DE102016004464A1 - Packaging of milk in dissolvable portion capsules and methods for their production by ionic hydrocolloid interactions - Google Patents

Packaging of milk in dissolvable portion capsules and methods for their production by ionic hydrocolloid interactions Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer zum Verzehr geeigneten Verpackung für flüssige Lebensmittel, die Milchprodukte enthalten, gekennzeichnet dadurch, dass durch Membranbildung mittels Hydrokolloid-Ionen-Interaktion eine Portionskapsel gebildet wird, die über eine feste und formstabile, auflösbare Hülle verfügt.Process for the preparation of a suitable packaging for liquid food containing dairy products, characterized in that by membrane formation by means of hydrocolloid-ion interaction, a portion capsule is formed, which has a solid and dimensionally stable, dissolvable shell.

Description

Herkömmliche Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch-Portionspackungen aus Kunststoff werden auf Grund der praktischen Möglichkeit der Einzeldosierung in zahlreichen Bereichen wie der Gastronomie, Speisewagen oder Flugzeug, in Büros oder bei Veranstaltungen jeglicher Art eingesetzt. Diese Verpackungen haben den Nachteil des Spritzens beim Öffnen der Packungen aufgrund des entweichenden Gasdruckes unter Mitnahme von Flüssigkeit sowie des Abreißens der Verschlusslasche während des Öffnens. Des Weiteren stellt die Verwendung von Kunststoff- bzw. Aluminiumpackungen eine nicht zu vernachlässigende Umweltbelastung dar.Conventional milk / creamer / plastic portioned plastic packagings are used because of the practical possibility of single dosing in numerous areas such as the catering, dining car or airplane, in offices or at events of any kind. These packages have the disadvantage of spraying when opening the packages due to the escaping gas pressure with entrainment of liquid and the tearing of the locking tab during opening. Furthermore, the use of plastic or aluminum packaging is a non-negligible environmental impact.

Bisher bekannte Lösungen zur Entwicklung einer spritzfreien Verpackung für Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch beziehen sich ausschließlich auf die Optimierung herkömmlicher Kunststoff-Aluminiumverpackungen, so u. a. in DE 20 2008 009 728 , DE 20 2015 000 708 und DE 20 2014 006 018 , wobei das Augenmerk auf eine innovative Formgebung, Variation des Druckausgleichs, erleichtertes und sauberes Öffnen sowie die Optimierung der Ausgussvorrichtung liegt.Previously known solutions for developing a syringe-free packaging for milk / creamer / condensed milk relate exclusively to the optimization of conventional plastic aluminum packaging, including in DE 20 2008 009 728 . DE 20 2015 000 708 and DE 20 2014 006 018 Attention is paid to innovative design, variation of pressure equalization, easier and clean opening and optimization of the pouring device.

Das Problem der ökologischen Belastung der Umwelt durch die anfallenden Mengen Kunststoffmüll bleibt damit aber bestehen. Es existieren keine Lösungen zur Entwicklung einer spritzfreien und zugleich umweltfreundlichen Verpackung für Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch.However, the problem of ecological pollution of the environment due to the accumulated amounts of plastic waste remains. There are no solutions to develop a splash-free and environmentally friendly packaging for milk / creamer / condensed milk.

Bekannt sind des Weiteren Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Verpackungen. So beschreibt WO 2002 088 245 Verpackungen, welche als Einweg-Verpackungsmittel eingesetzt werden, zwar biologisch abbaubar, aber nicht auflösbar sind und nicht in der Nahrungsmittelindustrie eingesetzt werden können, da sie für den Verzehr ungeeignet sind. Auch die in den US 2010 010 5821 und US 2002 019 81 25 beschriebenen, bei einem bestimmten pH-Wert wasserlöslichen Folien sind nicht für den Verzehr geeignet und bieten daher keine vorteilhafte Alternative zur Verpackung von Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch als Ersatz für herkömmliche Kunststoff- bzw. Kunststoffaluminiumverpackungen.Furthermore, methods for the production of biodegradable packaging are known. So describes WO 2002 088 245 Packaging which is used as a disposable packaging material, biodegradable, but not soluble and can not be used in the food industry, since they are unsuitable for consumption. Also in the US 2010 010 5821 and US 2002 019 81 25 described, at a certain pH water-soluble films are not suitable for consumption and therefore offer no advantageous alternative to the packaging of milk / creamer / condensed milk as a replacement for conventional plastic or plastic aluminum packaging.

In der US-Patentschrift 2403547 wird ein Verfahren zur Herstellung essbarer künstlicher Früchte beschreiben, welches aus einer festeren Hülle und einem weichen Inneren bestehen. Die Hülle ist undurchlässig für Wasser und Gase. Die US-Patentschrift 4507327 beschreibt gleichfalls eine essbare, weiche Kapsel, welche mit essbaren Flüssigkeiten gefüllt ist. Beiden Verfahren liegt die Verkapselung von Flüssigkeiten durch die Interaktion Hydrokolloide/Ionen zu Grunde. Sie sind jedoch nicht für die Anwendung zur Herstellung alternativer Verpackungen von Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch geeignet, da die erzeugten Kapseln über keine formstabile und feste Hülle verfügen und insbesondere nicht auflösbar sind.In the U.S. Patent No. 2403547 describes a process for the production of edible artificial fruits, which consist of a firmer shell and a soft interior. The shell is impermeable to water and gases. The U.S. Patent No. 4,457,327 also describes an edible, soft capsule filled with edible liquids. Both methods are based on the encapsulation of liquids by the interaction hydrocolloids / ions. However, they are not suitable for the application for the production of alternative packaging of milk / creamer / condensed milk, since the capsules produced have no dimensionally stable and solid shell and in particular are not dissolvable.

Das Verfahren zur Herstellung von flüssig-gefüllten Schokoladenpralinen ( US 3795478 ) basiert auf dem Verfahren der Kristallisation, ausgehend von einer Wasser-Sacchsarose-Lösung, welche durch Abkühlen in einen übersättigten Zustand überführt wird. Diese Krustenpralinen bestehen aus einer Zuckerkruste und einem flüssigen Kern. Durch die Zuckerkruste erhalten die verkapselten Flüssigkeiten automatisch einen süßen Geschmack. Dies ist nicht für jeden Anwendungszweck erwünscht. Weiterhin sind sie auf einen Schokoladenmantel angewiesen, um die notwendige Stabilität und Handhabbarkeit zu erhalten. Daher ist dieses Verfahren wenig geeignet für die Verpackung von Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch.The process for the preparation of liquid-filled chocolate pralines ( US 3795478 ) based on the process of crystallization, starting from a water-Sacchsarose solution, which is converted by cooling in a supersaturated state. These crust pralines consist of a sugar crust and a liquid core. The sugar crust automatically gives the encapsulated liquids a sweet taste. This is not desirable for every application. Furthermore, they rely on a chocolate shell to obtain the necessary stability and manageability. Therefore, this method is not very suitable for the packaging of milk / creamer / condensed milk.

Es bestand somit die Aufgabe, eine Verpackungsform für Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch zu entwickeln, welche die grundlegenden Ansprüche an Verpackungsmaterialien im Lebensmittelsektor wie Benutzerfreundlichkeit, Beständigkeit gegen unbeabsichtigtes Öffnen oder Verschütten, Schutz des Inhaltes vor äußeren Einflüssen, optisch ansprechend, geringe Umweltbelastung sowie geringe Kosten erfüllt.It was therefore an object to develop a packaging mold for milk / creamer / condensed milk, which meets the basic requirements of packaging materials in the food sector such as ease of use, resistance to accidental opening or spillage, protection of the contents from external influences, visually appealing, low environmental impact and low costs Fulfills.

Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe dadurch gelöst, dass auf der Grundlage einer Membranbildung mittels Hydrokolloid-Ionen-Interaktionen (1) eine Portionskapsel aus einem nahrungsmittelverträglichen Material hergestellt wurde, die über eine feste und formstabile Hülle verfügt, in warmen bzw. heißen Flüssigkeiten auflösbar, bei Raumtemperatur aber formstabil ist und die Hülle gleichzeitig die Verpackung darstellt, welche Teil des verzehrbaren Produktes ist. Mit Auflösung der Kapsel bei warmen bzw. heißen Temperaturen wird die verkapselte Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch unversehrt freigesetzt. Durch Verwendung der erfindungsgemäßen Portionskapseln entfällt das Öffnen herkömmlicher Kunststoff- bzw. Aluminiumverpackungen bzw. anderweitiger Verhüllungen. Die durch auflösbare Materialien verkapselte Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch kann direkt in Heißgetränke gegeben werden und führt somit zu einer spritzfreien und sauberen Handhabung. Die verkapselte Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch kann mit einem Zuckerwürfel verglichen werden, wobei sich dieser „Milchwürfel” wie ein Zuckerwürfel in Heißgetränken auflöst. Diese Milchwürfel können mit Lebensmittelfarbe zur Kennzeichnung der Zusammensetzung, z. B. Art des eingesetzten Milchproduktes, Fett-, Zucker-, Süßstoffgehalt usw., eingefärbt werden. Das Problem der ökologischen Belastung entfällt durch eine erhebliche Müllreduktion durch Einsatz für den Verzehr geeigneter Materialien und damit den Wegfall herkömmlicher Einzel- und Fremdverpackungen.According to the invention, the object has been achieved in that based on membrane formation by means of hydrocolloid-ion interactions ( 1 ) A portion capsule was prepared from a food-compatible material, which has a solid and dimensionally stable shell, dissolvable in warm or hot liquids, but is dimensionally stable at room temperature and the envelope at the same time represents the packaging, which is part of the consumable product. With dissolution of the capsule at warm or hot temperatures, the encapsulated milk / creamer / condensed milk is released intact. By using the portion capsules according to the invention, the opening of conventional plastic or aluminum packaging or other veiling is eliminated. The milk / creamer / condensed milk encapsulated by dissolvable materials can be added directly to hot drinks, resulting in a splash-free and clean handling. The encapsulated milk / creamer / condensed milk can be compared to a sugar cube, with this "cube of milk" dissolving like a sugar cube in hot drinks. These milk cubes can be flavored with food coloring to mark the composition, eg. B. type of milk product used, fat, sugar, sweetener content, etc., are dyed. The problem of ecological burden is eliminated by a significant reduction of waste through use for consumption suitable materials and thus the elimination of conventional single and foreign packaging.

Die Erfindung wird durch das nachfolgende Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention will be explained in more detail by the following embodiment.

Ausführungsbeispielembodiment

1,5%ige H-Milch wird mit Calcium-Laktat (0,5 Gew.%) angereichert. Es folgt eine Portionierung und Gefrieren der angereicherten Milch (~8 mL). Die gefrorenen Milchkörper werden einer Hydrokolloid-Lösung, hergestellt aus destilliertem Wasser, Natriumalginat (1 Gew.%) und Saccharose, zugegeben. Nach einer Verweildauer von 30 s werden die verkapselten Körper mit destilliertem Wasser gespült. Die verkapselten Körper werden zwecks Reifung für mindestens 24 Std. gelagert.1.5% H-milk is supplemented with calcium lactate (0.5% by weight). This is followed by portioning and freezing the fortified milk (~ 8 mL). The frozen milk bodies are added to a hydrocolloid solution prepared from distilled water, sodium alginate (1% by weight) and sucrose. After a residence time of 30 s, the encapsulated bodies are rinsed with distilled water. The encapsulated bodies are stored for maturation for at least 24 hours.

Anstelle der Milch können auch Kondensmilch und Kaffeesahne eingesetzt werden, wobei der Fettgehalt variabel sein kann. In Abhängigkeit von den eingesetzten Ausgangsstoffen (Milch/Kaffeesahne/Kondensmilch) und kapselbildenden Stoffen aus der Gruppe der Hydrokolloide, die als Kolloide in Wasser in Lösung gehen und über ein hohes Vermögen zur Gelbildung verfügen, variieren Konzentrationen, Verweildauer (zwischen 30 s und 10 min.) und Reifezeiten.Instead of the milk condensed milk and coffee cream can be used, whereby the fat content can be variable. Depending on the starting materials used (milk / coffee cream / condensed milk) and capsule-forming substances from the group of hydrocolloids, which go into solution as colloids in water and have a high capacity for gel formation, concentrations, residence time (between 30 s and 10 min .) and maturing times.

Zur Anreicherung des Ausgangsstoffes kann neben Calcium-Laktat auch Calcium-Chlorid eingesetzt werden.In addition to calcium lactate, calcium chloride can also be used to enrich the starting material.

Der Ausgangsstoff kann anstelle einer vorherigen Anreicherung mit Calcium auch im Reinzustand gefroren werden und anschließend, im gefrorenen Zustand, mit einer Calcium-Lösung besprüht werden.The starting material can be frozen in the pure state instead of a previous enrichment with calcium and then, in the frozen state, be sprayed with a calcium solution.

Erläuterungen zu den FigurenExplanations to the figures

1: Verkapselungsmechanismus durch Ionen-Hydrokolloid-Interaktion 1 : Encapsulation mechanism by ion-hydrocolloid interaction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (15)

Verfahren zur Herstellung einer zum Verzehr geeigneten Verpackung für flüssige Lebensmittel, die Milchprodukte enthalten, gekennzeichnet dadurch, dass durch Membranbildung mittels Hydrokolloid-Ionen-Interaktion eine Portionskapsel gebildet wird, die über eine feste und formstabile, auflösbare Hülle verfügt.Process for the preparation of a suitable packaging for liquid food containing dairy products, characterized in that by membrane formation by means of hydrocolloid-ion interaction, a portion capsule is formed, which has a solid and dimensionally stable, dissolvable shell. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Portionskapsel aus einem nahrungsmittelverträglichen Material besteht.A method according to claim 1, characterized in that the portion capsule consists of a food-compatible material. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, dass die Hülle der Portionskapsel gleichzeitig die Verpackung darstellt.A method according to claim 1 and 2, characterized in that the casing of the portion capsule simultaneously represents the packaging. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, dass die Hülle der Portionskapsel gleichzeitig Teil des verzehrbaren Produktes ist.A method according to claim 1 to 3, characterized in that the casing of the portion capsule is also part of the consumable product. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Hülle der Portionskapsel bei Raumtemperatur formstabil ist und in warmen oder heißen Flüssigkeiten auflösbar ist.A method according to claim 1, characterized in that the casing of the portion capsule is dimensionally stable at room temperature and dissolves in warm or hot liquids. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die zu verkapselnden Flüssigkeiten Milchprodukte variabler Fettgehalte enthalten können.A method according to claim 1, characterized in that the liquids to be encapsulated may contain milk products of variable fat contents. Verfahren nach Anspruch 1 und 6, gekennzeichnet dadurch, dass als Milchprodukte reine Milch, Kaffeesahne und Kondensmilch eingesetzt werden können.A method according to claim 1 and 6, characterized in that as milk products pure milk, creamer and condensed milk can be used. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass die Flüssigkeit mit kapselbildenden Stoffen aus der Gruppe der Hydrokolloide versetzt werden, die als Kolloide in Wasser in Lösung gehen und über ein hohes Vermögen zur Gelbildung verfügen.A method according to claim 1, characterized in that the liquid is added with capsule-forming substances from the group of hydrocolloids, which go into solution as colloids in water and have a high ability to gel. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, dass Alginate, Pektine, lota-Carrageen, Gellan, Agar-Agar, Johannisbrotkernmehl und/oder Stärkemehle als Hydrokolloide zum Einsatz gelangen können.A method according to claim 8, characterized in that alginates, pectins, lota-carrageenan, gellan, agar-agar, locust bean gum and / or cornstarch can be used as hydrocolloids used. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Milchprodukte mit einem dem Hydrokolloid entsprechenden Ion angereichert werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the milk products are enriched with a corresponding to the hydrocolloid ion. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet dadurch, dass zur Anreicherung der Milchprodukte Calcium-Laktat oder Calcium-Chlorid eingesetzt werden kann.A method according to claim 10, characterized in that for the enrichment of the milk products calcium lactate or calcium chloride can be used. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass das angereicherte Milchprodukt in gefrorenen Zustand einer Hydrokolloid-Lösung zugegeben wird, nach einer Verweildauer von 30 s bis 10 min die verkapselten Körper mit destilliertem Wasser gespült und danach zwecks Reifung für mindestens 24 Stunden gelagert werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the enriched milk product is added in the frozen state of a hydrocolloid solution, rinsed after a residence time of 30 s to 10 min, the encapsulated body with distilled water and then stored for maturation for at least 24 hours become. Verfahren nach Anspruch 10 bis 12, gekennzeichnet dadurch, dass anstelle der vorherigen Anreicherung mit den entsprechenden Ionen das Milchprodukt im Reinzustand gefroren und anschließend im gefrorenen Zustand mit einer Ionen-Lösung besprüht werden kann.A method according to claim 10 to 12, characterized in that instead of the previous enrichment with the corresponding ions, the milk product can be frozen in the pure state and then sprayed in the frozen state with an ion solution. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, dass die Hydrokolloid-Lösung aus einem oder mehreren Stoffen der Gruppe der Hydrokolloide und destilliertem Wasser besteht.A method according to claim 12, characterized in that the hydrocolloid solution consists of one or more substances from the group of hydrocolloids and distilled water. Verfahren nach mindestens einem der obigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass durch farbliche Gestaltung der Portionskapsel auf deren Inhaltstoffe sowie deren Anteile hingewiesen werden kann.Method according to at least one of the above claims, characterized in that it is possible to draw attention to their contents as well as their proportions by color design of the portion capsule.
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