DE3686130T2

DE3686130T2 - Geschmackskontrolle von proteinhydrolysaten.

Info

Publication number: DE3686130T2
Application number: DE8686308841T
Authority: DE
Inventors: David Myatt Parker; Denise Pawlett
Original assignee: IMP BIOTECHNOLOGY
Current assignee: IMP BIOTECHNOLOGY
Priority date: 1985-11-14
Filing date: 1986-11-13
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2006-11-14
Also published as: JPS62171645A; EP0223560A3; EP0223560B1; EP0223560A2; DE3686130D1; GB8528100D0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aromasteuerung von Proteinhydrolysaten aus verschiedenen Ausgangsstoffen, bei dem Enzyme zur Beschleunigung der Hydrolyse eingesetzt werden.
In der Lebensmittelindustrie werden hydrolysierte Proteine aus einer Vielzahl von Ausgangsstoffen auf vielfältige Weise eingesetzt. Sie werden beispielsweise häufig als Bestandteil von dehydrierten gebrauchsfertigen Suppenmischungen, als Würze oder in Lebensmitteln verwendet, die auf andere Weise bearbeitet wurden. Sie finden auch in der Medizin Anwendung, z. B. als Diätergänzungen oder -zusätze für Patienten mit verschiedenartigen Erkrankungen und Stoffwechselstörungen.
Die Hydrolyse wird mit Säuren oder Enzymen durchgeführt, jedoch weisen viele der bekannten Verfahren erhebliche Mängel auf. So kann z. B. die Säurehydrolyse zum Abbau von bei der Hydrolyse entstandenen Aminosäuren und damit zu einem Nährwertverlust führen.
Die enzymatische Hydrolyse führt häufig zur Entstehung von bitteren Hydrolysaten, die dann nicht mehr für Nahrungszwecke eingesetzt werden können.
In der Vergangenheit hat es bereits zahlreiche Versuche gegeben, dieses Problem zu lösen, und es wurden mehrere Untersuchungen durchgeführt, um den Grund für die Entstehung von bitterem Geschmack zu finden und Verfahren bereitzustellen, durch die dieses Problem vermieden bzw. überwunden werden kann.
In der JP 75-69100 wird Cyclodextrin eingesetzt, um den bitteren Geschmack von Produkten zu beseitigen, die durch Hydrolyse von Casein mit Pepsin hergestellt wurden.
In der US 4130555 wird bei säurehydrolysierter Gelatine oder Kollagen Ionenaustauschchromatographie eingesetzt.
In der EP-A-0014362 wird die Behandlung von Proteinhydrolysaten mit einem pulverisierten, holzartigen Absorptionsmittel, vorzugsweise einem Material, welches durch Extraktion von Zuckern aus gemahlenem Johannisbrot mit heißem Wasser erhalten wurde, sowie anschließende Salzsäurebehandlung und Wasserdampfdestillation offenbart. Bei anderen Versuchen wurde der Hydrolysegrad sorgfältig begrenzt, da bitterer Geschmack eine Eigenschaft bestimmter im Verlaufe der Hydrolyse erhaltener Oligopeptide zu sein scheint. So wird z. B. in der GB-1547911 ein Verfahren offenbart, bei dem Sojaprotein unter kontrollierten Bedingungen mit mikrobieller alkalischer Proteinase hydrolysiert wird, bis der Hydrolysegrad 8 bis 15% beträgt.
In einem anderen Versuch wurde eine komplexe Mischung aus Enzymen eingesetzt. So wird beispielsweise in der GB-1338936 die Hydrolyse einer bereits teilweise hydrolysierten Proteinlösung mit einer Exoenzym-Zubereitung, die ein wäßriges Homogenat aus Nierengewebe enthält, offenbart.
In der EP-A-87247 wird ein Verfahren zur enzymatischen Hydrolyse von proteinartigem Einsatzmaterial offenbart, bei dem ein Proteinausgangsstoff einer Hydrolyse durch handelsübliche Pilzprotease unterzogen wird. Das entstandene Hydrolysat ist nur wenig bitter und aufgrund der Tatsache, daß die Hydrolysereaktion bis zu einem Grad durchgeführt wurde, bei dem das Hydrolysat ausschließlich freie Aminosäuren und Peptide mit geringem Molekulargewicht enthält, organoleptisch vertretbar.
In "Agricultural and Biological Chemistry", Band 39, Seiten 379-386 (1975), wird ein Verfahren offenbart, bei dem vom Bazillus subtilis abgeleitete Aminopeptidasen eingesetzt werden; es wurde gefunden, daß diese Proteine vollständig in Aminosäuren und Ammoniak hydrolysieren.
In den "Chemical Abstracts", Band 79, Seite 251, Nr. 114244f (1973), die sich auf die JP-A-73.52967 bezieht, wird ein Verfahren zum Entbittern eines Milchcasein-Einsatzmaterials offenbart, bei dem zuerst das Casein hydrolysiert wird, um ein Hydrolysat mit bitterem Aroma zu erzeugen, und danach das Hydrolysat mit einem Extrakt behandelt wird, der ein aus einer Liste von Pilzen abstammendes Enzym enthält, um bittere Aromen zu beseitigen.
Es wurde nun gefunden, daß es durch Einsatz bestimmter Enzyme aus mikrobiellen Quellen möglich ist, Proteinextrakte (tierisch, pflanzlich und mikrobiell) derart zu hydrolysieren, daß die Bitterstoffe selbst abgebaut werden. Zudem führt die weitere Hydrolyse in einigen Fällen zur Bildung von verbesserten und angenehmen Aromen.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren bereitgestellt, mit dem das Aroma eines proteinartigen Einsatzmaterials modifiziert wird und welches umfaßt:
(a) das Ausgangsmaterial wird einer primären enzymatischen Hydrolyse mit einer Proteinase unterzogen, um ein bitteres Primärhydrolysat bereitzustellen und
(b) das entstandene Primärhydrolysat wird einer sekundären enzymatischen Hydrolyse mit einem Extrakt, welcher ein vom Bakterium Streptococcus lactis ableitbares entbitterndes Aminopeptidaseenzym enthält, unterzogen,
wobei der Gesamthydrolysegrad des entstandenen Sekundärhydrolysats derart ist, daß Bitterstoffe im Primärhydrolysat zumindest in geschmacksneutrale Stoffe umgewandelt werden.
Die eingesetzten Enzyme können beispielsweise von Streptococcus lactis (NCDO 712; National Collection of Dairy Organism) in der von Law und Wigmore in "Journal of Dairy Research" (1983), 50, 519-525, beschriebenen Art und Weise gewonnen werden.
Hierdurch wird eine Quelle für Peptidaseenzyme (im folgenden einfach als "Aminopeptidase" bezeichnet) bereitgestellt, die vorzugsweise zusammen mit Proteinaseenzymen, z. B. aus Stämmen des Bacillus, eingesetzt werden, um die Anfangshydrolyse der Proteine hervorzurufen. Diese beiden Enzymarten können nacheinander oder gleichzeitig eingesetzt werden.
Auf diese Weise kann eine große Zahl an Proteinen und Proteinextrakten hydrolysiert werden, um Produkte herzustellen, die keinen bitteren Geschmack und - in einigen Fällen - sogar ein angenehmes Aroma aufweisen. So können z. B. sowohl Sojaprotein als auch Gluten weiter hydrolysiert werden, um das bittere Aroma zu entfernen und ein fleischähnliches Aroma herzustellen.
In Wasser suspendiertes Casein ist an sich geschmacklos, entwickelt aber bei der Primärhydrolyse ein sehr bitteres Aroma. Durch die Sekundärhydrolyse des erfindungsgemäßen Verfahrens entsteht ein Produkt mit einem ausgeprägten Cheddarkäse-Aroma.
Andere Proteinextrakte, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hydrolysiert werden können, umfassen z. B. Hämoglobin, Hefeextrakt, Molkenprotein, Getreide- und Bohnenproteine, Kartoffelextrakt und Mikrobenprotein, z. B. Pruteen (eingetragenes Warenzeichen).
Das erfindungsgemäße Verfahren wird zweckmäßigerweise unter wäßrigen Bedingungen bei Temperaturen von 10 bis 50ºC, weiter bevorzugt von 25 bis 45ºC, durchgeführt.
Der pH-Wert der Reaktion beträgt zweckmäßigerweise 5 bis 9,5. Zur Erzielung eines Produkts mit mildem oder leichtem Aroma ist ein pH zwischen 7 und 9 notwendig, weiter bevorzugt von 7,5 bis 8,5. Für ein Produkt mit starkem Aroma wird die Reaktion in einem pH-Bereich von 5 bis 6,5, weiter bevorzugt von pH 5,3 bis 5,8, durchgeführt.
Praktischerweise werden 0,03 bis 5,0 Aminopeptidase- Einheiten eingesetzt. Bei Einsatz von Casein, sind 0,3 bis 5,0, weiter bevorzugt 1,0 bis 2,5 Aminopeptidase- Einheiten pro Gramm Protein günstig. Eine Aminopeptidase-Enzym-Einheit wird definiert als die Enzymmenge, die bei Einsatz zur Hydrolyse einer 0,6 mM-Lösung aus L-Leucin-p-nitranilid bei pH 7 und 30ºC ein Produkt bei einer Geschwindigkeit von 1 umol pro Minute erzeugt.
1,72 Aminopeptidase-Einheiten pro Gramm Protein bei 32ºC ergeben innerhalb von 2,5 bis 3,5 Stunden ein angenehmes Käsearoma, wenn ein teilhydrolysiertes Casein oder ein caseinhaltiges Material als Substrat benutzt wird.
Die Produkte der erfindungsgemäßen Hydrolyse können daher so eingestellt werden, daß sie ein angenehmes Cheddarkäsearoma entwickeln. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Einsatzmaterial Casein und die Aminopeptidase stammt von Streptococcus lactis. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann dieses Aroma modifiziert werden, um andere Käsearomen, wie Parmesan oder Blauschimmelkäsearomen herzustellen. Dazu wird ein erfindungsgemäßes Produkt mit einem Ausgangsstoff eines eßbaren Fetts und einem Lipaseenzym weiter inkubiert.
Die nachfolgenden Beispiele erläutern besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Als Aminopeptidase-Quelle wurden gefriergetrocknete Extrakte der zerstörten Zellen von kultivierten Stämmen des Bakteriums Streptococcus eingesetzt, hergestellt in der von Law und Wigmore (a.a.O.) beschriebenen Weise. Die typische enzymatische Aktivität dieser Zubereitung lag bei etwa 13 Einheiten pro Gramm Pulver.
Der Grad der Proteinhydrolyse wird definiert als Anzahl der gespaltenen Peptidbindungen im Vergleich zur Gesamtzahl der im Protein vorhandenen Bindungen. Das Verfahren basiert auf der Umsetzung von TNBS (Trinitrobenzolsulfonsäure) mit den freien, durch die Spaltung der Peptidbindungen entstandenen Aminogruppen. Dabei wurde das Verfahren von Mokrasch (1967) in "Analytical Biochemistry", 18, 64-71, angewandt, bei dem die Absorbanz der farbigen TNBS-Derivate bei 420 nm gemessen wird. Der Hydrolysegrad (HG) wird angegeben durch:
HG (%) = Az - Aº/A∞ - Aº·100
wobei Aº die Absorbanz (A420) des nativen Proteins, A∞ die Absorbanz des säurehydrolisierten Proteins und Az die Absorbanz des teilhydrolysierten Proteins zur Zeit (z) nach Zugabe des Enzyms darstellt.

Beispiel 1

In destilliertem Wasser wurde eine 10%-ige (Gew./Vol.; w/v) Gaseinsuspension hergestellt und auf pH 7,5 eingestellt. Zur Erzielung einer Endkonzentration von 0,0015 Anson-Einheiten/ml wurde neutrales Proteinaseenzym zugefügt und die Mischung in einem Inkubator 120 Minuten bei 32ºC inkubiert. Danach wurde das Material geprüft, es wies ein unangenehmes, sehr bitteres Aroma auf. Die Analyse des erreichten Hydrolysegrades ergab einen Wert von etwa 7%.
Danach wurde die Suspension auf einen pH von 5,5 gesäuert. 0,172 Aminopeptidase-Einheiten pro ml der Zubereitung wurden zugegeben und die Mischung bei 32ºC erneut inkubiert. Falls gewünscht, kann die Mischung gerührt werden, um eine gleichmäßige Verteilung des Enzyms sicherzustellen. Nach 30 Minuten begann die Intensität des bitteren Aromas abzunehmen, nach 3 Stunden war es völlig verschwunden, an diesem Punkt wurde der Hydrolysegrad mit 14% bestimmt. Das entstandene Hydrolysat hatte sowohl ein angenehmes, mit Cheddarkäse vergleichbares Aroma als auch eine weiche Beschaffenheit entwickelt.
Die Bedingungen für die Entstehung eines angenehmen Käsearomas wurden durch Veränderung der Hydrolysendauer mit Neutralproteinase und/oder Aminopeptidase bestimmt. Die angenehmsten Käsearomen wurden nach 1,5 bis 3 Stunden Inkubation mit neutraler Proteinase und anschließender 2,5 bis 3,5-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erhalten. Dies entsprach einem Hydrolysegrad zwischen 9 und 20%. Bei kürzeren Inkubationszeiten blieb etwas Bitterkeit, wohingegen längere Inkubationszeiten zu fleischartigen bzw. Fehlaromen führten.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet und in Fig. 1 der Zeichnungen grafisch dargestellt, wobei der Hydrolysegrad gegen die Hydrolysenzeit (in Stunden) dargestellt ist.

Tabelle 1

Die Wirkung der Inkubationszeit mit Neutralproteinase und Aminopeptidase auf den Hydrolysegrad und die Erzeugung von Käsearomen aus Casein. Dauer der ersten Hydrolyse mit neutraler Proteinase (Stunden) Hydrolysegrad und Aroma Dauer der zweiten Hydrolyse mit Aminopeptidase (Stunden) Zeichenerklärung: B - sehr bitter b - etwas bitter K - starkes Käsearoma k - mildes Käsearoma F - starkes Fehl- bzw. fleischartiges Aroma f - leichtes Fehl- bzw. fleischartiges Aroma

Beispiel 2

Es wurden die gleichen Bedingungen und das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 eingesetzt, die zweite Stufe der Hydrolyse mit Aminopeptidase wurde jedoch bei einem pH von 7,0 durchgeführt. Das nach der Hydrolyse mit Proteinase entstandene bittere Aroma verschwand auch in diesem Fall durch die Wirkung der Aminopeptidase. Nach dem Entbittern war das Protein mild, und nach der weiteren Hydrolyse bildete sich ein fleischartiges Aroma.
Die optimalen Bedingungen für die Entstehung eines milden, nicht bitteren Produkts und für die Ausbildung eines angenehmen fleischartigen Aromas wurden durch Veränderung der Hydrolysendauer mit neutraler Proteinase und/oder Aminopeptidase bestimmt.
Ein akzeptables, nicht bitteres Produkt mit einem milden Geschmack wurde nach 1,5 bis 4,5 Stunden Inkubation mit neutraler Proteinase, gefolgt von 1 bis 2 Stunden Inkubation mit Aminopeptidase erzielt. Das entsprach einem Hydrolysegrad zwischen 9 und 14%. Längere Inkubationszeiten führten zur Erzeugung eines fleischartigen Aromas. Die angenehmsten Fleischaromen wurden erzielt nach 1,5 bis 4,5 Stunden Inkubation mit neutraler Proteinase und anschließender 3 bis 6-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase. Das entspricht einem Hydrolysegrad zwischen 13 und 20%. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2

Wirkung der Inkubationszeit mit Neutralproteinase und Aminopeptidase auf den Hydrolysegrad und die Bildung von Fleischaromen aus Casein. Dauer der ersten Hydrolyse mit Neutralproteinase (Stunden) Hydrolysegrad und Aroma Dauer der zweiten Hydrolyse durch Aminopeptidase (Stunden) Zeichenerklärung: B - bitter b - leicht bitter mi - mild l - mild/leicht fleischartig f - fleischartig F - sehr fleischartig

Beispiel 3

Bedingungen und Vorgehensweisen entsprachen denen aus Beispiel 1, in diesem Beispiel wurden jedoch Milch, Magermilch und Milchpulver anstelle von Casein eingesetzt. Das durch die Proteinase entstandene Primärhydrolysat war leicht bitter. Das bittere Aroma wurde durch die Peptidase beseitigt, und es bildete sich ein mildes Käsearoma.

Beispiel 4

Herstellung von Käsearomen durch gleichzeitige Hydrolyse von Casein mit Neutralproteinase und Aminopeptidase.
Es wurde eine 10%-ige (Gew. /Vol.; w/v) Gaseinsuspension in destilliertem Wasser hergestellt und auf pH 5,5 eingestellt. Neutrale Proteinase und Aminopeptidase wurden zugefügt, um Endkonzentrationen von 0,0015 Anson-Einheiten pro ml bzw. 0,172 Aminopeptidase-Einheiten pro ml zu erhalten. Die Mischung wurde bei 32ºC inkubiert. Es wurden regelmäßig Proben entnommen und in Bezug auf Käsearoma und Hydrolysegrad analysiert. Nach 1 1/2 Stunden wies das Material ein angenehmes Käsearoma und eine weiche Beschaffenheit auf. An diesem Punkt betrug der Hydrolysegrad etwa 12%. Die Ergebnisse dieses Versuchs sind in Fig. 2 der Zeichnungen dargestellt.

Beispiel 5

Es wurde mit den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 1 gearbeitet, die im ersten Hydrolyseschritt eingesetzte Neutralproteinase wurde jedoch gegen eine Reihe anderer Neutral-, Serin-, Thiol- und Säureproteinasen ausgetauscht. Man ließ die Primärhydrolyse 2 Stunden laufen, danach hatte sich bei allen Proteinasen ein bitterer Geschmack gebildet. Sodann wurden die Caseinhydrolysate mit Aminopeptidase nach den in Beispiel 1 dargelegten Standardbedingungen behandelt. Die Hydrolysate, die unter Einsatz der verschiedenen Endoproteinasen hergestellt worden waren, konnten mit der Aminopeptidase in Käsearoma umgewandelt werden; die Intensität der erzeugten Käsearomen variierte jedoch.

Beispiel 6

Das wie in Beispiel 1 aus Casein hergestellte Käsearoma ist eine dickflüssige Suspension mit einem hohen Anteil an unlöslichen Substanzen. Es kann auch ein stark wasserlösliches, konzentriertes Käsearoma hergestellt werden.
Käsearoma wird entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Die entstandene Suspension wird danach 3 bis 8 Minuten gekocht und durch Sedimentation oder geeignete physikalische Methoden getrennt. Der Überstand ist eine klare, gelbe Flüssigkeit mit starkem Cheddarkäsearoma und -geruch. Das verbleibende Sediment ist eine helle, cremefarbene, unlösliche Substanz mit mildem Aroma.

Beispiel 7

Wie in Beispiel 1 wird Käsearoma aus Casein hergestellt. Das Cheddarkäse-Aroma kann danach weiter bearbeitet werden, um andere Aromen, wie Parmesan- oder Blauschimmelkäsearoma herzustellen.
Ein Fettausgangsstoff (zweckmäßigerweise einfacher Rahm) wird zu einer 20%-igen (Gew./Vol.; w/v) Suspension des Käsearomas bei einer Konzentration von 20 bis 35% des Endvolumens gegeben.
Danach wird die Mischung mit einem Lipaseenzym behandelt, das zweckmäßigerweise entweder aus Candida cylindracea oder Schweinepankreas erhalten wird. Zur Erzielung einer Endkonzentration von 0,5 Einheiten/ml (eine Einheit hydrolysiert innerhalb von 30 Minuten ein Mikroäquivalent Fettsäure aus Olivenöl bei einem pH von 7,7 und 37ºC) wird Lipase hinzugefügt, und die Mischung bei 32ºC 2 bis 3 Stunden inkubiert. Wahlweise kann das Fett vor Zugabe zu einer Suspension des Käsearomas mit dem Lipaseenzym behandelt werden. Das Käsearoma kann dann mit dem mit Lipase behandelten Fett gemischt werden, um das gewünschte Aroma zu erreichen.

Beispiel 8

Mit der Ausnahme, daß Sojaproteinisolat anstelle von Casein eingesetzt und die zweite Hydrolysestufe mit der Aminopeptidase bei einem pH von 7,0 durchgeführt wurde, wurden die gleichen Bedingungen und Verfahren wie in Beispiel 1 angewandt. Nach der Hydrolyse mit der Proteinase entwickelte sich ein bitterer Geschmack, der wiederum durch die Wirkung der Aminopeptidase verschwand.
Nach dem Entbittern entstand ein fleischartiges Aroma. Das Endprodukt wies ein starkes fleischartiges Aroma auf, das an geräucherten Schinken erinnerte.
Durch Veränderung der Hydrolysedauer mit Neutralproteinase und/oder Aminopeptidase wurden die optimalen Bedingungen für die Bildung eines milden, nicht bitteren Produkts und die Entstehung eines angenehmen fleischartigen Aromas bestimmt.
Ein akzeptables, nicht bitteres Produkt mit einem sehr milden Fleischaroma wurde nach 1,5 bis 2,5 Stunden Inkubation mit Neutralproteinase und anschließender 1,5-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erhalten. Dies entsprach einem Hydrolysegrad zwischen 13 und 17%. Längere Inkubationszeiten führten zur Bildung eines stark fleischartigen Aromas. Die angenehmsten Fleischaromen wurden nach 1,5 bis 4 Stunden Inkubation mit Neutralproteinase und anschließender 2,5 bis 8stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erzielt. Das entspricht einem Hydrolysegrad zwischen 15 und 23%. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgelistet.
Wenn die Hydrolyse mit Aminopeptidase bei einem pH von 5,5 durchgeführt wurde, verschwand der bittere Geschmack wiederum, es dauerte jedoch länger (3 bis 3,5 Stunden). Ähnliche fleischartige Aromen entstanden nach etwa 5 Stunden.

TABELLE 3

Auswirkung der Inkubationszeit mit Neutralproteinase und Aminopeptidase auf den Hydrolysegrad und die Erzeugung von fleischartigen Aromen aus Sojaproteinisolat. Dauer der ersten Hydrolyse durch Neutralproteinase (Stunden) Hydrolysegrad und Aroma Dauer der zweiten Hydrolyse durch Aminopeptidase (Stunden) Zeichenerklärung: B - bitter b - etwas bitter l - mild/leicht fleischartig f - fleischartig F - sehr fleischartig

Beispiel 9

Die gleichen wie für Beispiel 8 beschriebenen Bedingungen und Vorgehensweisen wurden angewandt, allerdings wurde die Aminopeptidase-Dosis reduziert.
Eine 10%-ige Suspension des Sojaproteinisolats wurde 2 Stunden mit Neutralproteinase behandelt, danach hatte sich ein bitteres Aroma entwickelt. Das Sojahydrolysat wurde sodann mit der Aminopeptidase bei 32ºC und pH 7,0 behandelt, wobei 2% bis 50% der in Beispiel 8 verwendeten Dosis eingesetzt wurde (0,034 bis 0,86 Aminopeptidase-Einheiten/Gramm Protein). Bei allen Dosen wurde die Bitterkeit schließlich eliminiert, und es entstanden fleischartige Aromen. Bei der geringsten Dosis (0,034 Aminopeptidase-Einheiten/Gramm Protein) wurde ein Hydrolysegrad (17,3%), der einem nicht bitteren Produkt mit fleischartigem Aroma entsprach, nach 12 Stunden Inkubationszeit erreicht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 aufgelistet.

TABELLE 4

Die Wirkung der Aminopeptidasedosis und der Inkubationszeit auf den Hydrolysegrad von Sojaproteinisolat Aminopeptidaseeinheiten/Gramm Protein % der Gesamtdosis Dauer der Aminopeptidase-Hydrolyse (Stunden)

Beispiel 10

Es wurden die gleichen Bedingungen und Vorgehensweisen wie in Beispiel 1 eingesetzt, mit der Ausnahme, daß Molkenprotein anstelle von Casein eingesetzt und die zweite Stufe der Hydrolyse mit Aminopeptidase bei einem pH-Wert von 7,0 durchgeführt wurde. Nach Hydrolyse mit der Proteinase bildete sich ein bitteres Aroma, es wurde wiederum durch die Aminopeptidase eliminiert. Nach dem Entbittern hatte sich ein mildes Pilzaroma gebildet.
Durch Veränderung der Hydrolysendauer mit Neutralproteinase und/oder Aminopeptidase wurden die optimalen Bedingungen für die Bildung eines milden, nicht bitteren Produkts und für die Entwicklung eines angenehmen Pilzaromas bestimmt.
Ein annehmbares, nicht bitteres Produkt mit einem milden, leicht milchigen Aroma wurde nach 1,5 bis 3,5 Stunden Inkubation mit neutraler Proteinase und anschließender 1,5 bis 2,5-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erhalten. Das entsprach einem Hydrolysegrad zwischen 8 und 10%. Längere Inkubationszeiten führten zur Entwicklung eines milden Pilzaromas. Die angenehmsten Pilzaromen wurden nach 1 ,5 bis 5-stündiger Inkubation mit der Neutralproteinase und anschließender 2,5 bis 8-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erzielt. Das entspricht einem Hydrolysegrad zwischen 9 und 20%. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 aufgelistet.

TABELLE 5

Wirkung der Inkubationszeit mit Neutralproteinase und Aminopeptidase (bei pH 7,0) auf den Hydrolysegrad und die Erzeugung eines Produkts mit entweder mildem oder pilzartigem Aroma aus Molkenprotein. Dauer der ersten Hydrolyse mit Neutralproteinase (Stunden) Hydrolysegrad und Aroma Dauer der zweiten Hydrolyse mit Aminopeptidase (Stunden) Zeichenerklärung: B - bitter b - etwas bitter mi - mild Pi - Pilzaroma

Beispiel 11

Es wurden die gleichen Bedingungen und Vorgehensweisen wie in Beispiel 10 eingesetzt, allerdings wurde die zweite Phase der Hydrolyse mit Aminopeptidase bei einem pH von 5,5 durchgeführt. Auch hier wurde das bittere Aroma durch die Aminopeptidase eliminiert, aber in einem längeren Zeitraum als bei pH 7,0. Selbst längere Inkubationszeiten führten zu einem sehr milden Käsearoma.
Die optimalen Bedingungen für die Herstellung eines milden, nicht bitteren Produkts und die Entwicklung eines milden Käsearomas wurden durch Veränderung der Hydrolysedauer mit Neutralproteinase und/oder Aminopeptidase bestimmt.
Ein akzeptables, nicht bitteres Produkt mit einem milden, leicht milchigen Aroma wurde nach 2 bis 4,5-stündiger Inkubation mit Neutralproteinase und anschließender 2,5-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erhalten. Dies entsprach einem Hydrolysegrad zwischen 8 und 10%. Inkubationszeiten von 2,5 bis 4 Stunden mit Aminopeptidase führten zur Entwicklung eines milden Käsearomas. Dies entspricht einem Hydrolysegrad zwischen 9 und 12%. Inkubationszeiten mit Aminopeptidase von mehr als 6 Stunden führten zu einem stärker fleischartigen Aroma. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 aufgeführt.

TABELLE 6

Wirkung der Inkubationszeit mit Neutralproteinase und Aminopeptidase (bei pH 5,5) auf den Hydrolysegrad und die Herstellung eines mild oder leicht aromatischen Produkts aus Molkenprotein. Dauer der ersten Hydrolyse mit Neutralproteinase (Stunden) Hydrolysegrad und Aroma Dauer der zweiten Hydrolyse mit Aminopeptidase (Stunden) Zeichenerklärung: B - bitter b - leicht bitter mi - mild k - mildes Käsearoma f - mildes Fleischaroma

Beispiel 12

Mit Ausnahme einer Reduzierung der Aminopeptidasedosis, wurde unter den gleichen Bedingungen und nach den gleichen Verfahrensweisen wie in Beispiel 10 gearbeitet.
Eine 10%-ige Molkenproteinsuspension wurde 2 Stunden mit Neutralproteinase behandelt, wonach sich ein bitterer Geschmack entwickelt hatte. Das Molkenhydrolysat wurde sodann bei pH 7,0 und 32ºC mit Aminopeptidase behandelt, wobei 2% bis 50% der Dosis aus Beispiel 10 eingesetzt wurde (0,034 bis 0,86 Aminopeptidase-Einheiten/Gramm Protein). Bei einer Dosis von 0,086 Aminopeptidase-Einheiten/Gramm Protein (20% der Gesamtdosis) wurde nach 8 Stunden Inkubation ein Hydrolysegrad (12,3%) erreicht, der einem nicht bitteren, milden Produkt entspricht. Der Hydrolysegrad (18,4%), der einem Pilzaroma entspricht, wurde nach 30 Stunden Inkubation mit Aminopeptidase erreicht. Bei der niedrigsten Aminopeptidasedosis (0,034 Einheiten/Gramm Protein) wurde nach einer 30-stündigen Inkubation (HG 12,6%) ein nicht bitteres Produkt erhalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt.

TABELLE 7

Auswirkung der Aminopeptidasedosis und der Inkubationszeit auf den Hydrolysegrad von Molkenprotein Aminopeptidaseeinheiten/Gramm Protein % der Gesamtdosis Dauer der Aminopeptidase-Hydrolyse (Stunden)

Beispiel 13

Verfahren zur enzymatischen Hydrolyse von Molkenprotein, wodurch lösliche Peptide mit einer Größenverteilung von 2 bis 15 Aminosäureresten entstehen, die einen hohen Nährwert und ein zufriedenstellendes Aroma aufweisen.
Es wurde unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 10 gearbeitet. Die Anfangshydrolyse durch Neutralproteinase war nach 2 Stunden durch Erwärmung beendet. Es wurde Aminopeptidase zugefügt (1,72 Aminopeptidase-Einheiten/Gramm Protein) und die Hydrolyse weitere 3 Stunden fortgeführt. Wahlweise kann auch eine geringere Aminopeptidasedosis eingesetzt (0,086 Aminopeptidase-Einheiten/Gramm Protein) und die Inkubation 12 Stunden fortgeführt werden. In jedem Fall betrug der Endhydrolysegrad etwa 14%.
Das Molkenproteinhydrolysat wurde danach 5 Minuten auf 65ºC erwärmt und zentrifugiert, um das unlösliche Material zu entfernen.
Die Peptid-Größenverteilung des löslichen Anteils wurde durch schnellen Atombeschuß massenspektrometrisch bestimmt. Durch diese Technik wurde die Anwesenheit von Peptiden in der Größenordnung von 350 bis 1100 Daltons gezeigt. Durch Elektrophorese mit Polyacrylamidgel (enthaltend Natriumdodecylsulfat) wurde die Abwesenheit von nennenswerten Mengen an Protein und größeren Peptiden nachgewiesen.

Beispiel 14

Anstelle von Casein wurde Weizengluten eingesetzt, im übrigen stimmten Bedingungen und Vorgehensweisen mit denen in Beispiel 1 überein. In der Anfangsphase der Hydrolyse wurde ein höherer Proteinaseanteil von 0,015 Anson-Einheiten/ml eingesetzt. Die zweite Hydrolysephase mit Aminopeptidase wurde bei einem pH von 7,0 durchgeführt. Nach der Hydrolyse mit Proteinase stellte sich ein bitteres Aroma ein, das durch die Aminopeptidase wiederum eliminiert wurde. Nach dem Entbittern bildete sich ein fleischartiges Aroma. Das Endprodukt wies ein rindfleischähnliches Aroma auf.
Die Hydrolysendauer mit Neutralproteinase und/oder Aminopeptidase wurde verändert, um die optimalen Bedingungen für die Entstehung eines angenehmen rindfleischähnlichen Aromas zu bestimmen.
Ein akzeptables, nicht bitteres Produkt mit einem milden fleischartigen Aroma wurde nach 1/2 bis 1 Stunde Inkubation mit Neutralproteinase und 1 bis 5 Stunden Inkubation mit Aminopeptidase erhalten. Das entsprach einem Hydrolysegrad zwischen 20 und 26%. Längere Inkubationszeiten führten zur Bildung eines stark fleischartigen, rindfleischähnlichen Aromas. Die angenehmsten Fleischaromen wurden nach 2 bis 3-stündiger Inkubation mit Neutralproteinase und anschließender 3 bis 5-stündiger Inkubation mit Aminopeptidase erzielt. Das entspricht einem Hydrolysegrad von etwa 28%. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 aufgeführt.

TABELLE 8

Wirkung der Inkubationszeit mit Neutralproteinase und Aminopeptidase auf den Hydrolysegrad und die Bildung von Fleischaromen aus Weizengluten. Dauer der ersten Hydrolyse mit neutraler Proteinase (Stunden) Hydrolysegrad und Aroma Dauer der zweiten Hydrolyse durch Aminopeptidase (Stunden) Zeichenerklärung: B - bitter b - leicht bitter l - mild/leicht fleischartig f - fleischartig F - sehr fleischartig

Beispiele 15, 16, 17, 18 und 19

Die oben beschriebenen Bedingungen und Vorgehensweisen wurden eingesetzt; anstelle der oben genannten Proteine wurden jedoch die folgenden proteinhaltigen Materialien eingesetzt: Maiszein; Pruteen (eingetragenes WZ); Blut (Hämoglobin); Instant-Kartoffelmischung; Hefeextrakt (bei den beiden letztgenannten Stoffen handelte es sich um Lebensmittel für den Endverbraucher, das Hämoglobin war das Substrat zur Untersuchung des Neutralproteinaseenzyms). Bei den Proteinhydrolysaten war der bittere Geschmack im Vergleich zu den anderen Beispielen weniger intensiv, aber auch hier verschwand er nach Fortführung der Hydrolyse mit der Aminopeptidase-Enzymzubereitung vollständig.
Der endgültige Geschmack der Hydrolysate ähnelte dem der nicht hydrolysierten Ausgangsmaterialien, er war jedoch ausgeprägter.

Claims

1. Verfahren zur Aromamodifizierung eines proteinartigen Einsatzmaterials, bei dem

(a) das Ausgangsmaterial einer primären enzymatischen Hydrolyse mit einer Proteinase unterzogen wird, um ein bitteres Primärhydrolysat bereitzustellen und

(b) das entstandene Primärhydrolysat einer sekundären enzymatischen Hydrolyse mit einem Extrakt, welches ein vom Bakterium Streptococcus lactis ableitbares entbitterndes Aminopeptidaseenzym enthält, unterzogen wird,

wobei der Gesamthydrolysegrad des entstandenen Sekundärhydrolysats derart ist, daß Bitterstoffe im Primärhydrolysat zumindest in geschmacksneutrale Stoffe umgewandelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste und zweite Hydrolyse gleichzeitig durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die erste und zweite Hydrolyse nacheinander durchgeführt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Proteinase eine Endoproteinase ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Aminopeptidase vom Bakterium Streptococcus lactis abstammt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Primär- und Sekundärhydrolyse in wäßriger Lösung bei einer Temperatur zwischen 10 und 50ºC durchgeführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Primär- und Sekundärhydrolyse in wäßriger Lösung bei einem pH-Wert zwischen 5 und 9,5 durchgeführt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Menge des beim zweiten Hydrolyseschritt eingesetzten Ausgangsmaterials 0,03 bis 5,0, vorzugsweise 0,3 bis 5,0 und besonders bevorzugt 1,0 bis 2,5 Aminopeptidase-Einheiten pro Gramm beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der proteinhaltige Einsatzstoff Casein ist und die im zweiten Hydrolyseschritt eingesetzte Einsatzmenge 0,3 bis 5,0, vorzugsweise 1,0 bis 2,5 Aminopeptidase-Einheiten pro Gramm beträgt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem das Produkt der Sekundärhydrolyse ferner mit einer Lipase und einem Ausgangsstoff eines eßbaren Fetts inkubiert wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem das proteinartige Einsatzmaterial ausgewählt ist aus Soja- und anderen Bohnenproteinen, Gluten, Molkeneiweiß, Casein, Hämoglobin, Hefeextrakt, Getreideproteinen, Milch, Milchpulver, Magermilch, Kartoffelextrakten und von Mikroben stammenden Proteinen.