DE60113941T2 - Zusatzstoff für die Gärung von Lebensmitteln und diesen enthaltende Lebensmittel - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung einer gegärten Nahrungszusammensetzung unter Verwendung eines Kohlenstoffadditivs für Fermentationen oder für fermentierte bzw. gegärte Nahrungs- bzw. Lebensmittel, sei es lactidisch und/oder bifid bzw. zweifach gesäuert, die verzweigte Maltodextrine oder Standard-Maltodextrine enthalten.
- Die gegärten Nahrungsmittel, die durch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogen werden, sind Fermentationen bzw. Gärungen mit Hilfe von gram-positiven Bakterien, unter denen sich lactidische Bakterien, die sich durch eine starke Produktion von Milchsäure auszeichnen, und bifidische Bakterien finden, die mit den Milchsäurebakterien verwandt sind und die sich durch eine Mischfermentation, nämlich einer lactidischen und einer acetischen, auszeichnen.
- Die Milchsäurebakterien umfassen die folgenden Gattungen: Lactubacillus, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Leuconostoc, Pedicoccus. Die bifidischen Bakterien werden durch die Gattung Bifidobacterium repräsentiert.
- Diese Bakterien findet man im allgemeinen assoziiert mit anderen Mikroorganismen in zahlreichen, natürlichen tierischen und pflanzlichen Gärungsprodukten: gegärte Milch (Käse, Joghurts), gegärtes Fleisch (Würste, Schinken), alkoholische Getränke auf der Basis von Früchten (Weine, Cidre, Biere), gegärtes Gemüse und gegärte Früchte (Sauerkraut, Oliven, Essiggurken), gegärtes Getreide (unterschiedliche Arten von Brot), gegärtes Viehfutter (Silogut).
- Diese Bakterien, die unter dem Ausdruck "Nahrungsgärungsmittel" eingeordnet werden, werden als einer der Bakteriengruppen betrachtet, die vom Standpunkt der Ernährung am anspruchsvollsten sind (La technique laitière Nr. 979, 1993, SS. 41–47).
- Indem unterschiedliche Wachstumsmedien für Nahrungsgärungsmittel und insbesondere unterschiedliche, verwendbare Kohlenstoffprodukte untersucht wurden, hat die Anmelderin festgestellt, daß die Zugabe von besonderen verzweigten Maltodextrinen überraschend und unerwartet eine vorteilhafte Wirkung auf das Wachstum der Nahrungsgärungsmittel und folglich auf die Säuerungsgeschwindigkeit des Wachstumsmediums hatte. Dies ist um so erstaunlicher, als bekannt ist, daß Kohlenstoffquellen von niedrigem Molekulargewicht, wie insbesondere Lactose, durch Milchsäurebakterien bevorzugt metabolisiert werden. Gemäß der Erfindung erlaubt die Zugabe von verzweigten Maltodextrinen in das Wachstumsmedium oder in das zu gärende Produkt:
- – eine Verringerung der Latenzzeit des bakteriellen Wachstums,
- – eine schnellere Ansäuerung mit einem Gewinn an Zeit der erforderlichen Gärung bis zum Erhalt eines pH-Werts von 4,4,
- – eine bakterielle Population, die zahlenmäßig zwei- bis vier-fach stärker ist und die eine erhöhte Lebensfähigkeit zeigt.
- Dieses Phänomen ist ganz und gar interessant bei Nahrungsvergärungen insbesondere vom "Joghurt"-Typ, weil die Anmelderin zusätzlich zu den oben genannten Vorteilen eine Erhöhung der Viskosität des Joghurts festgestellt hat, was für das Fließvermögen des Endprodukts vorteilhaft ist. Diese Erhöhung der Viskosität erlaubt ferner, vorteilhaft den Gehalt an Struktur- bzw. Stützmitteln im Produkt wie insbesondere von Proteinen zu verringern.
- Die Erfindung hat somit zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung einer gegärten Nahrungszusammensetzung unter Verwendung eines Kohlenstoffadditivs für Fermentationen oder für Nahrungsmittelvergärungen, dadurch gekennzeichnet, daß es verzweigte Maltodextrine, die 15 bis 35% 1 → 6-glucosidische Bindungen, einen Gehalt an reduziertem Zucker von weniger als 20%, einen Polymolekular-Index von weniger als 5 und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von gleich oder weniger als 4.500 g/Mol aufweisen, und Standard-Maltodextrine umfaßt. Durch den Polymolekular-Index wird das Verhältnis Mp/Mn verstanden, wissend, daß Mp das gewichtsmäßige Molekulargewicht ist und Mn das zahlenmäßige Molekulargewicht ist.
- Durch verzweigte Maltodextrine werden Maltodextrine verstanden, die in der Patentanmeldung FR-A-2,786,775 beschrieben sind, von der die Anmelderin Inhaberin ist. Diese Maltodextrine haben einen Gehalt an 1 → 6-glucosidischen Bindungen, der höher ist als derjenige von Standard-Maltodextrinen.
- Die Standard-Maltodextrine im Sinne der vorliegenden Erfindung sind herkömmliche Produkte der sauren oder enzymatischen Hydrolyse von Stärke und sind charakterisiert durch ein Reduktionsvermögen, das durch ein Dextrose-Äquivalent (oder D.E.) von weniger als 20 ausgedrückt wird.
- Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung zeigen die verzweigten Maltodextrine reduzierenden Zucker von 2 bis 5% und einen Mn von 2.000 bis 3.000 g/Mol.
- Das verwendete Kohlenstoffadditiv umfaßt vorteilhafterweise mindestens 0,1% verzweigte Maltodextrine. Im übrigen umfaßt es Standard-Maltodextrine.
- Das Kohlenstoffadditiv umfaßt mindestens 0,1, vorzugsweise 2 bis 90 Gew.-% und noch weiter bevorzugt 5 bis 85 Gew.-% verzweigte Maltodextrine und 0,1 bis 99,9 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 75 Gew.-% und noch weiter bevorzugt 5 bis 55 Gew.-% Standard-Maltodextrine.
- Unter 0,1% Maltodextrinen im Gärungsmedium ist der positive Effekt nicht ausreichend, um eine Wirkung zu zeigen. Über 30 Gew.-% Maltodextrine im besagten Medium wird ein ungünstiger Effekt beobachtet aufgrund eines zu starken osmotischen Drucks.
- Gemäß einer Variante der Erfindung sind alle oder ein Teil der verzweigten Maltodextrine hydriert.
- Das Kohlenstoffadditiv kann ferner intensive Süßstoffe enthalten, wie z.B. Aspartam oder Acesulfam K.
- Das Kohlenstoffadditiv kann in das Fermentationsmedium als Pulver oder in Form einer Paste, einer Suspension oder einer Lösung; allein oder in Kombination mit anderen, das Fermentationsmedium aufbauenden Produkten oder mit Gärungsmitteln hinzugefügt werden.
- Die gemäß der Erfindung erhaltenen gegärten Nahrungszusammensetzungen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie vollständig oder teilweise das Kohlenstoffadditiv umfassen. Die Maltodextrin-Komponente, egal ob verzweigt, hydriert verzweigt oder als Standard, ist tatsächlich im wesentlichen nicht fermentiert oder nur teilweise fermentiert und ist somit nahezu vollständig oder zum Teil in der Endnahrungszusammensetzung zu finden. Im Fall von Joghurts oder gegorener Milch wird das Kohlenstoffadditiv direkt der zu fermentierenden Milch einverleibt. Die durch die vorliegende Erfindung in Betracht gezogenen gegärten Nahrungszusammensetzungen können tierischen oder pflanzlichen Ursprungs sein und können gleichfalls zur Tiernahrung bestimmt sein, wie insbesondere Silogut-Zusammensetzungen.
- Die vorliegende Erfindung hat zum Gegenstand ein Verfahren zur Herstellung einer gegärten Nahrungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß das oben beschriebene Kohlenstoffadditiv gemäß der Erfindung eingesetzt wird.
- Somit ist es möglich, mit besseren Gärungsausbeuten unterschiedliche Nahrungsprodukte zu erhalten, in denen die Gegenwart des Kohlenstoffadditivs außerdem zu weiteren technologischen und organoleptischen Vorteilen beiträgt. Die gemäß der Erfindung verwendeten, verzweigten Maltodextrine tragen insbesondere zu einem Fasereffekt für die Nahrungsprodukte bei. Die Anmelderin hat in der Tat gezeigt, daß diese Maltodextrine die Entwicklung von Mikroorganismen begünstigen, die für die Gesundheit des Menschen und von Tieren vorteilhaft sind, wie bifidogene, lactidische und andere Floren. Daher spricht man vom präbiotischen Effekt von verzweigten Maltodextrinen. Somit wird die das Kohlenstoffadditiv umfassende Nahrungszusammensetzung den zusätzlichen Vorteil haben, bifidogen zu sein. Das Additiv kann somit das In Vivo-Wachstum der humanen oder tierischen Milchsäurefloren begünstigen. Weitere Vorteile werden durch die Lektüre der Beispiele, die folgen, sowie durch die einzige Zeichnung deutlich, die damit zusammenhängt, was veranschaulichend und nicht begrenzend sein soll.
- Es ist klar, daß die Kohlenstoffadditive gleichfalls mit Nahrungsgärungsmitteln selbst assoziiert sein können, was den Vorteil hat, ihre Stabilität zur Konservierung oder zur Trocknung zu verbessern.
- Beispiel 1, außerhalb der Erfindung: Herstellung von Milchumrühr-Spezialitäten.
- Aufgabe ist es, den Einfluß des Kohlenstoffadditivs zu belegen auf die Struktur, den Geschmack und die Gärungskinetik von gesüßten Milchspezialitäten mit 0% Fettmaterial. Dafür hat die Anmelderin Saccharose vollständig durch verzweigte Maltodextrine und synthetische Süßstoffe ersetzt, mit unterschiedlichen Gärungsmitteln:
- – einem "herkömmlichen" Gärungsmittel, nämlich einer Gleichgewichtsmischung von für Joghurt gewöhnlichen Stämmen (Streptococcus thermophilus, Lactobacillus delbruekii sp. bulgaricus),
- – einem "modernen" Gärungsmittel, zusammengesetzt aus gleichen Stämmen nach Adaption auf aktuelle Erwartungen des Verbrauchers (niedrige Aziedität, gestärkte Cremigkeit),
- – einem bifidogenen Gärungsmittel, aufgebaut allein aus Bifidobacterium lactis.
- Es werden Joghurts gemäß dem Protokoll und der Formulierung unten hergestellt.
- * Die verwendeten verzweigten Maltodextrine zeigen die folgenden Eigenschaften: Dextroseäquivalent: 6 Trockenmaterie: > 95% Molekulargewicht Mn: 2.900 Kaloriewert: 2 kcl/9
- Die Gärungsmittel wurden durch das Unternehmen CHR HANSEN in lyophilisierter Form geliefert, bestimmt für eine direkte Aussaat. Die zu verwendende Dosis der Gärungsmittel hängt vom Typ des Gärungsmittels ab. So verwendet man ungefähr 4,8 g der herkömmlichen oder modernen Gärungsmittel für 100 Liter Milch, und 2 g für 100 Liter Milch mit dem bifiden Gärungsmittel.
- – herkömmliches Gärungsmittel: Ref. YC-380
- – modernes Gärungsmittel: Ref. YC-X11
- – bifides Gärungsmittel: Ref. BB-12
- Protokoll:
-
- – Bewässere Magermilchpulver in Wasser unter Bewegung (800 RPM) für 15 Minuten.
- – Füge Saccharose oder verzweigte Maltodextrine hinzu und setze bei 500 UPM für 7 Minuten in Bewegung.
- – Pasteurisiere die Lösung in einer Schlange, die in ein siedendes Wasserbad eingetaucht ist; Verweilzeit der Milch in der Schlange: 7 Minuten.
- – Lasse die Milch auf 44°C abkühlen. Füge anschließend die Süßstoffe, die zuvor in sterilem Wasser auf 10% verdünnt wurden, sowie die verdünnten Gärungsmittel hinzu. Für die herkömmlichen und modernen Gärungsmittel, die eine Mischung von Stämmen umfassen, ist es wichtig, einige Minuten vor der Aussaat mindestens 50% des Lyophilisats in der pasteurisierten Milch zu verdünnen, um sicherzustellen, daß von jedem Stamm die richtigen Proportionen entnommen werden.
- – Plaziere die Milch in einen Inkubator bei 44°C und verfolge den pH bis auf einen Wert von 4,4.
- – Beende die Gärung: Rühre das Joghurt bei 500 UPM für eine Minute um und fülle in Glasbehälter ein; Lagerung bei 4°C.
- Die gemessenen Parameter der Joghurts sind wie folgt: Brookfield-Viskosität nach der Gärung vor und nach dem Umrühren, Azidität in Grad Dornic vor und nach der Gärung, gemessene Ansäuerung durch Verfolgen des pH im Verlauf der Gärung. Eine sensorische Analyse in den der Herstellung folgenden Tagen erlaubt es, die Wahrnehmung der erhaltenen Struktur und des erhaltenen Geschmacks zu beurteilen. Die Messungen einen Tag nach der Herstellung sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:
-
- Man stellt eine deutliche Erhöhung der Viskosität der Joghurts fest, egal welches Gärungsmittel verwendet wurde. Das Maß der anfänglichen Viskosität zeigt, daß die Viskositätseigenschaften von verzweigten Maltodextrinen selbst nicht ausreichen, die festgestellten Abweichungen zu erklären.
- Eine Kinetik der Säuerung ist repräsentiert durch die der
1 entsprechenden Grafik, die den positiven Effekt von verzweigten Maltodextrinen auf die Geschwindigkeit der Säuerung zeigt. - Beispiel 2, außerhalb der Erfindung: Mikrobiologische Untersuchung
- Es wird ein Joghurt unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 hergestellt, indem herkömmliche Gärungsmittel verwendet werden, und man verfolgt die Gärung durch Messung der Veränderung der Impedanz des Mediums im Verlauf der Inkubationsdauer (BACTEROMETER®, BIOMERIEUX) und durch quantitative und qualitative Bestimmung der mikrobiellen Population mittels Durchflußzytometrie (CHEMFLOW®, CHEMUNEX). Das BACTEROMETER®-System ist ein schnelles, zuverlässiges und empfindliches sowie vollständig automatisiertes mikrobielles Detektionssystem, beruhend auf Prinzipien der Mikrobiologie mittels Impedanz. Es wird zum Nachweis der Impedanzveränderungen gegriffen, die aus der metabolischen Aktivität von Mikroorganismen im Wachstum resultieren. Der gemessene Detektionsverlauf hängt gleichfalls von der Wachstumskinetik, von der Latenzzeit und von der Mikroorganismenkonzentration einer gegebenen Probe ab. Die Ergebnisse werden in TD (Detektionszeit) ausgedrückt. Der Einfluß unterschiedlicher Saccharide auf das Wachstum von lactidischen Gärungsmitteln wird untersucht.
- Das Wachstumsmedium besteht aus einem Volumen von 1 ml, zusammengesetzt aus 9% Milch, 10% Saccharose und/oder 10% von zu untersuchenden Sacchariden. Die Milch wird durch Rehydratation in sterilem Wasser hergestellt; sie ist nicht pasteurisiert. Die zu untersuchenden Saccharide werden durch Filtration sterilisiert.
- Die Suspension der lactidischen Gärungsmittel wird in sterilem Wasser hergestellt, um eine Anfangspopulation von 2 106 UFC/ml des Milchmediums zu erhalten.
- Die Inkubation erfolgt für 24 Stunden bei 44°C. Die Veränderung der Impedanz des Mediums wird kontinuierlich gemessen und in Prozentveränderung übersetzt.
- Das Vergleichsmedium ist ein Medium der gleichen Zusammensetzung wie das untersuchte Medium, ohne jedoch geimpft zu werden.
- Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle aufgezeichnet.
-
- Diese Messung soll zeigen, daß der positive Effekt verzweigter Maltodextrine nicht auf einer Abnahme des osmotischen Drucks beruht, da der Detektionszeitpunkt identisch ist mit dem Vergleich in Abwesenheit des Kohlenstoffadditivprodukts in der Lactose der Milch.
- Eine Abnahme des Detektionszeitpunkts, entsprechend einer Abnahme der Latenzzeit, wird für die Versuche beobachtet, wo Saccharose durch die verzweigten Maltodextrine ersetzt wurde.
- Beispiel 3, außerhalb der Erfindung: Bestimmung der Bakterienkonzentration.
- Die lactidischen Gärungsmittel werden in im vorangehenden Beispiel beschriebenen Medien eingesetzt (9% Milch und 10% Saccharose, oder 10% verzweigte Maltodextrine).
- Die Inkubation erfolgt bei 44°C im Reaktor von zwei Litern mit einer Verfolgung der Säuerungskinetik. Von Anfang an werden Probenahmen im Verlauf der Gärung genommen, um die Gesamtbakterienkonzentration und die Lebensfähigkeit dieser Population mithilfe des CHEMFLOW-Analysegeräts zu bestimmen.
- Die Gärungen wurden beendet, sobald der pH einen Wert von 4,4 erreichte.
- Die folgende Tabelle gibt die Konzentrationen an Gesamtzellen und die Konzentrationen an lebenden Zellen an, wobei das Verhältnis dieser beiden Werte die zelluläre Lebensfähigkeit ergibt. Die Analysen der letzten Probennahmen, die den Beendigungen der Gärung entsprechen, wurden nach dem Verrühren des Joghurts bewirkt. Die Werte werden in Zellen, gezählt pro ml des Mosts, ausgedrückt.
-
- Die Lebensfähigkeiten für jede der Medien sind angegeben.
- Die Gesamt- und Lebend-Populationen sind bei den verzweigten Maltodextrinen gegenüber der Saccharose stärker erhöht.
- Je nach hinzugefügtem Saccharid sind die lebenden Zellkonzentrationen stärker konzentriert als der Saccharose-Vergleich, wobei die verzweigten Maltodextrine die Saccharide sind, die das Wachstum stärker aktivieren.
- Beispiel: Veränderung des Gehalts von Sacchariden
- Versuche werden unter den gleichen Bedingungen wie zuvor durchgeführt, jedoch mit einer Mischung von verzweigten Maltodextrinen und Standard-Maltodextrinen, wie auch mit einer Veränderung des Gehalts an Maltodextrinen.
- Das verwendete Standard-Maltodextrin ist das GLUCIDEX®6, kommerziell erhältlich durch die Anmelderin.
-
- Die Verwendung von Mischungen verzweigter und standardisierter Maltodextrine gestattet es, den positiven Effekt des verzeigten Maltodextrins auf die Milchsäuregärung aufrecht zu halten und darüber hinaus dem Milchprodukt eine Nahrungseigenschaft hinzuzufügen (Fasereffekt). Die Standard-Maltodextrine scheinen einen synergistischen Effekt mit den verzweigten Maltodextrinen zu besitzen.
- Im Ergebnis trägt das Kohlenstoffadditiv mehrere Hauptvorteile für Joghurts bei:
- – Anreicherung an Fasern,
- – Erhöhung der Cremigkeit, die zur Einsparung von Milchproteinen berechtigt,
- – Erhöhung der Säuerungsgeschwindigkeit,
- – und Erhöhung der mikrobiellen Konzentration.
Claims (7)
- Verfahren zur Herstellung einer gegärten Nahrungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß im Verlauf der Gärung ein Kohlenstoffadditiv eingesetzt wird, welches verzweigte Maltodextrine, die 15 bis 35% 1->6-glucosidische Bindungen, einen Gehalt an reduzierendem Zucker von weniger als 20%, einen Polymolekular-Index von weniger als 5 und ein Zahlenmittel des Molekulargewichts Mn von gleich oder weniger als 4.500 g/Mol aufweisen, sowie Standard-Maltodextrine umfaßt.
- Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffadditiv mindestens 0,1 Gew.-% verzweigte Maltodextrine umfaßt.
- Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verzweigten Maltodextrine einen Gehalt an reduzierendem Zucker von 2 bis 5% und einen Mn von 2.000 bis 3.000 g/Mol aufweisen.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Additiv 2 bis 90% verzweigte Maltodextrine und 5 bis 75% Standard-Maltodextrine umfaßt.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle oder ein Teil der verzweigten Maltodextrine hydriert sind.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gegärte Nahrungszusammensetzung ein Molkereispezialprodukt ist.
- Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nahrungszusammensetzung eine gegärte Milch ist.
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