DE69205387T2

DE69205387T2 - Verfahren zur Hemmung der Bräunung eines Nahrungsmittels.

Info

Publication number: DE69205387T2
Application number: DE69205387T
Authority: DE
Inventors: Sven Heyland; Violette Roth
Original assignee: Nestle SA
Current assignee: Nestle SA
Priority date: 1991-11-01
Filing date: 1992-10-19
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2012-10-20
Also published as: DK0539820T3; GR3018434T3; DE69205387D1; CH682878A5; JPH05219916A; ATE128817T1; US5480663A; ES2079128T3; EP0539820B1; JP2729134B2; EP0539820A1

Description

Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zur Vermeidung der Braunfärbung eines Nahrungsmittels zum Ziel, das eine Aminosäuren- und Kohlenhydratquelle und im spezielleren wenigstens eine freie Carbonylgruppe umfaßt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich gleichfalls auf ein Nahrungsmittel, das sich im Lauf der Zeit nicht braun verfärbt.
Die FR-A-2 039 923 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer aromatisierenden Substanz, in welcher ein Monosaccharid, im speziellen eine Pentose oder eine Hexose, mit einer Aminosäure in Gegenwart von Wasser und Schwefelwasserstoff oder einer Substanz, die Schwefelwasserstoff ausbilden kann, bei einer Temperatur von über 60ºC bis 150ºC während 15 min bis 6 h zum Reagieren gebracht wird.
Die FR-A-2 260 957 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Aromasubstanz, in welchem man ein Monosaccharid, im speziellen eine Pentose oder Hexose, mit einem durch Zugabe einer schwefelhältigen Aminosäure verbesserten Plastein vermischt und dieses Gemisch in Gegenwart von Wasser auf eine Temperatur im Bereich von 80 bis 120ºC erhitzt.
Die EP-A-176094 beschreibt eine parenterale Nahrungsmittellösung, die reduzierende Zucker, Aminosäuren und Elektrolyte in einer Zusammensetzung und in solchen Verhältnissen umfaßt, daß sich die Lösung beim Sterilisieren nicht braun verfärbt.
Aus der europäischen Patentanmeldung EP 417 481 ist beispielsweise ein Verfahren zur Herstellung einer Sojasauce durch Fermentieren eines Kojis, Hydrolysieren des fermentierten Kojis, Zusetzen von Natriumchlorid, um ein Moromi zu erhalten, und anschließendes Fermentieren dieses Moromis bekannt. Man erhält durch Abpressen und nach dem Pasteurisieren und Klären des abgepreßten Saftes eine fermentierte Sojasauce von dunkelbrauner Farbe, die man trocknen und während eines langen Zeitraums lagern kann.
Die dunkelbraune Farbe der Sojasauce ist zum Teil auf die Maillard-Reaktion zuruckzuführen, welche Reaktion abläuft, wenn ein Gemisch aus Aminosäuren und Kohlenhydraten, darunter zumindest eine freie Carbonylgruppe, wärmebehandelt, beispielsweise getrocknet wird. Die Geschwindigkeit der Braunfärbung des Produktes sowie die erhaltene Farbe hängen hauptsächlich von den Versuchsbedingungen, nämlich von der Temperatur und der Dauer der Wärmebehandlung ab.
Zur Vermeidung einer solchen Braunfärbung des Produktes bei der Wärmebehandlung ist es möglich, die Reaktion hinsichtlich Temperatur und Zeitdauer zu regeln und vor dem Auftreten eines zu dunklen Farbtons aufzuhören, jedoch auf Kosten des Aromas, das keine Möglichkeit hat, sich vollständig zu entfalten.
Im japanischen Patent JP 57 100 177 wurde vorgeschlagen, vor der Reaktion dem Aminosäuren-Kohlenhydratgemisch einen Verfärbungsinhibitor, bestehend aus mindestens einem Calciumsalz, vorzugsweise Calciumchlorid, zuzusetzen. Das erhaltene Gemisch ist daher bei einer späteren Wärmebehandlung für eine Braunfärbung durch die Maillard-Reaktion weniger anfällig.
Im Patent CA 850 600 wird noch ein weiteres Verfahren zum Vermeiden der Braunfärbung eines Produktes bei seiner Herstellung vorgeschlagen,und es besteht im Zusetzen einer organischen Verbindung, die bei Kontakt mit Wasser zum Hydrolysieren imstande ist, zum Aminosäure-Kohlenhydratgemisch. Das erhaltene Produkt behält dabei seine ursprüngliche Farbe während einer 4- tägigen Lagerung bei 55ºC, gefolgt von einem Tag bei 90ºC.
Diese verschiedenen Verfahren ermöglichen eine teilweise Vermeidung des Auftretens einer Dunkelbraunverfärbung durch die Maillard-Reaktion während der Wärmebehandlung bei der Herstellung des Endproduktes.
Wenn diese Nahrungsmittel jedoch einen hohen Gehalt an reduzierenden Zuckern aufweisen, was beispielsweise bei Sojasaucen und Aromatisierungsmitteln auf Sojabasis der Fall ist, können diese Zucker während der Trocknungsstufe des Produkts und sogar während seiner Lagerung reagieren und die organoleptischen Eigenschaften des Produktes durch Entwickeln einer dunkle Farbe und eventuell eines Karamelgeschmacks verändern, die beide unerwünscht sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren vorzuschlagen, welches einerseits die Vermeidung der Braunfärbung des Produkts bei seiner Herstellung und gegebenenfalls auch bei seiner Trocknung ermöglicht und andererseits die Veränderung der organoleptischen Eigenschaften des Produktes bei seiner Lagerung vermeidet, unter anderem seines Geschmacks und seiner Farbe.
Die vorliegende Erfindung hat daher ein Verfahren zum Vermeiden der Braunfärbung eines Nahrungsmittels zum Ziel, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer fermentierten Sojasoße und einem Würzmittel besteht, das durch enzymatische Hydrolyse eines proteinreichen Materials und Reifung mittels Koji-Enzymen gewonnen worden ist, gemäß welchem Verfahren in das genannte Nahrungsmittel eine Verbindung eingearbeitet wird, welche eine Thiolgruppe besitzt oder zu entwickeln vermag und welche aus einer aus Cystin, Cystein, Thiamin und Schwefelwasserstoff bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und zwar in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Gew.-Teilen der genannten Verbindung auf 1 Gew.-Teil des genannten Nahrungsmittels, wonach das erhaltene Produkt während 1 bis 5 h einer Wärmebehandlung bei 95 bis 110ºC unterworfen wird.
Das vorliegende Verfahren ermöglicht die Gewinnung eines Nahrungsmittelproduktes mit einem Aussehen und mit organoleptischen Eigenschaften, die vergleichbar mit jenen eines nicht wärmebehandelten Produktes sind; das gemäß dem vorliegenden Verfahren behandelte Produkt ist jedenfalls viel lagerbeständiger.
Tatsächlich ermöglicht das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung den thermischen Abbau von nach seiner Herstellung noch im Produkt vorhandenen freien reduzierenden Zuckern und die vollkommene Erschöpfung ihres Reduktionspotentials, indem diese Zucker in Gegenwart einer Verbindung reagieren gelassen werden, die eine Thiolgruppe umfaßt oder entwickeln kann. Man erhält auf diese Weise ein von freien reduzierenden Mitteln freies Produkt, welches Produkt bei seiner eventuellen späteren Trocknung und seiner Lagerung nicht reagieren wird.
Im Verlauf der vorliegenden Beschreibung werden die Prozentsätze und -teile ohne gegenteilige Angaben als Gewichtsprozentsätze und -teile angegeben.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei der Herstellung jedes Nahrungsmittels angewendet werden, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer fermentierten Sojasoße und einem Würzmittel besteht, das durch enzymatische Hydrolyse eines proteinreichen Materials und Reifung mittels Koji-Enzymen gewonnen worden ist.
In einer ersten Ausführungsform kann das vorliegende Verfahren also bei der Herstellung einer fermentierten Sojasauce eingesetzt werden.
Ein Herstellungsbeispiel einer pulverförmigen fermentierten Sojasauce wird in der europäischen Patentanmeldung EP 417481 angegeben.
Gemäß dem in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren läßt man ein Gemisch aus gekochtem Soja und geröstetem Getreide in Gegenwart einer Koji-Kultur fermentieren, man hydrolysiert das fermentierte Produkt in einer wäßrigen Suspension bei 45-60ºC während 3-8 Stunden in Gegenwart von während der Fermentierung gebildeten Kojienzymen, dann setzt man dem hydrolysierten Produkt Natriumchlorid zu und läßt neuerlich mehrere Tage lang fermentieren. Man preßt dann das erhaltene Produkt aus und man gewinnt den Saft, der geklärt und pasteurisiert werden kann. Man erhält so eine flüssige Sojasauce, die einen Trockenmaterialgehalt von etwa 30 % aufweist. Gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Anwendung kann man einem Teil der flüssigen Sojasauce 0,01 bis 0,1 Teile einer Verbindung zusetzen, die eine Thiolgruppe besitzt oder entwickeln kann. Das so hergestellte Gemisch wird dann bei 95-110ºC 1 bis 5 Stunden lang wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung kann beispielsweise unter Rückfluß in einem Doppelmantelreaktor durchgeführt werden.
Nach der Wärmebehandlung erhält man eine flüssige Sauce von heller Farbe, die man als solche verwenden und/oder lagern kann, oder die man konzentrieren kann, um eine Paste zu erhalten, oder die man noch trocknen und mahlen kann, um eine pulverförmige Sojasauce zu erhalten.
Es ist auch möglich, die Wärmebehandlung im Verlauf der Trocknungsstufe der Paste durchzuführen, beispielsweise indem die Paste zuerst bei 95-110ºC 1-5 Stunden im Trockner behandelt und dann bei 60-80ºC unter reduziertem Druck bis zur Gewinnung eines Pulvers getrocknet wird.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Anwendung kann man - wenn man bereits über eine pulverförmige Sojasauce verfügt - zu einem Teil dieser pulverförmigen Sojasauce 0,15-0,30 Teile Wasser und 0,01-0,1 Teile einer Verbindung zusetzen, die eine Thiolgruppe aufweist oder entwickeln kann, um eine Paste zu erhalten, die einen Trockenmaterialgehalt von 80-90 % aufweist, worauf man diese Paste bei 95-110ºC 1-5 Stunden lang wärmebehandeln kann.
Man kann dann die so behandelte Paste entweder lagern und/oder als solche verwenden, oder sie trocknen und vermahlen, um eine pulverförmige Sojasauce zu erhalten.
In einer weiteren Ausführungsform kann das vorliegende Verfahren bei der Herstellung eines Aromatisierungsmittels eingesetzt werden. Ein solches Beispiel wird in der europäischen Patentanmeldung EP 429 760 angeführt.
Gemäß dem in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren stellt man eine wäßrige Suspension eines proteinreichen Materials her, man hydrolysiert die Suspension mit Hilfe einer Protease bei einem pH-Wert von 6,0-11,0 um die Proteine zu solübilisieren, man unterzieht die hydrolysierte Suspension bei einem pH-Wert von 4,6-6,0 einer Wärmebehandlung und man läßt die wärmebehandelte Suspension mit Hilfe von Kojienzymen reifen. Nach dem Reifen kann man die Suspension abpressen, um einen klaren Saft zu extrahieren, den man pasteurisieren und klären kann. Dieser klare Saft weist bevorzugt einen Trockenmaterialgehalt von etwa 30 % auf und kann als solcher als Aromatisierungsmittel verwendet werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Anwendung kann man zu einem Teil des flüssigen Aromatisierungsmittels 0,01 bis 0,1 Teile einer Verbindung zusetzen, die eine Thiolgruppe enthält oder entwickeln kann, dann kann man das erhaltene Gemisch bei 95-110ºC 1-5 Stunden lang wärmebehandeln.
Nach der Wärmebehandlung erhält man ein flüssiges aromatisierendes Mittel von heller Farbe, welches man als solches oder nach dessen Konzentrieren und/oder Trocknen und Uberführen in ein Pulver verwenden kann.
Es ist auch möglich, die Wärmebehandlung kontinuierlich und/oder gleichzeitig mit der Konzentrations- und/oder Trocknungsstufe durchzuführen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Anwendung kann man - wenn man schon über ein pulverförmiges aromatisierendes Mittel verfügt - zu einem Teil dieses pulverförmigen aromatisierenden Mittels 0,15-0,30 Teile Wasser und 0,01-0,1 Teile einer Verbindung, die eine Thiolgruppe besitzt oder entwickeln kann, zusetzen und anschließend diese Mischung bei 96-110ºC während 1-5 Stunden wärmebehandeln.
Man kann das erhaltene Produkt dann etweder als solches lagern und/oder verwenden, d. h. in Form einer Paste mit 80- 90 % Trockenmaterial, oder die Paste trocknen und mahlen, um ein pulverförmiges aromatisierendes Mittel zu erhalten.
Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beispielen genauer erläutert.

Beispiel 1

Man bereitet eine flüssige Sojasauce mit einem Trockenmaterialgehalt von 30 % gemäß Patent EP 417 481.
Man setzt ihr 1 Gew.-%, bezogen auf das Trockenmaterial, Cystein, HCl, H&sub2;O zu, dann wird das erhaltene Gemisch in einem Doppelmantelreaktor 5 Stunden lang bei einer Temperatur von 100ºC wärmebehandelt.
Man läßt das Gemisch dann bis auf etwa 60-70ºC abkühlen, dann konzentriert man es bei einer Temperatur von 65ºC in einem Verdampfer, bis ein Trockenmaterialgehalt von 85 % erreicht wird.
Die so erhaltene Paste wird dann in einem Trockner unter einem reduzierten Druck von 15 mbar bei 70ºC während etwa 8 Stunden getrocknet, bis ein Trockenmaterialgehalt von 98 % erzielt wird, und dann in einer Hammermühle gemahlen.
Man erhält auf diese Weise eine pulverförmige Sojasauce von heller Farbe (Sojasauce C).
Man bestimmt mit Hilfe eines Spektrophotometers die Farbintensität der pulverförmigen Sojasauce durch Messen des Extinktionskoeffizienten einer wäßrigen 1 %igen Lösung mit den folgenden Versuchsbedingungen:
- Küvette: 1 cm
- Wellenlänge: 500 nm
Die gleiche Messung wird durchgeführt
- für eine Sojasauce, die kein Cystein enthält und nicht bei 100ºC 5 Stunden lang wärmebehandelt wurde (Probe A), und
- für eine Sojasauce, die in gleicher Weise wie die Sauce C bereitet und wärmebehandelt wurde, jedoch kein Cysten enthält (Probe B).
Man erhält die folgenden Ergebnisse: Extinktionskoeffizient visuelle Beobachtung Probe Sojasauce hellbeige Farbe dunkelbraune Farbe hellbeige Farbe
Auf diese Weise beobachtet man, daß das Verfahren gemäß der Erfindung die Gewinnung eines Sojasaucenpulvers mit Eigenschaften vergleichbar jenen einer unbehandelten Sojasauce, die kein Cystein enthält, d. h. helle Farbe und leichter Fleischgeschmack, ermöglicht.
Die Sojasauce, die kein Cystein enthält und wärmebehandelt wurde, hat hingegen eine sehr dunkle Farbe.

Beispiel 2

Es handelt sich um ein Sojasaucepulver mit einem Trockenmaterialgehalt von 99 %, hergestellt gemäß Patent EP 417 481.
Man setzt ihm Cystein, HCl, H&sub2;O in den nachstehend angegebenen Mengen zu und Wasser, um eine Paste mit einem Trockenmaterialgehalt von 85 % zu erhalten.
Die Paste wird dann in einem Doppelmantelreaktor bei einer Temperatur von 100ºC während eines variablen Zeitraums wärmebehandelt.
Nach der Wärmebehandlung läßt man die Paste abkühlen, und man trocknet sie unter einem reduzierten Druck von 15 mbar bei 70ºC während etwa 8 Stunden, um ein Pulver mit 99 % Trockenmaterial zu erhalten.
Man mahlt dann das Pulver in einer Hammermühle. Die Messung des Extinktionskoeffizienten, durchgeführt unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1, ergibt die folgenden Ergebnisse: Probe Cystein (Gew.-% auf Trockenmaterial) Behandlungszeit (Stunden) Extinctionskoeffizient
Die Sauce E, die Cystein enthält, weist nach der Wärmebehandlung eine hellere Farbe auf als die Sauce D, die kein Cystein enthält.
Außerdem weist die Sauce F, die länger als die Sauce E einer Wärmebehandlung unterzogen wurde, aufgrund des Vorliegens einer größeren Cysteinmenge eine hellere Farbe auf.

Beispiel 3

Die Sojasauce C (1 % Cystein, während 5 Stunden bei 100ºC behandelt) und die Vergleichssauce A (weder Cystein noch Wärmebehandlung), hergestellt gemäß Beispiel 1, werden 4 Monate lang bei verschiedenen Temperaturen gelagert.
Man bestimmt dann gemäß Beispiel 1 den Extinktionskoeffizienten für die verschiedenen Saucen.
Man erhält die folgenden Resultate: Lagertemperatur (ºC) Sauce Vergleich
Nach sechs Monaten Lagerung erhält man die folgenden Ergebnisse: Lagertemperatur (ºC) Lagertemperatur (ºC) Sauce Vergleich
Bei einer langen Lagerzeit bei einer Temperatur von 25ºC oder weniger beobachtet man beinahe keinen Unterschied zwischen der Sauce gemäß der Erfindung und der Vergleichssauce. Nach einer Lagerung von 6 Monaten bei 30ºC weist die Vergleichssauce eine dunklere Farbe auf als die erfindungsgemäße Sauce, was die "Schutz"rolle bestätigt, die das Cystein während der Lagerung spielt.
Die auftretende Farbänderung für die bei 37ºC gelagerten Saucen könnten auf einer plötzlichen Freisetzung von Kristallisationswasser, das in diesen Saucen enthalten ist, beruhen. Sogar in diesem Falle beobachtet man, daß die Wirkung für die erfindungsgemäße Sauce weniger ausgeprägt ist.

Beispiel 4

Man bereitet eine pulverförmige Sojasauce mit einem Trockenmaterialgehalt von 98 %.
Man setzt ihr Cystein, HCl, H&sub2;O in den nachstehend angegebenen Mengen zu und Wasser, um eine Paste zu erhalten, die einen Trockenmaterialgehalt von 85 % aufweist. Dann wird bei 100ºC 1 Stunde lang in einem Doppelmantelreaktor wärmebehandelt.
Nach dieser Behandlung läßt man die Paste abkühlen und man trocknet sie unter einem reduzierten Druck von 15 mbar bei 70ºC, bis man ein Pulver mit einem Trockenmaterialgehalt von 98 % erhält.
Man führt eine Messung des Extinktionskoeffizienten dieser verschiedenen Pulver mit Hilfe eines Spektrophotometers unter den folgenden Bedingungen durch:
Probe: 2,5 g in 50 ml
Küvette: 1 cm
Wellenlänge: 550 nm
Die gleiche Messung wird für ein Vergleichspulver ohne Cysteingehalt und ohne Wärmebehandlung (Probe G) durchgeführt. Man erhält die folgenden Ergebnisse: Probe Cystein (Gew.-% auf Trockenmaterial) Behandlungszeit (Stunden) Extinctionskoeffizient ohne Wärmebehandlung mit Wärmebehandlung Paste
Dieses Beispiel bestätigt die Schutzwirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens, d. h. die Kombination aus Cysteinzusatz mit einer Wärmebehandlung.

Beispiel 5

Es wird ein Aromatisierungsmittel mit einem Trockenmaterialgehalt von 30 % gemäß Patent EP 429 760 hergestellt.
Man fügt ihm 1 Gew.-%, auf Trockenmaterial bezogen, von Cystein, HCl, H&sub2;O zu, dann wird das erhaltene Gemisch in einem Doppelmantelreaktor 5 Stunden bei einer Temperatur von 100ºC wärmebehandelt.
Man läßt das Gemisch dann bis auf etwa 60-70ºC abkühlen, daß konzentriert man es in einem Verdampfer bei einer Temperatur von 65ºC , bis man einen Trockenmaterialgehalt von 85 % erzielt.
Die so erhaltene Paste wird dann in einem Trockner unter einem reduzierten Druck von 15 mbar bei 70ºC etwa 8 Stunden lang getrocknet, bis ein Trockenmaterialgehalt von 98 % erzielt wird. Dann wird in in einer Hammermühle gemahlen.
Man erhält auf diese Weise ein pulverförmiges Aromatisierungsmittel von heller Farbe.
Man bestimmt den Extinktionskoeffizienten einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt an 1 % dieses pulverförmigen Aromatisierungsmittels mit Hilfe eines Spektrophotometers unter den folgenden Versuchsbedingungen:
Küvette: 1 cm
Wellenlänge: 500 nm
Man bestimmt diesen Koeffizienten
- unmittelbar nach der Herstellung des Aromatisierungsmittels (t=0)
- nach 4 Monaten Lagerung bei einer gegebenen Temperatur (t = 4 Monate)
- nach 6 Monaten Lagerung bei einer gegebenen Temperatur (t = 6 Monate).
Zum Vergleich bestimmt man unter den gleichen Bedingungen den Extinktionskoeffizienten für eine Lösung mit 1 % eines Vergleichsaromatisierungsmittels, das gemäß Patent EP 429 760 unter den oben beschriebenen Bedingungen bereitet, konzentriert und getrocknet wurde, jedoch kein Cystein enthält und nicht wärmebehandelt wurde.
Man erhält die folgenden Resultate: Lagertemperatur Extinktionskoeffizient Vergleich Aromatisierungsmittel Monate
Das erfindungsgemäße Aromatisierungsmittel weist somit vor der Lagerung ähnliche Eigenschaften hinsichtlich Farb- und Geschmack auf wie das Vergleichsmittel. Diese Eigenschaften bleiben vergleichbar, wenn die Aromatisierungsmittel bei einer Temperatur unter 30ºC gelagert werden. Bei einer Lagerung bei 37ºC wird das erfindungsgemäße Aromatisierungsmittel viel weniger schnell braun als das Vergleichsmittel. Das kann auf der Tatsache beruhen, daß das in diesem Vergleichsmittel vorhandenes Kristallisationswasser plötzlich freigesetzt wird, was eine Änderung des Wasseraktivitätswertes (AW) nach sich zieht.

Claims

1. Verfahren zum Vermeiden der Braunfärbung eines Nahrungsmittels, welches aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einer fermentierten Sojasoße und einem Würzmittel besteht, das durch enzymatische Hydrolyse eines proteinreichen Materials und Reifung mittels Koji-Enzymen gewonnen worden ist, gemäß welchem Verfahren in das genannte Nahrungsmittel eine Verbindung eingearbeitet wird, welche eine Thiolgruppe besitzt oder zu entwickeln vermag und welche aus einer aus Cystin, Cystein, Thiamin und Schwefelwasserstoff bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und zwar in einer Menge von 0,01 bis 0,1 Gew.-Teilen der genannten Verbindung auf 1 Gew.-Teil des genannten Nahrungsmittels, wonach das erhaltene Produkt während 1 bis 5 h einer Wärmebehandlung bei 95 bis 110ºC unterworfen wird.