DE3877503T2 - Herstellung eines aromas. - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung einer Aromasubstanz, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer Aromasubstanz mit Blauschimmelkäsearoma.
- Es wurden bereits Verfahren zur Herstellung von Aromen, wie Blauschimmelkäsearomen, mit Hilfe einer Submerskulturfermentation von Medien beschrieben, die Milchmaterialien und Fette oder Öle enthielten, und zwar unter Verwendung von Kulturen von Penicillium roqueforti, z.B. USP 4133895, USP 3100153, USP 3072488 und britisches Patent 1361817. In den in diesen Patenten beschriebenen Verfahren ist die Anwesenheit von Milchprodukten, wie Vollmilch, Magermilch, Sahne, Bruch oder Molke, erforderlich und die Fermentierstufe dauert wenigstens zwei Tage. Die DD-A-208545 beschreibt die Herstellung eines Käsearomas durch Fermentieren einer Flüssigkeit, die aus einem Pepton oder einer anderen Stickstoffguelle, einem Kohlenhydrat und Salz besteht, wobei ein Fett, Öl oder eine Fettsäure als Trägersubstanz verwendet wird. Die FR-A-1236235 beschreibt die Herstellung eines Ketons aus einer Fettsäure durch Fermentation mit P.roqueforti-Sporen für zwei Stunden.
- Wir haben überraschenderweise gefunden, daß gute Ausbeuten an Blauschimmelkäse-Aromasubstanzen mit Hilfe einer Submerskulturfermentation von freien Fettsäuren oder deren Salzen in der Abwesenheit von Milchprodukten erhalten werden können, wobei die Fermentationsstufe beträchtlich weniger als 24 Stunden dauert.
- Demgemäß wird durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Blauschimmelkäse-Aromasubstanz geschaffen, das das Fermentieren von freien C&sub4;-C&sub5;-Fettsäuren oder deren Salzen unter Rühren in einem Kulturmedium umfaßt, das mit Penicillium roqueforti geimpft ist, und zwar unter aeroben Submersbedingungen in Abwesenheit von Milchprodukten für einen Zeitraum von wenigstens 6 Stunden bis zu 30 Stunden, und durch Pasteurisieren des erhaltenen flüssigen Produkts. Vorteilhafterweise werden die freien Fettsäuren oder deren Salze dadurch hergestellt, daß man ein Fett oder Öl tierischer oder pflanzlicher Herkunft hydrolysiert.
- Während der Fermentation werden die freien Fettsäuren oder deren Salze zu Methylketonen metabolisiert, die einen Teil der dominierenden flüchtigen Aromastoffe von Blauschimmelkäse bilden.
- Die Fettsäuren oder deren Salze sind vorzugsweise C&sub6;-C&sub1;&sub2;- Fettsäuren.
- Die Belüftung wird auf bequeme Weise dadurch erreicht, daß man Luft durch das Kulturmedium leitet, beispielsweise mit einer Durchflußgeschwindigkeit von 200 bis 1500 cm³/min, vorzugsweise von 400 bis 1200 cm³/min und insbesondere von 600 bis 1000 cm³/min.
- Obwohl die Menge der freien Fettsäuren oder deren Salze, wie sie in dem Kulturmedium verwendet werden, beispielsweise bis zu 10 Gew.-% betragen kann, kann das gewünschte Aroma mit sehr viel geringeren Mengen erhalten werden, beispielsweise von 0,5 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,75 bis 4 Gew.-% und insbesondere von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kulturmediums.
- Die freien Fettsäuren oder deren Salze können in das Kulturmedium in Form der Mischung eingearbeitet werden, die durch Hydrolyse des Öls oder Fetts erhalten wird, die Fettsäuren und. deren Salze, nicht hydrolysiertes Öl und Wasser umfaßt.
- Das Kulturmedium enthält ebenfalls Wasser, wobei die Gesamtmenge des Wassers geeigneterweise von 50 bis 95 Gew.-% und vorzugsweise von 70 bis 80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kulturmediums, beträgt. Das Kulturmedium kann gegebenenfalls auch Natriumcitrat in einer Menge von beispielsweise bis zu 4 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 bis 1,0 Gew.-%, sowie Dextrose in einer Menge von beispielsweise bis zu 6 Gew.-% und vorzugsweise von 0,5 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kulturmediums, enthalten.
- Die Fermentation kann entweder in einem sterilisierbaren Fermenter oder einem keimfreien geschlossenen ummantelten Behälter durchgeführt werden. Wenn ein keimfreier geschlossener ummantelter Behälter verwendet wird, sollte das Wasser zuerst sterilisiert werden, beispielsweise durch Kochen.
- Der pH der Fermentationsmischung kann beispielsweise von 4,0 bis 8,0 betragen, vorzugsweise von 5,0 bis 7,0 und insbesondere von 5,9 bis 6,1.
- Obwohl bei der Fermentation Penicillium roqueforti-Mycele verwendet werden können, sind die Sporen bevorzugt, da das Mycelstadium eine Neigung aufweist, die Methylketone weiter zu metabolisieren, während das Sporenstadium das nicht tut, und weil außerdem die Mycele gegenüber einer Fettsäuretoxizität empfindlicher sind als die Sporen. Die Sporen werden vorzugsweise in einer Menge von 1 x 10&sup6; bis 8 x 10&sup8; Sporen/g und üblicherweise von 4 bis 6 x 10&sup8; Sporen/g verwendet. Sie können geeigneterweise in einer Konzentration von 1 bis 6 g/100 ml und vorzugsweise von 3 bis 5 g/100 ml während der Fermentation verwendet werden. Die Sporen können gewünschtenfalls kultiviert und dann unter Bildung eines Pellets zentrifugiert werden, das als Impfmittel verwendet werden kann, oder sie können auf Brotkrümeln verwendet werden.
- Obwohl Methylketone gaschromatographisch schon nach 3 Stunden nachgewiesen werden können, läßt man die Fermentation für einen Zeitraum von 6 bis 30 Stunden ablaufen, wobei eine Dauer von 8 bis 24 Stunden üblicherweise die optimale Aromaproduktion gewährleistet.
- Durch das Fermentationsverfahren wird ein flüssiges Produkt erhalten, das auf irgendeine herkömmliche Methode pasteurisiert werden kann, um Penicillium roqueforti zu desaktivieren, beispielsweise durch eine Hochtemperatur-Kurzzeit-Behandlung. Das flüssige Produkt kann dann in die Öl- und Wasserfraktionen aufgetrennt werden, und die Ölfraktion, die den Großteil der Methylketone enthält, kann als solche als das Aromamittel verwendet werden. Alternativ dazu kann das flüssige Produkt nach der Pasteurisierung in eine Paste überführt werden, indem man das Aroma auf herkömmliche Weise, wie beispielsweise durch Umkehrosmose oder Abstreifen flüchtiger Stoffe, konzentriert und dann als solches oder in Mischung mit Milchfeststoffen als Aroma verwendet. Gemäß einer anderen Variation kann das flüssige Produkt nach dem Pasteurisieren unter Verwendung von Trägern, wie Maltodextrinen oder Milchfeststoffen usw., sprühgetrocknet und als Aroma verwendet werden.
- Das Fett oder Öl, aus dem die Fettsäuren hydrolytisch hergestellt werden, kann tierischen Ursprungs sein, wie beispielsweise Butter, Fett aus Milch, oder ein Pflanzenfett, vorzugsweise Kokosnußöl. Vorteilhafterweise enthält das Fett Fettsäuren mit niedrigeren bis mittleren Kettenlängen, d.h. C&sub4;-C&sub1;&sub4;-Fettsäuren, und insbesondere C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Fettsäuren.
- Das Fett oder Öl kann auf irgendeine herkömmliche Weise hydrolysiert werden, beispielsweise chemisch unter Verwendung von NaOH, enzymatisch unter Verwendung von Lipasen oder unter Einwirkung von Hochtemperatur und Druck, um die freien Fettsäuren zu erzeugen. Das bevorzugte Enzym ist ein solches, das C&sub4;-C&sub1;&sub4;-Fettsäuren aus Ölen oder Fetten freisetzt. Sie können aus den folgenden Mikroorganismen erhalten werden: Mucor sp., Aspergillus niger, Rhizopus oryzae, Candida cylindracea, Penicillum sp., oder sie können tierischen Ursprungs sein, wie beispielsweise Pancreaslipase aus Schweinepancreas. Das bevorzugte Verfahren der Lipolyse besteht darin, eine Lipase zu verwenden, die aus Rhizopus oryzae stammt.
- Die bei der Enzymhydrolyse verwendete Menge an Öl oder Fett kann von 5 bis 25 Gew.-% und vorzugsweise von 15 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, betragen, wobei die Menge an Wasser von 75 bis 95 Gew.-% und vorzugsweise von 80 bis 85 Gew.-% betragen kann. Die Menge des Enzyms beträgt geeigneterweise von 0,025 bis 0,25 Gew.-% und vorzugsweise von 0,05 bis 0,15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Hydrolysereaktionsmediums. Die Hydrolysezeit, -temperatur und der pH hängen von dem jeweiligen verwendeten Enzym ab, wobei jedoch typischerweise die Zeiten im Bereich von 0,5 bis 2,0 Stunden liegen, die Temperaturen von 25ºC bis 45ºC betragen und der pH im Bereich von 4 bis 8 liegt. Wenn man eine Lipase Verwendet, die aus Rhizopus oryzae stammt, beträgt die bevorzugte Temperatur von 35 bis 40ºC, die bevorzugte Zeit von 45 bis 75 Minuten, und der pH wird vorzugsweise auf einem Wert von 6,5 bis 7,5 gehalten, wobei man einen Puffer, wie Natriumhydroxid oder ein Phosphat usw., verwendet. Die Verwendung von Natriumhydroxid ist zur Herstellung der Natriumsalze der Fettsäuren bevorzugt. Nach der Hydrolyse wird das hydrolysierte Öl oder Fett geeigneterweise wärmebehandelt, um das Enzym zu desaktivieren. Irgendein herkömmliches Wärmebehandlungsverfahren kann angewandt werden, beispielsweise eine Hochtemperatur-Kurzzeit- Behandlung. Durch dieses Hydrolyseverfahren wird eine Mischung erhalten, die das hydrolysierte Fett oder Öl normalerweise zusammen mit etwa 40 bis 60 % unhydrolysiertem Öl in Wasser enthält, die vorteilhaft als Fettsäurequelle für das Fermentierverfahren in dem Kulturmedium, gewünschtenfalls nach Abtrennung von dem unhydrolysierten Öl, verwendet werden kann.
- Die folgenden Beispiele illustrieren die vorliegende Erfindung noch weiter. Teile und Prozentangabe sind in Gewicht, es sei denn es ist etwas anderes angegeben.
- 17 Teile Kokosnußöl wurden auf 35 bis 40ºC erhitzt. Dann wurden zu dem Kokosnußöl 79 Teile Wasser zugesetzt. Diese Mischung wurde auf 37ºC erhitzt. Eine Aufschlämmung aus 4 Teilen Wasser und 0,1 Teilen Lipase (aus Rhizopus oryzae) wurde zu der Öl/Wasser-Mischung zugesetzt. Diese Mischung wurde in einem offenen Behälter gerührt, wobei man ein Polytron, von der Tekmar Company, bei 37ºC für eine Stunde verwendete. Der pH wurde überwacht und mit 5 bis 10 Teilen einer 25%igen NaOH-Lösung während der ganzen Reaktion auf 7,0 gehalten. Die Temperatur wurde auf 100ºC erhöht und 7 bis 15 Minuten auf 100ºC gehalten, und zwar in Abhängigkeit von der Probengröße, um die Lipase zu desaktivieren. Die Mischung aus hydrolysiertem Öl und Wasser wird dann in dem Verfahren zur Herstellung eines Blauschimmelkäse-Aromas verwendet.
- Eine Mischung aus 0,5 Teilen Dextrose, 0,5 Teilen Natriumcitrat und 20 Teilen Wasser wurde hergestellt und durch ein Sterilfilter (0,45 m) vakuumfiltriert. 4 Teile Penicillium roqueforti-Sporen (getrocknet auf Brotkrümeln - Midwest Blue Mold - Dairyland Food Labs) wurden zu der Sterilfiltratmischung zugesetzt, die geschüttelt wurde, um die Sporen unter Herstellung einer Aufschlämmung in dem Wasser zu dispergieren.
- 17 Teile aus hydrolysiertem Kokosnußöl/Wasser aus Teil A dieses Beispiels, die 14 Teile Wasser, 1,5 Teile freie Fettsäuren oder Salze davon und 1,5 Teil unhydrolysiertes Öl umfaßten, wurden mit 57,60 Teilen Wasser vermischt und entweder in einen sterilisierbaren Fermenter oder einen keimfreien geschlossenen Mantelbehälter gegeben. (Bei der Zugabe in einen keimfreien geschlossenen Mantelbehälter soll das Wasser sterilisiert sein, z.B. durch Abkochen.) Die Mischung, deren Temperatur 30ºC betrug, wurde gerührt, während man die Penicillium roqueforti-Sporenaufschlämmung, die in Teil B dieses Beispiels hergestellt worden war, langsam zu dem Behälter zusetzte. Der pH der Reaktionsmischung wurde festgestellt, und wenn er nicht bei pH 6,0 ± 0,1 lag, wurde der pH unter Verwendung von 50%iger NaOH, wenn die Lösung sauer war, oder unter Verwendung von 33%iger HCl, wenn die Lösung basisch war, auf 6,0 eingestellt.
- Die Belüftung führte man dem Behälter in einer Durchflußmenge von 800 cm³/min Liter Substrat zu. (Der Behälter wies eine andere Öffnung auf, so daß sich kein Druck aufbaute, jedoch ein positiver Luftstrom aufrechterhalten wurde.) Man ließ die Reaktion 8 Stunden laufen, wobei man die Temperatur des Produkts bei 30ºC hielt, wobei die Belüftung und das Rühren während des gesamten achtstündigen Zeitraums fortgesetzt wurde. Bei Ablauf des achtstündigen Zeitraums wurde das Produkt zentrifugiert oder dekantiert, um die Brotkrümel zu entfernen, auf die die Sporen aufgeimpft waren, und dann getrocknet. Das flüssige Produkt wurde dann durch Hochtemperatur-Kurzzeit-Behandlung pasteurisiert, um die Sporen von Penicillium roqueforti zu desaktivieren. Das Produkt wurde in die Öl- und Wasserfraktionen aufgetrennt. Die Ölschicht enthielt die Hauptmenge der Aromaverbindungen (Methylketone) und kann als solche als Aromamittel verwendet werden.
- Man folgte einer ähnlichen Arbeitsweise wie der in Beispiel 1 beschrieben, wobei jedoch diesmal das pasteurisierte Produkt aus Teil C in eine Paste überführt wurde, in dem man das Aroma auf herkömmliche Weise, wie beispielsweise mittels Umkehrosmose, Abstreifen flüchtiger Stoffe usw, konzentrierte, und diese wurde als solche oder in einer Mischung mit Milchfeststoffen als Aroma verwendet.
- Man folgte einer ähnlichen Arbeitsweise wie der in Beispiel 1 beschrieben, wobei jedoch das pasteurisierte Produkt aus Teil C sprühgetrocknet wurde, wobei man Träger, wie Maltodextrine, Milchfeststoff usw, verwendete.
Claims (16)
1. Verfahren zur Herstellung einer Blauschimmelkäse-
Aromasubstanz, das das Fermentieren freier
C&sub4;-C&sub1;&sub4;-Fettsäuren oder deren Salze unter Rühren in einem Kulturmedium,
das mit Penicillium roqueforti beimpft ist, unter aeroben
Submersbedingungen in Abwesenheit von Milchprodukten für
einen Zeitraum von wenigstens 6 Stunden bis zu 30 Stunden,
und das Pasteurisieren des erhaltenen flüssigen Produkts
umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Fettsäuren oder deren Salze C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Fettsäuren sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Fettsäuren oder deren Salze dadurch
hergestellt werden, daß man ein Fett oder Öl von tierischer oder
pflanzlicher Herkunft hydrolysiert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fett oder Öl C&sub4;-C&sub1;&sub4;-Fettsäuren enthält.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fett oder Öl C&sub6;-C&sub1;&sub2;-Fettsäuren enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Belüftung dadurch erreicht, daß man durch das
Kulturmedium Luft mit einer Durchflußgeschwindigkeit von
200 bis 1500 cm³/min hindurchleitet.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge der in dem Kulturmedium verwendeten freien
Fettsäuren von 0,5 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Kulturmediums, beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die freien Fettsäuren oder deren Salze in das
Kulturmedium in Form der Mischung eingearbeitet werden, die durch
die Hydrolyse eines Öls oder Fetts erhalten wurde und die
Fettsäuren oder deren Salze, unhydrolysiertes Öl und Wasser
enthält.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gesamtmenge an Wasser in dem Kulturmedium von 50
bis 95 % beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kulturmedium bis zu 4 Gew.-% Natriumcitrat enthält.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kulturmedium bis zu 6 Gew.-% Dextrose enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der pH der Fermentationsmischung von 5,0 bis 7,0
beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Sporen von Penicillium roqueforti verwendet.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die Sporen von Penicillium roqueforti in einer
Menge von 1 x 10&sup6; bis 8 x 10&sup8; Sporen/g bei einer
Konzentration von 1 bis 6 g/100 ml verwendet.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dauer der Fermentation von 6 bis 72 Stunden
beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man das durch den Fermentationsprozess erzeugte
flüssige Produkt pasteurisiert, um Penicillium roqueforti zu
desaktivieren.
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