DE3319137A1 - Verfahren zur herstellung eines fermentierten sonnenblumenmehls - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines fermentierten sonnenblumenmehls

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DE3319137A1 DE19833319137 DE3319137A DE3319137A1 DE 3319137 A1 DE3319137 A1 DE 3319137A1 DE 19833319137 DE19833319137 DE 19833319137 DE 3319137 A DE3319137 A DE 3319137A DE 3319137 A1 DE3319137 A1 DE 3319137A1
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Description

DIPL.-INC. CfK)IAHi I1CIi
1A-57 143 . . D-8000 MÜNCHEN 9.0
Anm. : E.N.I. ' . ' schvceigerstrasse2
' telefon: (cSq) U io 51
TELEGRAMM: I1ROrECTI1ATENT TELEX: 5 24C70
Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines fermentierten Sonnenbluraenmehls ·
Die Fermentation, bzw. Gärung stellt-nicht nur.ein wirksames Mittel zur Konservierung von Nahrungsmitteln dar, sondern modifiziert auch deren ursprüngliche Eigenschaften durch Einwirkung von Mikroorganismen und deren Enzymen und verbessert häufig den Geruch, Geschmack und Nährwert der betreffenden Nahrungsmittel. Unter den verschiedenen fermentierten Produkten spielen Proteinprodukte eine wesentliche Rolle, die in westlichen Ländern hautpsächlich tierischen Ursprungs sind (Käse, Würste, verschiedene" Arten von Fleisch), während sie in östlichen Ländern überwiegend pflanzlichen Ursprungs sind, insbesondere Soja und bestimmte·Getreide.
Zum Beispiel wird in Asien der unangenehme ursprüngliche Geschmack von Soja und das Vorhandensein von Faktoren, die die Produkte als Nahrungsmittel ungeeignet machen, seit Jahrhunderten durch Fermentationsverfahren überwunden. Einige amerikanische Forscher haben die üblichen Soja-Fermantationsverfahren untersucht und modifiziert, indem sie umfangreiche Untersuchungen an verschiedenen Produkten
/2 ■ . BAD ORIGINAL COPY
durchgeführt haben (Hang, Y.D. Jackson, H. Food Technol.21, -95, 1967;· Hesseltine, CW. et al., Develop Ind. Microbiol. 8, 179, 1967; Wang H.L. et al.-, J. Nutr. 96, 109 1963) aber der Fermentationsverlauf ist bei anderen ölhaltigen Produkten nur wenig untersucht im Gegensatz zu Getreiden und bestimmten Gemüsearten, deren Nährwert durch diese Behandlung wesentlich erhöht worden ist (Hamad, A.M., Fields, M.L.J. Food Sei. 44, 456, 1979; May-Gi Lay, M. Fields, M.L.J. Food Sei. 46, 1069, 1981; Au P.M., Fields, M.L.J. Food Sei 46, 652, 1981; Sathe, S.K., Salunkhe, D.K.J. Food Sei. 46, 1374, 1981; Tongnual, P. et al., J.Food Sei. 46, 100, 1981). Vor einigen Jahren wurde in Frankreich ein Verfahren zur Herstellung von Rapsproteinen durch Fermentation beschrieben (Sxaron, T. Les Ind.
de. 1'aliin, anim. 9, 36, 1974). Bei diesem Verfahren war es nicht mehr wie bisher erforderlich,die toxischen Verbindungen wie Thioglukosole und Isocyanate zu extrahieren sondern diese wurden bei dem Fermantationsverfahren einfach hydrolysiert und abgebaut (Staron, T., Riv. It.Sostanze Grasse, 51, 225, 1974).
Die vorliegende Erfindung beschreibt die Herstellung sowie die chemischen und Nährstoffeigenschaften eines neuen Proteinproduktes, das als fermentiertes Sonnenbiumenmehl bezeichnet wird und das erhalten wird .durch Heteromilchsäurefermentation (heterogene Milchsäuregärung von entöltem Mehl durch Ansäuren der wässrigen Suspension. Wenn es in V/asser suspendiert ist, tritt bei Sonnenblumenmehl keine natürliche Milchsäuregärung auf, aufgrund des außerordentlich geringen Gehaltes an ■ Lactobacilli, sondern es wird.schnell durch das Wachstum von Schimmelpilzen und Enterobacteriaceen kontaminiert ±n Gegensatz zu vielen Getreidearten, deren Mehl, wenn es mit Wasser vermischt wird, durch das Wachstum von Lactocacillacese natürlich fermentiert wird (Fields
/3 BAD ORIGINAL C0PY
-Y-
M.L. et al., Food Sei. 46, 900, 1981; Kazanas N., Fields, M.L. J. Food Sei. 46 819, .1981; Frazier, W.C. in "Food Microbiology" 236, McGraw-Hill Book Co. Inc. · N.Y. 1958). -V : ■ .,,.... ■ , . \
' Durch Einstellung des pH-Wertes der wässrigen Suspension durch Zugabe von anorganischen oder organischen Säuren (Salzsäure, Citronensäure, Weinsäure) auf einen Wert zwischen 4,0 und.·5·,·5 und anschließende Inkubation bei einer Temperatur im Bereich zwischen 30 und 40°C wurde jedoch überraschender Weise beobachtet, daß eine Milchsäuregärung eintritt, die eingeleitet wird durch die saure'Umgebung, die eine schnelle Entwicklung der wenigen vorhandenen Lactobacilli ermöglicht, die nach nur 24 h langer Inkubation die vorherrschende mikrobielle.Flora darstellen mit einem progressiven Verschwinden der Hefen und Schimmelpilze,die sich in dem ' Anfangsmehl finden. Fermentiertes Sonnenblumenöl besitzt eine chemische Zusammensetzung, die ähnlich ist derjenigen des Ausgangsmaterials, aber besitzt Nähr- ■ Werteigenschaften, die verbessert sind aufgrund des höheren Gehaltes an bestimmten essentiellen Aminosäuren, die normalerweise ,in dem. Sonnenblumenmehl fehein (Lysin, Cystin,· Phenylalanin) aufgrund der Verringerung des Gehatls an Chlorogensäure; dem hautpsächlichen polyphenolischen Pigment, das für die.unerwünschte Färbung des Mehls bei alkalischen pH-Werten verantwortlich ist ' . (Cater, CM. et al·. ,-·Cereal Chem.. 49, 508, .1970) und aufgrund des-Verschwinderxs von Raffinose dem einzigen fermentierbaren Zucker der. Sonnenblume. .
Es sind verschiedene Verfahren bekannt zur Entfernung von ChIorogensäure aus Mandeln und Sonnenblumenmehl. Bei einigen derartigen Verfahren werden organische Lösungsmittel wie 70%iges Ethanol (Smith, A.K., Johnsen, V.L.,
/4·
.5-
Cereal Chem. 25, 399, 1948; Joubert, F.J. Biochem. Biophys. Acta 16, 520, 1955; Milic, B. et al., J. Sei. Fd. Agr. 19, 108, 1958; Fan T.Y. et al., Cereal Chem. 53, 118, 1976), wäßriges Methanol (Smith, A.K. Johnson, V.L., Cereal Chem. 25,399, 1948) oder saures Butanol (Sbdini G., .Canella M., US-PS 4 072 671J J. Agric. Food Chem. 25, 822, 1977) verwendet, während bei anderen Salzlösungen wie Natriumsulfit (Gheyasuddin, S. et al., Food Technol. 24, 242, 1970) und Natriumchlorid (Sastry.
M.C.S. Sc. Thesis, University of Mysore, India 1979) oder Säure-Diffusion (Sosulski, F.W. et al., J. Food Sei. 37, 253, 1972) oder Ultrafiltration'(Culioli, J., Maubois, J.L. Rev. Fr. Corps Gras, 10, 521, 1975) angewandt werden. ■·
Die Entfernung von Chlorogensäur.e führt häufig zur teilweisen Extraktion der Oligosaccharide (Sodini, G., Canella,.M., US-PS 4 072 671; Canella, M., Sodini, G., J. Food Sei. 42, 1218, 1977·; Lanzani, A. et al., Riv.
It. Sostanze Grasse 56,.48, 1979), die die Raffinosegehalte in dem Mehl verringert. Unter diesen Gesichtspunkten kann die Milchsäurefermentation ein einzigartiges einfaches und wirksames Verfahren zur Entfernung der unerwünschten Bestandteile von Sonnenblunienmehl durch Verringerung des Gehalts an Chlorogensäure und Entfernung der fermentierbaren Zuckerfraktion darstellen. Das durch das Fermentationsverfahren erhaltene Sonnenblumenmehl kann angewandt werden als Verstärkungsmittel in Brot und in Backwaren allgemein zur Herstellung von an Pro-■ 30 · te.in angereicherten Snacks und bei verschiedenen diätetischen Nahrungsmitteln, um ihnen einen besseren Nähr-. • wert zu verleihen verglichen mit üblichem Mehl. Darüber hinaus kann fermentierten Sonnenblumenmehl aufgrund der erhöhten Proteinlöslichkeit interessante Anwendungen fin-
•zR den in allen solchen Zubereitungen, die gut lösliche
/5 COPY
Bestandteile erfordern wie in Instantsuppen, Diätgetränken, Fruchtpuimes und speziellen Kindernahrungsmitteln.
Fermentation von, Sonnenblumenmehl
Zu entöltem Sonnenblumenmehl wurde Trinkwasser in verschiedenen Anteilen Feststoff zu Flüssigkeit zugegeben. Die erhaltene Suspension wurde auf verschiedene pH-Werte mit der gewünschten Säure angesäuert und 3 Tage bei einer Temperatur zwischen 30 und 400C inkubiert. Proben des Mehls wurden zu Beginn und nach 24, 48 und 7-1 h entnommen, um die Mikroorganismen in verschiedenen Stufen des Fermentationprozesses zu zählen. Aus diesen Proben ging hervor, daß die vorherrschende Bakterienflora in der Probe nach nur 24, h aus Lactobacillaceae bestand (gram positive microaerophile Stäbchen mit negativer Katalysewirkung).
Titrierbarer Säuregehalt
Es wurde das Verfahren unter Verwendung von p-Hydroxydiphenyl und Schwefelsäure angewandt, um die vorhandene Milchsäure zu bestimmen und der Lanthannitrat-und Jodidtest zur Identifizierung von Essigsäure-(Feigh, F., "Spot Tests in Organic Analysis" S. 454, Elsevier Pub. Co. N.Y., 1966).
Chemische Analyse ·
Wassergehalt, Lipide, Aschen und rohe Fasern wurden in Proben des fermentierten Sonnenblumenmehls und des nicht fermentierten Mehls nach Standardverfahren der A.O.A.C. (Association Official Analytical Chemists, 12. Aufl. 1975) bestimmt. Der Proteingehalt wurde angegeben als Kjeldahl Stickstoff χ 5,70. Die Gesamt-
/6
zucker wurden berechnet nach dem Verfahren von Dubois, M. et al., (Anal. Chem. 28, 350, 1956). Die Phenole und Oligosaccharide wurden als.Trimethylsilylderivate durch GasChromatographie bestimmt nach Sabir, M.A. et al., (J. Agr. Food Chem. 22, 572, 1974; J. Agr.
Food Chem. 23, 16, 1975) mit Hilfe eines HP 5840 A Gas-Chromatographen mit einem automatischen Integrator 5840 GC. Diese Verbindungen wurden zur GasChromatographie extrahiert nach dem Verfahren von Dubois M. et al., (Anal. Chem. 28, 350, 1956). ■■·
Die Aminosäuren wurden analysiert nach dem Verfahren von Spackman, D.H. et al., (Anal. Chem. 30, 1190, 1958) mit Hilfe eines Beckman-Autoanalysators Modell 120 C. Das Cystin und Methionin wurden berechnet nach dem Verfahren von Moore, S. (J. Biol. Chem. 238, 235, 1963). Das Tryptophan wurde bestimmt nach dem Verfahren von Knox, R. et al., (Anal. Biochem. 36, 136, 1970).
Stickstofflöslichkeit
Die Stickstofflöslichkeitswerte wurden erhalten nach dem Verfahren von Gheyassudin, S. et al., (Food Technol. 24, 242, 1970). Proben von 1 g des fermentierten Sonnenblumenmehls und des Mehls in seinem ursprünglichen Zustand wurden jeweils in 50 ml 1n NaCl pH 7,0 oder einer wässrigen NaOH-Lb"sung pH 9,0 1 h bei Raumtemperatur extrahiert. Die Auszüge wurden 20 min bei 10°C mit 27 000 g zentrifugiert durch ein Whatman-Nr. 3· Filterpapier filtriert und nach Kjeldahl auf Stickstoff untersucht.
/7
Mikrobiologische Analyse
Die mikrobiologischen Versuche an Proben von Sonnenblumenmehl vor und nach der Fermentation wurden durchgeführt nach dem Verfahren von Moosel P.A.A. und Tamminga S.K.. in "Methoden Voor Het Microbioloisch Onderzeck Van Levensmiddelen" Uitgeverij B.V., Nordervliet P.C., Zeist., 1973. Die Klassifikation' der Lactobacillace&e,der vorherrschenden Mikroflora in fermentiertem Sonnenblumenmehl, wurde durchgeführt nach Bergey's Manual of Determinative Bacteriology, 8. Aufl., The Williams & Wilkins Company, Baltimore, 1974. - ■··__■
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. . ■
Beispiel 1 . '"""■·
Milchsäurefermentation von im Labormaßstab hergestelltem Sonnenblumenmehl
75 g Sonnenblumenmehl, das im Labor unter Verwendung von η-Hexan zur Extraktion des Öls aus vollständig enthülsten Sonnenblumenkernen der Varietät Albinia erhalten worden war, wurden in 300 ml Trinkwasser · (1:4 Gew../Vol.) suspendiert. Der sich ergebende pH-Wert des Gemisches, der 6,2 betrugywurde durch Zusatz von Salzsäure auf 4,6 eingestellt und die Suspension 3 Tage in einem Ofen mit geregelter Temperatur von 37°C inku-
biert. .
Während des Verfahrens wurden Proben des. ursprünglichen Mehls zum Zeitpunkt 0 sowie nach 24, 48 und 72 h langer Fermentation entnommen, um die Azidität zu bestimmen und
/8
- sr-
Λ-
die mikrobiologische Analyse durchzuführen. Am Ende des 3. Tages wurde das als fermentiertes Sonnenblumenmehl bekannte Produkt durch Lyophilisieren gewonnen. Die Versuche mit p-Hydroxydiphenyl/Schwefeisäure und Lanthannitrat/Iodid, die vom 1. Tag der Fermentation an für Milchsäure und Essigsäure positiv waren, zeigten, die Entwicklung einer Heteromilchsäuregärung
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der mikrobiologischen . Zählungen in verschiedenen Stufen des Fermentationsprozesses.
Tabelle 1 ." . ' " -
Ergebnis der Zählung von Mikroorganismen an im Labor
■ hergestellten] Sonnenblumenmehl während der Fermentation bei 37°C. . ·
Zeitpunkt der Probenentnahme (h) 0 24 ^ 72 Gesamtzahl der aeroben · -, Organismen pro g' 6 χ 10 4 χ 10 <100 <10
■ Anzahl der Hefen und ■■ -, , Schimmelpilze pro g 6 χ 10 2 χ 10 <( 10 <(ΐθ
Anzahl der Enterobacteriaceae ^
pro g <10 2 χ 10 <10 <^ 10
Anzahl der Lactobacillaceae ft ·
pro g <100 2 χ 10 2 χ 10y 3 χ
pH-Wert der Suspension 4,6 4,4 4,2 4f1 30
Das Ausgangsmaterial, d.h., das im Labor hergestellte Sonnenblumenmehl ergab eine Gesamtzählung an aeroben Organismen von 6 χ 10 /g, einen Gehalt an Hefen und Schimmelpilzen von 6 χ 10 /g und keine coliforme Konta-
• . /9
COPY
. /ίθ
mination (Enterobacteriaceae <(10/g), während die Lactobacillaceae in äußerst geringer Menge (^100/g) vorhanden waren.
5
Nach 24 h langer Fermentation war in der Probe eine Verringerung des Gesamtzählung an aeroben Organismen
(4 χ 10^/g). der Hefen und Schimmelpilze (2 χ 10^/g).
eine zeitweise· Zunahme der Enterobacteriaceae (2 χ 10 /g) und eine beträchtliche Entwicklung von Lactobacillaceae (2 χ 108/g), die bereit
ausmachten eingetreten.
(2 χ 10 /g), die bereits die vorherrschende Mikroflora
Nach 48 h war die Gesamtzahl an aeroben Organismen nicht mehr nennenswert und Hefen, Schimmelpilze und Enterobacteriaceae waren verschwunden mit einer daraus folgenden Zunahme an Lactobacillaceae auf einen Wert von 2 χ 10 /g. In der Endprobe nach 72 h betrug die Zahl der Lactobacillaceae 3 x 10 /g mit einem Wert von 0 für aerobe Organismen. Während des gesamten Fermentätionsprozesses hatte sich der pH-Wert der Suspension von 4,6 auf 4,1 verändert. ·
3 Lactobacillusarten, nämlich Lactobacillus brevis, Lactobacillus cellobiosus und Lactobacillus coprophilus wurden in dem fermentierten Sonnenblumenmehlisoliert und identifiziert.
Der überraschendste Aspekt dieses Phänomens war die Möglichkeit.durch bloße Einstellung des pH-Werts der Ausgagssuspension aus Mehl und Wasser eine Milchsäuregärung in dem Sonnenblumenraehl hervorzurufen,'obwohl zu Beginn ein nahezu vernachlässigbar geringer Gehalt an Lactobacillaceae ( <100/g) vorhanden war im Gegensatz zu vielen Getreidearten.bei denen die Milch-
/10
BAD ORIGINAL COPY
.j.
- xf-
säuregärung in Wasser leicht stattfindet aufgrund des deutlichen Vorhandenseins von Lactobacilli in dem Kehl (Fields, M.L. et al., J.Food Sei. 46, 900r 1981; Kazana, N., Fields, M.L. J.Food Sei. 46, 819, 1981). '
Die chemische Zusammensetzung des Ausgangssonnenblumenmehls und des fermentierten Produktes zusammen mit der Stickstofflöslichkeit bei pH 7,0 und 9,0 sind in Tabelle 2 angegeben.
Der Gehalt an Protein, Aschen und rohen Fasern unterschied sich nicht signifikant in den beiden untersuchten Proben. Es wurde jedoch eine Verringerung des Gesamtzuckergehaltes von 10,8 % in dem Ausgangsmehl auf 5,1 % in dem fermentierten Sonnenblumenmehl beobachtet, vermutlich aufgrund der Fermentation der Kohfeihydrate durch Heterofermentierung der Milchsäurebakterien mit der Bildung von Milchsäure und Essigsäurejwie vorher durch die Untersuchung der titrierbaren Azidität gezeigt werden konnte.
Die Stickstofflöslichkeit bei pH 7,0 war in dem fermentierten Mehl höher (83,5 %) als in dem Ausgangsmehl (70,1 %), was bestimmte interessante Anwendungsgebiete für das fermentierte Sonnenblumenmehl in diätetischen Milchprodukten, bei denen eine hohe Löslichkeit des Produktes bei einem neutralen pH-Wert erforderlich ist nahelegt. Die Stickstofflöslichkeit bei pH- 9,0 war etwas- geringer in dem fermentierten Produkt (73,8 %) als in dem ursprünglichen im Labor hergestellten Mehl (78,5 9S). .
/11
COPYJ
Tabelle 2
Chemische Zusammensetzung und Stickstofflöslichkeit des im Labor hergestellten Sonnenblumenmehls und des fermentierten Mehls (g/iOOg Trockensubstanz bzw. Feststoffe).
Ausgangsraehl bei 70,1 fermehtie'rtes Mehl
"#.
Feuchtigkeit . 11,9 . bei 78,5 3,9
Proteine (N χ 5,70) 55,7 56,3
Lipide 0,7 . ; 2,3
Aschen 7,1 7,1
rohe Fasern 5,0 5,5
Gesamtzucker 10,8 5,1 ■
nicht stickstoffhaltige 20,7
Extrakte (Differenz zu 100)		 23,7
Stickstofflöslichkeit
pH 7,0		 83,5
Stickstofflöslichkeit • 73,8 ·
pH 9,0
/12
ft · * - 4
* β ι
-Y- ■
Tabelle 3 zeigt die Werte, die erhalten wurden . durch gaschromatographische Bestimmung von Phenolen und Oligosacchariden in dem Ausgangsmehl und dem fermentierten Sonnenblumenmehl.
5
Tabelle 3 ■
Gehalt an Phenol und Oligosacchariden in dem im Labor hergestellten Sonnenblumenmehl und dem fer- . mentierten Mehl.(κ/100g Feststoffe).
Ausgangsmehl f
n/		 ermentier
Chlorogensäure 7,24 · . 3,49
Kaffeesäure 0,23 0,87.
Chinasäure .0,10 0,56
Isoferulasäure 0,11 0,37
Glucose 0,02- 0,38
Fructose 0,27 0,42
Saccharose 6,86 0,06
Raffinose 3., 31 0,08
..
Die Analyse der phenolischen .Pigmente in dem im "Labor hergestellten Sonnenblumenmehl vor und. nach .der Milchsäuregärung 9 zeigte eine Abnahme der Chlorogensäure um mehr als 50 % (von einem Anfangswert von 7,24 % in ■ dem Mehl auf einen Wert von 3,49 %)in dem fermentierten Produkt, aufgrund der Hydrolyse dieser Verbindungen in ihre beiden Bestandteile, nämlich Kaffeesäure und Chinasäure, die nach"der Fermentation.tatsächlich zugenommen hatten (siehe Tabelle 3), jedoch nicht in dem gleichen Ausmaß in dem die Chlorogensäure abgenommen hatte, da etwa die Hälfte dieser beiden Säuren durch die Milch-
/13 BAD ORSGlNAL COPY
Säurebakterien metabolisiert worden ist (Whititng G.C. in "Lactic Acid Bacteria in Beverages and Food" Ed. Carr, J.C, Cutting , CV., Whiting, G.C., Acad. Press N.Y. p. 75, 1975).'
Die in dem Sonnenblumenmehl vorhandenen Oligosaccharide , waren durch die Lactobacilli, die immer saccharolytisch wirken, in einfache' Zucker umgewandelt worden. Tatsächlich nahm die Saccharose, von 6,86 % im Mehl- auf 0,06 % in dem fermentierten Produkt ab und die Raffinose, der einzige fermentierbare Zucker in dem Sonnenblumenmehl, nahm von 3,31 % auf 0,08 % ab.' Diese Hydrolyse der Di- und Trisaccharide führte zu einer Zunahme der Glucose (0,38 %) und insbesondere der Fructose (3,42 %) in dem fermentierten Mehl gegenüber vernachlässigbaren Gehalten dieser Kohlenhydrate in dem Ausgangsmehl.
Die partielle Hydrolyse von Chlorogensäure und der vollständige Abbau der Raffinose sind ein wichtiges Ergebnis der Milchsäuregärung, da ohne Zusatz von chemischen Lösungsmitteln oder ohne Durchführung spezieller chemischer und physikalischer Behandlungen wie Gelchromatographie und Ultrafiltration und nur durch Zusatz von Yfasser zu dem Sonnenblumenmehl und anschließendes Ansäuern· und einige Tage langes Inkubieren die Qualität dieses Produktes verbessert wird, wodurch einer der Hauptnachteile der Verwendung von Sonnenblumenmehl für verschiedene Lebensmittel überwunden wird, wenn auch nur teilweise im Falle der Chlorogensäure.
In Tabelle 4 ist die Aminosäure-Zusammensetzung des Anfangsmehls und des fermentierten Sonnenblumenmehls angegeben.
./14
. /IS .. ■
■ Tabelle 4 ' .
Aminosäuren in dem im' Labor hergestellten Sonnenblumenmehl und dem fermentierten Mehl (g/i6g Stickstoff).
Ausgangsmehl fermentiertes Mehl Aminosäure
Lysin 3,5 . 4,3
Methionin 2,2 1,9
Cystin' 2,0 2,4
Phenylalanin. 4,2 .' 4,8
Tyrosin ' 2,7 2,4
Tryptophan · 1,6 2,0
Isoleucine 3,4. · 3,4
Leucine . 5,8 5,7
Threonin · 3,5 3,4
Valin 3,9 3,9
Histidin - 2,3 2,4
Arginin 8,9 . 8,0
.Glycin 5,1 · 5,2 .·
Serin 4,4 4,2
Alanin ■ ' 3,7 3,7
Asparaginsäure 8,4 7,9
Glutaminsäure .20,2 19,0
Prolin 5,0 ·' · 3,4
Ammoniak 3,2 . 1,6
/15 COPY
Vom NahrungsStandpunkt aus gesehen scheint die geringe Erhöhung des Lysins in dem fermentierten Produkt (4,3 %) gegenüber dem Ausgangsmehl (3,5 %) wichtig zu sein und das Cystin war in einer größeren Menge (2,4 %) als in
vornanüen . dem Ausgangsmaterial (2,0 %)/, während die Sulfonatgehalte in dem fermentierten Mehl insgesamt nicht großer • waren, aufgrund der Verringerung an Methionin (von 2,2 auf 1,9 0A)* Das Phenylalanin und Tryptophan nahmen bei dem Fermentationsverfahren ebenfalls zu,, während die anderen Aminosäuren mehr oder weniger unverändert blieben, außer dem Prolin, das nach der Fermentation weniger war.
Beispiel 2 .' '
Milchsäuregärung yon im Pilotmaßstab hergestellten Sonnenblumenmehl.
300 ml Trinkwasser wurden zu 75 g Sonnenblumenmehl (Verhältnis 1:4 Gew./Vol.) gegeben, das in der Pilotanlage von-Nera Montoro (Terni) hergestellt worden war. Das Geraisch wurde mit Salzsäure auf pH 4,6 angesäuert und die Suspension 3 Tage in einem Ofen bei 370C inkubiert. Proben wurden zu Beginn nach 24, 48 bzw 72 h entnommen und der Säuregrad und der Gehalt an Mikroorganismen während des Fermentationsverfahrens bestimmt. Nach 72 h langer Fermentation wurde die Suspension lyophilisiert. Die Tests mit p-Hydroxydiphenyl/ Schwefelsäure und Lanthannitrat/-Iodid waren positiv und zeigten die Entwicklung einer Heteromilchsäuregärung in der Sonnenblumemehlprobe aus der Pilotanlage.
Tabelle 5 zeigt die. Gehalte an Mikroorganismen an verschiednen Proben. · . .
/16
BAD ORIGINAL C°PY
O 24 48 72
6x1 O^ 6x104 8χ102 9χ102
Ίο3 8χ102 - 8χ102 103
9x102 2x103 < 10 Oo
rioo 104 7x108 3χ109
./IV
Tabelle 5 . .
Gehalt an Mikroorganismen in Sonnenblumenmehl aus der Pilotanlage während der Fermentation bei 37 C.
.
Mikroorganismen Zeitpunkt der Probenentnahme (h)
Gesamtzahl aerober
Organismen/g
Hefen und Schimmelpilze
pro g ■
Enterobacteriaces/g
Lactobacillaceae/g
pH-Wert der Suspension 4,6 4,5 4,2 4,2
Das Sonnenblumenmehl aus der Pilotanlage ergab eine Gesamtzählung an aeroben Organismen von 6 χ 10 /g,an Hefen uid Schimmelpilzen von 10 /g mit einer coliformen Kontaminierung (Enterobacteriaceee 9 x 10 /g), während die Milchsäurebakterien auf dem üblichen nierdigen Niveau waren ( <100/g) wie es sich üblicherweise in Sonnenblumenmehl findet. Die ersten 24 h der Fermentation führten zu einer Verringerung von Hefen und Schimmelpilzen
• 2
· (8 χ 10 /g) und einer' Erhöhung der Zahl der Enterobacteria· ce33 (2 χ 10 /g) und einer Entwicklung von Lactobacillaceae
4 / ■
von 10 /g. Nach dem 2. Tag der Fermentation war die Gesamtzahl an aeroben Organismen abgesunken (8 χ 10 /g) die Hefen.und Schimmelpilze blieben unverändert, die
30. Enterobacteriaceaen waren verschwunden und die Lacto-
8 bacilli hatten einen Wert von"7 x 10 /g erreicht. In der Endprobe (nach 72 h) betrug die Gesamtzahl an aeroben Organismen 9 x 10 /g und die Lactobacillaceae waren in der gleichen Menge (3 x 10 /g) vorhanden wie in der Probe des Sonnenblunienmehls nach Beispiel 1.
. /17 BAD ORIGINAL °°ΡΥ
In diesem Falle sollte festgestellt werden, daß die Milchsäuregärung eine Dekontaminierungswirkung (Vernichtung schädlicher Organismen) auf das Sonnenblumenmehl aus der Pilotanlage ausübt durch Ausschaltung der Enterobacteriaceae innerhalb von 48 h Fermentation nach einer zeitweisen. Zunahme am 2. Tag. Der pH-Wert der Suspension veränderte sich während des Verfahrens von 4,6 auf 4,2. Es wurden 3 Arten von Milchsäurebakterien aus dem fermentierten Produkt isoliert, nämlich Lactobacillus brevis, Lactobacillus cellobiosus und Lactobacillus coprophilus.
Die chemische Zusammensetzung und die Stickstofflöslichkeit bei pH 7,0 und 9,0 des Sonnenblumenmehls aus der Pilotanlage, sowohl in der ursprünglichen Form als auch nach der Fennentationj sind in Tabelle 6 angegeben.
Tabelle 6 : ...... '·.
Chemische Zusammensetzung; und Stickstofflöslichkeit des Sonnenblumenmehls aus der Pilotanlage vor und nach der Fermentation (g/i.OOg Feststoffe).
25 Feuchtigkeit
Proteine (N χ 5,70)
Lipide
Aschen
rohe Fasern
30 Gesamtzucker
nicht stickstoffhaltige .Extrakte (Differenz zu 100)
Stickstofflöslichkeit bei pH 7,0
35 Stickstofflöslichkeit bei pH 9,0
Ausgangsmehl fermentiertes Mehl
6,9 *
54,0 ■ .54,1
1,2 2,1
8,4 • 9,4
4,7 5,2
11,0 io.,9
20,7 18,3
68,7 . 87,1
81,5 . 89,i
/18.
ft * »ft ·*■ W * *♦ · ·» ft * A
. /19 ·
Die chemische Zusammensetzung des Ausgangsmehis und des fermentierten Produktes zeigen keine nennenswerten Änderungen. . . ■ " .
Die .Stickstofflöslichkeit bei pH 7,0 in dem fermentierten Produkt nimmt erheblich (87,1 % gegenüber 68,7 % in . dem Ausgangsmehl) zu. Die Stickstofflöslichkeit bei ' ■ p.H 9,0 nimmt.nach der Fermentation ebenfalls zu (89,1 % gegenüber 81,5 %), während eine leichte Verringerung bei dem im Labor hergestellten Mehl (Beispiel 1) beobachtet wurde. - ■ _ .
Tabelle 7 zeigt die Ergebnisse der gaschromatographischen Analyse auf Phenole und Oligosaccharide vor und nach der Fermentation des Sonnenblumenmehls·aus der Pilotanlage.
Tabelle 7 ' . .
Zusammensetzung der -Phenole und Oligosaccharide des ■ Sonnenblumenmehls aus der Pilotanlage und des fermentierten Mehls (g/100 g Feststoffe) '
Ausgangsmehl fermentiertes Mehl
Chlorogensäure 4,84 2,19
Kaffeesäure 0/28 0,9 9
Chinasäure 0,08 1,11
Isoferulsäure 0,32 2,07
Glucose 0,08 1,27
Fructose 0,18 5,59
Saccharose 6,99 0,04
Raffinose " 2,98 <r 0,01
/19
- rs- - - iO ·
Die Verteilung der phenolischen Verbindungen in dem fermentierten Mehl zeigte eine Verringerung der Chlorogensäure auf einen Wert von 2,19 gegenüber einem Anfangswert von 4,84, mit einer gleichzeitigen Zunahme der Kaffeesäure (von 0,28 % in dem Ausgangsmehl auf 0,99 % in dem fermentierten Produkt^ an Chininsäure (von 0,08 % auf 1,11 %) und an Isoferulsäure (von 0,32 % auf 2,07 %). "Ähnlich war die drastische Verringerung an Saocharose (von 6,9 9 % auf 0,0 4 %) und das Verschwinden·von Raffinose (2,98 % in dem Ausgangsmehl) begleitet von einer Zunahme an Glucose (von 0,08 % auf 1,27 %·) undeiner deutlicheren Zunahme an Fructose (von 0,1E 5, 59 %) . ·
Tabelle 8 zeigt die Gesamtzusammensetzung der Aminosäuren des Sonnenblumenmehls aus der Pilotanlage und des entsprechenden fermentierten Mehls-.
Tabelle 8 " "■'...'
Zusammensetzung der Aminosäuren des Sonnenblumenmehls aus der Pilotanlage und des fermentierten Mehls (g/16 g Stickstoff) ·
Ausgangsmehl
fermentiertes Mehl
Aminosäure ■3,3
Lysin 2,0
Methionin 1,8
Cystin 4,1
Phenylalain' 2,1
Tyrosin 1,5
Tryptophan 3,5
Isoleucin 5,6
Leucin
5,0 1,3 2,8 4,4 2,2 1,8 3,3 5,1
/20
BAD ORIGINAL
■ Tabelle 8 (Forts.) ' ·
Ausgangsmehl fermentiertes Mehl
3,0
4.1 '
2.2 6,7 4,6-
Serin 4,1 3,5
3,4 7,6 18,5 2, 6.
Ammoni-ak · 3,1 . 2,3
In dem fermentierten Mehl aus der' Pilotanlage wurde eine deutliche Erhöhung des Lysingehalts (von 3,3 % in der nicht fermentierten Probe auf 5,05 ?) und des Cystingehalts (von 1,8 % auf 2,8 %), zusammen mit einer Verringerung an Methionin (von 2,0 % a.uf 1,3 %) und einer leichten Erhöhung des Phenylalaningehalts (von 4,1 % auf 4,8 %) beobachtet. Der Tryptophangehalt nahm ebenfalls zu (1,8 % verglichen mit einem Anfangswert von 1,5 %), während die deutlichste Abnahme in dem Produkt nach der Fermentation für Prolin, Glutaminsäure und.Asparaginsäure beobachtet wurde.
Threonin 3,4
Valin 4,8
Histidin . 2,4
Arginin 7,7
Glycin 5,6
Serin 4,1
Alanin 4,1
Asparaginsäure 9,3
Glutaminsäure 22,9
Prolin 4,2
Ammoni-ak 3,1
6 2 384 9
COPY BAD ORIGINAL

Claims (4)

Patentan Sprüche
1.· Verfahren zur Herstellung eines fermentierten Sonnenblumenmehls, dadurch gekennzeichnet , daß man die Heterorailchsäuregärung einer wässrigen Suspension von entöltem Mehl aktiviert durch Einstellung- des pH-Wertes auf einen Bereich von 4,0 bis 5,5,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η ntzeichnet, daß man die Ansäuerung durch Zusatz einer anorganischen oder organischen Säure zu der wässri gen Suspension vornimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als'Säure Salzsäure, Citronensäure, oder Weinsäure verwendet.. ' .
4. Verfahren nach Anspruch' 1 bis 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man die Fermentation bei einer Temperatur im Bereich von 30 bis 40 0C durchführt.
6249
BAD ORIGINAL
COPY
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