesserte Textur verbesserter Geschmack Grenzen und Einschränkungen: zur Zeit noch sehr teure Hochdruckbehandlung relativ aufwändig

30 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Technikum des Departments für Lebensmittelwissenschaften und - technologie Universität für Bodenkultur, Wien