DE1815529C - Verfahren zur Verbesserung der Quali tat von lavuhnsaureh altigen Saurehydro lysaten, die als Würzen dienen - Google Patents

Description

Uiviiliiisiiiirt! hildei sich bei der Behandlung von Zuckern mil Säure. Die sauren Hydrolysate eßbarer l'rnleiiie, wie Sojabohnenproiein und Weizengluiin, werden /ur Herstellung von Würzen verwendet. Hei der Hydrolyse des Kohlenhydrate enthaltenden ['Hauzenproteiiis mil einer Säure, wie Salzsäure, bildet sieh 1-äwilinsäure, die im Hydrolysat vorliegt. Diese Lävulinsiiiire beeinträchtigt den Geschmack des Hydrolysat.

Aufgabe der I iTuulung ist es, unerwünschte l.iivu- i» linsäurc aus läv ulinsäurehaltigcii Säurchydrolysalcn /. I). der ohengeiiannien ArI auf mikrobiologischem Wege abzutrennen, um deren Qualität zu verbessern. Diese Aufgabe wird durch die Li !nulling gelöst.

Gegenstand iler l.rfindung ist somit ein Verfahren zur Verbesserung der Qualitäl von kiwilinsäurehalligcn Säiirchvdrolysalcn, die als Würzen dienen, das dadurch gekennzeichnet lsi. dall man die lä\ ulinsäurehaltigen Säurehydrolysatc entweder

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a) mit Ailhrobacter simplex ATCV 6'J-K). Brevib.iclerium linens A TCC 21 330, Corynelxicterium ec|iii AI(V 21 .\2^l) oder Pscudomcnus aeruginosa AICC 21 32N beimpft und be^: anfänglichen pll-Werlen von 6.0 bis ').() und Temperaturen von ,_b 20 bis -10 C unter aeroben Bedingungen kultiviert oder

b) mil /ellpräpa. .!en dieser Mikroorganismen bei pH-Werten von 6,0 bis ¹J₁O inhibiert.

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Das Verfahren der i.iTuuluiw; vvi'-de erst dadurch möglich, dall es gelang, vier Stämme von Mikroorganismen zu isolieren, die Lävulinsäiire als einz.ige KoIilenstolU|iielle benöligen. Liner dieser Mikroorganismensiämme wurde als Arlhrobacter simplex AI(C .1., d^lJ46 erkannt, iuul die biologischen I igeiischaften der anderen Mikroorganismen wurden nach tier im »Manual of Microbiological Methods«' der Society of Amerkan Bacteriologists. New NOi k. I'J57. beschriebenen Methode untersucht. Auf Grund "Her- 1» gcy's Manual of Determinative Bacteriology·', 7. Auflage. I'J57, ergab sich, ilall diese Stämme /u Brevibaeteriuni lineiiv l'scudomonas aeruginosa und Corynebaclerium et|in geliöien. I )iese drei Stämme w linien bei der American I vpe Culture Collection unter den oben i.^r> angegebenen Nummern hinterlegt.

Das Verfahren der l.iTuulunu kann nach zwei Varianten durchgeführt werden:

1. Die vorgenannten Mikroorganismen können in einer läv uhnsäurehalligen flüssigkeit gezüchtet '" werden;

2. ti ic läwiliusäiirchalligen 1 lüssigkeiten werden nut /ellpiüparateu der Mikroorganismen inkubier!.

Hei der ersten Verfahreiisvarunle werden zunächst iiä tlie Mikroorganismen in einem synthetischen.' halbsynthetischen oder natürlichen Nährmedium 8 bis 24 Stunden bei Temperaturen von 2t) bis 40 C vorgezüchlct. Man erhält hierbei eine Impfkiiltiir. /ur Abtrennung der Läviilinsäurj aus lävulinsäiirehaltigcn fio I lüssigkeiten wird die eigentliche /üehtiing durch Zugabe von 0.5 bis 2,0 Volumprozent der VorkulUir dieser Mikroorganismen während 20 bis 120 Stunden bei 'temperature!! von 20 bis 40 C unler Helüftiing durchgeführt. Nach dieser Zeit ist die l.ävulinsäurc in den I lüssigkeilen fast vollständig verbraucht.

Die I üviilinsäurckonzcnfration in der Kultiir-Iiii-.,'iikeil liegt vorzugsvvcise bei höchstens 3,0 Gewichlspro/.eiil. Man hall den pH-Wert der KulturlUissigkeii /M Heginn der Vergärung bei 6,0 bis 'J,0, vorzugsweise bei 7.2 bis 7,H. Line Verlangsamung der Vergärung macht sich bei pH-Werten unterhalb 6,5 oder oberhalb H,4 bemerkbar. Bei pll-Weiien dei Kühlflüssigkeit von 5,5 bzw. 10,0 wird keine Lävulinsäiire verbraucht.

Zum Wachstum de: Mikroorganismen soll die Kühlflüssigkeit vorzugsweise Nährstoffe, »κ· Siicksionquellen und organische und anorganische \ erbindungen, enthalten. Außer Lävulinsäiire soll die Kultiirllüssigkeil auch ν .irzugsweise noch eine Kohlens-oHiiuelle enihalien. Als Siicksloiriiuelleu weiden Ammoniumsiilfai, AinmoniumdihydrogenplHr.ph.i;, Ainmoniunicitral, llariistoll", l'epton, lleischeuiaki und Sojabohnenmehl bevorzugt, jedoch können auch Ammoniiimchic.rid, niamiminiuiiiiiionohjdrouL-iiphosphal. Ammoniumtarirat. Ammoniumacetat und Natriumnitrat verwendet werden. Heispiele fm anorganische Veilbindungen, die für das Wachstum uer Mikroorganismen notwendig sind, sind l'hosph.ue. Magnesiumsalze und andere Salze. Als Kohlei.sUiilquelieii eignen sich Saccharide, wie Rohrzucker. I actose und (ilucose.

Weilerhin kann die Kulturllüssigkeit WiichsstoH'e, wie lleischexlrakt. I lel'eextrakt oder Maisquellwasser enthalten.

Vorzugsweise v^-rden die vorgenannten Nährstnlle dem Kulturmedium in Mengen von 0,05 bis 0,3 Gewichtsprozent einverleibt.

Hei Verwendung der Säurehydrolysate von Kohlenhydrate enthaltenden Pllanzenproteinen ist es nichi eifoiderlich. iregeiidwelche Nährstolle zuzusetzen. Die Konzentration des Hydrolysats soll so eingestellt werden, daß der Gesamtsticksioll'gehalt 0.05 bis 2.0",, und der Natriumchloridgelnll 3 \v < 12" „beträgt.

Hei der /weilen Variante des Verfahrens der Lr-Iindiing werden Zellpräparate, wie intakte Zellen oiler getrocknete Zeilen, ohne Zus-itz. von NährstoHen den iäviilinsäurehaltigen I lüssigkeiten einverleibt Die intakten Zellen werden dadurch hergestellt, daß man die durch Zentrifugierung oder I ihration der Mikroorganismenkuliiiien erhaltenen Zellen mii Wasser oder l'ull'erlösungen wäscht. Diese Zellen werden in einer Menge von IO bis 200 Gewichtsprozent, bezogen auf die Lävulinsäiire, den läv uhnsäurehalligen I lüssigkeilen zugesetzt. Die I lüssigkeilen werden hierauf 2 his 5 Stunden bei pH-Werten von 6.0 bis').() geschüttelt. Nach dieser Behandlung läßt sich in den Llüssigkeilen weder Lävulinsäiire noch Ameisensäure i.i den Säurehydrolysuten von Kohlenhydraten nachweisen.

In I■ i g. I, (</) und (/») ist die Wirkung des Verfahrens der I ιΓιικΙιιιΐϋ erläutert. Dort ist der (idiall an Lävulinsäiue und Ameisensäure in Säuiehydrolysaten von entfetteten Sojabohnen (Gesamtstickstolf I.()"/„. NaCl 10" ,,, pH 7,5) vor und nach 60siündiger Züchtung von Brcvibacteriuni linens ATCC 21 330 bei 30 C gezeigt. Zur Bestimmung des Gehalts an den genannten Säuren wird das Hydrolysat mit konzentrierter Schwefelsäure bis zu einem pH-Wert von 2,0 angesäuert, dann nach einer bestimmten Zeit mit Äther extrahiert, und die Säuren werden durch Chromatographie an Kieselgel bestimmt. Auf der Ordinate ist die Anzahl der Milliliter einer π,ΊΟΟ-Natronlaugelösiiiig aufgetragen, die zur Neutralisation erforderlich ist. Das erste Maximum ist das der Lävulinsäiire und das zweite das der Ameisensäure. Aus Fig. !,(/>) ist ersichtlich, daß nach der Züchtung der Mikroorganismen in der Flüssigkeit

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|eren Gehalt an l.ävuliiisäure und Ameisensäure slark Vermindert ist,

Die Beispiele erläutern die LiTmdung.

Beispiel I

0,1"/„ Ammoniunisulfat, 0,3"/,, kaliunulihydrogenpluisphat, 0,03" „ Magnesiumsulfat (Lpsonisalze) und (),05"/„ I lefeextiakl werden zu einer wäßrigen Lösung gegeben, die 1.0";,, Läv ulinsäuie enthält. Der pll-Werl dieser Lösung wird mit Natronlauge auf 7,2 eingestellt. 50 ml dieser Lösung werden in eine 500 ml fassende Schütielllasche gegeben und sterilisiert. Danach wird die Lösung mit I ml einer kühlflüssigkeit beimpft, die durch IKslüiulige Züchtung von Aj ihiohacler simplex ATCC IVMf) bei 30 C in I leischbrühe unter Schülleln erhalten wurde. Das vorgenannte lleischbi'ühmedium enthält 10 g lleischeuraki, 10 g Pepion tiud 5,0 g Natriumchlorid in 1.0 Liter destilliertem Wasser. Nach 20stündiger Züchtung unter Belüftung bei einer 'temperatur von 30 C werden die /dien ah-Zcnirifugicri, und ilie Läviilinsäiireki.nzenii.iiiou in der überstehenden Flüssigkeit wird kolorimetrisch mit Vanillin in Gegenwait von Schwefelsäure oder mit Hydrazin bestimmt. Die überstehende I liissigkeil enthält keine Lävulinsäure mehr.

Beispiel 2

Zur Herstellung von intakten Zellen wird Pseudomonas aeruginosa ATCX' 21 32S in dem im Heispiel I beschriebenen Bouillon-Medium IS Stunden bei 30 C unter Schütteln gezüchtet.

0,03 g (Trockengewicht) tier intakten Zellen werden zu 51! ml einer ',,„molaren Phosphatpull'ei lösung vom pll 7.0 ; -lieben, die 0,3",, Lävulinsäure einhält. Die Zellensusfiension wird 4 Stunden bei 30 C geschüttelt. ;! Danach wird die Suspension abzeniiifugieit. In der übersiel· ;iuien Flüssigkeit läßt sich keine Lävulmsäuie mehr nachweisen.

B e i s ρ i e 1 3

l.nil'ettete Sojabohnen werden in Sal/säuie bei einem Molverhältnis von Salzsäure zu GesaintstickslolV von 1 : 1 100 Stunden Ικι 100 C hydrolysiert. Anschließend wird das Hydrolysat mit Natriumcarbonat auf pll 7,5 eingestellt. Die konzentration an Gesamtstiekstoll' und Natriumchlorid im Hydrolysat wird hierauf auf [.:■> bzw. 10" „eingestellt.

2 Liter einer kulliirllüssigkeit, die durch IXstiindige Züchtung von Brevibacterium linens A I CC 21 330 bei 30 C unter Schütteln in der im Heispiel I beschriebenen Nährbouillon erhalten wurde, werden in einen 200 Liter fassenden I ermenler gegeben, der 100 Liter des vorgenannten Hydrolysats enthält. Nach 72stündiger Züchtung bei 30 C unter Iklüftung werden die Zellen abliltriert, und der ρ 11- Weil des I illrats wird mit Salzsäure auf 5.0 eingestellt. Diese I ösiing wird mit 2 Liier einer KulUirflüssigkcit von Saceharomvecs rouxii in Reis-koji-Uxtrakt versetzt, und die Züchtung wird statisch unter aeroben Bedingungen 5 Tage hei

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30 30 C durchgeführt. Man erhall W Liter einer milden, lUissigen Würze, die weder Lüviilinsäure noch Ameisensäure enthält.

Beispiel 4

Rohes Weizenglulin wird gemäß Heispiel 3 nut Salzsäure h\droly:.ierl. Die Gesamlkonzentralion an Stickstof im erhaltenen Hydrolysat wird auf 1,0" „ i0,2K" „ des Lävulinsäuregehalis) und die kochsalzkoiizentration auf 5,0" „ eingestellt. Der pH-Wert des llydro-Iysals wird mit Natriumcarbonat auf 7,5 gebracht.

2 Liier einer kühlflüssigkeit, die durch IKstündige Züchtung von Corynehacieriuin et|iii A iCC 21 329 hei 30 C unter Schütteln in der im Beispiel I verwendeten Nährbouillon erhalten wurde, werden in einen 2IK) Liier fassenden I ermenler gegeben, tier 100 LiU-i de·. I lytlrolysats enthält. Die Züchtung wird W Stunden bei 30 C unter Belüftung durchgeführt. Danach wird der pll-Weri dieser kulturlHissigkeil mit Salzsäure auf 5,0 eingestellt, und die Zellen weivi-u ahliltrieri. Das Filirai wird unter vermindertem Druck bis auf 15 Liter eingedampft. Man erhall eine geschmackvolle flüssige Würze, die weder Lävulinsäure noch Ameisensäure enthält.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der (Qualität von läv ulinsäiirehaltigen Säur .hydrolysaten. die als Würzen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß man die läv ulinsäiirehaltigen Säurehydrolysule entweder

a) nut Arlhrobacter simplex AICC 694(>, Brevibacterium linens ATCX' 21 330, Corynebacterium equi ATCC 21 329 oder Pseudomonas aeruginosa ATCC 21 328 beimpft und bei anfänglichen pH-Werten ν .in 6 0 bis 9,0 und lemperaturen von 20 bis 40 C unter aeroben Bedingungen kultiviert, oder

b) mil Zellpräparaten dieser Mikroorganismen bei pH-Werten von 6,0 bis 9.0 inkubiert.

2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man Säurehydroly-sate mit einer Lävulinsäuiekonzentralion von höchstens 3 Gew iehtsprozent einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch La), dadurch gekennzeichnet, daß man eine Vorkultur der Mikroorganismen in einer Menge von 0,5 bis 2,5 Volumprozent zu den lävulinsäurehaltigen Süurehydrolysaten gibt und die Züchtung unter aeroben Bedingungen 2⁽¹ bis 120 Stunden bei Temperaturen von 20 bis ΊΟ C durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch Lb), dadurch gekennzeichnet, daß man die Zcllpräparate der Mikroorganismen, nämlich intakte Zellen oder getrocknete Zellen, in einer Menge von 10 bis 200 Gewichtsprozent, bezogen auf Lävulinsäure, den lävulinsäurehultigen Säurchydrolysatcn zusetzt und diese 2 bis 5 Stunden bei 20 bis 40 C schüttelt.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen