DE60114322T2

DE60114322T2 - Verfahren zur Herstellung eines fermentierten Nahrungsmittels auf Milchbasis

Info

Publication number: DE60114322T2
Application number: DE60114322T
Authority: DE
Inventors: David Cooke; Timothy John Foster; Saskia Alexandra Galema; Adrianus Marinus Ledeboer; Jan Willem Sanders
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 2000-08-14
Filing date: 2001-08-09
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2021-08-10
Also published as: EP1180329A3; ES2249394T3; US7033628B2; US20020122844A1; EP1180329B1; IN191026B; GB0020002D0; DE60114322D1; ATE307487T1; EP1180329A2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Nahrungsmittelprodukts. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Milch enthaltenden Produkts, das verbesserte Struktur- und Textur-Qualitäten aufweist, wodurch die Notwendigkeit, eine Struktur-/Texturbildungs-Hilfe als Zusatz-Ingrediens zu inkludieren, wegfällt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Entwicklung von Nahrungsmittelprodukten mit verbesserten Textur- und Struktur-Eigenschaften, die keine Lagerstabilitätsprobleme aufweisen, ist von beträchtlichem kommerziellen Interesse. Im Fall von Eiscreme-Konfekt besteht beispielsweise ein besonderer Bedarf an der Entwicklung verbesserter Methoden zur Bekämpfung einer Textur-Verschlechterung, die sich aus der Bildung von Eiskristallen ergibt, die durch zyklische Veränderungen in der Gefriertemperatur verursacht werden (unsachgemäße Temperaturanwendung, „temperature abuse"). Es wurden verschiedene Ansätze zur Überwindung dieser Probleme beschrieben, die typischerweise mit der Zugabe von herkömmlichen Stabilisier-, Verdickungs- und/oder Struktur-Zusätzen zum Nahrungsmittelprodukt während seiner Herstellung verbunden waren. Polysaccharide, wie Johannisbrotkernmehl, Guar-Gummi und Carrageenan werden beispielsweise allgemein zugesetzt, um die Wahrnehmung von Eiskristallen zu maskieren und die Textur von Eiscreme-Produkten zu verbessern. Andere Stabilisierungsmittel, die in Nahrungsmittelprodukten verwendet werden, inkludieren Homopolysaccharide, die von bestimmten Bakterien extrazellulär erzeugt werden, wie Dextran und Fructane. Sprühgetrocknetes Dextran-Milchpulver ist im Handel von Quest International unter der Handelsbezeichnung „Enrich" erhältlich.
Dextrane sind Homopolysaccharide, die Glucose-Reste aufweisen, welche durch die Wirkung des Enzyms Dextransucrase auf Saccharose erzeugt werden, wobei diese Enzyme vor allem extrazellulär durch verschiedene Milchsäure-Bakterien erzeugt werden, einschließlich Stämme der Gattungen Streptococcus, Leuconostoc und Lactobacillus.
Die gesteuerte Fermentation eines auf Molke basierenden Mediums, das Saccharose enthält, mit dem Dextran-produzierenden Bakterium Leuconostoc mesenteroides ATCC 14935 zur Herstellung eines Verdickungsmittels zur Verwendung in Nahrungsmitteln ist in US 4 444 793 beschrieben. Der gewünschte Dextrangehalt wird durch verlängerte Fermentation erzeugt, während welcher eine übermäßige Acidifizierung entweder durch den Einschluss von Puffer-Salzen im Wachstumsmedium oder durch Titration mit einer Base während der Fermentation vermieden wird.
Die US 4 877 634 beschreibt die Herstellung einer sprühgetrockneten Dextran- und Laevan(Polyfructose)-hältigen Zusammensetzung, die bei der Rehydratisierung eine hohe Viskosität ergibt, durch Fermentieren eines wässerigen, Saccharose aufweisenden Wachstumsmediums mit Leuconostoc dextranicum NRRL-B-18132. Die Verwendung dieser Zusammensetzung zur Verbesserung der Dicke, Stabilität oder der Textur von Nahrungsmittelprodukten, einschließlich Milchgetränke, Salatsaucen, Eiscreme und gefrorenes Jogurt, ist ebenfalls beschrieben. Die Produktion von Dextran von einem anderen Leuconostoc dextranicum-Stamm (NRRL-B-18242) und deren Verwendung, vorzugsweise in Form eines getrockneten, rehydratisierbaren Pulvers, als Textur-modifizierender oder -verbessernder Zusatz bei einer ähnlichen Reihe von Nahrungsmitteln ist in US 5 223 431 beschrieben.
Gemäß der von Garvie et al. (International Journal of Systematic Bacteriology, 118–119, 1983) aufgestellten Taxonomie sind Bakterien der Gattung Leuconostoc, die zuvor als Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum und Leuconostoc cremoris klassifiziert wurden, Sub-Spezies von Leuconostoc mesenteroides. Zusätzlich zu den oben erwähnten Dextran erzeugenden Sub-Spezies von Leuconostoc mesenteroides wurden zwei weitere Dextran erzeugende Stämme in der Literatur beschrieben, die für die Texturbildung von Nahrungsmitteln von Nutzen sind, nämlich die Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris-Stämme CNCM I-1692 und CNCM-I-1693 (vgl. US 6 004 800 ).
Da Polysaccharide, wie Dextran, durch anaerobe Fermentation von Polysaccharid-erzeugenden Stämmen von Milchsäurebakterien hergestellt werden, ist ihre Produktion zwangsweise von der Produktion von Säure (und folglich einer Absenkung des pH-Werts) als Nebenprodukt des anaeroben Metabolismus begleitet. Dies wurde allgemein als Einschränkung für die Anwendbarkeit von Verfahren zur Herstellung von Dextran durch mikrobielle Fermentation in situ im Nahrungsmittel selbst angesehen, insbesondere im Fall von pH-empfindlichen Nahrungsmitteln, wie solchen, die Milchproteine enthalten, wo eine Absenkung des pH-Werts merkliche Aus wirkungen auf die Textur, Verarbeitbarkeit, Stabilität und den Geschmack des Produkts haben kann. Wenn das Produkt beispielsweise ein Jogurt oder ein Jogurt-Eis ist, dessen Herstellung normalerweise eine Ansäuerung mit sich bringt, ist dies vielleicht kein Problem, doch allgemeiner ist es wahrscheinlich, dass die Auswirkungen eines beträchtlichen Abfalls des pH-Werts, insbesondere in Verbindung mit einer hohen Temperatur, wenn ein Pasteurisieren nach dem Fermentationsschritt notwendig ist, für die Qualität des Produkts sehr nachteilig sind.
Beispielsweise ist es in diesen oben besprochenen Fällen, in welchen Dextran als geeignete Stabilisierungs- und Texturbildungs-Hilfe für Eiscreme-Produkte vorgeschlagen wurde, bemerkenswert, dass es immer in Form eines zuvor zubereiteten Zusatzes, dessen pH-Wert eingestellt ist, zugesetzt wird. US 6 004 800 beschreibt die Bildung einer Eiscreme, bei welcher Dextran während des Herstellungsprozesses erzeugt wird (mit einem Verfahren, bei welchem die mit dem mikrobiellen Metabolismus verbundenen Probleme nicht auftreten würden), doch wiederum bringt dies das Zugeben eines Zusatzes (hier das gereinigte Enzym, aktive Dextransucrase) mit sich, was im Hinblick auf Kosten und Akzeptanz durch den Konsumenten unerwünschte Folgen hat.
Dagegen wurden Fälle der Herstellung von Polysaccharid-Texturbildungs-/Strukturierungsmittel durch Fermentatian in situ bei der Jogurt-Erzeugung in der Literatur berichtet; hier, wo eine Säureproduktion sowohl ein normaler als auch ein erwünschter Teil des Produktionsprozesses ist, stellt der die Fermentation begleitende Abfall des pH-Werts kein Problem dar.
Die (oben erwähnte) US 6 004 800 beschreibt die Herstellung eines Jogurts von akzeptabler Textur und akzeptablem Geschmack durch Fermentation von Dextran-erzeugendem Leuconostoc mesenteroides ssp. cremoris CNCM I-1692 (zusammen mit nicht-eindickenden Stämmen von Streptococcus thermophilus und Lactobacillus bulgaricus) in Gegenwart eines Milch-Saccharose-Mediums, bis ein pH-Wert von 4,5 erreicht ist. Diese Literaturstelle offenbart auch die Jogurt-Bildung unter Verwendung des Enzyms Dextransucrase, hergestellt von Leuconostoc mesenteroides ssp cremoris, in Gegenwart von Saccharose, um Dextran in situ zu erzeugen. In einem anderen Beispiel beschreibt die US 5 308 628 die Herstellung eines Verdickungsmittel-freien Molkerei-Desserts auf Jogurt-Basis durch Züchten von Lactobacillus acidophilus, Lacto bacillus bifidus und/oder Streptococcus thermophilus mit verschiedenen Milch-Bestandteilen bis zu einem pH-Wert von zwischen pH 4,3 und pH 5,5, so dass die Viskosität des Produkts auf ein annehmbares Niveau erhöht wird.
Die Verwendung von Zusätzen zur Verbesserung der Struktur und der Textur von Eiscremes ist nicht nur aus ökonomischer Hinsicht nachteilig, sondern auch angesichts des Wunsches der Konsumenten nach Zusatz-freien Nahrungsmittelprodukten unerwünscht. Daher bleibt ein deutlicher Bedarf zur Entwicklung verbesserter Methoden zur Herstellung von Eiscreme-Konfekt und anderen Milch-hältigen Produkten mit verbesserten Struktur- und Stabilitätseigenschaften, bei gleichzeitiger Vermeidung der Verwendung von Zusätzen, bestehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung sieht in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Herstellung einer ein Homopolysaccharid aufweisenden Zusammensetzung auf Milch-Basis vor, welches die Schritte umfasst:

(i) Fermentieren einer Milch und fermentierbaren Zucker aufweisenden Mischung mit einem Homopolysaccharid-erzeugenden Mikroorganismus unter anaeroben Bedingungen, und
(ii) Stoppen der Fermentation, bevor der pH-wert der Mischung unter pH 5,5 fällt,

Die Erfindung sieht auch ein Nahrungsmittelprodukt vor, welches eine gemäß dem ersten Aspekt hergestellte Zusammensetzung umfasst.
In einem bevorzugten Aspekt sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Eiscreme-Vormischung gemäß dem ersten Aspekt und ein Verfahren zur Herstellung eines Eiscreme-Konfekts vor, umfassend das Pasteurisieren einer gemäß dem ersten Aspekt hergestellten Eiscreme-Vormischung und das Mit-Luft-Versetzen und Gefrieren dieser pasteurisierten Vormischung.
Ebenfalls vorgesehen ist eine Zusammensetzung, die eine Eiscreme-Vormischung und einen Homopolysaccharid-erzeugenden Mikroorganismus umfasst.
Die Erfindung sieht weiters ein Verfahren zur Verwendung eines Homopolysaccharid-erzeugenden Mikroorganismus zur Herstellung eines Polysaccharids in situ in einem Nahrungsmittelprodukt auf Milch-Basis vor, wobei eine Milch und einen fermentierbaren Zucker umfassende Mischung mit dem Mikroorganismus fermentiert wird, und wobei der pH-Wert dieser Mischung, obgleich er nicht reguliert wird, auf oder über pH 5,5 bleibt.
Ebenso vorgesehen ist ein Eiscreme-Konfekt, hergestellt aus einer Eiscreme-Vormischung, in welcher ein Polysaccharid in situ gemäß dem Verfahren der Erfindung erzeugt wird, gegebenenfalls verbunden mit einem variablen Anteil unfermentierter Vormischung.
Wie hierin verwendet, sollte „Milch" so verstanden werden, dass es tierische oder pflanzliche Milchsorten (wie Soya-Milch) mit einschließt, welche dazu geeignet sein können, in die Zusammensetzungen gemäß der Erfindung in Form von flüssiger Milch, Obers, Magermilch, Milchpulver oder Magermilchpulver eingearbeitet zu werden. Milchderivate, wie Molke, aus welcher die feste Protein-Komponente der Milch im Wesentlichen entfernt wurde, sind jedoch nicht inkludiert.
Mit „unreguliert" oder „nicht reguliert" ist gemeint, dass der pH-Wert während der Fermentation nicht künstlich im gewünschten Bereich gehalten wird (beispielsweise durch Einschließen von Puffer-Salzen im Wachstumsmedium oder durch Titration mit einer Base).
Eine „Eiscreme-Vormischung" ist eine Mischung aus Milchbestandteilen, Zuckern und gegebenenfalls Emulgatoren, Geschmacksmaterialien oder anderen Komponenten, die in Eiscreme herkömmlich sind, aus welchen ein Eiscreme-Konfekt nach Pasteurisieren und Gefrieren unter Versetzen mit Luft hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, wenn sie zusammen mit den beigefügten Zeichnungen gelesen wird, besser verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Zeit-Entwicklung der Viskosität (☐) in mPa·s und den Dextran-Gehalt in mg/ml (♦) in einer Eiscreme-Vormischung während der Fermentation mit L. mesenteroides ATC-C10830A. Die Inkubationstemperaturen und Inokulationsmengen (V/V%) sind über jedem Diagramm angegeben. Die Viskosität wurde vor dem Pasteurisieren mit einer Scherrate von 250 s^–1 gemessen.
2 zeigt den pH-Wert einer Eiscreme-Vormischung, welche 14% Magermilchpulver und 15% Saccharose aufweist, mit L-mesenteroides ATCC10830A fermentiert, in Abhängigkeit von der Viskosität der Vormischung. Die Viskosität wurde vor dem Pasteurisie ren mit einer Scherrate von 250 s^–1 gemessen.
3 bis 3B zeigen Spectrum-sensorische Darstellungen der Textur-Qualitäten von aus verschiedenen Vormischungs-Formulierungen hergestellten Eiscremes.
4 bis 4A zeigen Spectrum-sensorische Darstellungen der Geschmacks-Qualitäten von aus verschiedenen Vormischungs-Formulierungen hergestellten Eiscremes.
5 zeigt die unter Verwendung der Spectrum-sensorischen Analyse erhaltenen Pappegeschmack-Werte („cardboard flavour scores") für fettarme (
) und Vollfett(♦)-Eiscremes, die den Dextran-Zusatz enthalten, im Vergleich zu einer fettarmen, Dextran-enthaltenden Eiscreme, bei welcher das Dextran in situ gemäß der Erfindung erzeugt wird (
).
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass ein Nahrungsmittelprdoukt auf Milch-Basis mit verbesserter Struktur und Stabilität aus einer Polysaccharid-hältigen Mischung hergestellt werden kann, wobei das Polysaccharid in der Mischung in situ durch Fermentation mit einem Polysaccharid-erzeugenden Mikroorganismus unter anaeroben Bedingungen hergestellt wird, wobei der pH-Wert während der Fermentation, ohne reguliert zu werden, auf oder über pH 5,5, insbesondere im Bereich von pH 5,5 bis 7,0, bleibt.
Entgegen der Erwartung aus dem Stand der Technik, dass der begleitende Abfall des pH-Werts die in situ-Produktion von Polysacchariden durch mikrobielle Fermentation für eine Verwendung bei der Herstellung von säureempfindlichen Nahrungsmitteln, wie solchen, die Milch-Proteine enthalten, ungeeignet macht, stellten die vorliegenden Erfinder fest, dass es durch Wahl eines geeigneten Mikroorganismus und Steuerung der Fermentationsbedingungen möglich ist, ein Gleichgewicht zwischen der Polysaccharid-Produktion und Acidifizierung im Fermentationsprozess zu erreichen, so dass ein Polysaccharid-hältiges Produkt mit guter Struktur und Stabilität, ohne Beeinträchtigung von Textur oder Geschmack, hergestellt werden kann.
Die Erfahrung mit Produkten auf Milch-Basis, wie Eiscreme, lässt vermuten, dass die Tendenz besteht, dass ein „fermentierter Milchgeschmack" bei pH-Werten unter etwa 5,8 bemerkbar wird, der, obwohl er in einigen Produkten, wie Jogurt, akzeptabel ist, ansonsten unerwünscht ist. Die vorliegenden Erfinder fanden je doch, dass dieser Geschmack durch Mischen der fermentierten Mischung mit unfermentierter Mischung maskiert werden kann, während gleichzeitig die günstigen strukturgebenden Auswirkungen eines in situ erzeugten Polysaccharids beibehalten bleiben. Unter einem pH-Wert von 5,5 wird jedoch die Protein-Aggregation signifikant, was zu bemerkbaren Textur-Veränderungen im Nahrungsmittelprodukt führt, insbesondere, wenn es pasteurisiert werden muss. Diese Veränderungen in den Milch-Proteinen sind nicht reversibel und können daher durch Verdünnen mit unfermentierter Mischung nicht vollständig verbessert werden. Nochmals, mit Ausnahme von normalerweise sauren Produkten, wie Jogurt, ist diese Auswirkung höchst unerwünscht, und der pH-Wert 5,5 ist daher eine effektive Untergrenze, bis zu welchem der pH-Wert für die Zwecke dieser Erfindung abfallen darf. Vorzugsweise bleibt der pH-Wert im Bereich zwischen 5,5 und 7,0, insbesondere zwischen 5,7 und 6,2, am meisten bevorzugt, zwischen 5,8 und 6,2.
Es wäre natürlich möglich, den pH-Wert der Mischung während des Fermentationsprozesses künstlich im gewünschten Bereich zu halten, beispielsweise durch gesteuerte Zugabe einer Base unter Verwendung eines pH-Stat oder durch Zugabe von Puffer-Salzen, doch ist dies beides technisch unpraktisch und bei der Herstellung von Nahrungsmittelprodukten unerwünscht, insbesondere, wenn eine 'natürliche' Herstellung gewünscht wird. Es ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, dass zusätzliche technische Schritte dieser Art nicht erforderlich sind.
Die Herstellung von Polysaccharid in situ aus in der Mischung vorhandenen Zuckern durch einen natürlichen Fermentationsprozess bietet die Möglichkeit, die Notwendigkeit der Zugabe von stabilisierenden oder Struktur-bildenden Zusätzen zur Erreichung von akzeptabler Produkt-Struktur und -Textur zu vermeiden, was zu erheblichen Kosteneinsparungen und auch zu einer verbesserten Akzeptanz seitens der Konsumenten führt.
Die Polysaccharid-Produktion in situ kann auch zusätzliche Vorteile bei der Geschmackserzeugung bieten: in herkömmlicher, getrockneter Form zugesetzte Polysaccharide können zu einer aus einem Geschmacksverlust resultierenden Geschmacksverschlechterung führen oder zum Auftreten von Fremdgeschmack, wie einem durch den Trocknungsschritt verursachten Pappe-Geschmack. Um einen möglichst hohen Polysaccharidgehalt im Zusatz zu erhalten (damit jegliches, während der Herstellung des Polysaccharids eingeführtes Restmaterial auf einem Minimum gehalten wird und folglich seine unerwünschte Wirkung auf die Eigenschaften des Endprodukts minimiert wird), ist es weiters notwendig, das Präparat lange Zeit zu fermentieren. Dies führt zu einem Abfall im pH-Wert und zur Entwicklung eines Geschmacks nach sauer gewordener Milch bzw. fermentierten Molkereiwaren im Endprodukt.
Die Erfindung ist auf jedes Nahrungsmittelprodukt anwendbar, das auf einer Milch und einen fermentierbaren Zucker umfassenden Mischung basiert, wobei die Mischung einen pH-Wert von 5,5 oder darüber, insbesondere zwischen 5,5 und 7,0, hat. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Produkt eine Eiscreme-Vormischung. Verständlicherweise kann die Erfindung, obwohl sie hierin vor allem unter Bezugnahme auf Eiscreme beschrieben ist, an andere Produkte, wie Scherbetts, Eismilchsorten, Sorbets, gefrorene Puddings und Salatsaucen angewendet werden.
Das gemäß der Erfindung in situ zu erzeugende Polysaccharid ist ein extrazellulär unter anaeroben Bedingungen von einem Mikroorganismus erzeugtes Homopolysaccharid. Bakterien, die Heteropolysaccharide erzeugen, tun dies im Allgemeinen im Vergleich in viel geringeren Mengen, und es ist unwahrscheinlich, dass die gewünschten Mengen in situ erzeugt werden könnten, während der pH-Wert in einem annehmbaren Bereich bliebe. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Polysaccharid Dextran, das aus in der Präkursor-Mischung vorhandener Saccharose erzeugt wird. Andere geeignete Polysaccharide würden Fructane, wie Laevan, inkludieren.
Die Erfindung ist auf jeden Mikroorganismus anwendbar, der extrazellulär Homopolysaccharide (bestehend aus einer Art Glycopyranose-Rest) bei Fermentation mit einem geeigneten Zucker unter anaeroben Bedingungen erzeugen kann, mit der Maßgabe, dass die Polysaccharid-Produktionsrate im Vergleich zur Acidifizierungsrate so ist, dass der pH-Wert der Mischung während der Fermentation auf pH 5,5 oder darüber bleibt. Zweckmäßig ist der Mikroorganismus zur erfindungsgemäßen Verwendung ein Homopolysaccharid-erzeugendes Milchsäure-Bakterium. Bevorzugte Homopolysaccharid-erzeugende Milchsäure-Bakterien sind Dextran(Glucose-Polymer)- und/oder Fructan(Fructose-Polymer)-erzeugende Stämme der Gattung Leuconostoc, wie die Sub-Spezies von Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum NRRL-B-18132 und NRRL-B- 18242, Leuconostoc mesenteroides ssp cremoris-Stämme CNCM I-1692 und CNCM-I-1693, die in den oben erwähnten US 4 444 793, US 4 877 634, US 5 223 431 bzw. US 6 004 800 beschrieben sind.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Polysaccharid-erzeugende Mikroorganismus ein Dextran-erzeugender Leuconostoc mesenteroides ssp mesenteroides-Stamm, wie Leuconostoc mesenteroides ssp mesenteroides ATCC 10830, oder ATCC 27258, oder insbesondere ATCC 10830A. Ein alternativer, bevorzugter Mikroorganismus ist Leuconostoc mesenteroides ssp dextranicum 605.
Wenn die Mischung zur erfindungsgemäßen Verwendung eine Eiscreme-Vormischung ist, kann diese jede herkömmliche Formulierung sein und kann zweckmäßig Milch-Feststoffe (entweder Fett- oder Nicht-Fett-Feststoffe), Saccharose, Wasser und gegebenenfalls andere Zucker, Maissirup, Geschmacksstoffe und andere zusätzliche Komponenten, die allgemein in einer Eiscreme-Formulierung verwendet werden, umfassen. Der Fettgehalt der Vormischung ist für das vorliegende Verfahren nicht entscheidend, und Fette können gegebenenfalls von Butterfett, Obers oder Pflanzenquellen inkludiert sein. Die Vormischung kann durch Beimengen der Ingredienzien in Anteilen, die allgemein auf dem Gebiet verwendet werden, hergestellt werden.
Mit der Erfindung wird Polysaccharid in situ in der Mischung in einer Menge erzeugt, die ausreicht, um die gewünschten Struktur/Textur-Vorteile im verarbeiteten Nahrungsmittelprodukt zu erreichen, jedoch in einer Rate, die nicht zu einem inakzeptablen Abfall des pH-Werts der Mischung führt. Im Falle einer Eiscreme-Vormischung sollte die erreichte Polysaccharid-Menge erwünschterweise mindestens 0,3 Gew.-% der Vormischung, vorzugsweise 0,5 bis 0,7 Gew.-%, sein. Diese Werte können für andere Arten von Nahrungsmittelmaterial etwas variieren, es ist aber wahrscheinlich, dass sie in einem ähnlichen Bereich liegen. Verständlicherweise kann die gewünschte Polysaccharid-Menge innerhalb dieses Bereiches, je nach der Formulierung des Produkts, variieren. Beispielsweise würde man erwarten, dass die gewünschte Polysaccharid-Menge allgemein verschieden sein würde und für Produkte mit einem hohen Fettgehalt höher sein könnte als für jene mit weniger Fett.
Ein fermentierbarer Zucker in der Mischung ist sowohl als Substrat für die Polysaccharid-Erzeugung als auch typischerweise dazu notwendig, um dem Nahrungsmittelprodukt Süße zu verleihen. Wenn das zu erzeugende Polysaccharid Dextran ist, wird der Zucker Saccharose sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform, in welcher das Produkt eine Eiscreme-Vormischung ist, sollte zweckmäßig eine Saccharose-Menge (vor der Fermentation) von 1 bis 17,5 Gew.-%, vorzugsweise von 7,5 bis 15 Gew.-%, vorhanden sein. Die Erfinder stellten fest, dass es besonders praktisch ist, eine Vormischung, die 15 Gew.-% Saccharose (eine Menge, die bei einer Eiscreme-Formulierung herkömmlich ist) bei der Fermentation zu verwenden, da dies die Polysaccharid-Produktion optimiert, während genügend nicht-verwertete Saccharose übrig bleibt, so dass die Notwendigkeit, zusätzliche Saccharose nach der Fermentation zuzugeben, um annehmbare Geschmackseigenschaften im Endprodukt zu erreichen, vermieden wird.
Die Milch enthaltende Mischung kann zweckmäßig mit einer Vorkultur (die in irgendeinem geeigneten Medium von Nahrungsmittelqualität gezüchtet wurde) eines Homopolysaccharid-erzeugenden Mikroorganismus in einer Menge von 0,01% bis 5% des Volumens der Mischung beimpft werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Mischung unter Verwendung gefrorener Kügelchen, die eine Vorkultur des Mikroorganismus umfassen, zweckmäßig in einer Menge von 0,01 bis 1% des Mischungs-Volumens, beimpft werden. Zweckmäßig kann Leuconostoc mesenteroides ssp Dextranicum 605, welcher im Handel in einem direkten Lager-System („vat system") (Kügelchen) erhältlich ist (Danisco), verwendet werden.
Die anaerobe Fermentation kann zweckmäßig bei einer Temperatur von 10°C bis 30°C während einer Zeitdauer von 4 bis 48 Stunden durchgeführt werden. Selbstverständlich kann der gewünschte Polysaccharidgehalt der Mischung durch Verwendung einer Vielfalt von Kombinationen dieser Parameter erreicht werden; geeignete Kombinationen können direkt erstellt werden, ohne dass unnötiges Experimentieren notwendig ist. Die Erfinder zeigten, dass die Ansammlung von Polysaccharid, wie sie sich in der verändernden Viskosität der fermentierenden Mischung zeigt, etwa linear mit dem leicht überwachten pH-Wert der Mischung korreliert (natürlich mit der Maßgabe, dass der pH-Wert nicht bis zu einem Punkt abfällt, an welchem die Gelbildung stattfindet), was den Prozess der Optimierung der Fermentationsbedingungen weiter erleichtert.
Die Fermentationsbedingungen können so gewählt werden, dass sie eine Mischung ergeben, die als Nahrungsmittelprodukt geeig net ist, oder die direkt verarbeitet werden kann, um nach der Fermentation und Pasteurisierung das Endprodukt zu ergeben. Mehr bevorzugt kann jedoch die fermentierte Mischung durch Einbringung der zusätzlich erwünschten Ingredienzien modifiziert werden. Gemäß einer Ausführungsform kann die fermentierte Mischung mit nicht-fermentierter Mischung verdünnt werden, um einen optimalen Polysaccharid-Gehalt (und folglich, Viskosität) vor dem weiteren Verarbeiten zu erreichen. Die nicht-fermentierte Mischung kann dann dieselbe Zusammensetzung haben, die die fermentierte Mischung vor der Fermentation hatte, oder sie kann anders sein. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass die Bedingungen für eine optimale Polysaccharid-Produktion nicht durch die Erfordernisse der endgültigen Produkt-Zusammensetzung kompromittiert zu werden brauchen. Zusätzliche potentielle Vorteile sind, dass die Menge an Material, die fermentiert werden muss, verringert wird, eine einzige Charge fermentierter Mischung in eine Reihe verschiedener Endprodukte eingearbeitet werden kann, und viele Arten von Fremdgeschmack, die sich während der Fermentation entwickelt haben, durch Verdünnen maskiert werden können.
Wenn die gewünschte Zusammensetzung erreicht worden ist, kann die Polysaccharidproduktion in der Mischung zweckmäßig durch Pasteurisation beendet werden. Dies würde auch dazu beitragen, die Viskosität des Produkts zu verbessern. Alternativ kann sie, wo es für das besondere Produkt geeignet ist, einfach durch Kühlen oder Gefrieren wirksam gestoppt werden. Die resultierende Mischung kann dann das Endprodukt ausmachen, oder sie kann durch weitere Schritte, die den Einbau zusätzlicher Komponenten, wie Geschmacksstoffe und zusätzliche Zucker umfassen können, und jegliche herkömmliche physikalische Verarbeitungsschritte in dieses Produkt umgewandelt werden. Wenn die Mischung eine Eiscreme-Vormischung ist, würde die Umwandlung der fermentierten und gegebenenfalls pasteurisierten und gemischten Vormischung zu Eiscreme herkömmliche Verarbeitungsschritte, einschließlich das Versetzen mit Luft und Gefrieren, umfassen.
Die folgenden Beispiele dienen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung.
Beispiel 1. Allgemeine Methoden zur Untersuchung der in situ-Polysaccharid-Produktion in Eiscreme-Vormischungen
(i) Kultivierungsprotokoll für Leuconostoc mesenteroides in einer Eiscreme-Vormischung

– Starter-Kultur: Eine gefrorene Lagerlösung („stock") (1 ml) von Leuconostoc mesenteroides Subsp. mesenteroides ATCC10830A wurde aufgetaut und aseptisch in 100 ml XVM-Medium + 10% Saccharose transferiert. Diese wurde bei 25°C 24 h lang (oder länger, bis sie viskos geworden war und der pH-Wert auf unter 5,0 gefallen war) inkubiert.
– Gefrorene Lagerkulturen für Langzeitlagerung: Eine voll ausgewachsene Starter-Kultur mit einer Zelldichte von etwa 10⁹ Zellen/ml wurde mit sterilem Glycerin bis zu einer Endkonzentration von 10% gemischt. 1 ml Aliquots wurden in sterile Röhrchen mit Schraubkappen abgefüllt und bei –80°C für eine spätere Verwendung gelagert.
– Herstellung einer Vorkultur. Ein Volumen von XVM-Medium + 10% Saccharose, das für die nachfolgende Inokulation der Eiscreme-Vormischung ausreichte (typischerweise 1 bis 5% des Vormischungsvolumens) wurde hergestellt und aseptisch mit 1/100 Volumen der Starter-Kultur beimpft. Dies wurde bei 25°C 24 h lang inkubiert, zu welchem Zeitpunkt die Kultur viskos geworden sein sollte und ihre pH-Wert unter 5,0 gefallen sein sollte.
– Kultivierung einer Vormischungs-Charge. Eine ausgewählte Menge der Vorkultur (typischerweise 1 bis 5%) wurde aseptisch zur pasteurisierten Vormischungs-Charge zugegeben und unter den für die Untersuchung gewählten Bedingungen inkubiert. Proben der Vorkultur und der Vormischung wurden sofort nach der Inokulation für eine mikrobiologische Auswertung (Plattenzählung) genommen. Der pH-Wert und die Viskosität der Proben der Vormischung wurden zu Beginn der Fermentation und in Zeitabständen später gemessen, um die Polysaccharid-Erzeugung zu überwachen.

(ii) Bestimmung des Dextrangehalts von Eiscreme-Vormischungen.
Für die in den Beispielen 2 und 3 beschriebenen Versuche:
7,5 ml einer 60% (Gew./Gew.) Trichloressigsäurelösung wurden zu einer 30 ml Probe fermentierter Vormischung gegeben, und die Mischung wurde 45 min lang gründlich gerührt. Die Probe wurde dann 45 min lang bei 5000 U/min in einem Sorvall HS-4-Rotor zentrifugiert. 25 ml des Überstands wurden gesammelt, und der pH-Wert wurde unter Verwendung von 10 N NaOH auf 4,0 eingestellt. 15 ml dieses Materials wurden dann 24 h lang gegen regelmäßig wieder aufgefrischtes entmineralisiertes Wasser unter Verwendung eines vorbehandelten Dialyse-Schlauches (zuvor in 2% Gew./Vol. NaHCO₃-Lösung und danach in entmineralisiertem Wasser ausgekocht) dialysiert. Der Inhalt des Dialyse-Schlauches wurde dann bei –40°C gefroren und gefriergetrocknet. Die trockene Probe wurde in 1 ml 100 mM NaNO₃, enthaltend 200 ppm NaN₃, gelöst und bei 5000 U/min 5 min lang zentrifugiert.
Eine Gelpermeationschromatographie wurde unter Verwendung einer 8 μm PL-GFC-Guard-Säule (50 × 7,5 mm), einer 17 μm TSK-Gel G6000PW-Säule (TosoHaas), einer 8 μm PL-GFC 4000A-Säule und einer 8 μm PL-GFC 1000A-Säule (Polymer Laboratories) bei 45°C durchgeführt (alle Säulen waren 300 × 7,5 mm). Die Probe wurde in das GPC-System unter Verwendung von 100 mM NaNO₃-Lösung (enthaltend 200 ppm NaN₃) als Elutionsmittel eingeführt. Das vorhandene Polysaccharid wurde unter Verwendung eines Brechungsindex-Detektors detektiert. Die Konzentrationen wurden unter Verwendung einer Eichkurve, die für gereinigtes Dextran mit einem mittleren Molekulargewicht von 7 × 10⁵ Da bei den Konzentrationen von 0,2, 0,4, 1,1 und 1,6 mg/ml erstellt worden war, berechnet. Das Molekulargewicht des Dextrans wurde mittels Laser-Lichtstreuung (laser light scattering, TRALLS) unter Verwendung eines Mini-DAWN-Detektors bestimmt.
Für die in Beispiel 5 beschriebenen Versuche:
Zu 31 g geschmolzener Eiscreme wurden 7,5 ml 60% Gew./Vol. Trichloressigsäure (Fisher Chemicals A. R.-Qualität) zugegeben, und die Mischung wurde 45 min lang gerührt.
Die Mischung wurde bei 10.000 U/min (12.000 × g) 30 min lang bei 5°C gerührt, um die Proteine zu sedimentieren, die Fette aufzuschlagen und einen klaren Überstand zu ergeben. Der Überstand wurde entfernt, und sein pH-Wert wurde durch Zugabe von 10 M Natriumhydroxid-Lösung auf zwischen 4,0 und 4,5 eingestellt.
Die Mischung wurde in einen zuvor gewaschenen (5 min in kochendem, entionisiertem Wasser) Dialyse-Schlauch (Visking 19 mm Cellulose mit verdicktem Durchmesser – Molekulargewicht-Aus schlussgrenze („cut-off") 12.000 bis 14.000) transferiert. Die Proben wurden drei Tage lang mit dreimaligem Wechseln des entionisierten Wassers pro Tag bei 4°C dialysieren lassen. Der Inhalt der Dialyse-Beutel wurde gefriergetrocknet, und der Rückstand wurde gewogen.
Proben dieses Materials wurden auf Dextran-Gehalt mittels Hochleistungs-Größentrennung (High Performance Size Exclusion) mit Multi-Winkel-Laser-Lichtstreuung (Multi-Angle Laser Light Scattering) (HPSEC-MALLS) analysiert. Die Probenlösungen (0,5%) wurden in 0,1 M Natriumnitrat hergestellt, durch einen 0,45 μm-Filter (PVDF, Whatman) filtriert, um jegliches übrige Fett zu entfernen, und danach auf 45°C erhitzt. Die gelöste Probe (200 μl) wurde auf das SEC-MALLS-RI-System über ein Rheodyne-Einspritzventil aufgetragen.
Das Chromatographie-System bestand aus einer Gilson-Pumpe (Modell 305), Anagel-TSK PW_XL G4000-, G5000- und G6000-Säulen in Serie (7,8 × 300 mm, Anachem), in Verbindung mit einer TSK PW_XL-Guard-Säule (6,0 × 40 mm). Die Säulen wurden mit 0,1 M Natriumnitrat eluiert, unter Vakuum durch eine 0,02 μm-Membran (Anodisc 47, Whatman) filtriert und unter Vakuum entgast. Die Fließgeschwindigkeit betrug 0,5 ml/min. Die Lichtstreuung wurde mit einem DAWN-F MALLS-Photometer, das mit einer K5-Durchflusszelle (n = 1,52064) und einem Hochtemperatur-Ablesekopf versehen war, detektiert. Die Photometer-Lichtquelle war ein He-Ne-Laser, 633 nm, 5 mW (Wyatt Technology, Santa Barbara, Kalifornien). MALLS-Detektor und Säulen wurden bei einer Temperatur von 45°C betrieben. Ein interferometrisches Wyatt Optilab-Refraktometer mit einer Mess-Wellenlänge von 633 nm wurde bei einer Temperatur von 45°C verwendet.
Vor den Messungen wurde das DAWN-F MALLS-Photometer geeicht und normalisiert. Die Eichkonstante wurde durch Messen der Streuung (am 90°-Detektor) von einem reinen Lösungsmittel (Toluol) mit bekanntem Rayleigh-Verhältnis bestimmt. Alle anderen Detektoren wurden auf den geeichten Detektor normalisiert, indem die Streuung einer Probe eines P50 (~50 kDa MW) Pullulan-Standard (Showa Denko, Japan) gemessen wurde, der Licht isotrop, d.h. in alle Richtungen gleich, streut. Die Leistung der Säulen wurde ebenfalls unter Verwendung von Pullulan-Standards im Bereich von 5 bis 800 kDa überprüft.
(iii) Bestimmung der Viskosität von Eiscreme-Vormischungen.
Für die in den Beispielen 3 und 4 beschriebenen Versuche:
Die Viskosität wurde bei 10°C auf einem Carrimed CSL50-Rheometer gemessen mit einem Acryl-Kegel, 6 cm und 2° Winkel. Die Ablesungen wurden bei 50 s^–1 und 250 s^–1 vorgenommen.
Für die in Beispiel 5 beschriebenen Versuche:
Die Viskosität wurde unter Verwendung eines Haake VT500 Rheometers mit einem MV1-Sensor bestimmt. Die Messungen erfolgten bei 5°C. Ein Scherraten-Durchlauf von 0 bis 300 s^–1 über 5 min wurde durchgeführt, und die Viskositätswerte wurden aufgezeichnet. Die Viskositäten bei 50 s^–1 sind in Beispiel 5 angegeben.
(iv) Herstellung von Eiscreme aus Vormischungen
Eiscreme wurde unter Verwendung eines kontinuierlichen Standard-Dünnschichtwärmeaustauscher-Gefriergeräts („scrape surface heat exchange freezer") hergestellt. Die Ziel-Volumssteigerung („over-run") war etwa 100%, und dies wurde für die meisten Produkte erreicht.
(v) Sensorische Daten-Analyse
Die sensorischen und Geschmackseigenschaften der erfindungsgemäß hergestellten Produkte wurden bewertet unter Verwendung der beschreibenden Analysemethode von Spectrum (Warenzeichen) (Spectrum Descriptive Analysis, SDA), wie in „Sensory Evaluation Techniques" (Meilgaard, Civille, Carr, 2. Ausgabe, 1991, ISBN 0-8493-4280-5), siehe Seiten 196–198, und Munoz, Civille, 1998, J. Sensory Studies, 13, 57–75, beschrieben.
Sowohl frische Proben als auch Proben mit unsachgemäßer Temperaturanwendung („temperature-abused") wurden bewertet. Die unsachgemäße Temperaturanwendung erfolgte durch einwöchiges Halten auf einer Temperatur von –25°C nach der Herstellung, wobei dann während 12-Stunden-Perioden zwischen –10°C und –25°C nacheinander 2 Wochen lang gewechselt wurde.
Eiscreme-Proben wurden 10 min vor der Bewertung in einer isolierten Kühleinrichtung in den Herstellungsbereich gebracht. Die Proben wurden dann aus ihren Behältern entfernt und in Würfel von etwa 64 ml geschnitten und in 3 Unzen-Probenbecher (3 oz „souffle cups") gegeben zwecks Darreichung an die Teilnehmer. Die Proben wurden bewertet, sobald die Probentemperatur zwischen 10°F (–12,22°C) und 15°F (–9,44°C) lag. Die Teilnehmer bewerteten die Probe, indem sie etwa 1/3 des Portions-Blocks mit einem starken Plastiklöffel herausholten und dann das Produkt hinsichtlich Geschmack und Textur bewerteten. Falls nötig, wurde den Teilnehmern ein weiterer Würfel genehmigt. Die Teilnehmer spien die Proben nach der Bewertung aus.
Beispiel 2. Dextran-Erzeugung durch Leuconostoc mesenteroides in einer Eiscreme-Vormischung: Abhängigkeit von der Saccharose-Konzentration
Eiscreme-Vormischungen, die 14% Magermilchpulver in entmineralisiertem Wasser und verschiedene Saccharose-Mengen enthielten, wurden mit 1% V/V einer Vorkultur von L. mesenteroides Stamm ATCC10830A, gezüchtet auf auf konzentrierter Milch („fortified milk") (XVM-Medium), beimpft. Die Vormischungen wurden 24 Stunden lang bei verschiedenen Temperaturen inkubiert, und die angesammelten Dextran-Konzentrationen wurden danach bestimmt.
Die Ergebnisse, ausgedrückt als % Gew./Vol. Dextran, sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:

^a ausgedrückt als % (Gew./Vol.)
(– bedeutet nicht bestimmt)

Die Ergebnisse zeigen, dass die gebildete Dextran-Menge nicht stark von der anfänglichen Saccharose-Konzentration abhängig ist, zumindest im Bereich von 7,5% bis 15%, obwohl bei Konzentrationen außerhalb dieses Bereichs eine gewisse Verringerung in der Ausbeute vorhanden ist. Dies bedeutet, dass eine typische Vormischung, die 15% Saccharose enthält, für die Fermentation verwendet werden kann, wobei die Notwendigkeit einer Zugabe von zusätzlichem Zucker nach der Fermentation vermieden wird.
Beispiel 3. Optimierung der Wachstumsbedingungen für L. mesenteroides ATCC10830A in einer Eiscreme-Vormischung, die 15% Saccharose enthält.
Proben der Vormischung wie in Beispiel 2, welche anfänglich 15% Saccharose enthielten, wurden mit einer Vorkultur von L. mesenteroides ATCC10830A beimpft (Inokulations-Volumina von 1% und 5% wurden untersucht) und bei verschiedenen Temperaturen und verschieden lang inkubiert. Die Dextran-Konzentration und Visko sität jeder Probe wurden dann bestimmt. Die Ergebnisse sind in 1 zusammengefasst.
Die Ansammlung von Dextran, und folglich die Viskosität der Vormischung blieb während der ersten 8 Stunden der Fermentation bei allen Temperaturen sehr gering. Nach 24 Stunden gab es bei allen Inkubationstemperaturen eine merkliche Steigerung der Viskosität im Vergleich zu der einer nicht-fermentierten Kontroll-Probe, obwohl die Auswirkung bei den höheren Temperaturen stärker war. Inkubation für länger als 24 Stunden führte zu hochviskosen Mischungen. Bei allen getesteten Inkubationszeiten und -temperaturen ergab eine Beimpfung mit 5% V/V der Vorkultur höhere Viskositäten als eine Beimpfung mit 1%.
Aus den Daten geht klar hervor, dass eine gewünschte Viskosität oder Dextran-Konzentration mit verschiedenen Kombinationen dieser Parameter erreicht werden kann. Beispielsweise ist eine Viskosität von etwa 15 mPa·s (bestimmt bei einer Scherrate von 250 s^–1), die für ein typisches Eiscreme-Produkt geeignet ist, durch eine Inkubation bei 10°C für 16 Stunden mit einer 5% Beimpfung, oder bei 15°C für zwischen 8 und 16 Stunden mit einer 1% Beimpfung erreichbar. Gleichermaßen konnte die Ziel-Viskosität oder der Dextran-Gehalt erreicht werden durch Verdünnen einer fermentierten Vormischung mit einem höheren Dextran-Gehalt mit unfermentierter Vormischung.
Beispiel 4. Auswirkung der Fermentation mit L. mesenteroides ATCC10830A auf den pH-Wert einer 15% Saccharose enthaltenden Eiscreme-Vormischung
Die Vermehrung der Bakterien und der pH-Wert der Kultur wurden während der in Beispiel 3 beschriebenen Fermentations-Tests überwacht. Es zeigte sich, dass die Anzahl der Zellen pro Gramm der Vormischung bei der Beimpfung 1,3 × 10⁷ bei einer 1% Beimpfung, und 6,7 × 10⁷ bei einer 5%-Beimpfung waren. Diese Werte waren nach 24 Stunden auf 1,1 × 10⁸ (1% Beimpfung, bei 10°C inkubiert) und 1,3 × 10⁹ (5% Beimpfung, bei 20°C inkubiert) angestiegen.
Der anfängliche pH-Wert der Vormischung war 6,35, und es zeigte sich, dass er nach 24 Stunden auf 6,23 (1% Beimpfung, bei 10°C inkubiert) oder 5,88 (5% Beimpfung, bei 20°C inkubiert) gesunken war. Unter anderen Bedingungen (z.B. 2% Beimpfung, 24 Stunden lang bei 25°C inkubiert) zeigt es sich, dass die Fermentation mit L. mesenteroides ATCC10830A bewirken konnte, dass der Vormischungs-pH-Wert zumindest bis auf 5,5 fallen konnte. Durch Kombination der aus allen getesteten Bedingungen erhaltenen Daten wurde eine annähernd lineare Korrelation zwischen dem pH-Wert einer fermentierten Vormischungs-Probe und ihrer Viskosität beobachtet, wie in 2 gezeigt ist. Die Details der pH-Wert-Abhängigkeit hängen natürlich vom Ausgangs-pH-Wert und der spezifischen Formulierung ab, doch beobachteten die Erfinder eine annähernd lineare Abhängigkeit der Viskosität vom pH-Wert für Vormischungen bei einer Reihe verschiedener Zusammensetzungen, immer mit der Maßgabe, dass der pH-Wert über einem Wert bleibt, bei welchem die Vormischung zu gelieren beginnt. Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Überwachung des pH-Werts der Kultur einen sehr praktischen Weg ergeben sollte, um die Ansammlung von Polysaccharid bei einer Implementierung des Verfahrens auf Produktionsmaßstab zu verfolgen.
Beispiel 5. Herstellung von Eiscremes aus fermentierten und unfermentierten Vormischungen
Um die Essqualität von Eiscreme, die aus einer Vormischung stammte, welche mit L. mesenteroides ATCC10830A fermentiert worden war, mit jener, die aus einer unfermentierten Vormischung oder aus einer Vormischung, die mit einem handelsüblichen, sprühgetrockneten Dextran-Präparat ergänzt worden war, zu testen, wurden eine Reihe von Formulierungen hergestellt. Die Zusammensetzungen der Vormischung waren wie folgt:

^a sprühgetrocknete Dextran-hältige Produkte von Quest International Ltd.

Alle Mischungen enthielten zusätzlich Vanille-Aroma.
Zwei Chargen der nicht-ergänzten Vormischung wurden mit L. mesenteroides ATCC10830A in einem ummantelten Gefäß fermentiert. Die Inkubationstemperatur wurde durch einen Leitungswasserstrom durch den Mantel hindurch und manuelle Temperaturmessungen gesteuert. Die Kulturen wurden kontinuierlich gerührt, und Proben wurden aseptisch für off-line pH- und Viskositätsmessungen entnommen.
Fermentation A: die Vormischung wurde nach dem Pasteurisieren auf 13,7°C bei der Inokulation gekühlt. Die Inkubationstemperatur stieg kurz auf 33°C an und wurde dann auf 15°C gehalten. Während die Temperatur langsam anstieg, wurde das Kühlungsniveau eingestellt, und nach 28 h Kultivierung wurde die Rührgeschwindigkeit verringert. Dies führte zu einem allmählichen Temperaturabfall auf 3°C nach 36 h. Nach 42 h wurde die Temperatur auf 10°C eingestellt. Nach 45 h war der pH-Wert auf 6,2 gefallen, und die Fermentation wurde dann durch Pasteurisieren gestoppt.
Fermentation B: Nach dem Pasteurisieren wurde die Vormischung auf 23°C abgekühlt und mit der Vorkultur beimpft. Die Kultur wurde dann ohne Kühlung belassen. Nach 21 h war die Temperatur auf 20,4°C abgefallen und wurde dann durch einen kurzen Impuls von Heißwasser durch den Mantel des Gefäßes auf 22°C eingestellt. Der pH-Wert der Vormischung fiel auf 5,8 ab, mit einer Viskosität von 150 mPa·s (bei einer Scherrate von 50 s^–1) nach 25 h, an welchem Punkt die Fermentation durch Pasteurisieren gestoppt wurde, was zu einem Anstieg der Viskosität auf 210 mPa·s führte.
Verschiedene Kombinationen dieser fermentierten Vormischungen mit unfermentierter Vormischung wurden hergestellt, und die Viskosität und der Dextran-Gehalt derselben sowie von jenen der mit Enrich 221 oder 301 ergänzten Vormischungen wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefasst.

^a Ausgedrückt in mPa·s; bestimmt bei einer Scherrate von 50 s^–1
^b Ausgedrückt als % (Gew./Vol.), +/–0,1%.

Jede dieser Vormischungs-Formulierungen wurde auf einem kontinuierlichen Dünnschicht-Wärmeaustauscher MF75-Gefriergerät in Eiscreme verwandelt, wobei in jedem Fall eine Volumssteigerung von etwa 100% erreicht wurde, außer bei der Vormischung mit dem Code 401, bei welcher eine Volumssteigerung von mehr als 50% nicht erreicht werden konnte.
Beispiel 6: Sensorische Analyse der Eiscreme-Formulierungen
Die wie in Beispiel 5 beschrieben hergestellten Eiscreme-Proben wurden einer sensorischen „Spectrum"-Analyse ihrer Textur- und Geschmackseigenschaften unterzogen, wie sie von einer Gruppe trainierter Verkoster („taster") wahrgenommen wurden. Für jede Formulierung wurde die Analyse sowohl an einer frischen Probe als auch einer Probe, die einer unsachgemäßen Temperaturanwendung („temperature abuse") wie in Beispiel 1 unterzogen worden war, durchgeführt.
(i) Textur-Daten
Textur-Karten für Eiscreme-Produkte, die von jeder der oben angeführten Vormischungs-Formulierungen stammten, sind in den 3 bis 3B gezeigt. In diesen Karten bedeutet das voranstehende S für jede sensorische Qualität die Wahrnehmung der Ober fläche der Eiscreme, FC bedeutet das erste Zusammendrücken (zwischen Zunge und Gaumen), M bedeutet Manipulation (im Mund) und R bedeutet restliche Textur. Die radiale Achse für jeden Parameter ist in willkürliche Einheiten punktemäßig eingeteilt, wobei 15 eine hohe Bewertung für das betreffende Attribut bedeutet.
Die unbehandelte Vormischung (Code 100) ergibt eine Eiscreme, die deutliche, im Allgemeinen nachteilige, Veränderungen bei einigen sensorischen Eigenschaften nach unsachgemäßer Temperaturbehandlung zeigt. Insbesondere gibt es eine deutliche Erhöhung der wahrgenommenen „Kristallinität" und anderer Parameter, von welchen es wahrscheinlich ist, dass sie das Vorhandensein von Eiskristallen widerspiegeln. Die Zugabe von entweder Enrich 221 (Code 221) oder Enrich 301 (Code 301) verringert diese Empfindlichkeit gegenüber der Temperatur nur teilweise. Es zeigt sich, dass die Erzeugung von Dextran in situ sehr wirksam zum Schutz gegen diese Textur-Verschlechterung bei unsachgemäßer Temperaturbehandlung ist. Somit ergab die Vormischung, die der Fermentation A (zu pH 6,2) unterzogen worden war, eine Eiscreme (Code 101) mit einer Textur, die im Vergleich zum unbehandelten Fall selbst in einer frischen Probe eine verbesserte Textur aufwies, sowie eine sehr verringerte Empfindlichkeit gegenüber einer unsachgemäßen Temperaturbehandlung. Verdünnen dieser Vormischung mit unfermentierter Vormischung in gleichem Verhältnis ergab die Formulierung 102, die eine Viskosität hatte, welche mit jener vergleichbar war, die sich aus dem Zusetzen von 1,3% Enrich 221 ergab. Die erhaltene Eiscreme zeigte eine gewisse Empfindlichkeit gegenüber unsachgemäßer Temperaturbehandlung, jedoch merklich weniger als jene, die bei der von der Vormischung 221 stammenden Eiscreme beobachtet wurde.
Die Fermentation B (zu pH 5,8) ergab eine Vormischung (Code 401) mit sehr hoher Viskosität, bei welcher beim Versuch, sie zu Eiscreme aufzuarbeiten, nur eine begrenzte Volumssteigerung erhalten werden konnte. Das Produkt hatte eine von den Texturen der anderen Eiscremes sehr unterschiedliche Textur, tatsächlich erwies sich seine Struktur als sehr ähnlich jener von Jogurt. Verdünnen dieser entweder 1:1 oder 1:4 mit unfermentierter Vormischung (zum Erhalt der Vormischungen 402 bzw. 405) führte jedoch zu Eiscremes mit guter Struktur und Textur, und vor allem, mit sehr guter Widerstandsfähigkeit gegen eine Verschlechterung bei unsachgemäßer Temperaturbehandlung. Besonders im Fall der Vormischung 402 ist die Textur sowohl vor als auch nach unsachgemäßer Temperaturbehandlung besser, vor – und insbesondere nach – der unsachgemäßen Temperaturbehandlung, hinsichtlich geringerer Kristallinität, sowohl als die der Eiscreme aus unbehandelter Mischung als auch jene von Mischungen, die mit dem sprühgetrockneten Dextran-Produkt ergänzt worden waren.
(ii) Geschmacks-Daten
Sensorische Spectrum-Karten, die die Geschmacks-Profile von Eiscremes, welche aus den oben beschriebenen Vormischungs-Formulierungen stammen, sind in den 4 und 4A gezeigt.
Die unbehandelte Vormischung (100) sowie jene, die mit den sprühgetrockneten Dextran-Zusätzen (221 und 301) ergänzt wurden, ergaben Eiscremes, die gute Profile ergaben, wobei keine signifikanten unerwünschten Geschmacksarten nachgewiesen wurden. Die unverdünnten, fermentierten Vormischungen (101 und 401) ergaben Eiscremes mit Geschmack, der als Folge der Bakterienwirkung eine gewisse Modifikation zeigte. Vor allem sind sie stärker sauer, was bei 401 ausgeprägt ist, bei 101 aber eher geringfügig ist. Von Bedeutung ist jedoch, dass die 1:1 verdünnte Vormischung 402 eine Eiscreme ergab, bei welcher diese unerwünschten Geschmacksarten wirksam unterdrückt waren, obwohl die wünschenswerten Strukturgebungs- und Stabilisierungs-Effekte, wie oben gezeigt, erhalten blieben.
Beispiel 7 Vergleich der Polysaccharid-Erzeugung durch verschiedene Leuconostoc mesenteroides-Stämme
Zwei Stämme, Leuconostoc ssp mesenteroides (ATCC 10830A) und Leuconostoc mesenteroides ssp dextranicum 605 (Danisco) wurden mit verschiedenen Mengen Zucker und Magermilchpulver fermentiert, und die Menge des erzeugten Polysaccharids wurde gemessen.
Die folgenden Ergebnisse wurden erhalten:
Die Ergebnisse zeigen, dass die Dextran-Erzeugungsrate weitgehend vergleichbar ist für beide getesteten Stämme. Eine Änderung der Vormischung bei diesen Mengen hatte nur wenig Einfluss auf die Dextran-Erzeugungsrate.
Beispiel 8
Vergleich der Pappe-Geschmackswerte für Eiscremes, die Polysaccharid-Zusatz enthalten, mit einer in situ fermentierten Eiscreme
Unter Verwendung der oben beschriebenen sensorischen Spectrum-Technik wurden die Pappe-Geschmackswerte für frische Vollfett- und fettarme Eiscreme-Produkte, die Enrich 221 (sprühgetrocknetes Dextran-Milchpulver, im Handel von Quest International erhältlich) und äquivalenten fettarmen Formulierungen, die in situ erzeugtes Dextran enthielten, erhalten. Die erhaltenen Ergebnisse sind in 5 dargestellt.
Es ist ersichtlich, dass sogar bei bescheidenen Dextran-mengen in den Produkten, die einen Polysaccharid-Zusatz enthalten, ein Pappe-Fremdgeschmack erkennbar ist. Dagegen weist das in situ fermentierte Produkt dieses Attribut eines Pappe-Geschmacks nicht auf. Bei derselben Menge Dextran hat das in situ erhaltene Produkt viel weniger Fremdgeschmack als das korrespondierende Produkt, bei welchem ein sprühgetrockneter Zusatz verwendet wurde.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer ein Homopolysaccharid aufweisenden Zusammensetzung auf Milch-Basis, welches die Schritte umfasst: (i) Fermentieren einer Milch und einen fermentierbaren Zucker aufweisenden Mischung mit einem Homopolysaccharid-erzeugenden Mikroorganismus unter anaeroben Bedingungen, und (ii) Stoppen der Fermentation, bevor der pH-Wert der Mischung unter pH 5,5 fällt, wobei der pH-Wert der Mischung während der Fermentation nicht reguliert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der pH-Wert der Mischung während der Fermentation im Bereich zwischen pH 5,5 und 7,0 bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der pH-Wert der Mischung während der Fermentation im Bereich zwischen pH 5,7 und 6,2 bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der pH-Wert der Mischung während der Fermentation im Bereich von pH 5,8 bis 6,2 bleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Mikroorganismus ein Dextran und/oder Fructan erzeugendes Milchsäure-Bakterium ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Mikroorganismus ein Milchsäure-Bakterium der Gattung Leuconostoc ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Mikroorganismus ein Dextran erzeugender Stamm von Leuconostoc mesenteroides subspecies mesenteroides oder subspecies dextranicum ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Mikroorganismus einen Stamm ausgewählt aus Leuconostoc mesente roides subspecies mesenteroides ATCC 10830A, oder Leuconostoc mesenteroides subspecies dextranicum 605 umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Homopolysaccharid in einer Menge von mindestens 0,3 Gew.-% der Zusammensetzung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Mischung mit eine Vorkultur des Mikroorganismus umfassenden Kügelchen beimpft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Fermentation bei einer Temperatur von 10° bis 30°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Fermentation während einer Zeitdauer von 4 bis 48 Stunden durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die fermentierte Mischung mit nicht-fermentierter Mischung verdünnt wird.
Nahrungsmittelprodukt, umfassend eine gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 erhaltene Zusammensetzung.
Nahrungsmittelprodukt nach Anspruch 14, welches ein Eiscreme-Konfekt ist.