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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung modifizierter
Rohmaterial-Milch für Molkereiprodukte,
wobei Transglutaminase und ein Reduktionsmittel zu Rohmaterial-Milch
gegeben und dazu veranlasst werden, auf Rohmaterial-Milch für Molkereiprodukte
(d. h. Milch als Rohmaterial für
Molkereiprodukte) einzuwirken, wie zum Beispiel Rohmilch und ähnliches,
wodurch die Milchproteine stärker
vernetzt sind als zuvor, anders formuliert, ein Verfahren zur Modifizierung
von Milch als Rohmaterial für
Molkereiprodukte. Bei Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten
modifizierten Rohmaterial-Milch können Molkereiprodukte mit verbesserten
physikalischen Eigenschaften, wie Joghurt, Käse, Milchpulver und ähnliches,
die mit einen angenehmen Geschmack und angenehme Konsistenz haben
und ein gutes Mundgefühl
hinterlassen, bereitgestellt werden.
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Stand der Technik
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Bei
der Herstellung von Molkereiprodukten hängt der Wert eines Produkts
weitgehend von solchen physikalischen Eigenschaften wie dem Wasserbindungsvermögen, der
Emulsionsstabilität,
der Viskosität
und der Glätte
ab. Die Hersteller von Molkereiprodukten haben verschiedenste Hilfsmittel
zur Herstellung von Molkereiprodukten mit verbesserten physikalischen
Eigenschaften erprobt. Zum Beispiel ist der Gebrauch verschiedener
verdickender Polysaccharide zur Verbesserung des Mundgefühls und
des Wasserbindungsvermögens
von Joghurt oder Eiscreme weitestgehend bekannt. Ferner wurde über eine
Vielzahl von Methoden berichtet, wie zum Beispiel die Verwendung
eines speziellen Milchsäurebakteriums
als Starterkultur zur Unterbindung der Abscheidung von Wasser im
Joghurt (Synärese)
(Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung No. 268874/1993), die
Verwendung von Monoglyceriden zum Erhalt eines glatten Schmelzkäses (Offenlegung der
Japanischen Patentanmeldung No. 105/1999), die Verwendung von Molkeproteinen,
um die Temperaturstabilität
von Eiscreme zu erreichen (Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung
No. 135664/1997). Traoré und
Meunier untersuchten die Vernetzung der Caseine durch den humanen
plazentalen Faktor XIIIaY (J. Agric. Food Chem. (1991), 39, S. 1892–1896).
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Mittlerweile
wurde über
einen Versuch zur Verbesserung der Qualität eines Molkereiprodukts durch Verwendung
von Transglutaminase (Transglutaminase wird nachfolgend mit „TG" abgekürzt), ein
Enzym mit der Wirkung Proteine zu vernetzen, berichtet. Zum Beispiel
wurde berichtet, dass die Viskosität eines Joghurts durch Zugabe
von TG während
des Herstellungsverfahrens erhöht
wird, wodurch die Trennung des Wassers vom Joghurt (Synärese) vermindert
oder reduziert wird (Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung
No. 197688/1994), und dass die Ausbeute an Käsebruch durch die Verwendung
von TG im Herstellungsverfahren erhöht wird (Offenlegung der Japanischen
Patentanmeldung No. 173032/1996). US-A-5 670 192 offenbart Verfahren
zur Herstellung eines ungesäuerten,
essbaren Gels auf Milch-Basis.
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Diese
Art von Qualitätssteigerungen,
die durch den Gebrauch von TG erzielt werden, bringen eine Vielzahl
von Vorteilen, vom industriellen Standpunkt aus gesehen, mit sich.
Da erstens sogar nur eine kleine Menge an TG ausreicht, um die obigen
Effekte zu zeigen, und gleichzeitig wirkt sie direkt auf das Lebensmittelprotein
ein, um die obigen Effekte zu zeigen, hat es nur einen geringen
nachteiligen Effekt auf das Mundgefühl. Wird beispielsweise einem
Joghurt ein verdickendes Polysaccharid zugegeben, um dessen physikalische Eigenschaften
zu verbessern, obwohl solche Effekte, wie die Erhöhung der
Viskosität,
die Vermeidung der Abtrennung von Wasser vom Joghurt und ähnliches,
tatsächlich
erreicht werden können,
führt jedoch
die Zugabe des Polysaccharids nicht unbedingt zu einer Verbesserung
der Gesamtqualität
des Joghurts aufgrund eines „klebrigen" Mundgefühls des
verdickenden Polysaccharids an sich.
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Zweitens,
hat in Erwiderung auf die Bedürfnisse
der Kunden so wenig Lebensmittelzusätze wie möglich zu verwenden, die Verwendung
eines solchen Enzyms einen natürlichen
Aspekt und versieht kommerzielle Molkereiprodukte und ähnliche
Produkte mit einem hohen Mehrwert. Übrigens ist eine TG, die aus
natürlichen Mikroorganismen
stammt, schon vermarktet worden und kommt in verschiedenen Herstellungsverfahren
für Lebensmittel
umfangreich zum Einsatz.
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Die
Berichte, die bisher über
die Reaktivität
der TG gegenüber
Milchproteinen gemacht wurden, sind hauptsächlich solche über Untersuchungen
von Molkeproteinen, insbesondere α-Lactalbumin und β-Lactglobulin,
welches Bestandteile des Molkeproteins oder eines Kondensmolkeproteins
sind. Das Molkeprotein ist als ein Protein bekannt, dem gegenüber TG aufgrund
dessen Struktur, worin es S-S-Bindungen im Molekül hat, eine geringe Reaktivität aufweist
(Fargemand et al., J. Agric. Food Chem. (1997) 45, 2514–2519, insbesondere
S. 2517, Zeilen 41– 53).
Zum Beispiel haben Traoré und
Meunier berichtet, dass, wenn der Faktor XIII (TG im Blut) eingeführt wird,
um auf das Molkeprotein einzuwirken, die vernetzende Polymerisation
in Abwesenheit eines Reduktionsmittels nicht abläuft (J. Agric. Food Chem. (1992)
40, 399–402).
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Ferner
haben Aboumahmoud und Savello (J. Dairy Sci. (1990) 73, 256–263) berichtet,
dass wenn α-Lactglobulin
oder β-Lactalbumin unter
Verwendung von TG, die aus der Leber eines Guinea Schweins stammt,
zur Herstellung eines Films auf der Grundlage eines Proteins vernetzt
wird, diese Molkeproteine in Anwesenheit eines Reduktionsmittels über 15 Minuten
auf 85°C
thermisch Vorbehandelt werden müssen.
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Fargemand
et al. (Food Hydrocolloids, (1997) 11, 19–25) haben über die Reaktion zwischen einem Molkeprotein
und einer Kalzium-unabhängigen
TG und zusätzlich
darüber
berichtet, dass die TG die Zunahme des vernetzten Polymers bei Anwesenheit
von Dithiothreitol (DTT) oder Cystein und in gewissem Ausmaß sogar
bei alkalischen Bedingungen bewirkt.
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Kasein,
das Hauptprotein der Milchproteine, ist bereits als ein Protein
bekannt, gegenüber
dem TG eine hohe Reaktivität
aufweist (Fargemand et al., Food Hydrocolloids, (1997) 11, Nr. 3,
S. 287–292).
Zum Beispiel haben Nio et al. über
die vernetzende Polymerisation von αS1-Kasein mit einer TG, die
aus der Leber eines Guinea Schweins stammt, berichtet (Agrc. Biol.
Chem. (1986), 50, 851–855),
und Traoré et
al. haben über
die vernetzende Polymerisation von gereinigten Kaseinen, insbesondere
des β-Kaseins
und κ-Kaseins, mit
einem menschlichen Faktor XIIIa berichtet.
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Im
Vergleich dazu, wurden wenige Studien über die Reaktivität von TG
auf das Kasein in Kuhmilch gemacht. Nur Nonaka et al. berichteten über die
Untersuchung, in der die vernetzende Polymerisation und die Gelierung
von reduziertem, entrahmtem Milchpulver mit TG mit der Reaktion
von Kaseinat mit TG verglichen wurde. Im Bericht wird geäußert, dass
das Kasein in dem reduzierten, entrahmten Milchpulver dem Kaseinat in
Bezug auf die Reaktivität
unterlegen ist (J. Food. Sci., (1992), 57 (5), 1214 to 1218).
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Nicht
wenige Untersuchungen wurden über
die physikalischen Eigenschaften eines Gels oder Molkereiprodukts
gemacht, die aus Kuhmilch stammen, auf die TG eingewirkt hat. Zum
Beispiel haben Fargemand et al. über
den Einfluss der Vernetzung des Kaseins in entrahmten Milchpulver
durch TG auf die saure Gelierung berichtet (Food Hydrocolloids,
(1997) Vol. 11, Nr. 3, S. 287–292),
Lauber et al. haben über
die Vernetzung von Kasein durch TG und die Gelstärke eines Joghurts berichtet
(Eur. Food Res. Technol., (2000), 210(5), 305–309) und Imm et al. haben über die
Gelierung und das Wasserbindungsvermögen des entrahmten Milchpulvers,
welches mit TG behandelt wurde, berichtet (J. Food Sci., (2000),
65(2), 200–205).
Außerdem
haben Lorenzen et al. über
die Eigenschaften eines Joghurts aus Kuhmilch, die mit TG behandelt
wurde, den physikalischen Eigen schaften von Sahne und der Formbarkeit
von Käsebruch
mit Lab berichtet (Kiel. Milchwirtsch. Forschungsber. (1997), 49(3),
221–227).
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Wie
oben beschrieben, sind bis jetzt noch keine Versuche zur Verringerung
der benötigten
Menge an TG oder Verkürzung
der Reaktionszeit durch Verbesserung der Reaktivität von TG
mit einem Milchprotein, insbesondere ein Kasein, in der Vernetzungsreaktion
von Kuhmilchproteinen mit TG gemacht worden. Die Gründe dafür sind zum
Beispiel, als die Beurteilung einer Gelfunktion stattfand, hatte
Milch, die als Rohmaterial verwendet wurde, eine ausreichende Reaktivität besessen,
um die Wirkungen beobachten zu können,
die durch die Zugabe von TG verursacht wurden, und, die Notwendigkeit
zur weiteren Verbesserung der Reaktivität eines Kasein, welches ein
effektives Substrat für
TG ist, wurde noch nicht erkannt.
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Inzwischen
wird ein Reduktionsmittel, wie Glutathion, in einer Enzymreaktion
zur Stabilisierung eines Enzyms oder zur Verbesserung der Reaktivität gegenüber einem
Enzym eingesetzt. Wie oben beschrieben, ist ein Beispiel davon die
Verbesserung der Reaktivität
eines Molkeproteins durch die Behandlung des Molkeproteins mit einem
Reduktionsmittel, wie DTT, um die S-S-Bindungen zu reduzieren.
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Als
ein Beispiel zur Verbesserung der Geleigenschaften eines Lebensmittels
durch Verwendung eines Reduktionsmittels zusammen mit TG, wenn TG
bei einem Lebensmittelprotein, einem anderen als ein Milchprotein,
angewendet wurde, ist bekannt, dass die Gelformbarkeit bei gefrostetem,
gemahlenem Fischfleisch (Surimi) durch die Verwendung von TG, einem
Protease-Hemmer
und einem Reduktionsmittel in Kombination, verbessert werden kann
(S.–T.
Jiang., et al., J. Food Sci. (2000) 65, 241–245). Das im obigen Beispiel
verwendete Reduktionsmittel ist ein Sulfit. Das Reduktionsmittel
wurde jedoch untersucht, basierend auf einer Menge, die über der
zulässigen
Grenze liegt, die Lebensmitteln zugegeben werden darf, und deshalb
verbleibt ein praxisbezogenes Problem.
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Ferner
wird angenommen, dass es erstrebenswert ist, ein Milchprotein und
eine Thiolgruppen-enthaltende Verbindung zur Modifizierung eines
Nahrungsmittelproteins unter Verwendung von TG und einer Oxidoreduktase
zu erhalten (Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung No. 161849/1999).
In diesem Fall dient die Thiolgruppen-enthaltende Verbindung nur
als ein Substrat für
die Oxidoreduktase und ist kein wesentlicher Bestandteil. Außerdem ist
die Wirkung der Reaktivitätssteigerung
des Nahrungsmittelproteins gegenüber
TG nicht erwähnt
worden, auch wenn es die Reaktivität des Nahrungsmittelproteins
gegenüber
TG stabilisiert und aufrechterhält.
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Obwohl
oben schon beschrieben wurde, dass die Verwendung von TG in Molkereiprodukten
eine Anzahl von Vorteilen hat, sind derzeit nicht viele Waren auf
dem Markt, in denen TG momentan verwendet wird. Es wird angenommen,
dass die Gründe
darin liegen, weil sich die erwarteten Wirkungen nicht bei der aktuellen Herstellung
von Molkereiprodukten, die Rohmilch verwenden, ergeben, oder weil
es die aktuell erhaltenen Wirkungen vom industriellen Standpunkt
her gesehen nicht wert sind. Anders ausgedrückt, obwohl einige Wirkungen
durch die Zugabe von TG bei der aktuellen Herstellung von Molkereiprodukten,
bei der Rohmilch verwendet wird, erhalten werden können, sind
die Wirkungen nicht so signifikant, als dass sie vom industriellen
Standpunkt aus als wertvoll erachtet werden.
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Unter
diesen Umständen,
haben die Erfinder intensive Untersuchungen über die Reaktivitäten von Rohmilch
und verschiedenen Milchsorten als Rohmaterial, die Rohmilch verwenden,
gegenüber
TG und über Verfahren
zur Behandlung dieser Milcharten mit TG durchgeführt. Als Ergebnis haben sie
herausgefunden, dass die Milchsorten als Rohmaterial, die kaum erhitzt
wurden („heat
history"), wie Rohmilch,
eine geringe Reaktivität
gegenüber
TG haben.
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Die
Erfinder haben herausgefunden, dass die Milch zuerst hitzebehandelt
werden muss, um die Reaktivität
der Milch gegenüber
TG zu verbessern, so dass die Vernetzungsreaktion der Rohmilch durch
TG gefördert
werden kann, um solch ein Problem zu lösen.
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Zum
Beispiel ist bestätigt
worden, dass Kuhmilch, die bei einer niedrigen Temperatur sterilisiert
wurde (bei 63°C
für 30
Minuten sterilisiert), und Kuhmilch, deren Sterilisation durch Ultrahocherhitzen
erfolgte (bei 130°C
für 2 bis
3 Sekunden sterilisiert), unterschiedliche Reaktivitäten gegenüber TG aufweisen,
das heißt,
die letztere hat eine höhere
Reaktivität
gegenüber
TG als die erstere. Weiterhin wurde bestätigt, dass bei Hitzebehandlung
der ersteren (auf 90°C
erhitzt) die Reaktivität
gegenüber
TG deutlich verbessert ist.
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Lorenz
et al. haben ebenso über
das thermische Vorbehandeln der Rohmaterialmilch (bei 95°C für 2 Sekunden)
vor der Umsetzung mit TG bei der Herstellung eines Joghurts unter
Verwendung von TG berichtet (Kieler Milchwirtschaftliche Forschungsberichte
(1999), 51(1): 89–97).
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Obwohl
das thermische Vorbehandeln der Milch einfach ist, muss jedoch separat
vor der Umsetzung mit TG eine Stufe zum thermischen Vorbehandeln
bereitgestellt werden. Dies beeinflusst das Herstellungsverfahren
von Molkereiprodukten und benötigt
ebenso Wärme
und Zeit. Da die Denaturierung eines Milchproteins durch Hitzebehandlung
gefördert
wird, tritt außerdem
ein Verlust des Geschmacks der Rohmilch und eine nachteilige Wirkung
auf das Mundgefühl,
welches ein Molkereiprodukt hinterlässt, durch Erhitzen auf. Außerdem ergibt
sich ebenso das Problem, dass Molkereiprodukte, wie Käse, deren übermäßige Hitzebehandlung unerwünscht ist,
nicht thermisch vorbehandelt werden können.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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durch die Erfindung zu
lösendes
Problem
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die obigen Probleme
zu lösen
und ein Verfahren für die
Herstellung eines Molkereiprodukts mit verbesserten physikalischen
Eigenschaften mittels einer Verbesserung der Reaktivität von TG
gegenüber
Rohmaterial-Milch, wie Rohmilch, bereitzustellen.
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Mittel zur Problemlösung
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Die
Erfinder haben intensive Forschungen betrieben, um ein Verfahren
zu finden, bei dem die Wirkungen, die mit der Benutzung von TG einhergehen,
sicherer ohne thermisches Vorbehandeln der Rohmaterial-Milch, die
eine geringe Reaktivität
gegenüber
TG aufweist, auch wenn TG in einer geringen Menge eingesetzt (zugesetzt)
wird und die Reaktionszeit niedrig ist, erhalten werden können. Als
Ergebnis haben sie die technischen Entdeckungen gemacht, dass die
Reaktivität
von TG gegenüber
der Rohmaterial-Milch durch Zugabe eines Reduktionsmittels und der
TG zur Rohmaterial-Milch und deren gewollter Reaktion bedeutend
verbessert werden kann.
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Als
ein Ergebnis weiterer Untersuchungen wurde die Wirkung einer verbesserten
Reaktivität
beobachtet, wenn die Menge des zugegebenen Reduktionsmittels zur
Rohmaterial-Milch, zum Beispiel im Fall des reduzierten Glutathions,
mindestens 7 × 10–5 g
pro 1 g Nichtfett-Milchfestgehalt beträgt. Diese Menge entspricht 0,0006
Gew.-% der Rohmaterialmilch (Nichtfett-Milchfestgehalt: 8,4%). Ferner
haben die Erfinder auch Untersuchungen mit einem Hefeextrakt gemacht,
der eine hohe Konzentration an Glutathion enthält, hinsichtlich seiner Verwendbarkeit
für Lebensmittel,
der Kosteneffizienz, der Funtionalität und Stabilität, und haben
die Wirkung der Verbesserung der Reaktivität beobachtet, wenn der Hefeextrakt
in einer Menge von wenigstens 0,007, bezogen auf die Rohmaterial-Milch, zugegeben
wird.
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Die
Wirkung dieser Konzentration auf den Geschmack von Lebensmitteln
ist vernachlässigbar
und dies hat bestätigt,
dass die vorliegende Erfindung eine Technologie mit extrem hoher Anwendbarkeit
ist, in dem sie eine natürliche
Substanz benutzt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zur Herstellung einer modifizierten Rohmaterial-Milch stellt den
Gebrauch einer Kombination von TG und einem Reduktionsmittel bereit.
Die zwei Materialien können
der Rohmaterial-Milch gleichzeitig oder nacheinander zugegeben werden.
Jedoch ist es bevorzugt, sie gleichzeitig zuzugeben und reagieren
zu lassen oder die Rohmaterial-Milch nach Zugabe des Reduktionsmittels
mit TG zu behandeln.
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Das
heißt,
die vorliegende Erfindung betrifft das Modifizieren von Rohmaterial-Milch,
die durch die Zugabe geeigneter Mengen eines Reduktionsmittels und
TG zur Rohmaterial-Milch erhalten wird, um sie für die effektivere Vernetzung
der in der Rohmaterial-Milch enthaltenen Milchproteine reagieren
zu lassen, und ein neues Herstellungsverfahren, welches die physikalischen
Eigenschaften eines Molkereiproduktes, das unter Verwendung der
modifizierten Rohmaterial-Milch hergestellt wurde, verbessern kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Muster einer Natriumdodecylsulfat(SDS)-Polyacrylamidgelelektrophorese, das
eine Verbesserung der Reaktivität
von Rohmaterial-Milch gegenüber
TG durch die Zugabe von reduziertem Glutathion veranschaulicht (Beispiel
1).
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2 zeigt
die Menge des zugegebenen reduzierten Glutathions und eine Veränderung
im vernetzten Polymer (Beispiel 1).
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3 zeigt
ein Muster einer SDS-Polyacrylamidgelelektrophorese, das eine Verbesserung
der Reaktivität
von Rohmaterial-Milch gegenüber
TG durch die Zugabe von Natriumascorbat veranschaulicht (Beispiel 2).
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4 zeigt
eine Veränderung
des Elastizitätsmoduls
bei Lagerung (G')
eines mit TG behandelten gefriergetrockneten Milchpulvers.
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GENAUE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend genauer beschrieben.
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Die
erfindungsgemäß verwendete
Rohmaterial-Milch wird von Rindern und Ziegen gewonnen, veranschaulicht
durch Rohmilch, entrahmte Milch, teilentrahmte Magermilch oder daraus
industriell verarbeitete Milch. Die „Rohmilch" ist eine sogenannte „unbehandelte
Milch", die nach
dem Melken nicht verarbeitet wird. „Entrahmte Milch" wird durch Entfernen
eines Großteils
des Öls
und Fettes aus der Rohmilch erhalten, und die „teilentrahmte Milch" wird durch teilweises
Entfernen von Öl
und Fett aus der Rohmilch erhalten.
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Die „Verarbeitung" bezieht sich in
erster Linie auf die Hitzesterilisation, um die Rohmilch genusstauglich
zu machen. Kommerzielle Kuhmilch ist hitzesterilisiert. Kommerzielle
Kuhmilch bezieht sich auf die Milch von Kühen, die verkauft wird, um
sie sofort trinken zu können,
und wurde bei Temperaturen von 62 bis 65°C für 30 Minuten oder durch ein
Verfahren, welches den gleichen Sterilisationseffekt hat, hitzesterilisiert.
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Im
Allgemeinen, als Index oder Maßeinheit
dieses Sterilisationseffektes, das heißt der Grad des Erhitzens,
wird eine physicochemische Eigenschaft, die empfindlich auf das
Erhitzen reagiert, wie die Konzentration von Lactoferrin oder Lactulose,
die Fermentierung, der Grad der Denaturierung der Molkeproteine,
verwendet (Iwafu et al., „Japan
Food Science and Engineering Journal", Vol. 46, Nr. 8 (1999), S. 536–542).
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Wenn
zum Beispiel der Denaturierungsgrad der Molkeproteine als Index
oder Maßeinheit
verwendet wird, wird erfindungsgemäß unbehandelte Kuhmilch, die
denaturierte Molkeproteine in einer Konzentration von 0% bis 70%
enthält,
bevorzugt.
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Bei
einer bei niedriger Temperatur sterilisierten Kuhmilch (sterilisiert
bei 62 bis 65°C
für 30
Minuten) und Kuhmilch, die bei einer hohen Temperatur sterilisiert
wurde (sterilisiert bei 75°C
für 15
Sekunden) weisen einen Denaturierungsgrad der Molkeproteine von
ungefähr
10% bis 12% auf (Iwafu et al., „Japan Food Science and Engineering
Journal", Vol. 46,
Nr. 8 (1999), S. 537). Deshalb umfasst die Rohmaterial-Milch, die
erfindungsgemäß verwendet
werden kann, diese hitzesterilisierte Kuhmilch.
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Der
Denaturierungsgrad (%) von Molkeproteinen kann mit der folgenden
Formel berechnet werden (Iwafu et al., „Japan Food Science and Engineering
Journal", Vol. 46,
Nr. 8 (1999), S. 536). Denaturierungsgrad (%)
= ((Extinktion von Rohmilch – Extinktion
von sterilisierter Milch)/Extinktion von Rohmilch) × 100
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Ferner
kann der Denaturierungsgrad von Molkeproteinen durch folgendes Verfahren
gemessen werden (Iwafu et al., „Japan Food Science and Engineering
Journal", Vol. 46,
Nr. 8 (1999), S. 536). Das heißt, nachdem
22 g der Probe für
30 Minuten bei 37°C
gehalten wurden, wurden 8 g Salz dazugegeben. Das resultierende
Gemisch wurde filtriert und 1 mL des Filtrats wurde zu 10 mL einer
sauren, gesättigten
Natriumchlorid-Lösung (durch
Zugabe von 4 mL Eisessig zu einem Liter einer gesättigten
Kochsalzlösung
hergestellt) gegeben. Die Extinktion des resultierenden Gemisches
wurde bei 420 nm mittels eines Spektralphotometers gemessen (für den einmaligen
Gebrauch, optische Weglänge:
10 mm, Raumtemperatur).
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Außerdem umfassen
die Verfahren neben der Hitzesterilisation eine Homogenisierung,
Mischen, Entmineralisierung und (Membran)Trennung.
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Die
Rohmaterial-Milchsorten, die erfindungsgemäß verwendet werden können, umfassen
ebenso eine Casein-enthaltende Lösung,
die aus obigen Rohmaterial-Milchsorten unter Durchführung von
Behandlungen, wie Zentrifugieren, erhalten wurde.
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Anschauliche
Beispiele des erfindungsgemäß zu verwendenden
Reduktionsmittels umfassen Thiolverbindungen, wie Glutathion, Cystein
und γ-Glutamylcystein;
Hefeextrakte, die wenigstens eine Verbindung davon in hoher Konzentration
enthalten; Thioschwefelsäure,
schwefelige Säure,
Ascorbinsäure,
Erythorbinsäure
und deren Salze, die als Lebensmittelzusätze verwendet werden können; Tocopherole;
Glycerinfettsäureester
und Lecithine. Obiges Reduktionsmittel umfasst ebenso Zubereitungen,
die mindestens eine Verbindung davon enthalten. Das erfindungsgemäß zu verwendende
Reduktionsmittel ist nicht auf obigen aufgezählten Verbindungen beschränkt, solange
es eines mit reduzierender Wirkung ist.
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Das
Reduktionsmittel kann in einer Menge von 1 × 10–5 bis
1 × 10–1 g
pro 1 Gramm eines Nichtfett-Milchfestgehalts dazugegeben/verwendet
werden. Wenn zum Beispiel Rohmaterial-Milch 8 bis 10% eines Nichtfett-Milchfestgehalts
enthält,
kann das Reduktionsmittel in einer Menge von 0,0001 bis 1,0 Gew.-%,
bezogen auf die Rohmaterial-Milch, dazugegeben werden. Die Wirkung
der Verbesserung der Reaktivität
ist schwierig zu erreichen, wenn die Menge des Reduktionsmittels
geringer als obige Menge ist. Auf der anderen Seite, wenn die Menge
des Reduktionsmittels zu groß ist,
beeinflusst die Zugabe des Reduktionsmittels den Geschmack des Nahrungsmittels
negativ. Außerdem
bleibt, in Abhängigkeit
von der Art des Reduktionsmittels, die Wirkung der Verbesserung
der Reaktivität
dieselbe, sobald die Menge des Reduktionsmittels auf ein bestimmtes
Maß ansteigt
und eine anschließende
Erhöhung
der Menge des Reduktionsmittels hat keine Auswirkung auf die Verbesserung
der Reaktivität.
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Das
Reduktionsmittel kann der Rohmaterial-Milch zu jeder Zeit zugegeben
werden, ungeachtet einer Zugabe von TG. Dies rührt daher, weil die Verbesserung
der Reaktivität
durch die Zugabe des Reduktionsmittels dieselbe ist, wenn das Reduktionsmittel
vor oder nach der Zugabe von TG oder gleichzeitig mit TG zugegeben
wird. Wird jedoch das Reduktionsmittel nach der Zugabe von TG zugegeben,
bleibt die Reaktivität
von Rohmaterial-Milch gegenüber
TG niedrig, bis TG zur Rohmaterial-Milch zugegeben wird, und die Reaktivität steigt,
sobald das Reduktionsmittel dazugegeben wird. Deshalb beginnt die
wesentliche Beschleunigung der Reaktion mit oder nach der Zugabe
des Reduktionsmittels. Vom praktischen Standpunkt aus ist das Reduktionsmittel
besser gleichzeitig mit TG oder vor der Zugabe von TG zuzugeben.
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TG,
welche erfindungsgemäß verwendet
wird, ist ein Enzym, welches die Acylgruppen-Transfer-Reaktion katalysiert,
wobei die Acylgruppe in der γ-Carboxyamidgruppe
eines Glutaminrestes in einer Protein- oder Peptidkette vorkommt.
Wenn die TG auf die ε-Aminogruppe
eines Lysinrestes als Acylakzeptor in einem Protein einwirkt, werden ε-(γ-Glutamyl)-Lysinbindungen
in und zwischen den Molekülen
des Proteins, intra- und intermolekular, gebildet. Durch diese Vernetzungen
werden starke Netze zwischen den Molekülen eines Milchproteins in
der Rohmaterial-Milch
gebildet, wodurch eine modifizierte Rohmaterial-Milch mit solchen
Eigenschaften, wie hohe Gelformbarkeit, hohe Viskosität und ein
hohes Wasserbindungsvermögen,
hergestellt wird, und im Gegenzug kann ein Molkereiprodukt mit verbesserten
physikalischen Eigenschaften durch Verwendung der modifizierten
Rohmaterial-Milch hergestellt werden. TG, das erfindungsgemäß verwendete
Enzym, kann irgendeine Art von TG sein, solange sie Transglutaminase-Aktivität hat, und
bekannte TG können verwendet
werden.
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TG
können
in Kalzium-unabhängige
und Kalzium-abhängige
eingeteilt werden und beide Arten können erfindungsgemäß verwendet
werden. Erläuternde
Beispiele der ersteren umfassen solche, die aus Mikroorganismen
gewonnen werden, wie die TG, welche aus Aktinomyceten gewonnen wird
(nach dem Japanischen Patent No. 2,572,716) und die TG, welche aus
Bacillus subtilus (nach der Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung
No. 137254/1999) gewonnen wird. Erläuternde Beispiele für den anderen
Typ umfassen TG, gewonnen aus einer Guinea-Schweineleber (nach dem
Japanischen Patent No. 1,689,614), TG, gewonnen aus Mikroorganismen,
wie Oomyceten (nach WO96/22366), TG, gewonnen aus Tierblut, wie
z. B. Rinder- und Schweineblut, TG, gewonnen aus Fischen, wie Lachs
und Seebrasse (N. Seki et al., Nippon Suisan Gakkaishi (1990) 56,
S. 125–132)
und TG, gewonnen aus Austern (U.S. Patent No. 5,736,356).
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Außerdem können solche
verwendet werden, die durch Genrekombination hergestellt wurden
(nach der Offenlegung der Japanischen Patentanmeldung No. 75876/1999).
Irgendeine Art von TG kann erfindungsgemäß verwendet werden und ist
nicht hinsichtlich einer bestimmten Quelle oder eines Herstellungsverfahrens limitiert.
Jedoch vom Standpunkt der Funktionalität und leichten Verwendbarkeit
in Nahrungsmitteln aus gesehen, ist die Kalzium-unabhängige TG
bevorzugt. Zum Beispiel erfüllt
die von Actinomyceten gewonnene TG (nach dem Japanese Patent No.
,572,716) sämtliche
Bedingungen und kann momentan als die am meisten bevorzugte TG von
den obigen aus Mikroorganismen gewonnenen TG angesehen werden.
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Die
Aktivitätseinheit
der erfindungsgemäß verwendeten
TG wurde gemessen und wie folgt definiert. Das heißt, dass
eine Reaktion durchgeführt
wurde, bei der Benzyloxycarbonyl-L-Glutaminylglycin und Hydroxylamin als
Substrate verwendet wurden, die hergestellte Hydroxamsäure in einen
Eisenkomplex in Anwesenheit von Trichloressigsäure umgewandelt und die Menge
des Eisenkomplexes bei einer Extinktion von 525 nm gemessen wurde.
Die Menge des Enzyms, das 1 μmol
Hydroxamsäure
pro Minute produziert, wird als eine Aktivitätseinheit der TG definiert.
Die Einzelheiten dieses Messverfahrens (das sogenannte „Hydroxamat-Verfahren") sind gleich denen, über die
schon berichtet wurde (nach dem Japanischen Patent No. 2,572,716).
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Wie
es bereits oben beschrieben wurde, ist bekannt, dass die TG verschiedene
Ursprünge
haben können.
In Abhängigkeit des
Ursprungs weisen einige TG eine Substratspezifität auf, die die Bestimmung der
Aktivität
durch obiges Hydroxamat-Verfahren
hemmt. In diesem Fall kann die Einheit durch ein anderes Verfahren bestimmt
werden. Unabhängig
davon, welches Aktivitätsmessungsverfahren
angewendet wird, um die Einheit zu bestimmen, liegt die Menge der
TG innerhalb der Menge der TG, die erfindungsgemäß dazugegeben werden kann,
solange, wie die erwähnte
erste Menge im Wesentlichen der Menge entspricht, die aufzeigt,
was als „die
Wirkung der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften eines
Molkereiprodukts" bezeichnet
wird.
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TG
kann in einer Menge von 0,001 bis 20 Einheiten, vorzugsweise 0,01
bis 10 Einheiten, pro Gramm der Milchproteine zugegeben werden.
Wenn die Menge weniger als 0,001 Einheiten beträgt, kann die erwartete Wirkung
nicht erreicht werden, während
bei einer Menge von mehr als 20 Einheiten eine übermäßige Reaktion auftritt. Dies
ist nicht nur unwirtschaftlich, sondern es wird auch schwierig,
die erwartete Wirkung zu erreichen.
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Die
Reaktionstemperatur der TG kann allgemein 0 bis 60°C und die
Reaktionszeit kann 5 Minuten bis 48 Stunden betragen. Jedoch soll
die TG eher bei 5 bis 50°C
und für
30 Minuten bis 24 Stunden reagieren.
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Der
Vernetzungsgrad der Milchproteine durch die Verwendung von TG, anders
ausgedrückt,
der Modifizierungsgrad von Milch durch die Verwendung von TG, kann
passend durch solche Reaktionsbedingungen, wie die Menge, die Reaktionszeit
und die Reaktionstemperatur, die TG betreffend, in Abhängigkeit
von den physikalischen Eigenschaften des erwünschten Molkereiprodukts, eingestellt
werden. Der Vernetzungsgrad der Milchproteine kann mit einem quantitativen
und einem qualitativen Verfahren untersucht werden. Verdeutlichende-Beispiele
des quantitativen Verfahrens umfassen die Mengenanalyse der ε-(γ-Glutamyl)-Lysin-Bindungen, d. h.
G–L Bindungen,
in Proteinen mittels Flüssigchromatographie
(Griffin und Wilson, Molecular and Cellular Biochemistry (1984),
58, 37 bis 49) und die Messung der durch die Vernetzungsreaktion
gebildete Ammoniakmenge (Ikura et al., Agricultural and Biological
Chemistry, (1980), 45, 2587 bis 2592). Verdeutlichende Beispiele
des qualitativen Verfahrens umfassen ein Verfahren zur Untersuchung
des Vernetzungsgrads und des Molekulargewichts mittels Elektrophorese
(Traore and Meunier, Journal of Agricultural and Food Chemistry,
(1991), 39, 1892 bis 1890).
-
Um
die Reaktion zu beenden, werden die Hitzesterilisationsbedingungen,
welche allgemein bei der Herstellung von Molkereiprodukten angewendet
werden, eingesetzt wie sie sind, und solche Bedingungen sollten
nicht besonders eingeschränkt
werden. Selbstverständlich
kann die Wirkung der vorliegenden Erfindung noch erreicht werden,
ohne so ein Hitzesterilisationsverfahren anzuwenden.
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Die
so erhaltene modifizierte Rohmaterial-Milch an sich ist auch in
den Molkereiprodukten enthalten, die durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren
(in weitestem Sinn) erhalten werden.
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Erfindungsgemäß, wie es
oben beschrieben wurde, kann ein ausreichender Reaktivitätssteigerungseffekt
durch Verwendung von TG und einem Reduktionsmittel ohne Vorheizung
verwirklicht werden. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren ausgezeichnet
in Zweckmäßigkeit
und Praktikabilität,
dadurch, dass es keine Zeit, keine Herstellungsschritte und Energie,
wie Wärme,
für die
Verbesserung der Reaktivität
der TG erfordert. Weiterhin, wenn zum Beispiel eine Enzympräparation,
die TG und ein Reduktionsmittel enthält, verwendet wird, kann das
erfindungsgemäße Verfahren
leicht durch Zugabe der Präparation
und in einem Reaktionsschritt durchgeführt werden.
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Obwohl
die Beispiele, in denen TG und ein Reduktionsmittel in Nahrungsmitteln
verwendet werden, beschrieben wurden, weist das Reduktionsmittel,
welches entsprechend herkömmlichen
Wissens verwendet wird, fehlende Praktikabilität darin auf, dass es in Abhängigkeit
von der Art des Reduktionsmittels nicht in Nahrungsmitteln verwendet
werden kann, oder dass es, auch, wenn es als Nahrungsmittelzusatz
verwendet werden kann, in einer Menge verwendet wird, die die Menge,
die verwendet werden darf, übersteigt.
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Die
vorliegende Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die benötigte Menge
des Reduktionsmittels einen realistischen Wert aufweist, wobei es
in Nahrungsmitteln verwendet werden kann. Wenn zum Beispiel ein
Hefeextrakt, der Glutathion in hoher Konzentration enthält, oder
wenn ein Ascorbat erfindungsgemäß verwendet
wird, können
sie in so einer Menge verwendet werden, dass sie den Geschmack von
Nahrungsmitteln, wie Milch und Molkereiprodukten, kaum beeinflussen.
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BEISPIELE
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Die
vorliegende Erfindung wird genauer unter Bezugnahme auf die nachfolgenden
Beispiele beschrieben.
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Beispiel 1
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Reduziertes
Glutathion wurde in so einer Menge zu 5 mL einer bei niedriger Temperatur
sterilisierter Kuhmilch (zum Sterilisieren bei 63°C für 30 Minuten
gehalten; fettlose Milchtrockenmasse: 8,4%; Milchprotein: 3,1%;
Milchfett: 3,6%) gegeben, dass der Gehalt des reduzierten Glutathions
in der Milch von 0 und 0,2 mM reicht, und zusammen mit dem Reduktionsmittel
wurde eine TG-Enzympräparation
(„ACTIVA" TG, spezifische Aktivität: 1000
Einheiten/Gramm der Präparation,
Produkt der AJINOMOTO CO., INC.) in einer Menge von 2 Einheiten
pro 1 Gramm des Milchproteins dazugegeben. Durch Halten des resultierenden
Gemisches für
3 Stunden auf 40°C
wurde die Umsetzung durchgeführt.
Der Vernetzungsgrad der Proteine wurde mittels einer SDS-Polyacrylamid-Gelelektrophorese
untersucht. Die Detektion der Proteine erfolgte durch Eintauchen
eines Gels, welches die gewanderten Proteine enthält, in eine
Lösung,
die einen Farbstoff (Coomassie Brilliant Blau) enthält, der
spezifisch an die Proteine bindet, die durch die Elektrophorese
veranlasst wurden, in dem Gel zu wandern, und dann Entfärben des
Gels.
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Das
Ergebnis des Migrationsmusters mit 0 bis 0,2 mM an reduziertem Glutathion
ist in 1 gezeigt.
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Das
Ergebnis der quantitativen Analyse der Banden, die mittels eines
Densitometers erfolgt, basierend auf obigem Ergebnis, ist in 2 gezeigt.
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Bezug
nehmend auf 2, verringerte sich die gesamte
Anzahl der Banden (relativer Wert) der Caseine (α-Casein, β-Casein und κ-Casein), als das reduzierte
Glutathion in zunehmender Menge zugegeben wurde. Währenddessen
erhöhte
sich der Anteil der Moleküle,
die durch die TG durch Vernetzung polymerisiert wurden, mit 70 kD
und nicht weniger als 600 kD. Im Fall eines Molkeproteins wurde
aufgrund der Vernetzung durch TG eine Abnahme, wenn auch gering,
der Banden beobachtet.
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Eine
Beschleunigung der vernetzenden Polymerisation der Caseine durch
das reduzierte Glutathion wurde beobachtet, als die Konzentration
des reduzierten Glutathions ungefähr 0,02 mM oder mehr betrug.
Diese Konzentration war 7 × 10–5 g
pro 1 Gramm Nichtfett-Milchfestgehalts, das heißt 0,0006, bezogen auf das Gewicht
der Rohmaterial-Milch.
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Beispiel 2
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In
derselben Weise wie in Beispiel 1 wurde Natriumascorbat zu 5 mL
einer bei niedriger Temperatur sterilisierten Kuhmilch in so einer
Menge dazugegeben, dass die Konzentration von Natriumascorbat in
der Milch zwischen 0 und 1,0% lag, und zusammen mit Natriumascorbat
wurde eine Enzympräparation
aus TG („ACTIVA" TG, spezifische
Aktivität:
1000 Einheiten/Gramm der Präparation,
Produkt der AJINOMOTO CO., INC.) in einer Menge von 2 Einheiten
pro 1 Gramm des Milchproteins dazugegeben.
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Die
Reaktionsbedingungen und die nachfolgende Elektrophorese waren dieselben,
wie oben beschrieben. Das Ergebnis der Elektrophorese ist in 3 gezeigt.
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Bezug
nehmend auf 3 war die Menge an Natriumascorbat,
die erforderlich ist, um eine maximale Verbesserung der Reaktivität zu erreichen,
größer als
die des reduzierten Glutathions aus Beispiel 1. Daraus geht hervor,
dass die Wirkung der Verbesserung der Reaktivität in Abhängigkeit vom Reduktionsmittel
variiert.
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Derselbe
Test, obwohl nicht gezeigt, wurde mit Cystein, γ-Glutamylcystein, Natriumbisulfit,
Natriumascorbat und Erythorbinsäure
durchgeführt,
und dieselben Ergebnisse wurden beobachtet. Von all denen zeigten Thiolverbindungen,
wie das reduzierte Glutathion, γ-Glutamylcystein
und ähnliche
eine hervorragende Wirkung. Außerdem
zeigte ein Hefeextrakt („ARMOMILD
U", Produkt der
KOJIN Co., Ltd.), der Glutathion in einer Konzentration von 8% enthält, denselben
Effekt, wie das reduzierte Glutathion.
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Die
oben beschriebenen Tatsachen, auf denen vorliegende Erfindung basiert,
sind neue Erkenntnisse, die zuvor noch nicht gemacht wurden. Bezug
nehmend auf 2, die das Ergebnis der quantitativen
Analyse der Banden mittels eines Densitometers zeigt, kann festgestellt
werden, dass der erfindungsgemäße Mechanismus
der Wirkung einer Reaktivitätsverbesserung
von Rohmaterial-Milch gegenüber
TG eher einer Verbesserung der Reaktivität eines Caseins als der eines
Molkeproteins zuzuschreiben ist. Deshalb kann dies nicht mit dem
zuvor erwähnten
konventionellen Wissen erklärt
werden, d. h. eine Verbesserung der Reaktivität des Molkeproteins gegenüber TG durch
ein Reduktionsmittel.
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Außerdem ist
erfindungsgemäß die erforderliche
Menge des Reduktionsmittels sehr gering gegenüber der Menge, die für die Verbesserung
der Reaktivität
eines Molkeproteins gegenüber
TG erforderlich ist.
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Obwohl
es zuvor schon beschrieben wurde, dass eine Verbesserung der Reaktivität eines
Molkeproteins gegenüber
TG mittels eines Reduktionsmittels durch eine Spaltung der S-S-Bindung
in einem Molekül verursacht
wird, ist es bekannt, dass dies in Abhängigkeit von der Zeit variiert,
die die Einwirkung des Reduktionsmittels benötigt. Das heißt, dass
die Verbesserung der Reaktivität
eines Molkeproteins gegenüber
TG proportional mit der Zeit, die für die Inkubation des Molkeproteins
mit dem Reduktionsmittel aufgewendet wird, ansteigt. Deshalb ist
die Wirkung der Verbesserung der Reaktivität des Molkeproteins gegenüber TG gering, wenn
das Reduktionsmittel und TG gleichzeitig ohne Präinkubation hinzugegeben werden.
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Im
Fall der vorliegenden Erfindung besteht jedoch ein kleiner Unterschied
in der Wirkung der Verbesserung der Reaktivität zwischen dem Fall, wo das
Reduktionsmittel und die TG gleichzeitig zur Rohmaterial-Milch zugegeben
werden und dem Fall, wo TG nach der Inkubation der Rohmaterial-Milch
und des Reduktionsmittels zugegeben wurde. Ausgehend von dem Vorangehenden
kann angenommen werden, dass die Möglichkeit, die eine Verbesserung
der Reaktivität
des Molkeproteins gegenüber
TG durch eine Reduktionsbehandlung mit sich bringt, gering ist.
Wie es oben beschrieben wird, ist eine der Rollen, die das Reduktionsmittel
gemäß einer
Enzymreaktion spielt, die Aktivierung von Enzymen. Jedoch spielt
erfindungsgemäß das Reduktionsmittel
nicht diese Rolle. Das ist so, weil erkannt worden ist, obwohl nicht
gezeigt, dass die Aktivität der
TG durch die Zugabe des Reduktionsmittels in Abwesenheit des Milchproteins
kaum beeinflusst wird. Auch wenn das Reduktionsmittel eine Auswirkung
auf die Aktivierung der TG oder die Verhinderung einer Abnahme der
Aktivität
der TG in der Rohmaterial-Milch zeigt, ist es kaum vorstellbar,
dass es eine starke Veränderung der
Reaktionsmenge bewirken kann, entsprechend der vorliegenden Erfindung.
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Deshalb
kann angenommen werden, dass eine Veränderung in der Struktur eines
Caseins, insbesondere einer Casein-Micelle, sehr zu einer Verbesserung
der Reaktivität
von Rohmaterial-Milch
gegenüber
TG durch die Behandlung mit einem Reduktionsmittel beiträgt. Das
heißt,
obwohl das Casein im Wesentlichen als ein Protein bekannt ist, das
eine hohe Reaktivität
gegen über
TG aufweist, zeigt es in der Rohmaterial-Milch eine niedrige Reaktivität. Es kann
angenommen werden, dass dies mit dem Zustand des Caseins zu tun
hat, d. h. ein Unterschied in der Reaktivität zwischen gereinigtem Casein
und einer Casein-Micelle.
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Betrachtet
man die Reaktivität
eines jeden Bestandteils des Caseins, d. h. die Reaktivitäten von α-Casein, β-Casein und κ-Casein,
kann gesagt werden, dass β-Casein
die höchste
Reaktivität
hat und α-
und κ-Casein
eine geringere Reaktivität
als β-Casein
haben. Es ist bekannt, dass die Oberfläche der Casein-Micelle mit κ-Casein bedeckt
ist, und es kann angenommen werden, dass dies die niedrige Reaktivität des gesamten
Rohmilch-Materials gegenüber
TG verursacht. Es kann angenommen werden, dass das Reduktionsmittel
erfindungsgemäß die Struktur
der Casein-Micelle verändert
und die Abtrennung von β-Casein,
welches eine hohe Reaktivität
in der Micelle hat, fördert,
um die Reaktivität
zu verbessern.
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Entsprechend
der Anzahl an Versuchen, die von den Erfindern durchgeführt wurden,
zeigt die Technologie der vorliegenden Erfindung eine deutlichere
Wirkung auf die Verbesserung der physikalischen Eigenschaften eines
Joghurts. Ein die Herstellung des Joghurts betreffendes Beispiel
der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
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Beispiel 3: Joghurtherstellung
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Eine
TG Enzympräparation
(„ACTIVA" TG, spezifische
Aktivität:
1000 Einheiten/g des Präparats,
Produkt der AJINOMOTO CO., INC.) wurde in einem Anteil von 2 Einheiten
pro 1 Gramm des Milchproteins zu 300 mL einer bei niedriger Temperatur
sterilisierten Kuhmilch (sterilisiert bei 63°C für 30 Minuten; fettloses Milchpulver:
8,4%; Milchprotein: 3,1%; Milchfett: 3,6%) gegeben, zeitgleich wurde „AROMILD
U" (Produkt der KOJIN
Co., Ltd., Hefeextrakt mit 8% Glutathion) in einem An teil von 0,02,
basierend auf der Rohmaterial-Milch, hinzugegeben. Die Mischung
wurde gerührt
und für
1, 2 oder 4 Stunden zur Reaktion gebracht (Testgruppen a, b und
c, alles erfindungsgemäße Produkte),
während
die Temperatur auf 40°C
gehalten wurde. Um die Reaktion zu beenden, wurde das Gemisch auf
90°C erhitzt
und dann unverzüglich
auf 47°C
heruntergekühlt.
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Zu
jeder der so erhaltenen Rohmaterial-Milchsorten wurde ein kommerzielles
Milchsäure-Starterbakterium „Yo Flex
YC-370" (Produkt
von Chrischan Hansen's
Laboratorien) in einem Anteil von 0,0063 gegeben, basierend auf
der Rohmaterial-Milch. Nach Abfüllen
der resultierenden Milchsorten in Container wurden sie jeweils bei
44°C bis
zu einem pH-Wert von 4,5 fermentiert, wodurch Joghurts hergestellt
wurden.
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Zum
Vergleich wurden ebenso Joghurts aus bei niedriger Temperatur sterilisierter
Kuhmilch, die weder mit TG noch mit „AROMILD U" (Kontrollgruppe 1) versetzt wurde,
aus bei niedriger Temperatur sterilisierter Kuhmilch, die nur mit
TG (Kontrollgruppe 2) versetzt wurde und aus bei niedriger Temperatur
sterilisierter Kuhmilch, die nur mit „AROMILD U" (Kontrollgruppe 3) versetzt wurde,
hergestellt.
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Nach
der Fermentation wurde jeder Joghurt bei einer niedrigen Temperatur
(5°C) belassen
und zwei Tage später
wurden jeweils die Bruchstärke
und der abgeschiedene oder separierte Molkegehalt (Mengenverhältnis der
separierten Molke zum Joghurt) gemessen.
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Die
Bruchstärke
wurde mit Hilfe eines Rheometers von FUDO KOUGYO K. K. gemessen.
Die Messbedingungen waren wie folgt: Eine Flachscheibensaugpumpe
mit einem Durchmesser von 10 mm wurde mit einer Testgeschwindigkeit
von 6 cm/min verwendet. Die Menge der abgeschiedenen Molke wurde
wie folgt gemessen: Eine vorherbestimmte Menge (30 g) Joghurt wurde
auf einem Filterpapier (Whatman #1) platziert und das Verhältnis der
Menge des Filtrats, das innerhalb einer festgelegten Zeit (15 Minuten)
erhalten wurde, zur Menge des Joghurts wurde bestimmt. Das Verhältnis wurde
als ein Wert relativ zur Kontrollgruppe 1 (enthält weder TG noch ein Reduktionsmittel)
ausgedrückt,
welche mit 100% angegeben wird. Weiterhin wurde durch eine Gruppe,
bestehend aus 10 trainierten Mitgliedern, die sensorische Beurteilung
durchgeführt.
Die Ergebnisse sind unten in den Tabellen 1 und 2 gezeigt.
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Wie
in Tabelle 1 gezeigt, waren die Bruchstärke (d. h. die Stärke eines
Bruches) der Gruppe, die nur TG enthält (Kontrollgruppe 2) und der
Gruppe, die nur das Reduktionsmittel (Kontrollgruppe 3) enthält, ein
wenig verschieden im Vergleich zu der Gruppe, die weder TG noch
ein Reduktionsmittel enthält
(Kontrollgruppe 1). Das heißt,
eine Verbesserung der Wirkung der Verbesserung der physikalischen
Eigenschaften des Joghurts konnte nicht beobachtet werden, wenn
nur TG oder das Reduktionsmittel zugegeben wurden. Betrachtet man
die Testgruppen a bis c (erfindungsgemäße Produkte), erhöhte sich
die Bruchstärke
im Laufe der Reaktionszeit der TG. Insbesondere im Fall der Testgruppe
c bildete sich ein stabiles Gel.
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Auf
der anderen Seite wurde kein deutlicher Unterschied in den abgeschiedenen
Molkegehalten zwischen den Kontrollgruppen 1 bis 3 beobachtet. Anscheinend
waren sie für
eine Wasserabscheidung, wie die Abscheidung von Molke (d. h. Synärese), anfällig, diese
Abscheidung war eklatant, nachdem sie für eine Stunde bei Raumtemperatur
belassen wurde. Betrachtet man die Testgruppen a bis c (erfindungsgemäße Produkte),
wurde auf der anderen Seite ein signifikanter Unterschied unter
den Joghurtprodukten beobachtet, und der abgeschiedene Molkegehalt
verringerte sich durch eine Verlängerung
der Reaktionszeit der TG. Es kann angenommen werden, dass dieser
Umstand aufgrund einer Verbesserung des Wasserbindungsvermögens durch
die Modifikation der Rohmaterial-Milch durch TG erreicht wird. Die
Ergebnisse der sensorischen Beurteilung zeigten, dass, während die
Kontrollgruppen 1 bis 3 solche ungünstigen Beurteilungen, wie „weich", „wässrig" und „zerbrechlich" bekommen haben,
die erfindungsgemäßen Produkte,
insbesondere Testgruppe a, eine günstige Beurteilung, als ein
Joghurt, welches sehr glatt ist, leicht im Mund schmilzt und eine
geringe Abscheidung von Wasser aufweist, bekommen haben.
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Die
Testgruppe b war ein sogenannter Joghurt mit „harter Textur" und das Ergebnis
seiner Beurteilung fiel unterschiedlich aus, je nachdem, ob eine
harte Textur gemocht wurde oder nicht (mit anderen Worten, es zeigten
sich die Präferenzen
der Jurymitglieder im Ergebnis der Beurteilung). Jedoch war der
Eindruck auf der Zunge nicht unangenehm und es war offensichtlich
eine Dickmilch, die eine geringe Abscheidung von Wasser und eine
harte Textur aufweist. Was Testgruppe c betrifft, zeigte sich ein
ziemlich hartes Mundgefühl
im Vergleich zu den Joghurts der Testgruppen a und b, obwohl die
Ergebnisse der Beurteilung der physikalischen Eigenschaften, wie
die Bruchstärke
und abgeschiedener Molkegehalt, gut waren. Jedoch, wenn gilt, dass
bis jetzt so ein „harter" Joghurt allein nur
mit Milchproteinen nicht erhalten werden konnte und die Herstellung
eines solchen Joghurts von einigen Zusätzen abhängt, deuten die obigen Tatsachen
die Möglichkeit
an, dass eine neue Form des Produkts oder Mundgefühls, das
ein Joghurt hinterlässt,
bereitgestellt werden kann.
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Als
die von den Endprodukten erwarteten Wirkungen, wenn die erfindungsgemäße Technologie
auf einen Joghurt angewendet wird, können erstens, eine Steigerung
in der Viskosität
eines gerührten
Joghurts, ein Anstieg in der Festigkeit eines nicht gerührten Joghurts,
die Vermittlung eines angenehmen Mundgefühls, Verbesserungen der physikalischen
Eigenschaften trotz einer Abnahme des Feststoffgehalts, oder eine
Abnahme der Kosten unter Beibehaltung der physikalischen Eigenschaften
erwähnt
werden. Währenddessen
ist ein nicht gerührter
Joghurt anfällig
gegenüber
der Abtrennung von Wasser, wenn er Erschütterungen oder anderen physikalischen
Einwirkungen während
des Warenverkehrs ausgesetzt ist, was dessen Warenwert deutlich
schmälert.
Dieses Problem kann durch eine Steigerung der Fähigkeit einer Dickmilch, Wasser
zu binden (d. h. die Fähigkeit,
Wasser dauerhaft zu behalten), entsprechend der vorliegenden Erfindung,
gelöst
werden.
-
Seit
kurzem ist eine Vielzahl von Joghurts, die je nach Wünschen der
gesundheitsbewussten Kunden fett- und zuckerreduziert sind, auf
dem Markt und es ist bekannt, dass diese Produkte oft schlechte
physikalische Wirkungen aufweisen. Wird jedoch die Technologie der
vorliegenden Erfindung angewendet, können kalorien- oder fettreduzierte
Produkte bereitgestellt werden, während ein angenehmeres Gefühl im Mund
beibehalten werden kann. Des weiteren wurden erfindungsgemäß verschiedene
verdickende Polysaccharide und andere Zusätze, welche bis jetzt für die Verbesserung
der physikalischen Eigenschaften eines Joghurts verwendet wurden,
entbehrlich, und dem Joghurt kann ein natürlicheres Gefühl im Mund
verliehen werden.
-
Außerdem war
zur Stabilisierung der Qualität
der Joghurts durch Verbesserung der Dickmilcheigenschaften der Joghurts
oder zur Unterbindung der Abscheidung von Wasser von den Joghurts
bis jetzt ein Hitzebehandlungsschritt (Molkeprotein-Denaturierungsbehandlung)
im Herstellungsverfahren, zusätzlich
zu obigen Methoden, erforderlich. Dies dient oft auch als ein Sterilisationsschritt
von Rohstoffen und die Hersteller von Joghurts waren gezwungen,
optimale Bedingungen für
diesen Schritt auszuwählen.
-
Einer
der ausgezeichnetsten Punkte der vorliegenden Erfindung ist, dass
eine zusätzliche
Wärmeenergie
nicht nötig
ist, da keine Hitzebehandlung für
andere Zwecke als zur Sterilisation benötigt wird. Zusätzlich kann
eine Qualitätseinbuße des Produkts
durch eine übermäßige Wärmedenaturierung
eines Milchproteins, insbesondere Molke, was durch die Hitzebehandlung
verursacht wird, verhindert werden, wodurch die Herstellung eines
Molkereiprodukts, wie Joghurt o. ä., welches einen Geschmack
hat, der dem von Rohmilch eher ähnelt
oder vom Geschmack der Rohmilch Gebrauch macht, erleichtert werden
kann.
-
Die
Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht nur auf Joghurts
beschränkt,
da die vorliegende Erfindung auf alle Arten von Rohmilchsorten angewendet
werden kann.
-
Als
nächstes
wird eine Beschreibung zu dem Fall gegeben, wo die erfindungsgemäße Technologie
auf die Herstellung von Milchpulver oder Käse angewendet wird.
-
Beispiel 4: Herstellung
von Milchpulver
-
Eine
TG Enzympräparation
(„ACTIVA" TG, spezifische
Aktivität:
1000 U/g der Präparation,
Produkt der AJINOMOTO CO., INC.) wurde mit einem Anteil von 2 Einheiten
pro Gramm des Milchproteins zu 1 Liter bei niedriger Temperatur
sterilisierter fettarmer Kuhmilch (zur Sterilisation für 30 Minuten
bei 63°C
gehalten; Nichtfett-Milchfestgehalt: 8,4%; Proteingehalt: 3,1%;
Milchfett: 1.5%) gegeben und gleichzeitig „AROMILD U" (Hefeextrakt, welches 8% Glutathion
enthält)
mit einem Anteil von 0,02% zugegeben, bezogen auf die Rohmilch. Das
Gemisch wurde zur Umsetzung für
3 Stunden gerührt,
während
es bei 40°C
gehalten wurde (2U Produkt: erfindungsgemäßes Produkt). Um die Umsetzung
zu beenden, wurde das Gemisch auf 90°C erhitzt und dann sofort abgekühlt. Diese
unter Verwendung von TG modifizierte Kuhmilch wurde dann bei –40°C eingefroren. Dann
wurde die gefrorene Milch im Vakuum gefriergetrocknet, wobei ein
Milchpulver (Testprodukt) aus dem erfindungsgemäßen Produkt erhalten wurde.
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Andererseits
wurden zum Vergleich ebenso aus bei niedriger Temperatur sterilisierter
Kuhmilch, der weder TG noch das Reduktionsmittel zugegeben wurde
(Kontrollbereich 1), aus bei niedriger Temperatur sterilisierter
Kuhmilch, der nur das Reduktionsmittel zugegeben wurde (Kontrollprodukt
2), und aus bei niedriger Temperatur sterilisierter Kuhmilch, der
nur die TG zugegeben wurde (Kontrollprodukt 3), Milchpulver hergestellt.
Zum weiteren Vergleich wurde ebenso aus bei niedriger Temperatur
sterilisierter Kuhmilch, der nur TG in einer Menge von 10 Einheiten
pro Gramm Milchprotein zugegeben wurde (Kontrollprodukt 4), Milchpulver hergestellt.
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Kinetische Analyse der
sauren Gelierung mittles eines dynamischen Viskoelastizitätsmeters
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Als
eine rheologische Methode zum Untersuchen des Prozesses der Gelbildung
kann ein Verfahren angewendet werden, bei dem die Veränderung
des Elastizitätsmoduls
im Laufe der Zeit bei konstanter Temperatur und Frequenz verfolgt
wird (Dickinson et al., J. Agric. Food Chem. (1996), 44, 1371 bis
1377). Mittels dieses Verfahrens wurde die Veränderung des Elastizitätsmoduls
während
der Lagerung (G')
des oben erhaltenen Milchpulvers (Testprodukt) angezeigt, als eine
15%-ige (w/w) Lösung
des Milchpulvers angesäuert
wurde. Ferner wurden die Kontrollprodukte 1 bis 4 derselben Methode
unterworfen. Der verwendete Apparat war „Stress Tech Rheometer DAR-100" (Produkt der Seiko
Denshi Kogyou K. K.).
-
Durch
die Zugabe von 3,2% (w/w) Glucono-δ-lacton wurde die Ansäuerung der
Milchpulverlösung
gestartet und während
die Probe auf 40°C
gehalten wurde, wurde die Veränderung
des Elastizitätsmoduls
bei der Lagerung (G') über 40 Minuten
(2400 Sekunden) aufgezeichnet. Die Ergebnisse sind in 4 gezeigt.
Das Testprodukt gelierte schneller als die Kontrollprodukte 1 bis
3 und die Viskosität
des Gels erreichte nach 40 Minuten das 1,6-fache. Bezüglich der
Kontrollprodukte 2 und 3 wurde der Effekt, der durch die Zugabe
nur des Reduktionsmittels oder der TG verursacht wurde, kaum beobachtet.
Genauer gesagt, bezüglich
der alleinigen Zugabe von TG (Kontrollprodukt 2), verlangsamte sich
die Gelierung leicht. Zum Vergleich, im dem Fall (Kontrollprodukt
4), in dem alleine TG in einer Menge von 10 Einheiten pro Gramm
Milchprotein zugegeben wurde, zeigte sich ein ähnliches Gelierverhalten, obwohl,
verglichen mit dem Testprodukt, das Gelieren etwas langsamer erfolgte.
Somit wurde gezeigt, dass erfindungsgemäß die Menge an TG, die zugegeben
werden soll, auf Einfünftel
der gewöhnlichen
Menge verringert werden konnte.
-
Somit
kann erwartet werden, dass Milchpulver, welches diese verbesserte
Formbarkeit des sauren Gels aufweist, als Rohmaterial für verschiedene
Lebensmittel als auch für
Molkereiprodukte genutzt wird. Zum Beispiel wird Milchpulver, wie
Magermilchpulver, häufig
als Rohmaterial bei der Joghurtherstellung verwendet. In solch einem
Fall, wenn Milchpulver, welches eine hohe Gelformbarkeit aufweist,
verwendet wird, kann der Einsatz der zuvor erwähnten Zusätze für die Verbesserung des Gels
reduziert werden. Wenn dieses Milchpulver außerdem im Verfahren zur Herstellung
von Joghurt verwendet wird, müssen
kein zusätzlicher
Schritt für die
Reaktion der TG bereitgestellt und die üblichen Herstellungsbedingungen
nicht modifiziert werden.
-
Im
Allgemeinen kann Milchpulver bei einer Vielzahl von Lebensmitteln
angewendet werden, und der Verwendungswert des modifizierten Milchpulvers,
welches erfindungsgemäß hergestellt
wurde, ist nicht auf die oben beschriebene Joghurtherstellung begrenzt.
-
Ein
Käse wird
allgemein aus Rohmilch gemacht und die Rohmaterial-Milch deshalb
hitzebehandelt, um Hygiene und gleichbleibende Qualität zu gewährleisten.
Jedoch werden traditionelle Käsesorten,
wie „EMETAL" aus der Schweiz, „ROCKFALL" aus Frankreich, „PRLMIJANO" UND „REJANO" aus Italien sorgfältig aus
Rohmilch hoher Qualität
in ihren Heimatorten hergestellt. Die Hitzebehandlung wird oft bei
71 bis 75°C für bis zu
15 Sekunden durchgeführt
(möglicherweise
zu milde Bedingungen für
eine Sterilisation). Übermäßiges Erhitzen
führt zu
einer Nicht-Ionisierung von Kalziumionen, Denaturierung von Molkeproteinen,
Bildung einer weichen Dickmilch, Verzögerung der Aynärese u. ä., wodurch
die Qualität
eines Käses
herabgesetzt werden kann und insbesondere ein bitterer Geschmack
verursacht wird.
-
Da übermäßiges Erhitzen
bei der Käseproduktion
nicht wünschenswert
ist, wie zuvor beschrieben, ist eine erfindungsgemäße Technologie,
die auch auf Rohmilch angewendet werden kann, im Hinblick auf eine Verbesserung
nicht nur der physikalischen Eigenschaften eines Käses, sondern
auch dessen Qualität,
sehr vielversprechend.
-
Ferner
beinhalten die Vorteile einer Verwendung von TG für einen
Käse eine
Steigerung im Ertrag von Dickmilch und Verbesserungen in Aroma,
Geschmack und Erscheinungsbild (Offenle gungsschrift der Japanischen
Patent Anmeldung No. 134947/1995). Zusätzlich zu diesen Vorteilen,
erbringt die vorliegende Erfindung solche Leistungen, dass die Menge
an TG, die hinzugegeben oder verwendet werden soll, reduziert werden kann,
verglichen mit dem Stand der Technik, und dass die Reaktionszeit
verkürzt
werden kann.
-
Eine
Beschreibung wird zu einem Beispiel gegeben, in welchem die erfindungsgemäße Technologie auf
die Herstellung von Cheddarkäse
angewendet wird. Dieses Beispiel wird mit einem anderen verglichen,
in welchem TG bei der Herstellung des Käses gemäß einem konventionellen Verfahren
verwendet wird (Offenlegungsschrift der Japanischen Patent Anmeldung
No. 134947/1995). Das konventionelle Verfahren ist ein Verfahren,
bei dem nur TG zur Rohmaterial-Milch hinzugegeben wird.
-
Beispiel 5: Herstellung
von Cheddarkäse
-
11
Liter einer bei niedriger Temperatur sterilisierten Kuhmilch (sterilisiert
bei 63°C
für 30
Minuten, Nichtfett-Milchfestgehalt:
8,4%; Milchfett: 3,6%; Milchproteingehalt: 3,1%) wurden auf 33°C erhitzt.
Eine TG-Enzympräparation
(„ACTIVA" TG, spezifische
Aktivität:
1000 U/g der Präparation,
Produkt der AJINOMOTO CO., INC.) wurde zu der Milch in einer Menge
von einer Einheit pro 1 Gramm des Milchproteins gegeben, und gleichzeitig
wurde „AROMILD
U" mit einem Anteil
von 0,02% dazugegeben, basierend auf dem Gewicht der Rohmaterial-Milch.
-
Nach
30 Minuten wurde zu dem obigen Gemisch eine Milchsäurebakterienstarterkultur
(Gemisch aus S. lactis und S. cremoris, Produkt der Chrischan Hansen's Laboratorien) mit
einem Anteil von 0,75%, basierend auf dem Gewicht, dazugegeben,
und das resultierende Gemisch wurde für 30 Minuten bei einer Temperatur
von 33°C
gehalten. Dann wurden 0,004% Labenzym (einfache Stärke (single
strength), Produkt der Chrischan Hansen's Laboratorien) vom Kalb und 0,02% Kalziumchlorid
zu dem Gemisch hinzugegeben. Das resultierende Gemisch wurde für 30 Minuten
stehen gelassen, wodurch sich die Dickmilch bildete. Nachdem die Dickmilch
geschnitten und für
5 Minuten stehen gelassen wurde, wurde sie für 10 Minuten langsam gerührt und
dann auf 34°C
erhitzt. Während
die Dickmilch erhitzt wurde, wurde sie langsam weiter gerührt, ohne
die Dickmilchklümpchen
zu zerstoßen.
Dann wurde die Dickmilch für
15 Minuten bei 38°C
gerührt.
Nach dem Stehenlassen für
5 bis 10 Minuten konnte die abgesonderte Molke abgetrennt werden.
-
Nach
der Abtrennung der Molke wurde die resultierende Dickmilch in 6
Inch breite Bahnen geschnitten und die Schnittstücke der Dickmilch angesammelt.
Bei einer Temperatur von 37 bis 38°C wurden anschließend die
angehäuften
Dickmilchbahnen jede 15 Minuten wiederholt gewendet, wodurch es
ermöglicht
wird, die Molke abzutrennen („cheddaring
process"). Dann
wurde die Dickmilch gemahlen. Salz (Natriumchlorid) wurde nach und
nach in die gemahlene Dickmilch hineingemischt, d. h. das Salz wurde
in drei Portionen geteilt und in solch einer Menge hinzugegeben,
dass die Salzkonzentration 4,5% der Dickmilch beträgt. Danach
wurde die resultierende Dickmilch in ein Behältnis gefüllt, gepresst, gereift und
gelagert, um einen Cheddarkäse
(Testprodukt) zu erhalten.
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Zum
Vergleich wurden ein Cheddarkäse
(Kontrollprodukt) in derselben Art und Weise hergestellt, aber es
wurde weder TG noch RROMILD U dazugegeben, und ein Käse (Herkömmliches
Produkt) in derselben Weise mit einem herkömmlichen Verfahren, das heißt, durch
Zugabe von 5 Einheiten TG pro 1 Gramm des Milchproteins hergestellt.
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Die
Gewichte der komprimierten Dickmilch und die Trockengewichte derselben
wurden gemessen und eine sensorische Beurteilung der drei Wochen
lang gereiften Cheddarkäse
durch eine Gruppe, bestehend aus 10 kompetenten Mitgliedern, abgegeben.
Das Testprodukt, das Kontrollprodukt und das herkömmliche
Produkt wurden miteinander verglichen und die Ergebnisse sind unten
in Tabelle 3 gezeigt.
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Wie
in Tabelle 3 gezeigt, erhöhte
sich die Ausbeute der Dickmilch des Testprodukts gegenüber der
des Kontrollprodukts um etwa 15%. Weiterhin war ihre Härte befriedigend
und ihre Elastizität
erhöht,
verglichen mit der Dickmilch des Kontrollprodukts. Der Unterschied
zwischen ihrem Geschmack und dem äußeren Anschein und denen des
Kontrollprodukts war nicht so groß. Andererseits war die Ausbeute
der Dickmilch des gewöhnlichen
Produkts etwas geringer, aber fast gleich dem des Testprodukts.
Weiterhin waren die Härte
und der äußere Anschein
und die Ergebnisse der sensorischen Beurteilung des gewöhnlichen
Produkts fast gleich denen des Testprodukts. Aus dem vorhergehenden
wird ersichtlich, dass die Menge an TG, welche in dem gewöhnlichen
Verfahren verwendet wird, in welchem nur TG zugegeben wurde, erfindungsgemäß auf Einfünftel reduziert
werden konnte.
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Cheddarkäse ist ein
sogenannter „Hartkäse" (Wassergehalt: etwa
40% oder geringer). Er wird weltweit am meisten hergestellt und
ebenso als Rohmaterial für
verarbeiteten Käse
verwendet. Sein milder Geschmack scheint den Präferenzen vieler Menschen zu
entsprechen.
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Die
vorliegende Erfindung, die die gewöhnliche Menge der TG reduzieren,
die Ausbeute der Dickmilch erhöhen
und eine Dickmilch, die eine gute Härte und Elastizität hat, und
infolgedessen einen Hartkäse
mit hoher Qualität,
wie Cheddarkäse,
bereitstellen kann, ist vom industriellen Standpunkt äußerst nützlich.
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Wirkungen der Erfindung
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Gemäß der erfindungsgemäßen Technologie,
bei der der Rohmaterialmilch, wie Rohmilch, die eine geringe Reaktivität gegenüber TG hat,
TG und ein Reduktionsmittel zugegeben werden und diese mit der Rohmaterialmilch
reagieren, kann die Reaktivität
der Rohmaterialmilch erhöht
und die Milchproteine wirksamer modifiziert werden als zuvor. Außerdem kann
gemäß der erfindungsgemäßen Technologie
die erforderliche Menge des Re duktionsmittels in so einem Bereich
liegen, in dem es Nahrungsmitteln zugegeben werden darf, und daher
ist die Anwendbarkeit des Reduktionsmittels hoch. Daher kann sie
zur Verbesserung der physikalischen Eigenschaften eines Molkereiprodukts,
wie Yoghurt, welches Rohmilch verwendet, breit angewendet werden.
