DE2301492B2 - Nahrungsmittel mit vermindertem kalorischem Wert - Google Patents

Nahrungsmittel mit vermindertem kalorischem Wert

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Description

Die Erfindung betrifft ein Nahrungsmittel mit vermindertem kalorischem Wert in fester oder flüssiger Form, das ein mikrobielles Polysaccharid enthält
Es war bereits bekannt, ein durch Wärme gelierbares Polysaccharid vom Typ des ß-\J-Glucans mit Hilfe einer fviutante des Mikroorganismus Aicaügenes faecalis herzustellen und dieses Polysaccharid als Bestandteil von Nahrungsmitteln zu verwenden (DE-OS 21 14 066). Dieses Polysaccharid sollte eine Verbesserung der Qualität und des Geschmacks von Nahrungsmitteln bewii iten, bekanntermaßen wurde jedoch kein Versuch gemacht, den Kaloriengehalt der betreffenden Nahrungsmittel zu vermindern.
Pullulan ist ein bekanntes Polysaccharid, das aus Maltotrioseeinheiten besteht, die durch «-1,6-glucosidisthe Bindungen miteinander verknüpft sind. Maltotriose besteht aus Glucoseeinheiten. Pullulan wird extrazellulär in großen Mengen innerhalb von 3 bis 8 Tagen durch Submerskultur von Pullularia pullulans unter aeroben Bedingungen aus Saccharose oder Stärkehydrolysaten als Kohlenstoffquelle in Gegenwart von üblichen Stickstoffquellen und anorganischen Salzen erzeugt (H. B e η d e r et al. Biochim. Biophys. Acta 36 (1959) 309; S. Ueda, Kogyokagakushi 67 (1964) 757-760). Das Pullulan kann aus der zellfreien Kulturbrühe durch Zugabe von Methanol ausgefällt werden. Es kann durch Behandeln seiner wäßrigen Lösungen mit Aktivkohle gereinigt und aus der filtrierten wäßrigen Lösung erneut durch Methanol ausgefällt werden. Das gereinigte Pullulan ist ein weißes Pulver mit mildem Geschmack und Geruch, das eßbar ist, jedoch keinen merklichen Nährwert hat.
Es löst sich leicht in Wasser unter Bildung von Lösungen, deren Viskosität hoch ist und eine Funktion des Polymerisationsgrads des Pullulans darstellt. Dieser Polymerisationsgrad kann zwischen etwa 100 und 50O0 schwanken, in Abhängigkeit von dem angewendeten spezifischen Stamm von P.pullulans und der Fermentationsdauer.
Es konnte nun gefunden werden, daß Pullulan im Hinblick auf seine Wirkungen auf die Konsistenz und die sättigenden Eigenschaften von Nahrungsmitteln der Stärke so ähnlich ist, daß es Stärke ersetzen kann.
So wurde festgestellt, daß Pullulan zum Ersatz von Stärke flüssigen und festen Nahrungsmitteln einverleibt werden kann und den Nahrungsmitteln Eigenschaften verleiht, die gewöhnlich durch die Stärke verursacht werden, wie Konsistenz, ebenso im Hinblick auf die Textur oder Viskosität, Dispergierbarkeit, das Zurüeichalten von Feuchtigkeit und die Fähigkeit, den Appetit zu befriedigen, daß es sich jedoch von Stärke darin unterscheidet, daß es nicht von den Wänden des Intestinaltrakts absorbiert und durch die im Intestinaltrakt vorhandenen Enzyme nur in unbedeutendem
ίο Ausmaß in verdaubare Saccharide übergeführt wird. Pullulan vermindert tatsächlich den kalorischen Wert von Nahrungsmitteln um den Nährwert der ersetzten Stärke, befriedigt jedoch den Appetit ebenso wie die ungefähr äquivalente Gewichtsmenge von Stärke.
Pullulan verbessert die Lagerfähigkeit von Nahrungsmitteln, weil es keine leicht assimilierbare Kohlcnstoffquelle für Bakterien, Hefen und Pilze dan?»ellt, die hauptsächlich für den Verderb von Nahrungsmitteln verantwortlich sind und befähigt sind, auf Stärke zu wachsen. Pullulan ist im Hinblick auf das Wasserzurückhaltevermögen Stärke überlegen und verzögert daher den Verderb von Nahrungsmitteln durch Austrocknen. Es unterliegt nicht der Retrogradation, die für Stärke charakteristisch ist. Pullulan enthaltende Nahrungsmittelgemische sind im Hinblick auf Geschmack und Konsistenz den Nahrungsmitteln überlegen, die aus kristallinen, wasserunlöslichen Cellulosederivaten hergestellt wurden, wie sie in US-PS 30 23 104 beschrieben sind.
JO Gegenstand der Erfindung ist ein Nahrungsmittel mit vermindertem kalorischem Wert, das ein mikrobielles Polysaccharid enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es neben üblichen Bestandteilen wasserlösliches, bis zum Erzielen eines milden Geschmacks und Geruches gereinigtes, eßbares Pullulan enthält.
Die Beständigkeit von Pullulan gegenüber Verdauungsenzymen wird durch die folgenden Versuche verdeutlicht, in denen 1 ml-Proben verschiedener Amylaselösungen, 2 ml einer 1%-igen Pullulanlösung
■to und 7 ml Pufferlösung vermischt und die Mischungen bei 37° C inkubiert wurder;.
Die vier für den Test verwendeten Enzymlösungen waren aus dem Dünndarm, dem Pankreas und der Leber von Schweinen und aus menschlichem Speichel gewonnen worden. In jedem Gemisch wurde die Menge an reduzierendem Zucker nach 3 Stunden und in den meisten Fällen erneut nach 22 Stunden der Inkubation nach der Methode von Somogyi-Nelson gestimmt. Die Versuche wurden doppelt durchgeführt.
Die Indestinalamylase bildete bei einem pH-Wert von 6,80 bzw. 0,088 mg reduzierenden Zucker aus 20 mg Pullulan in 1 Stunden, 0,72 und 0,51 mg in 22 Stunden. Die entsprechenden Write für Pankreasamylase bei pH 5,0 betrugen 0,46 und 1,52 mg nach J Siunden. 0,90 mg nach 22 Stunden. Das Leberenzym bildete bei pH 6,8 0.72 mg reduzierenden Zucker in 2 Versuchen nach 3 Stunden. «-Amylase aus menschlichem Speichel führte bei pH 6,0 zu zwei identischen Werten von 0,48 mg nach 3 Stunden und 233 mg und 2,5 mg nach 22 Stunden.
M) Wie aus diesen Versuchsergebnissen ersichtlich ist, ist Pullulan hochbeständig gegenüber Enzymen, die es im Intestinaltrakt angreifen könnten. Diese Entdeckung wurde durch die Tatsache bestätigt, daß der Blutzuckerspiegel von fastenden Kaninchen nach der oralen Verabreichung von Pullulan nicht merklich erhöht wurde. Wenn eine wäßrige 50%-ige Pullulanlösung in den Dünndarm von fastenden Kaninchen eingeführt und beide Enden des Dünndarms abgebunden wurden,
wurden nach 3 Stunden noch 97% des eingeführten Pullulans in dem abgebundenen Dünndarm vorgefunden.
Der fehlende Nährwert von Pullulan wurde ferner an Ratten nachgewiesen, die zu Beginn des Versuches ein Gewicht von je etwa 50 g hatten. Einer Vergleichsgruppe von 10 Ratten wurde eine feste Diät verfüttert, die aus 65% Maisstärke, 21% Kasein, 7% Sojaöl, 1 % eines Vitamingemisches. 2% Salzen und 4% Cellulose bestand. Eins zweite Gruppe von 20 Ratten erhielt die gleichen Mengen einer Diät, in der 20% der Maisstärke (bezogen auf das Gesamtgewicht aller Bestandteile) durch Pullulan ersetzt war und eine dritte Gruppe erhielt eine sonst gleiche Diät, die 25% Maisstärke und 40% Pullulan enthielt.
Die Ratten der Vergleichsgruppe zeigten innerhalb von 30 Tagen einen ungefähr linearen Anstieg des Körpergewichts auf 150 g. Die Gewichtszunahme in der zweiten Gruppe betrug die Hälfte der in der Vergleichsgruppe utA der Gewichtsanstieg der dritten Gruppe betrüg ein LJritte! des Gewichtsansiiegs, der in der Vergleichsgruppe beobachtet wurde. Keine der Ratten, die Pullulan in ihrer Diät erhielten, bildete Diarrhöe oder andere Symptome schädlicher Wirkungen der Diät aus, ausgenommen die Wirkungen der geringen Kalorienaufnahme.
Pullulan kann daher Stärke oder Mehl teilweise oder vollständig in festen oder flüssigen Nahrungsmitteln ersetzen, wenn der Näherwert der Nahrung zur Regelung des Gewichts beim Menschen vermindert werden soll, sowie in Diät für Diabetiker und bei ähnlichen Anwendungszwecken. Pullulan ist geschmacksfrei und verleiht Backwaren eine Textur oder Konsistenz, die häufig besser ist .''Is dir der gleichen Waren, die aus Mehl hergestellt wurdtii. Es verleiht ihnen außerdem eine längere Lagerfähigkeit aufgrund des besseren Wasserzurückhaltevermögens und des verzögerten mikrobiellcn Verderbs. Die so erzielten Backwaren sind häufig 3 bis 7 Tage länger verkaufsfähig, als die gleichen, aus Mehl hergestellten Waren.
Pullulan läßt sich demnach vorteilhaft zur Herstellung von Bäckereiprodukten einsetzen, es kann aber auch mit Erfolg zur Herstellung von gefrorenen Nahrungsmitteln, insbesondere Eiscreme, oder zur Herstellung von trinkbaren wäßrigen Flüssigkeiten angewendet werden. Bei der Herstellung einer trinkbaren wäßrigen Flüssigkeit werden in dieser mindestens 0,05 Gew.-% Pullulan gelöst.
In flüssigen Nahrungsmitteln, wie Fruchtsäften und Soßen, kann Pullulan Maisstärke als Verdickungsmittel vollständig ersetzen. Es wirkt außerdem als Dispergiermittel, welches die Trübung und die Bildung von Abscheidungen in Getränken verhindert und Fett und Protein in Soßen und dergleichen dispergiert. Um diese Frgebnisse zu erzielen, sollte das wäßrige flüssige Nahrungsmittel mindestens 0,05 Gew.-% Pullulan mit einem Polymerisationsgrad von 5000 und eine entsprechend höhere Menge an Pullulan mit einem niedrigeren Polymerisationsgrad enthalten. In festen Nahrungsmitteln kann es mit Mehl oder Stärke in einem Verhältnis von 1 Teil Pullulan zu 0,5 bis 5 Teilen Mehl oder Stärke vermischt werden. Es liegt im Bereich einfacher Versuche, die optimalen Mischungsverhältnisse festzulegen, bei denen nicht nur dem Produkt wünschenswerte Eigenschaften verliehen werden, sondern auch dem rohen oder halbgekochten Nahrungsmittelgemisch geeignete Vcrarbcitungscigenschaften verliehen werden. Der Polymerisationsgrad des verwendeten Pullu lans ist häufig relativ unwichtig und Unterschiede im Polymerisationsgrad in verschiedenen Chargen von Pullulan können durch geringfügige Änderungen der Menge des verwendeten Pullulans kompensiert werden. Wenn hohe Viskosität eines Nahrungsmittelgemisches die Verarbeitung stört, sollte die Verwendung von Pullulan mit hohem Polymerisationsgrad vermieden werden.
Die erfindungsgemäßen. Pullulan enthaltenden Nahrungsmittel werden erhalten, indem bei der üblichen Herstellung des Nahrungsmittels Pullulan anstelle eines Teils oder der Gesamtmenge der Stärke verwendet wird.
Maltitol, ein Zuckeralkohol mit stark süßem Geschrcack und geringem Nährwert, kann vorteilhaft in flüssigen Nahrungsmitteln als Ersatz für Saccharose mit Pullulan kombiniert werden. Milch, Fruchtsäfte, Kaffee, Colagetränke und andere kohlensäurehaltige Getränke sowie Milchsäuregetränke können durch Verwendung von Pullulan für sich oder mit Maltitol modifiziert werden, um ihren Nährwert zu vermindern, ohne daß die Eßqualitäten verlorengehen, welche die des in dem Gemisch vorliegenden Nahrungsmittels sind.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher veranschaulicht, in denen flüssige und feste Nahrungsmittel beschrieben werden, in welrhen Stärke oder Mehl durch Pullulan ersetzt ist, die jedoch sonst übliche Nahrungsmittel darstellen. Alle numerischen Werte für Teile und Prozentangaben bedeuten Gewichtsteile und Gewichtsprozent, wenn nichts anderes ausgesagt ist. Das in den Beispielen verwendete Pullulan hatte einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von 100 bis 4000. Die hier verwendete Bezeichnung »Polymerisationsgrad« gibt die Anzahl der Glucoseeinheiten in dem Pullulanmolekül an.
Beispiel 1
Ein Orangengetränk wurde aus einem Liter natürlichem Orangensaft, 5 g pulverförmigen: Pullulan (Polymerisationsgrad 4000), 400 ml einer wäßrigen 50%-igen Maltitollösung und ausreichend Wasser hergestellt, um das Getränk auf zwei Liter zu verdünnen. Das Pullulan wurde dem Orangensaft allmählich zugesetzt und durch kräftiges Rühren gelöst und die anderen Bestandteile wurden mit der so erhaltenen Lösung vermischt.
Das Getränk hatte den Körper oder die Konsistenz von unverdünntem Orangensaft und einen Geschmack nach süßen Orangen, ohne den für zahlreiche künstliche Nahrungszusätze charakteristischen Nachgeschmack. Sein kalorischer Wert betrug 50% des Werts von Orangensaft.
Beispiel 2
100 g Mehl und 100 g pulverförmiges Pullulan (Polymerisationsgrad 300) wurden vermischt und das Gemisch wurde gesiebt. 50 g Zucker wurden mit 70 g Butter cremig gerührt und geringe Mengen Salz und Vanille, ein geschlagenes Ei (etwa 50 g) und 50 g einer wäßrigen 70%-igen Maltitollösung wurden in der angegebenen Reihenfolge eingemischt. Das Gemisch aus Mehl und Pullulan wurde zuletzt in kleinen Anteilen zugegeben, wobei ein Teig hergestellt wurde, der leicht geknetet und zu einer Kugel verformt wurde. Diese Kugel wurde zwischen zwei mit trockenem Mehl bestäubten Tüchern zu einer 3 bis 5 mm dicken Bahn ausgerollt. Zum Ausschneiden von Stücken auf der Teigbahn wurde ein Keksschneider verwendet und die
erhaltenen Stücke wurden auf Backbleche gelegt und in einen Ofen gestellt, bis die Kanten sich innerhalb etwa 10 Minuten braun färbten.
Der Kohlenhydratgehalt der Keks betrug nur die Hälfte der von sonst gleichen Keks, die aus üblichen Materialien hergestellt waren. Ihr Geschmack und ihre Textur erwiesen sich im Vergleich mit dem üblichen Produkt als vorteilhaft.
Beispiel 3
Ein Feu-gebackenes Produkt wurde aus 500 g Konditoreizucker, 890 g einer 70%-igen Maltitollösung, 1900 g Mehl, 1900 g Pullulan mit einem Polymerisationsgrad von 100,65 g Ammoniumcarbonat, 45 g Bäckerhefe und 1500 g lauwarmem Wasser (27°C) hergestellt.
Die Hefe wurde in dem Wasser gelöst und die Lösung wurde zusammen mit dem Zucker, der Maltitollösung und dem Ammoniumcarbonat in einen Kneter gegeben. Das Mehl und das Pullulan wurden vermischt und gesiebt und allmählich in den Kneter gegeben, um einen Teig herzustellen. Der Teig wurde 3 Stunden an einem warmen Ort der Fermentation überlassen und danach zu einer etwa 5 mm dicken Platte ausgebreitet. Die Platte wurde in 5 mm breite und 50 mm lange Stäbe geschnitten und die Stäbe wurden mit Mehl bestäubt und zur weiteren Fermentation in Holzkästen gelegt, wodurch sie rund wurden. Sie wurden dann schwimmend im Öl gebacken, bis sie gleichmäßig braun waren, mit einer Drahtschaufel aus dem öl entnommen, abtropfen gelassen, getrocknet und mit einem Sirup bestrichen, der durch teilweises Eindampfen von Melasse erhalten worden war.
Die so erhaltenen Stäbchen waren knusprig und hatten angenehme Textur. Sie hatten einen niedrigen Kaloriengehalt im Vergleich mit dem nur aus Mehl hergestellten üblichen Produkt.
Beispiel 4
Ein traditioneller europäischer Kuchen, der als »Baumkuchen« oder »Bucher de Noel« bekannt ist. wurde aus 1400 g Butter. 600 g Zucker, 1400 g einer 70%-igen Maltitollösung. 3700 g Eiern, 350 g Mehl, 700 g Pullulan mit einem Polymerisationsgrad von 100, 300 g Maisstärke. 5 g künstlichem Aroma. 2 g Muskatnuß, einer frischen Zitrone, 100 g Honig, 200 ml schwerer Sahne und 100 ml Rum hergestellt.
Ein Teil des 21uckers wurde mit der Butter cremig gerührt und die wäßrige Maltitollösung wurde unter ständigem Rühren in einem Mixer zugesetzt. Die Eigelb wurden danach in drei Anteilen zugesetzt und das Rühren wurde fortgesetzt, bis ein homogenes cremiges Gemisch gebildet worden war, zu welchem der Honig, der Rum und ein Teil der Sahne zugegeben wurden. Danach wurde ein Drittel der getrennt geschlagenen Eiweiß zusammen mil dem Rest des Zuckers eingemischt und zuletzt wurde ein inniges Gemisch aus dem Mehl, Pullulan, Muskatnuß und Maisstärke zusammen mit dem Rest des geschlagenen Eiweiß eingemischt.
Der so hergestellte Kuchenteig wurde gebacken. Der Kuchen behielt seinen Feuchtigkeitsgehalt und seinen frischen Geschmack während einer längeren Dauer als ein Vergleichsprodukt, das mil Mehl anstelle des Pullubns und mit zusätzlichem Zucker anstelle des Maltitols erhalten worden war.
Beispiel 5
Eine wäßrige Eiscrememischung, die 12% Butterfatt, 10% Magermilchfeststoffe und 15% Saccharose enthielt, wurde hergestellt, die Mischung wurde auf 700C
ίο erhitzt, wonach 0,25% Pullulan mit einem Polymerisationsgrad von 300 eingerührt wurden und die Temperatur von 700C wurde während etwa 30 Minuten aufrechterhalten. Die Mischung wurde dann homogenisiert und über einen bei etwa 100C gehaltenen
is Oberflächenkühler geleitet Das gekühlte Gemisch wurde bis zu 100% Zunahme geschlagen und in üblicher Weise gefroren, bis es verfestigt war.
Lagerungstests zeigten, dall die Eiscreme nicht wesentlich schrumpfte und daß sich keine Eiskristalle bildeten. Das Pullulan erwies sich als wirksamer Stabilisator.
Beispiel 6
Drei Ansätze von Brotteig wurden aus 1OO Teilen Mehl und Pullulan mit einem Polymerisationsgrad von IOe, 2Teilen Hefe, 0,1 Teil Salz und 60Teilen Wasser hergestellt. Das Pullulan in den drei Ansätzen entsprach einer Menge von 20%, 30% und 45% des Mehls und das Mehl und das Pullulan wurden gut vermischt, bevor sie in den Teig eingearbeitet wurden. Die drei Teigansätze wurden bei 200C während 2 Stunden der Fermentation überlassen und während 40 Minuten gebacken.
Der Pullulangehalt machte den Teig während des Knetens etwas viskoser, die Brote hatten jedoch eine feine, glatte innere Struktur und eine gute, wohlgefärbte Rinde. Das 30% Pullulan enthaltende Brot war das weicheste. Das 45% Pullulan enthaltende Brot ging nicht so stark auf und war etwas härter. Alle Brote hatten guten Geschmack und gutes Aroma und
-to ungewöhnlich lange Lagerfähigkeit.
Beispiel 7
Mehl des für chinesische Nudeln verwendeten Typs wurde mit Pullulan vom Polymerisatiorsgrad 500 in
•tr) einem Verhältnis von 3 :1 vermischt. Ein Teig wurde hergestellt, indem zu 25 kg des Gemisches 0,35 kg Salz, 0,035 kg Kansui (trockene Alkalimetallcarbonate), gelber künstlicher Farbstoff und 8,0 kg Wasser gegeben wurde und das Gemisch geknetet wurde. Der Teig wurde zu einer Bahn ausgerollt, die in Streifen geschnitten wu'dc. Die Streifen wurden bei 95°C wenig mehr als 2 Minuten gedämpft und dann 2 bis 3 Minuten in Schweinefett bei i30 bis 1400C gebacken.
Die so hergestellten Nudeln quollen in heißem Wasser leicht auf, wie die üblichen »instant chinesischen Nudeln« wodurch sie eßfertig zubereiiet waren. Sie hatten einen angenehmen Geschmack und feste Textur, die für das übliche Produkt charakteristisch ist, wenn es gute Qualität hat. Sie hatten jedoch wesentlich
ho verminderten kalorischen Wert.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Nahrungsmittel mit vermindertem kalorischem Wert, das ein mikrobielles Polysaccharid enthält, dadurch gekennzeichnet, daß es neben üblichen Bestandteilen wasserlösliches, bis zum Erzielen eines milden Geschmacks und Geruches gereinigtes, eßbares Pullulan enthält.
2. Nahrungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es ein an sich Stärke enthaltendes Nahrungsmittel ist, in welchem die Stärke ganz oder teilweise durch Pullulan ersetzt wurde.
3. Nahrungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Gewichtsverhältnis von Pullulan zu Stärke zwischen 1 :0,5 und 1 :5 aufweist.
4. Nahrungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es Pullulan mit einem Polymerisationsgrad von 100 bis4000 enthält.
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