Entwicklung und Prüfung von Ersatzstoffen für die Bestimmung des Energieverbrauchs bei gewerblichen Fritteusen nach DIN 18873-3

Abstract

Die Normenreihe DIN 18873 befasst sich mit der Energieverbrauchsmessung bei Großkü-chengeräten, der dritte Teil dieser Normenreihe beschäftigt sich mit gewerblichen Frit-teusen. Neben Vorheizzyklus und Warmhaltezyklus wird auch der Energieverbrauch des Frittierzyklus wird derzeit mit tiefgefrorenen vorfrittierten Pommes frites gemessen, was allerdings durch das Verwenden des Veredelungsprodukt Pommes frites eines natürlichen Lebensmittels keine reproduzierbaren Messergebnisse liefert. Das Ziel dieser Arbeit be-steht darin, einen geeigneten Ersatzstoff für die Pommes frites zu finden. Es werden verschiedene Rezepturen aus den Zutaten Kartoffelstärke, Kartoffelflocken und Kartoffelproteinpulver, Öl und Wasser ausprobiert. Der Wassergehalt dieser Rezeptu-ren beträgt 70 %, was sich am Wassergehalt tiefgefrorener Pommes frites orientiert. In Vorversuchen werden als mögliche Ersatzstoffe eine Rezeptur aus 30 % Stärke und 70 % Wasser, genannt SW, herausgefiltert. Eine weitere Rezeptur besteht aus 23 % Stärke, 70 % Wasser, 3 % Kartoffelprotein und 4 % Ölmischung (Rapsöl zu Sonnenblumenöl 20:80), welche als SWPF benannt ist. SW und SWPF haben den gleichen Herstellungsprozess, die Zutaten werden bei Raumtemperatur vermengt, auf 58 °C erhitzt, wobei die Stärke eine beginnende Verkleisterung ausbildet, und danach in Silikonformen abgefüllt. Die Silikon-formen formen Stäbchen mit einer Länge von 50 mm und einer Schnittfläche von 15 x 15 mm. Danach erfolgt das Einfrieren bei – 18 °C. Eine dritte mögliche Rezeptur KfSW ist aus 15 % Stärke, 15 % Kartoffelflocken und 70 % zusammengesetzt und wird vermengt, in For-men abgefüllt und bei -18°C eingefroren. Der Frittierzyklus besteht aus drei Chargen mit gleicher Menge und gleicher Frittierzeit, das Frittieröl soll eine Betriebstemperatur von 175 ± 5 °C aufweisen. Als Referenzwerte dienen Base Culinar Pommes frites, die in 800 g Chargen mit einer Frittierzeit von 04:30 min von Frau König 2015 frittiert wurden und aktuelle Messwerte zu McCain Pommes fri-tes, die in 600 g Chargen mit einer jeweiligen Frittierzeit von 06:20 min frittiert werden. Dabei ergibt sich bei Base Culinar Pommes frites eine durchschnittliche Wasserverdamp-fung von 38 %, die McCain Pommes verdampfen etwa 33,5 % Wasser, die Gewichtsver-luste (das Endgewicht nach dem Frittieren wird prozentual auf das Anfangsgewicht des tiefgekühlten Frittierguts bezogen) liegen bei den Base Culinar Pommes frites bei 34,0 % durch eine Fettaufnahme von 3,4 %. Die McCain Pommes frites nehmen 1,9 % Fett auf und weisen so einen Gewichtsverlust (der sich aus Wasserverdampfung und Ölabsorption zusammensetzt) von etwa 32 % auf. Die Ersatzstoffe werden in 600 g Chargen für je 06:00 min frittiert. Mit den Pommes frites übereinstimmend zeigt sich die Rezeptur KfSW mit einer Wasserverdampfung von 33,2 % und einer Ölabsorption von 5,1 %, was zu einem Gewichtsverlust von 28,1 % führt. Auch der Energieverbrauch von 0,98 kWh über den gesamten Frittierzyklus ist in etwa gleich der Pommes frites KfSW Stäbchen bilden eine Kruste auf und werden gebräunt. Nachteil dieser Rezeptur ist die Gefahr von Explosionen, sowie ein geringeres Maß an Standardisie-rung dadurch, dass ein Teil der Trockenmasse nicht genau definierbar ist, weil die Kartof-felflocken aus einem natürlichen Lebensmittel hergestellt sind. Die Rezeptur SW weist eine hohe Abweichung von Pommes frites auf, sie verdampfen le-diglich 20 % Wasser und nehmen 4,4 % Fett auf, sodass ein Gewichtsverlust von etwa 16 % auftritt. Der Energieverbrauch von 0,78 kWh ist geringer als der von Pommes frites (Base Culinar 1,28 kWh und McCain 0,87 kWh) und die SW Stäbchen werden nicht ge-bräunt und geringe Krustenausbildung findet nur partiell statt. Mehr Potenzial wird in der Rezeptur SWPF gesehen, die zwar mit rund 17 % eine hohe Fettaufnahme aufweist, aber eine gute Wasserverdampfung von ca. 43 %. Gewichtsver-lust beträgt bei SWPF 26 % mit einem Energieverbrauch von 1,08 kWh, was vergleichbar mit dem Energieverbrauch von Pommes frites ist. Eine leichte Bräunung und leichte Krus-tenausbildung ist vorhanden. Die Herstellung ist zeitaufwendig und die Ersatzstoffe können nicht wiederverwendet werden. Das Herstellen der Silikonformen stellt einen einmaligen Aufwand dar.

The series of standards of DIN 18873 refers to measurement of energy consumption of commercial kitchen ware, the third part of DIN 18873 involves commercial fryers. Besides preheat and keep warm cycle the energy consumption of frying cycle is currently meas-ured with deep frozen and pre-fried French fries which is not reproducible because of us-age of French fries as a processed product based on a naturally food and therefore are fluctuations in measurement. Aim of this final paper is to find a suitable substitute for French fries. Different recipes consisting of potato starch, potato flakes, potato protein powder, oil (20 % rapeseed oil and 80 % sunflower oil) as well as water are tried. The water content has an amount of 70 % which is in orientation to water content of deep frozen French fries. In pilot tests three thinkable substitutes were found. First recipe is made of 30 % potato starch and 70 % water called SW. A further recipe consists of 23 % starch, 70 % water, 3 % protein powder and 4 % oil, which is called SWPF. First step of production process of these both recipes is to blend all ingredients at room temperature and in the next step to heat it up to 58 °C. At this point the starch begins to gelatinize. Next step after gelatinisa-tion is the filling in shapes which are made of silicone. Substitutions are frozen at -18 °C. Third recipe is KfSW, which consists of 15 % starch, 15 % potato flakes and 70 % water. Production process is easier because it is just a mixing at room temperature, filling in sili-cone shapes and freezing at -18 °C. The frying cycle is three loads of French fries with defined frying time and defined mass of each load. The oil must be at a temperature of 175 ± 5 °C. Reference values are measured with French fries. Firstly with Base Culinar French fries which were used in master thesis of Miss König in 2015 with a frying time of 04:30 min of each 800 g load. Secondly the current measurements which were done with McCain French fries in 600 g loads and a frying time of 06:20 min are reference values, too. Base Culinar French fries showed an average water evaporation of 38,0 % whilst a fat ab-sorption of 3,4 % leading to a weight loss of 34,0 % as a result of water evaporation and fat absorption (weight loss is the percentage referring from start weight to end weight af-ter frying process). The McCain French fries have a weight loss of an average of 32,0 % consisting of 33,5 % water evaporation and 1,9 % fat absorption. The substitutions are fried in 600 g loads with a frying time 06:00 min each load. Measurements of KfSw correspond to reference values of French fries with a water evap-oration of 33,2 % and an fat absorption of 4,4 % and in total 28,1 % weight loss. Energy consumption correspond as well with 0,98 kWh measured whilst whole frying cycle (in comparison Base Culinar had an energy consumption of 1,28 kWh and McCain 0,87 kWh). KfSW shows a crust formation and were browned. Disadvantage of this recipe are the risk of explosions and a low degree of standardization, because dry mass is partly made of a naturally food and therefore the dry mass is not exactly definable. The recipe SW has a noticeable divergence to French fries, because water evaporation is low with an average of 20 %, fat absorption is 4,4 % leading to a weight loss of approx. 16 %. Energy consumption of 0,78 kWh is lower than measured energy consumption of French fries (Base Culinar 1,28 kWh and McCain 0,87 kWh). SW does not build a crust, only partly slight crust formation and they are not brown after frying. More potential is seen in SWPF, which have a high fat absorption of approx. 17 %, but a good water evaporation of 43,5 % is found, weight loss in total is 26,2 % with an energy consumption of 1,08 kWh which is similar with French fries. A slight brown colour is no-ticed and a slight crust formation, too. Production of substitutions is time-consuming and they are not reusable. Manufacturing of silicone shapes is a non-recurring-expense.