DE3883320T2

DE3883320T2 - Verfahren zur Herstellung einer stabilen bakteriellen Zusammensetzung und Verfahren zur Brotbereitung unter Verwendung dieser Zusammensetzung.

Info

Publication number: DE3883320T2
Application number: DE88305205T
Authority: DE
Inventors: Pieter Marie Klapwijk; Jurgen Klempp; Rhee Renee Van
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Corbion Group Netherlands BV
Priority date: 1987-06-10
Filing date: 1988-06-08
Publication date: 1994-01-05
Anticipated expiration: 2008-06-09
Also published as: AU1745888A; JPS6430579A; CA1333888C; SE503061C2; FI882625A; ATE93270T1; FI98641B; DE3883320D1; JPH0757179B2; SE8802165D0; DK313888D0; GB8713601D0; FI98641C; DK313888A; SE8802165L; GB8813551D0; AU607771B2; ZA884173B; EP0298605A1; FI882625A0

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Mikroflora-Trägerzusammensetzungen, die für in der Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie und in der Landwirtschaft angewendete Fermenationsverfahren, insbesondere zur Brotbereitung nach dem Sauerteigverfahren, geeignet sind. Die Erfindung führt zu einer verbesserten Lactobacillus-Flora auf einem Träger zur Verwendung in derartigen Verfahren.
Die Fermenation spielt in vielen Lebensmittelindustrien einschließlich der Herstellung von Tiernahrung eine wesentliche Rolle. Entsprechend den Anforderungen werden unterschiedliche Mikroorganismen verwendet. So werden z.B. Hefezellen in Bäckereien und Brauereien eingesetzt.
Bevor man Brot aus Weizenmehl bäckt, wird der Teig, aus dem es hergestellt wird, gewöhnlich durch die Bildung von Gas, das in Blasen im Teig eingeschlossen ist und durch biologische oder chemische Wirkung gebildet wird, belüftet. Gewöhnlich wird Bäckerhefe für diesen Aufgehvorgang verwendet. Beim Backen expandiert das Gas weiter, während die ständige Wärme eine weitere Gasbildungswirkung unterbindet und die die Gasblasen umgebenden Teigschichten hart werden mit dem Effekt, daß das gebackene Brot die Form des aufgegangenen Teigs im wesentlichen bewahrt. Hefe ist ein eukaryotischer Organismus, der aufgrund der durch das Vorliegen einer Cellulose-Zellwand erzeugten robusten Struktur leicht in Form von getrockneter Instanthefe mit langer Lebensdauer bereitgestellt werden kann, aus der er zur Verwendung leicht aktiviert wird.
Obgleich die Einführung von Hefe in den Vorteig, aus dem der Teig hergestellt wird, durch Fennentation eine ausreichende Kohlendioxidquelle zum Aufgehen des Teiges ist, erfordern manche Brotsorten aus Geschmacks- und/ oder Texturgründen Säure. Insbesondere beim Backen von Roggenbrot oder gemischten Weizen- und Roggenbrot sind eine Säurebildung und eine pH-Verminderung, insbesondere unter pH 5, nötig, um die Amylaseaktivität im Teig zu unterdrücken und den Geschmack des Produktes zu verbessern. Hefe bildet jedoch keine Säure, und Roggenbrote werden traditionell nach dem Sauerteigverfahren gebacken. Ahnlich wie bei der Herstellung vieler Molkerei- und anderer Lebensmittelprodukte hängt diese Wirkung daher von der Entwicklung einer Bakterienflora ab, die im wesentlichen aus einem Bereich von Milchsäurebakterien besteht, der die Fermentationswirkung ergibt. In vielen anderen Beispielen in der Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie hängen Konservierung, Aroma und die physikalsiche Struktur des Produktes von der Verwendung aktiver Milchsäurebakterien ab.
Milchsäurebakterien sind mit Hefe überhaupt nicht verwandt. Sie sind Prokaryoten, die Zellen sind viel kleiner bei unterschiedlichen Wachstumserfordernissen, und die Zellwandstruktur ist grundsätzlich verschieden. Eines der technologischen Hindernisse besteht darin, daß Milchsäurebakterien in der gleichen Form wie Trockenhefe oder Preßhefe bisher nicht verfügbar sind, und die Konzentration der Zellen von Milchsäurebakterien auf eine hohe Dichte, z.B. durch Zentrifugieren, sehr schwierig ist.
Aufgrund dieser Schwierigkeiten beim traditionellen Sauerteig-Backverfahren wird jeder nachfolgenden Teigcharge ein Teil des alten Sauerteigs aus der vorhergehenden Teigcharge einverleibt. Die derartige Verwendung aufeinanderfolgender Generationen von Sauerteig führt zu unvorhersagbaren Variationen in der Zusammensetzung der fermentativen Lactobacillus-Flora. Dieser Effekt wird durch Veränderungen in der Zusammensetzung der Rohmaterialien, durch Fluktuationen in den Umgebungstemperaturen und durch sorglose Handhabung noch weiter verstärkt. Variationen in der Fermenation können das Aroma und das Aussehen des Brotes beeinträchtigen, und das Verfahren ist insgesamt weniger bequem.
Häufiger werden Fermenationen mit Milchsäurebakterien durch die Zugabe sogenannter Starterkulturen eingeleitet. Starterkulturen sind Konzentrate von Milchsäurebakterien, die als direkter Zusatz zum Lebensmittel oder nach Subkultivierung und Vermehrung in der Fabrik verwendet werden können. Starterkulturen werden gewöhnlich in einer von zwei Formen angeboten:
1) Als tiefgefrorenes Konzentrat, das 10¹&sup0; Zellen prog oder mehr enthält. Dies erfordert die Verteilung und Lagerung bei extrem niedrigen Temperaturen unterhalb von -30 C. Eine spezielle Art von Gefrierschrank ist in der Anlage des Endverwenders nötig. Dies beschränkt die Anwendung auf die großtechnische Verwendung, wie in modernen Molkereien.
2) Als gefriergetrocknetes Pulver. Die Gefriertrocknung oder Lyophilisierung ist ein kostspieliges Verfahren und nur auf eine begrenzte Anzahl von Stämmen anwendbar. Daher werden gefriergetrocknete Pulver nur in begrenztem Maß verwendet.
Die Sprühtrocknung ist unbefriedigend, da die Bakterien bei den angewendeten hohen Temperaturen geschädigt oder abgetötet werden. In der Praxis ist die Gefriertrocknung für diesen Zweck viel zu teuer. Die Kosten einer Trocknung sind bei Milchsäurebakterien noch kritischer als bei Hefe, da es aufgrund ihrer physiologischen Eigenschaften und Wachstumserfordernissen immer teurer sein wird, die gleiche Menge an Milchsäurebakterien-Biomasse zu züchten.
In EPO131114 ist vorgeschlagen worden, ein nasses Konzentrat von Milchsäurebakterien mit einem pulverigen Träger, z.B. Magermilchpulver oder Mehl, zu mischen und zur genügenden Senkung des Feuchtigkeitsgehaltes nachzutrocknen. Dieses Verfahren erfolgt in einem Wirbelbett. So werden die Zellen eine gewisse Zeit relativ hohen Temperaturen ausgesetzt. Eine niedrigere Temperatur zur Minimierung dieses schädigenden Effektes ist unwirtschaftlich, da Luft eines sehr niedrigen Taupuhktes nötig ist, um ausreichend Trocknungsaktivität zu erzeugen.
Nach dem Verfahren, das zur Verwendung dieser früher vorgeschlagenen Starterkultur bei der Sauerteig-Brotbereitung beschrieben wurde, muß zuerst eine für einen Wochenbedarf ausreichende Charge Sauerteig hergestellt werden, bevor der Backvorgang für die Woche beginnen kann, wobei ein täglicher Anteil des fermentierten Sauerteiges dem vorher hergestellten Wochenvorrat entnommen wird. Dieser vorbereitende Arbeitsgang ist langsam, dauert bis zu 48 h und erfordert ein spezielles ausreichend großes Fermentergefäß zur Bereitung einer wöchentlichen Sauerteigcharge und um eine Steuerung der Fermentationsbedingungen aufrechterhalten zu können. Dessen ungeachtet können Variationen in der Bakterienflora bei deren Entwicklung während der Woche mit der Möglichkeit von Beeinträchtigungen der Qualität der später hergestellten Brotchargen auftreten.
Die Wasseraktivität ist für das Wachstumsverfahren jedes Mikroorganismus von Bedeutung. Die Zellaktivität wird durch hohe Wasseraktivitäten begünstigt geringere Wasseraktivitäten verlangsamen die Stoffwechselaktivität. Extreme Bedingungen töten Zellen, die jedoch sehr lange Zeit überleben, wenn sie wirklich trocken sind. Unter diesen Bedingungen schlafen die Zellen; es erfolgt kein Stoffwechsel.
Während jedes Trocknungsverfahrens werden die Zellen aus einem sehr nassen in einen sehr trockenen Zustand gebracht. Die Zwischenstadien der Wasseraktivität haben eine negative Wirkung auf die Zellen. Daher ist es wichtig, daß der Übergang von sehr naß zu trocken möglichst schnell erfolgt. Ferner sollten andere ungünstige Bedingungen, wie Temperaturerhöhungen oder niedrige Temperaturen (wie während der Sprühtrocknung) und Eiskristalle (Gefriertrocknung), vermieden werden.
Ungeachtet der ursprünglich in die Aufschlämmung eingeführten hohen lebensfähigen Zählung (Zahl lebensfähiger Individuen) verringert die Wirkung einer Trocknung in einer warmen Atmosphäre unweigerlich die lebensfähige Zählung, und beim Verpacken ist große Sorgfalt nötig, um einen übermäßigen Verlust an Lebensfähigkeit vor der Verwendung zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung befriedigt das Bedürfnis nach einem verbesserten Verfahren zur Herstellung von trockenen, umgebungsstabilen Präparaten von Milchsäurebakterien, die die Lagerbedingungen in kleinen Lebensmittelfirmen und zusätzlich in landwirtschaftlichen Betrieben und Großbäckereien überleben können, und insbesondere nach Herstellung einer stabilen, lebensfähigen, getrockneten Impfkultur, die beim Sauerteigverfahren der Brotbereitung ebenso leicht zu handhaben ist wie moderne getrocknete Bäckerhefe.
Daher stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Mikroflora-Trägerzusammensetzung mit verbesserter Umgebungsstabilität bereit, die zur Verwendung als Impfkultur geeignet ist, deren Bestandteile mindestens teilweise einen inerten, unterteilten Träger und eine wäßrige Mikroflora-Suspension umfassen, wobei die Zusammensetzung aufgrund ihres Wassergehaltes und der Verhältnisses der Bestandteile eine niedrige Wasseraktivität hat, während sie eine Menge eines vorher ausgewählten Zuckers enthält, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
(1) Herstellen einer wäßrigen Dispersion der Mikroflora mit einer Konzentration von 2 bis 10 Gew.-%,
(2) Zugeben mindestens eines Zuckers, ausgewählt aus der aus Saccharose, Maltose und Glucose bestehenden Gruppe, zur Dispersion von (1),
(3) Trocknen eines Trägermaterials auf einen Wassergehalt van weniger als 5 Gew.-%,
(4) Mischen des getrockneten Trägers von (3) mit der wäßrigen Dispersion von (2) zur Erzielung einer Zusammensetzung einer Wasseraktivität von 0,3 oder darunter und eines Zuckergehaltes von 0,1 bis 10 Gew.-%.
Der biologische Vorteil der Vortrocknung besteht darin, daß in keinem Stadium des Verfahrens die in den meisten Fällen mesophilen Zellen erhöhten Temperaturen über etwa 30ºC unterworfen werden und eine Hitzeschädigung vermieden wird, die sich nicht notwendigerweise im Zelltod mit letaler Wirkung sondern in subletalen Effekten zeigt, die die Funktionalität der Zellen durch Enzyminaktivierung und Membranpermeabilität senken.
Vorzugsweise wird Mehl, z.B. Roggenmehl, oder ein anderer Träger auf einen Wassergehalt unter 5 %, insbesondere unter 1 %, vorgetrocknet.
Aus DE 462 254 ist es bekannt, daß durch Verwendung eines Trocknungsmittels Feuchtigkeit in Mikroflora-Trägerzusammensetzungen gebunden werden kann, was zu getrockneten Zusammensetzungen führt.
DE 481 614 offenbart Sauerteigkulturen, in welchen wasserbindende Verbindungen zur Bereitstellung trockener Zusammensetzungen verwendet werden.
Ein ähnliches Verfahren wird in DE 481 615 offenbart. Nach diesem Patent können der Mischung jedoch auch Zucker, wie Dextrose, Invertzucker oder Malzextrakt, einverleibt werden. Auf diese Weise wird eine Krustenbildung vermieden. Aus S.E. Gilliland, Bacterial Starter Cultures for Foods, CRC- Press Inc. (1985), Seite 155, ist es bekannt, daß die Zugabe von Mononatriumglutamat, Lactose oder Saccharose den Kulturen von Lactobacilli einen gewissen Schutz verleihen könnte.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß - obwohl Mikroorganismen auf einem Träger bei üblichen Trocknungsverfahren einschließlich von Wirbelbett-Trocknungsverfahren selbst bei mäßig erhöhten Temperaturen extrem anfällig für eine Verminderung der lebensfähigen Zählung sind - Mehl und viele andere pulverige Trägermaterialien wesentlich stärker erhitzt werden können, um ohne Schädigung ihrer Zusammensetzung oder des physikalischen Zustandes ein Substrat zu ergeben. Der Vortrocknungsschritt bei hohen Tempraturen kann auch wirtschaftlicher sein. Ferner wurde gefunden, daß die Zugabe der genannten Zucker im angezeigten Schritt unerwartete Vorteile hatte.
In der Praxis können lebensfähige Zählungen bis zu 10¹&sup0; pro g in erfindungsgemäßen Produkten erhalten werden. Konzentrationen von 2 bis 10 % in der Aufschlämmung in Verbindung mit lebensfähigen Zählungen von 10&sup9; bis 2x10¹¹/g, insbesondere im Fall der Lactobacilli-Stämme, die eine Trockenkonzentration von 0,1 bis 20 % Mikroflora im Produkt ergeben, werden bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Lactobacilli auf einem Träger schließen Beschleuniger in Form von Saccharose, Maltose und/oder Glucose zur Verbesserung der Lebensdauer und/oder der Fermentationsaktivität ein. Jedoch können auch Brotverbesserer auf Enzymbasis vorliegen. Die Saccharose, Maltose oder Glucose liegt in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-% des Produktes oder in 1M bis 2M Konzentration vor und wird mit- der Trägerkultur der fertig gemischten Zusammensetzung vorher einverleibt. Die Trägerkultur kann auch Hefen einschließen, und die vorliegende Erfindung stellt eine Flora auf einem Träger zur Verwendung bei der Sauerteigherstellung bereit, dem derartige Beschleuniger und Zusätze einverleibt werden.
Die Wasseraktivität der erfindungsgemäßen Flora-Trägerprodukte beträgt 0,3 oder weniger, insbesondere 0,2 oder weniger. Mit dem Vorliegen der genannten Zucker, die nach Zugabe die Zellstabilität während des Mischens und erneuten Hydratisierens begünstigen, ergibt sich überraschenderweise eine verbesserte Lagerlebensdauer.
Für Lagerzwecke werden die erfindungsgemäßen Produkte vorzugsweise in dichte Verpackungen, vorzugsweise in Abwesenheit von Luft, eingeschlossen; eine gute Lagerlebensdauer kann jedoch auch in luftdurchlässigen, jedoch feuchtigkeitsdichten Verpackungen erzeugt werden. Die Packung kann in abgemessenen Mengen vorliegen, die eine leichte tägliche Abgabe ermöglichen.
Dies bedeutet, daß tagtäglich im wesentlichen konstante Fermentationsbedingungen angetroffen werden und z.B. die Fermentation bei der Sauerteig-Brotbereitung innerhalb einer normalen täglichen Arbeitszeit beendet werden kann, da nur eine relativ geringe Menge nötig ist und spezielle Einrichtungen zum Steuern der Herstellung großer wöchentlicher Chargen der Sauerteigfermentation, die Lactobacillus-Flora auf einem Träger verwenden, nicht länger nötig sind.
Daher stellt die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung von Sauerteig bereit, bei dem Chargen von fermentiertem Teig durch Animpfen mit Lactobacillus-Trägerzusammensetzungen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind, frisch hergestellt werden.
Der Fermenationsschritt erfolgt vorzugsweise möglichst schnell. Hierzu sollte die bei der Herstellung jeder Sauerteigcharge verwendete Menge an Impfkultur vorzugsweise erheblich größer sein als bisher empfohlen, um die Fermentation in 24 h zu beenden. So werden z.B. 1 bis 20 Gew.-% Trockensubstanz der Impfkultur dem bei der Herstellung des Sauerteigstartermaterials verwendeten Mehl zugefügt. Die Impfkultur sollte eine lebensfähige Zählung von mindestens 10&sup9; pro g Träger, vorzugsweise über 10¹&sup0; pro g haben. Die Temperatur der Fermentation sollte vorzugsweise zwischen 25 und 40ºC entsprechend der Temperaturempfindlichkeit der Kultur gehalten werden. Die bei der Sauerteigherstellung verwendete Wassermenge beträgt vorzugsweise 1 bis 2 Gew.Teile Mehl pro Gew. -Teil Wasser. Die Fermentation wird vorzugsweise in einem einzigen Schritt beendet, bei dem das Verhältnis der Komponenten vorherbestimmt und in einen Arbeitsgang eingespeist wird, d.h. alles Mehl und alles Wasser werden in einem einzigen Stadium mit der gesamten Impfkultur zugegeben. Hierdurch wird die Sauerteigfermentation vollständig gesteuert, und der Arbeitsgang wird mit einer hohen Konzentration an Impfkultur in einem einzigen Schritt und mit besserer Temperaturkontrolle beendet, was eine kurze Gesamtfermentationszeit von 3 bis 18 h ergibt.
Diese Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Produkte stellt daher die Anwendung der täglichen frischen Herstellung aus Impfkultur dar, die ein sofortiges Wachstum und eine Säurebildung ergibt, ähnlich wie bei der Anwendung der Fermenation mit Bäckerhefe bei der Brotherstellung und den in der Molkereiindustrie, z.B. bei der Joghurtherstellung, angewendeten Fermentationen.
Der erfindungsgemäß verwendete Lactobacillus-Stamm kann auf der Grundlage des im Brot gewünschten Aromas und/oder seines Geschmackes und der Haltbarkeit ausgewählt werden.
Das Verfahren zur Sauerteigherstellung der Erfindung eignet sich zur Anwendung in Verbindung mit anderen Lactobacillus-Trägerzusammensetzungen oder mit gefrorenen oder gefriergetrockneten Starterkulturen, die zur Verwendung in der Sauerteig-Bäckereipraxis verfügbar sind, obgleich Lactobacilli in industriellem Maßstab schwer einzufrieren sind und gefrorene Materialien Gefrieranlagen im Bäckereigelände erfordern.
Das auf einem Träger befindliche erfindungsgemäße Produkt eignet sich auch zur Verwendung in anderen Lebensmittelverfahren, z.B. bei der Herstellung von Fleischprodukten mit langer Lagerfähigkeit, z.B. für mitteleuropäische Wurstsorten, wie Cervelat, Mortadella und Salami, Sauerkonserven und Sauerkraut. Bezüglich anderer Verwendungen von Milchsäurebakterien, denen die erfindungsgemäßen Produkte zugeführt werden können, vgl. Steinkraus, Handbook of Indigenous Fermented Foods. Weitere Anwendungen schließen die Silageherstellung ein, bei der Milchsäurebakterien verwendet werden, die zur Verwendung anderer Milchsäurebakterien geeignet sind, wie Pediococci, Streptococci, Leuconostocci und Blfidobacteriae. Gemischte Stämme, insbesondere Hefespezies und Lactobacilli, können verwendet werden.

Beispiel 1

Ein Bestand von Lactobacillus-Spezies (NRRL B-18,368, 11. Mai, 1988) wurde in 500 ml von De Man, Rogosa und Sharpe-Brühe geimpft. Diese wurde über Nacht bei 30ºC auf eine Zelldichte von etwa 2 x 10&sup9; pro ml inkubiert, und das erhaltene Volumen wurde seinerseits zum Animpfen eines Rührfermenters bei einer Temperatur von 32ºC verwendet, der Lactobacillus-Medium einer in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzung enthielt. wobei die Inkubation unter Stickstoff und bei pH 5,6 mit umax = 0,7 h¹ erfolgte und 8 g/l Biomasse mit einer lebensfähigen Zählung im Bereich von 5 x 10&sup9; bis 2 x 10¹&sup0;/ml lieferte.
Die erhaltene Kulturbrühe wurde zentrifugiert und ergab eine etwa 20-fache Erhöhung der Zelldichte bis zu 2 x 10¹¹/g lebensfähiger Zählung. Nach Abkühlen auf 0 bis 500 konnte das Konzentrat mehrere Tage gelagert werden, ohne zu verderben.
Dem Konzentrat wurde Zucker auf eine Endmolarität von etwa 2 zugefügt, und die Zusammensetzung wurde intervallweise mit Roggenmehl gemischt, das vorher in einem Spiraltrockner und einer Kühlerunit von Werner Pfleiderer, Deutschland, auf eine Feuchtigkeit von weniger als 1 % getrocknet worden war, was einen aw-Wert für das Produkt von 0,2 ergab. Das Produkt wurde dann in luftdichte Plastikbeutel verpackt und blieb, wie gefunden wurde, mehrere Monate lang zufriedenstellend aktiv. TABELLE 1 Zusammensetzung des Lactobacillus-Mediums Glucose, wasserfrei Hefeextrakt Rindfleischextrakt Diammoniumcitrat Leitungswasser auf Sterilisationsbedingungen: 20 min bei 12000 erhaltener pH = 6,3

Beispiel 2

Eine Sauerteigcharge wurde aus 500 g Roggenmehl eines Aschegehaltes von 1,1
%, 200 g trockenem pulverigen Lactobacilli-Starter, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben und mit einer lebensfähigen Zählung von 6 x 10&sup9; pro ml, und 560 g Wasser hergestellt. Der erhaltene Teig wurde 4 h bei 30 bis 32ºC in einer Gärkammer fermentiert, wobei der Anfangs-pH-Wert von etwa 6 auf etwa 4 fiel und die gesamte titrierbare Azidität von etwa 2,5 auf etwa 10 anstieg. Der pH wurde durch Dispergieren von 10 g Teig in 100 ml Wasser gemessen, und die gesamte titrierbare Azidität wurde durch die Menge von 0,1N NaOH bestimmt, die zum Titrieren von 10 g Teig, der in 100 ml Wasser dispergiert war, auf pH 8,5 nötig war.
Brotteig wurde aus den folgenden Bestandteilen gemischt:
1260 g wie oben hergestellter Sauerteig
700 g Roggenmehl
600 g Weizenmehl
30 g Preßhefe
40 g Salz
780 g Wasser
Der Teig wurde bei 27 bis 28ºC gehalten und nacheinander 8 bis 14 min entsprechend der verwendeten Mischung geknetet und in einer ersten Gärung eine halbe Stunde ruhengelassen. Nach der Formung, Gestaltgebung und dem Abrunden zu Laiben wo sie etwa 1 h lang eine Endgärung bei 30ºC und 70 % relativer Feuchtigkeit erfuhren, wurden die Laibe 60 min bei einer progressiv von 260ºC auf 220ºC während des Backens abgesenkten Temperatur gebacken.
Das erhaltene Brot hatte eine gute Krumentextur and einen ausgezeichneten säuerlichen Geschmack mit einem pH von 4,4 und einer gesamten titierbaren Azidität von 7,5.
Zufriedenstellende Laibe entsprechend der im Produkt geforderten Azidität wurden auch gebacken, wenn bis zur Hälfte des gesamten Roggenmehles im Sauerteig verwendet wurde.

Beispiel 3

Die Wirkung von Saccharose auf das Überleben der erfindungsgemäß hergestell-
ten auf dem Träger befindlichen Zellen bei der Lagerung wurde bei verschiedenen Werten der Feuchtigkeit im Produkt und der Saccharose in der Suspension beobachtet. Das auf dem Träger befindliche Produkte wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt. Roggenmehl als Trägermedium wurde auf 1 % Feuchtigkeit vorgetrocknet; hierauf wurden 2 % einer wäßrigen Suspension des gleichen Lactobacillus-Stammes wie in Beispiel 1 gesprüht, wobei Saccharose in der Suspension bei verschiedenen Molaritäten für unterschiedliche Konzentrationen der Zellsuspension mitverwendet wurde. In die Versuche wurde eine Kontrollreihe ohne zugefügte Saccharose eingeschlossen. Der Feuchtigkeitsgehalt der erhaltenen Produkte lag zwischen etwa 2 % für die niedrigen Saccharose- und Zellkonzentrationen, was einer Wasseraktivität von etwa 0,1 äquivalent war, und erhöhte sich progressiv auf 7 % Feuchtigkeit, äquivalent zu einer Aw = 0,39.
Die lebensfähige Zählung in den Suspensionen variierte wenig zwischen der Kontrollprobe bei 2,3 bis 3,0 x 10¹¹ bis zu einem Bereich für die Testproben von etwa 1,3 bis 3,0 x 10¹¹. Die Zählung für die auf dem Träger befindlichen Proben lag im Bereich von 4,5 bis 13 x 10&sup9; für die Kontrollproben und im Bereich von 2,5 bis 28 x 10 für die zuckerhaltigen Proben, wobei eine progressive Erhöhung in der letztgenannten Reihe mit erhöhender Zellkonzentration beobachtet wurde.
Die frischen Zählungen wurden mit wiederholten Zählungen an den Produkten nach 9 Wochen Lagerung bei 35ºC und 12 und 26 Wochen Lagerung bei 25ºC in Luft und Stickstoff verglichen - Der Vergleich ist als das jeweilige prozentuale Überleben ausgedrückt. Ein Überleben in der Größenordnung von 50 % oder mehr wird als zufriedenstellend angesehen. Die Ergebnisse erscheinen in der beiliegenden Tabelle 2. TABELLE 2 Molarität von Saccharose in der Suspension Suspension mit zugefüht. Saccharose Gew./Gew. Prozentuales Überleben von Zellen im Produkt nach Lagerung (1 %) nach Korrektur auf Saccharose nach 9 W, 35ºC nach 12 W, 25ºC nach 26 W, 25ºC Luft K.A. = keine Abnahme * = unter 0,1 TABELLE 2 Molarität von Saccharose in der Suspension Suspension mit zugefüht. Saccharose Gew./Gew. Prozentuales Überleben von Zellen im Produkt nach Lagerung (1 %) nach Korrektur auf Saccharose nach 9 W, 35ºC nach 12 W, 25ºC nach 26 W, 25ºC Luft K.A. = keine Abnahme
Aus den Ergebnissen kann geschlossen werden:
Für eine gute Lagerbeständigkeit bei 25ºC in Gegenwart von Luft ist 1M Saccharose eindeutig unzureichend. 1,5M Saccharose ergaben eine gute Lagerbeständigkeit bei Dosierungsmengen der Zell-Saccharose-Mischung bis zu 12,5 %, was 6,5 % der ursprünglichen Zellsuspension sind, die zu einem 10 Zellen/g enthaltenden Präparat führen.
Mit ansteigender Saccharosemolarität nahmen die Unterschiede der Überlebensraten zwischen den unter N&sub2; und an der Luft gelagerten Proben ab und verschwanden in Anwesenheit von 2M Saccharose.
Selbst bei dem gleichen Aw-Wert stieg das prozentuale Überleben mit ansteigender Saccharosemolarität an. Saccharose spielt somit nicht nur die Rolle eines den Aw-Wert senkenden Mittels.

Beispiel 4

Beispiel 2 wurde wiederholt, um die Einfluß verschiedener Methoden der Saccharoseeinführung in die Mischung zu untersuchen. Dies erfolgte mit den Zusammensetzungen mit 2M Saccharose und Dosierungsmengen von 6,54 und 20 %.
Die untersuchten Methoden waren:
A. 2M Saccharose (Endkonzentration in der Zellsuspension) wurden der Zellsuspension zugefügt, dann wurde die gemischte Suspension auf den Roggenmehl träger gesprüht.
B. Die Zellsuspension wurde auf Roggenmehl gesprüht, dann wurde trockene Saccharose mit dem Mehl in einer Menge gemischt, die der in A zugefügten Saccharosemenge auf Gewichtsbasis gleich war.
C. Eine Saccharosemenge, die der in A zugefügten Saccharosemenge auf Gewichtsbasis gleich war, wurde mit dem Roggenmehl gemischt, worauf die Zellsuspension auf die Mehl/Saccharose-Mischung gesprüht wurde.
Die Ergebnisse zeigten, daß das beste Überleben in den mit der gleichen Saccharosemenge hergestellten Produkten mit Methode A erhalten wurde. Das mit den anderen beiden Methoden erhaltene prozentuale Überleben war höher als das prozentuale Überleben in Produkten, die ohne Saccharose hergestellt waren.

Beispiel 5

Unter Verwendung von kultiviertem und konzentriertem Lactobacillus-Stamm (wie in Beispiel 1) wurden die folgenden Verbindungen getestet: Glucose, Lactose, Maltose, Saccharose, Mannitol, Sorbitol, Glycerin, Diethylenglykol (DEG) und Mononatriumglutamat (MSG). Den konzentrierten Zellen wurden angemessene Mengen zugefügt, um die geforderten Molaritätswerte zu erhalten. Die getesteten Molaritätswerte waren mit allen Komponenten 1M und 2M, ausgenommen für Mannitol und Lactose, die aufgrund ihrer schlechten Löslichkeit nur bei 1M getestet wurden. Die Mengen der Mischungen aus Zellen + Verbindung wurden so dosiert, daß in allen Fällen 2 % des ursprünglichen Zellkonzentrates mit dem vorgetrockneten Roggenmehl gemischt wurden. In allen Proben wurden der Feuchtigkeitsgehalt und der Aw-Wert gemessen. Die Proben wurden bei 25ºC und 35ºC in Gegenwart von Luft gelagert, und lebensfähige Zählungen wurden nach 12 und 26 Wochen bei 25ºC und nach 4 und 9 Wochen bei 35ºC bestimmt.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 aufgeführt, wobei die nach der Produktion bestimmten Werte der lebensfähigen Zählung als solche angegeben sind, und die während der Lagerung bestimmten Werte der lebensfähigen Zählung als prozentuales Überleben angegeben sind, wobei die lebensfähige Zählung nach Produktion als 100 % angegeben ist. In Gegenwart von 2M wurde ein guter Schutz (> 50 %) mit Glucose, Maltose und Saccharose festgestellt, ein geringer Schutz wurde mit Sorbitol und Mononatriumglutamat (12,2 und 18,9) festgestellt, während sich mit Glycerin und DEG überhaupt kein Schutz zeigte. In Gegenwart von 1M Mannitol und Lactose zeigte sich ein gewisser Schutzeffekt. TABELLE 3 prozentuales Überleben von L. brevis var Lindneri während der Lagerung in Gegenwart von Luft % Überleben, Nt-o = 100% lebensfäh. Zählung nach Produktion 4 W bei 35ºC 9 W bei 35ºC 12 W bei 25ºC 26 W bei 25ºC Glucose Lactose Maltose Saccharose Mannitol Sorbitol Glycerol DEG MSG Wasser In allen Proben Aw = 0,1

Beispiel 6

Herstellung des Zellkonzentrates: 2500 ml sterile MRS-Brühe wurden mit 2,5 ml einer Übernacht-Kultur von L. acidophylus in MRS bei 3500 angeimpft und über Nacht bei 35ºC inkubiert. Die Kultur wurde durch 10 min langes Zentrifugieren bei 7000 U/min konzentriert, und die Zellen wurden in einem Teil des überstehenden Materials suspendiert, um 115 g Zellkonzentrat zu erhalten. Die Wasserphase des Konzentrates betrug 90 %.
Herstellung des Produktes: Unter Verwendung eines Lödige-Mischers wurden 3 Chargen von erfindungsgemäßem Produkt wie folgt hergestellt:
1. 30 g Zellkonzentrat wurden mit 35,8 g Saccharose (etwa 2M Saccharose) gemischt und nach 1-stündiger Lagerung bei 4ºC mit 1,5 kg vorgetrocknetem Milchpulver gemischt.
2. 30 g Zellkonzentrat wurden mit 1,5 kg vorgetrocknetem Milchpulver und anschließend mit 35,8 g Saccharose gemischt.
3. 1,5 kg vorgetrocknetes Milchpulver wurden mit 35,8 g Saccharose und dann mit 30 g Zellkonzentrat gemischt.
Lagertests: Mit den Proben erfolgten Lagertests bei 25ºC und 35ºC sowohl in Gegenwart von Luft als unter Stickstoff. Lebensfähige Zählungen (l.Z.) wurden nach Produktion und nach 4, 12 und 26 Wochen Lagerung bei 25ºC und nach 4 und 9 Wochen Lagerung bei 35ºC bestimmt.
Ergebnisse (siehe Tabelle 4): L. acidophylus überlebte am besten in Probe 1 während der Lagerung bei 25ºC und 35ºC sowohl in Gegenwart von Luft als unter N&sub2; (> 50 % Überlebender). In den Proben 2 und 3 war das Überleben während der Lagerung unter N&sub2; besser als während der Lagerung in Gegenwart von Luft. TABELLE 4 Luft Probe lebensfähige Zählung sofort nach Produktion: Aw

Beispiel 7

Mikroorganismen:
1. Saccharomyces cerevisiae, Böcker-Starterisolat
2. Candica kruzei, Sauerteigisolat
3. S. cerevisiae, RZ-Starter - DHW-Isolat
4. S. cerevisiae, Bäckerhefe
Herstellung des Zellkonzentrates: Mit jedem Stamn wurde 1 l sterile Hefeextrakt-Glucose-Malzextrakt-Brühe mit 10&sup5; Zellen/ml angeimpft. Die Brühe wurde über 3 1 l-Erlenmeyer-Kolben verteilt und bei 25ºC unter Schüttelbedingungen inkubiert. Nach 48 h wurden die Kulturen durch 10 min langes Zentrifugieren bei 6000 U/min konzentriert; die Zellen wurden in einem Teil des überstehen den Materials suspendiert, um 80 g-Zellkonzentrate zu erhalten. Die Wasserphasen in den Konzentraten betrugen 83, 78, 84 bzw. 90 %.
Herstellung des Produktes: Mit den Zellkonzentraten wurden durch Mischen von 30 g Zellkonzentrat mit 1,5 kg vorgetrocknetem Roggenmehl sowohl ohne Zucker als auch in Gegenwart von 2M Zucker Produkte hergestellt, nämlich
Probe 1: Stamm Nr. 1: 30 g Konzentrat
Probe 2: Stamm Nr. 1: 30 g Konzentrat + 33 g Saccharose
Probe 3: Stamm Nr. 2; 30 g Konzentrat
Probe 4: Stamm Nr. 2: 30 g Konzentrat + 31 g Saccharose
Probe 5: Stamm Nr. 3: 30 g Konzentrat
Probe 6: Stamm Nr. 3: 30 g Konzentrat + 28 g Saccharose
Probe 7: Stamm Nr. 4: 30 g Konzentrat
Probe 8: Stamm Nr. 4: 30 g Konzentrat + 35,8 g Saccharose
Lagertests: Lagertests erfolgten bei 25ºC und 35ºC sowohl in Gegenwart von Luft als unter Stickstoff. Lebensfähige Zählungen wurden nach Produktion und nach 12 und 26 Wochen Lagerung bei 25ºC und nach 4 und 9 Wochen bei 35ºC bestimmt.
Ergebnisse (siehe Tabelle 5):Die Ergebnisse sind als nach Produktion bestimmte lebensfähige Zählung als solche angegeben; die während der Lagerung bestimmten l.Z.-Werte sind als prozentuales Überleben ausgedrückt, wobei der l.Z.-Wert nach Produktion als 100 % angegeben ist.
Schlußfolgerung: Aus diesen Ergebnissen wird klar, daß Saccharose eine positive Wirkung auf das Überleben von Hefen im erfindungsgemäßen Verfahren und während der Lagerung bei Umgebungstemperatur in Gegenwart von Luft hat. TABELLE 5 Überleben von Hefen im CDC*-Verfahren Gas l.Z. nach Produktion Luft Sauerteighefen Böcker-Isolat C. kruzei (SD) S. cerevisiae Brothefe S. cerevisise Saccharose *CDC = "culture on dried carrier" - Kultur auf getrocknetem Träger Böcker-Isolat C. kruzei (SD) S. cerevisiae (DHW) Brothefe S. cerevisiae Saccharose

METHODEN UND MEDIEN

Bestimmung des Prozentsatzes der Wasserphase im Zellkonzentrat

10 g Zellkonzentrat wurden dreimal in Glasbecher eingewogen und unter Schütteln in solcher Weise im Mikrowellenofen erhitzt, daB alle Feuchtigkeit ohne Verbrennen der Zellen abgedampft wurde.
Die Menge der Wasserphase wurde bestimmt und der Durchschnitt der drei Analysen berechnet.

Berechnung der Menge an A -vermindernder Verbindung für die Einstellung einer bestimmten Molarität in einem Zellkonzentrat

Der Prozentsatz der Wasserphase des Zellkonzentrates wurde nach dem obigen Verfahren bestimmt und als W angegeben. Um 100 g dieses Konzentrates auf eine bestimmte Molarität (a) einzustellen, kann die erforderliche Menge an Gelöstem (S) aus der Formel berechnet werden:
dabei ist:
W =% der Wasserphase im Zellkonzentrat
s.G. = spezifisches Gewicht
a = notwendige Molarität des Gelösten
M.W. = Molekulargewicht

Bestimmung der gesamten titrierbaren Säuren (gtS)

Definition: Der gtS-Wert eines Produktes ist die Anzahl an ml einer 0,1M NaOH-Lösung, die zum Neutralisieren der in 10 g des Produktes vorliegenden Menge an Säuren auf pH 8,5 nötig ist.
Verfahren: Es werden etwa 10 g Teig gewogen, und eine Menge an destilliertem Wasser zur Erzielung einer 10&supmin;¹-Lösung wird zugefügt. Nach 45 s langem Homogenisieren werden 50 g der Suspension entnommen, und weitere 50 g destilliertes Wasser werden zugefügt. Die Suspension wird mit 0,1N NaOH bis zu pH 8,5 titriert. Die Anzahl an ml 0,1N NaOH x 2 ist der gtS-Wert des Produktes.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Mikroflora-Trägerzusammensetzung verbesserter Umgebungsstabilität, die zur Verwendung als Impfkultur geeignet ist, deren Bestandteile mindestens einen inerten, unterteilten Träger und eine wäßrige Suspension der Mikroflora umfassen, wobei die Zusammensetzung aufgrund ihres Wassergehaltes und des Verhältnisses der Bestandteile eine geringe Wasseraktivität hat, während sie eine Menge eines ausgewählten Zuckers enthält, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte;

(1) Herstellen einer wäßrigen Dispersion der Mikroflora mit einer Konzentration von 2 bis 10 Gew.-%,

(2) Zugeben mindestens eines Zuckers, ausgewählt aus der aus Saccharose, Maltose und Glucose bestehenden Gruppe, zur Dispersion von (1),

(3) Trocknen eines Trägermaterials auf einen Wassergehalt von weniger als 5 Gew.-%.

(4) Mischen des getrockneten Trägers von (3) mit der wäßrigen Dispersion von (2) unter Bildung einer Zusammensetzung einer Wasseraktivität von 0,3 oder weniger und eines Zuckergehaltes von 0,1 bis 10 Gew.-%.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Wassergehalt des Trägers in Schritt (3) auf weniger als 1 Gew.-% eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mikroflora mesophile Bakterienzellen umfaßt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, worin die lebensfähige Zählung der Suspension zwischen 10&sup9; bis 2 x 10¹¹ beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mikroflora Lactobacillus-Spezies umfaßt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mikroflora Hefe-Spezies umfaßt.

17. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Mikroflora eine Mischung aus Hefe und Lactobacilli umfaßt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 5 bis 7, worin die lebensfähige Zählung der Suspension zwischen 10&sup9; bis 10¹² beträgt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Sauerteiges zur Brotbereitung, worin Chargen von fermentiertem Teig durch Animpfen mit Lactobacillus-Trägerzusammensetzungen, die nach den Verfahren gemäß den Ansprüchen 5 bis 7 erhalten wurden, frisch hergestellt werden.