DE69808341T2

DE69808341T2 - Geschmacksstoffe aus Hefeextrakten

Info

Publication number: DE69808341T2
Application number: DE69808341T
Authority: DE
Inventors: Geoffrey Bryan Cordell; Donald Stewart Mottram; Graham Wood Rodger
Original assignee: Marlow Foods Ltd
Current assignee: Marlow Foods Ltd
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2003-07-31
Anticipated expiration: 2018-12-12
Also published as: NZ505228A; US6579553B1; DK1052909T3; IL136623A; IN192137B; EP1205117B1; AU1569499A; JP4046472B2; NO20003066L; US6767571B2; PT1052909E; DE69808341D1; RU2223668C2; CN1285717A; ATE224651T1; BR9813631A; EP1052909B1; ATE270823T1; US20030134021A1; IL136623A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Geschmacksstoffe.
Es ist bekannt, hydrolysierte Hefeextrakte als Geschmacksstoffe zu verwenden. Hefe ist für Menschen nicht toxisch und wird üblicherweise bei hoher Dichte (hohes trockenes Zellgewicht pro Liter) gezüchtet.
Der Nucleinsäuregehalt von faserartigen Pilzen kann durch Inkontaktbringen der Pilze mit Wasser bei hohen Temperaturen und Abtrennen der Pilze vom Wasser reduziert werden, ein solches Verfahren ist für Fusarium in der PCT-Patentanmeldung WO 95/23843 beschrieben. Wir haben gefunden, dass das Wasser, von dem der Pilz abgetrennt wurde, Stoffe enthält, die als Geschmacksstoffe für Nahrungsmittel verwendet oder dazu umgewandelt werden können, insbesondere wenn der Pilz Fusarium, zum Beispiel Fusarium IMI 145,425, ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren, wobei die löslichen Komponenten, die von den faserigen Pilzzellen durch diese Wärmebehandlung abgetrennt wurden, isoliert und als Geschmacksstoffe für Nahrungsmittel verwendet oder dazu umgewandelt werden können.
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verfahren zur Behandlung eines faserartigen Pilzes, wobei seine Eignung als Nahrungsmittel verbessert wird, bei dem der Pilz in Gegenwart von Wasser einer Temperatur unterworfen wird, die ausreicht, seinen Nucleinsäuregehalt wesentlich zu reduzieren, wobei das Verfahren im wesentlicher durch die Verwendung von Stoffen, die bei diesem Verfahren aus dem Pilz direkt oder nach einer chemischen Umsetzung entfernt wurden, als Geschmacksstoffe für Nahrungsmittel gekennzeichnet ist.
Die Erfindung umfasst auch einen Geschmacksstoff für Nahrungsmittel, der eine wässrige Lösung ist, umfassend Nucleinsäuren, die aus einem faserigen Pilz durch Inkontaktbringen des Pilzes mit Wasser bei einer erhöhten Tempratur entfernt wurden, in der die Konzentration der gelösten Feststoffe genügend hoch ist, um das Material bei einer Temperatur von 20ºC für einen Zeitraum von einem Monat lagerbeständig zu machen, oder ein Feststoff ist, der solche Nucleinsäuren umfasst oder ein Geschmacksstoff ist, umfassend ein Umsetzungsprodukt solcher Nucleinsäuren mit einer Schwefel enthaltenden Aminosäure, Schwefelwasserstoff oder Ammoniumsulfid.
Die Geschmacksstoffe umfassen, wenn sie in Form einer wässrigen Lösung vorliegen, vorzugsweise mindestens 30 Gew.-% und stärker bevorzugt 45 bis 60 Gew.-% Feststoffe.
Da der Geschmack ein wichtiger Faktor bei den Nahrungsmittelaromen ist, ist der Geruch der Geschmacksstoffe auch wichtig.
Die löslichen Komponenten werden vorzugsweise aus der wässrigen Lösung, die aus dem Schritt der Reduzierung der Nucleinsäure durch Entfernen von Wasser stammt, zum Beispiel durch Eindampfen, Destillation (vorzugsweise bei vermindertem Druck), Umkehrosmose, Gefriertrocknen oder Ausfrieren des Wassers als Eis, sodass eine wässrige Konzentration zurückbleibt, konzentriert. Es kann geeigneterweise durch Eindampfen bei vermindertem Druck, zum Beispiel bei einer Temperatur von 40 bis 70ºC, entfernt werden.
Die gelösten Feststoffe können als solche abgetrennt oder als konzentrierte Lösung belassen werden, wobei die AW (Wasseraktivität) genügend reduziert wird, um die Biostase im Bereich von Lagertemperaturen zu sichern.
Wenn der Nucleinsäuregehalt des faserartigen Pilzes durch Erhöhung der Temperatur seines Wachstumsmediums reduziert wird, enthält das gewonnene Wasser Salze und andere Nährstoffe, zum Beispiel Glucose und/oder komplexe Stickstoffnährstoffe, zusätzlich zu den Nucleinsäuren und andere Stoffe, die aus dem Pilz stammen. Wenn das durch diese Stoffe verliehene Aroma benötigt wird, können sie in den Stoffen bleiben, aber falls nicht, können sie entweder entfernt werden, zum Beispiel durch Osmose oder Ultrafiltration, oder der Pilz kann, bevor sein Nucleinsäuregehalt reduziert wird, gewaschen werden, wobei ihr Vorliegen vermieden wird. In WO 95/23843 wird das Entfernen von Nucleinsäure aus einem faserartigen Pilz in seiner Wachtumsphase beschrieben; ein solches Verfahren ist eine Verbesserung gegenüber der Behandlung eines Pilzes in seiner Ruhephase, zum Beispiel in reinem Wasser. Wir haben jedoch gefunden, dass der Organismus eine kurze Zeit braucht, um sich von seiner Wachstums- auf seine Ruhephase einzustellen und mit der Maßgabe, dass die Nucleinsäuren bald entfernt werden, nachdem er von seinem Wachstumsmedium abgetrennt wurde, die Nucleinsäuren nach dem Verfahren von WO 95/23843 zufriedenstellend entfernt werden können.
Wir haben gefunden, dass nach dem partiellen oder vollständigen Entfernen von Wasser, wie vorstehend beschrieben, das Konzentrat als eine Alternative zu hydrolysierten pflanzlichen Proteinen, Hefeautolysaten oder Hefeextrakt als Nahrungsmittelzusatz verwendet werden kann. Die Stoffe, die aus dem Pilz entfernt wurden, sind bei der Herstellung von wohlschmeckenden Aromazubereitungen und Aromaverarbeitungen nützlich. Wegen der Schmackhaftigkeit des Aromas kann es direkt als Aroma für Snacks, Kekse, Brühen, Suppen, Eintopf, Saucen und Bratensäfte mit Zusätzen von vorzugsweise zwischen 0,1 und 15, zum Beispiel 1 bis 10 Trockengewichtsprozent, verwendet werden.
Wir haben auch gefunden, dass es beim Erwärmen ein angenehmes bratenartiges Aroma erzeugt. Falls gewünscht, kann es vor dem Erwärmen partiell, zum Beispiel durch Hydrolyse mit Essigsäure, hydrolysiert werden, wobei modifizierte Bratenaromen erzeugt werden.
Es kann auch, gegebenenfalls nach einer mindestens teilweisen Hydrolyse, mit Schwefel enthaltenden Aminosäuren, vorzugsweise Cystein, oder gegebenenfalls mit H&sub2;S und/oder (NH&sub4;)&sub2;S, umgesetzt werden, wobei schmackhafte Aromen erzeugt werden.
Die Art des Geschmacks des Stoffes kann durch eine chemische Umsetzung verändert werden, wobei ein anderes Aromaprofil bereitgestellt wird, wobei die fleischartigen, bratenartigen Geschmacksrichtungen erhöht sind. Diese "umgesetzten Aromen" können beim Würzen von Fleisch (Rind, Huhn, Lamm, Schwein, usw.), Fleischalternativen (z. B. basierend auf Soja, Weizen, Erbsenprotein, Mykoprotein), bereiteten Mahlzeiten, Snacks und Getränken in Zusatzmengen von vorzugsweise zwischen 0,1 und 10, zum Beispiel 1 bis 8 Trockengewichtsprozent, verwendet werden.
Die Geschmacksstoffe können durch Umsetzung von Stoffen, die, wie vorstehend erwähnt, aus dem Pilz entfernt wurden, mit Cystein hergestellt werden. Die Herstellung kann, falls erwünscht, in Gegenwart von Wasser durchgeführt werden; zum Beispiel kann eine 1,5 bis 75 Gew.-%ige und vorzugsweise eine 5 bis 50 Gew.-%ige Lösung solcher Stoffe mit Cystein in Mengen von bis zu 10%, zum Beispiel 1 bis 5 Gew.-% Cystein, bezogen auf diese Stoffe, umgesetzt werden. Die Umsetzung kann bei einer Temperatur von, zum Beispiel, 110 bis 140ºC bei einem pH von 5,5 bis 9 durchgeführt werden. Die Umsetzung wird geeigneterweise 0,5 bis 7,5 Stunden fortgesetzt.
Es wird angenommen, dass die Hydrolyse den Gehalt des Konzentrats an freier Ribose erhöht und das kann förderlich sein, wenn bestimmte Aromen erwünscht sind. Es ist erwünscht, eine Behandlung mit Salzsäure aus Zulassungsgründen zu vermeiden (mögliche Erzeugung von Chlorpropanolderivaten), aber eine Hydrolyse mit, zum Beispiel Essigsäure, kann erwünscht sein.
In der nachstehenden Beschreibung wird der Ausdruck "Centrat" für die extrazellulare Flüssigkeit verwendet, die durch die Wärmeschockbehandlung einer Suspension von Fusarium bei etwa 70ºC in Gegenwart ihres Wachstumsmediums nach Abtrennung des Zellenmaterials gewonnen wurde. Der Ausdruck FDC bedeutet "gefriergetrocknetes Centrat".

Versuchsverfahren

Herstellung des Materials

Das flüssige Centrat wurde gefriergetrocknet um:
- den Wassergehalt zu reduzieren und deshalb das mikrobielle Wachsturn zu hemmen;
- Studien bei einer hohen Konzentration des Centrats durchzuführen;
- die Handhabung des Produkts zu erleichtern.
Alle weiteren Analysen, die in diesem Bericht beschrieben sind, befassen sich mit dem gefriegetrockneten Centrat, das als FDC abgekürzt ist.

Verfahren - Analysen der Zusammensetzungen

Feuchtigkeit

Der Feuchtigkeitsgehalt wurde durch Messen der Gewichtsabnahme des FDC bis zum konstanten Gewicht, wobei es in einen Ofen bei 100ºC gelegt wurde, bestimmt.

Asche

Der Aschegehalt wurde durch Einbringen des FDC in einen Ofen bei 600ºC, bis ein konstantes Gewicht erhalten wurde, bestimmt.

Organischer Stickstoff

Es wurde eine Kjeldahl-Stickstoffbestimmung durchgeführt; Sucrose wurde als Blindprobe und Glycin als Standard verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1 - Feuchtigkeit, Asche und Gehalt an organischem Stickstoff des FDC

Aminosäuren

Die Bestimmung der Aminosäuren wurde mit einem 6300-Beckman-Autoanalysiergerät durchgeführt. Die in dem FDC vorhandenen freien Aminosäuren wurden unter Verwendung einer 0,06%igen Lösung des FDC analysiert. Es war möglich, den gesamten Aminosäuregehalt durch eine vorherige Hydrolyse (6 N HCl, 24 Std., Ofen 110ºC) des FDC zu messen. Die Säure ist jedoch dafür bekannt, Tryptophan und die Aminosäuren mit Schwefelgehalt zu hydrolysieren. Die Hydrolyse der schwefelhaltigen Aminosäuren kann durch eine vorherige Oxidation von Cystein zu Cysteinsäure und Methionin zu Methioninsulfon vermieden werden. Das wurde durch Behandeln des FDC mit einer Lösung von Ameisensäure/Wasserstoffperoxid/Methanol (48,5/1/0,5) innerhalb von 4 Stunden bei 0ºC im Dunkeln durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1a gezeigt. Tabelle 1a - Aminosäuregehalt von FDC Mittelwerte in g/100 g FDC

Gesamtgehalt an Kohlenhydraten

Der Gehalt des FDC an Kohlenhydraten wurde durch die Phenol-Schwefelsäure- Prüfmethode bestimmt (Kohlenhydratanalyse: eine praktische Methode, herausgegeben von Chaplin, Kennedy, IRL Press). Lösungen von FDC und Glucose (Standard zur Kalibrierung) wurden mit einer Lösung von Phenol in Wasser (5% Gew/Vol) gemischt. Konzentrierte Schwefelsäure (1 ml) wurde schnell und direkt auf die Lösungsoberfläche zugegeben, ohne dass die Seiten des Rohrs berührt wurden. Die Lösungen wurden 10 Minuten ruhig stehen gelassen, bevor sie stark geschüttelt wurden. Die Extinktionen wurden nach weiteren 30 Minuten bei 490 nm abgelesen.

Zucker

Die Zuckeranalyse wurde unter Verwendung eines Dionex-Systems der Hochdruckflüssigchromatographie (HPLC) durchgeführt, wobei ein Elutionsmittel mit HPLC- Wasserqualität (1 ml/min) mit einer Anionenaustauschsäule (Dionex PA-1-Säule) und einem impulsamperemetrischen Anzeiger verwendet wurde. Es wurden reine Verbindungen als Standardsubstanzen zur Bestimmung der Retentionszeit und Quantifizierung verwendet. Die freien Zucker wurden unter Verwendung einer 0,15%igen Lösung von FDC nach dem Filtrieren der Lösung durch eine 0,45 um Minisart-25-Membran analysiert. Die gesamten Zucker wurden auch nach einer einleitenden Säurehydrolyse des FDC (Lösung von 0,15% in 1 N HCl, 2 Std., Ofen 110ºC) und Filtrieren zuerst durch einen Ag-Filter (eine Ausfällung von AgCl) und zweitens einen 0,45 um Minisart-25-Filter ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 - HPLC-Analyse des Zuckergehalts von FDC g-Zucker pro 100 g FDC

Nucleinsäurederivate

Es wurde eine binäre Perkin Elmer HPLC-Pumpe 250 verwendet, die mit einem Spectroflow 757 ABI, Analytical Kratos Division, ausgerüstet war. Die Standardsubstanzen und Proben wurden durch Acrodisc 0,45 um Gelman Sciences-Membranfilter filtriert und durch ein Einspritzventil, das mit einer 20 ul Einspritzschleife ausgerüstet war, in eine Umkehrphasen uBondapack C18 (3,9 · 300 mm) Waters Analysensäule eingespritzt, die durch eine uBondapack C18-Schutzsäule geschützt war. Es wurde eine Wellenlänge von 254 nm verwendet. Es wurde ein Gradient-Programm mit zwei mobilen Phasen verwendet: das mobile Lösungsmittel A war ein 60/40 Methanol/Wasser-Gemisch und das mobile Lösungsmittel B war 0,02M KH&sub2;PO&sub4; (pH 5,5), hergestellt aus Kaliumdihydrogenorthophosphat in destilliertem Wasser und der pH wurde mit 1M KOH eingestellt. Alle mobilen Lösungsmittel wurden filtriert (Nylaflo 0,2 um Gelman Sciences-Membranfilter) und vor der Verwendung mit Helium entgast. Die gesamte Laufzeit betrug 51 Minuten und die Fließgeschwindigkeit 1 ml/min, die aus 100% Lösungsmittel B für 5 Minuten, gefolgt durch einen Gradienten aus 0% bis 36% Lösungsmittel A für 36 Minuten und 36% Lösungsmittel A für 5 Minuten bestand. Dann wurde während 5 Minuten ein Umhehrgradient von 36% bis 0% A eingerichtet und die HPLC war für eine weitere Einspritzung nach 15 Minuten Gleichgewicht fertig.
Die Identifizierung der Verbindungen wurde durch den Vergleich mit der Retentionszeit durchgeführt, die von Standardsubstanzen erhalten wurden, die unter den gleichen HPLC-Bedingungen analysiert wurden. Die Standardsubstanzen wurden getrennt analysiert, um ihre individuelle Retentionszeit festzustellen und dann alle zusammen, um eine Elutionsüberlappung zu prüfen, die im Falle der Probe eintreten kann. Die Standardsubstanzen sind in Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3 - HPLC-Retentionszeiten von Nucleinsäurestandardsubstanzen Fortsetzung nachstehend

Hydrolyse von FDC

Da freie Ribose bei der Maillard-Reaktion sehr reaktiv ist, wurde die Wirkung von milden Hydrolysebedingungen auf FDC und die folgenden Wirkungen auf die Aromaerzeugung untersucht. Die Säurehydrolyse wurde mit 0,01M Natriumacetat bei einem mit Essigsäure eingestellten pH 4 durchgeführt. Standardsubstanzen (Inosin, Adenosin-5'- monophosphat-AMP 5', Guanosin und Guanosin-5'-monophosphat-GMP 5') wurden bei 4000 uM doppelt hergestellt, ein Aliquot jeder Lösung genommen und unter den gleichen HPLC-Bedingungen, wie sie vorstehend zur Analyse von Nucleinsäurederivaten angepasst wurden, laufen gelassen. Die Lösungen wurden dann 7,5 Stunden in einem Ofen bei 100ºC (GC-Ofen Carlo Erba) der Hydrolyse unterworfen. Die Umsetzung wurde durch Einbringen der Rohre in ein Eisbad gestoppt und bis zur Analyse in einer Gefrierkammer gehalten.
Das 2%ige FDC (Gewichtsteile) wurde ähnlichen Hydrolysebedingungen unterworfen.

Herstellung eines Aromagemisches

Wie vorher gezeigt, wird angenommen, dass FDC das Potenzial besitzt, entweder selbst ein Aromastoff zu sein oder eine Vorstufe bei der Erzeugung von Aromen aus Umsetzungsprodukten zu sein. Deshalb wurde eine Reihe von Reaktionsgemischen hergestellt, die in Tabelle 4 angegeben sind. Tabelle 4 - Aromamischungen, analysiert durch ein Riechpanel Ausgewählte Gemische zur GS-MS-Analyse sind unterstrichen C = Cystein
Die Reaktionsgemische (2 ml) wurden durch Mischen von geeigneten Mengen von Vorratslösungen in Glasröhrchen hergestellt und dann in 20 ml Kimble-Ampullen übertragen, die mit heißer Flamme versiegelt wurden. Die Ampullen wurden dann in eine Metallhülle gelegt und in einem Carlo Erba-4200 Gaschromatographofen erwärmt.
Die Reaktionsgemische wurden vor der Analyse in einer Gefrierkammer bei -20ºC aufbewahrt. Die Ampullen wurden, nachdem die Reaktionsgemische auf Raumtemperatur gebracht wurden, für die Analyase aufgebrochen.

Empfindungsauswertung von flüchtigen Aromen

Es wurde eine zwanglose Gruppe von 6 Personen (3 weibliche, 3 männliche), die in der Aromaauswertung erfahren waren, zusammengestellt.
Für die Empfindungsauswertung wurden 1 ml Aliquote der Proben, die untersucht wurden, in braune Flaschen mit Schraubverschlüssen übertragen und auf das 10-fache verdünnt (außer für die Konzentrationsuntersuchung, wobei keine Verdünnung erfolgte). Die verschlüsselten Proben wurden einer Person der Gruppe einmal bei Raumtemperatur vorgelegt und die Gruppe wurde gebeten, die Aromen in ihren eigenen Ausdrücken zu beschreiben.

Instrumentelle Auswertung von flüchtigen Aromen

Es wurde ein dynamisches Kopfraumsammelverfahren verwendet. Jede Probe (1,7 ml Reaktionsgemisch, sodass sie äquivalent zu 0,4 g FDC war) wurde in einen konischen 250 ml Kolben mit einem Drechsel-Kopf eingebracht. Destilliertes Wasser wurde auf ein Endvolumen von 10 ml zugegeben und das Gemisch leicht geschüttelt. Über die Probe wurde 1 Stunde mit einer Geschwindigkeit von 40 ml/min sauerstofffreier Stickstoff geleitet. Die flüchtigen Stoffe wurden auf eine vorkonditionierte glaseingefasste rostfreie Auffangvorrichtung (105 mm · 3 mm Innendurchmesser), die mit 85 mg Tenax GC (CHIS-System, SGE Limited) gepackt war, geblasen. Während der ganzen Sammlung wurde die Probe unter Verwendung eines Wasserbades bei 37ºC gehalten. Der interne Standard war 1,2-Dichlorbenzol in Ether (130 ul/ml) und 1 ul wurde am Ende der Sammelzeit auf die Auffangvorrichtung gespritzt, die Auffangvorrichtung wurde dann 10 Minuten mit Stickstoff gespült.
Zur Analyse der gesammelten flüchtigen Stoffe wurde ein Hewlett-Packard (HP) 5890/5972-Gaschromatograph-Massenspektrometer (GC-MS) verwendet, das mit einer 50 mm · 0,32 mm Innendurchmesser Kapillarsäule mit geschmolzenem Siliziumdioxid ausgerüstet war, die mit einer 0,5 um Filmdicke mit BPX-5 (SGE Limited) beschichtet war. Die Stoffe wurden bei 250ºC in der CHIS-Einspritzöffnung (SGE Limited) thermisch desorbiert und direkt auf die Front der GC-Säule cryofocussiert, wobei der Ofen 5 Minuten bei 0ºC gehalten wurde. Dann wurde die Ofentemperatur während 1 Minute auf 40ºC erhöht und 5 Minuten gehalten, bevor die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 4ºC/min auf 250ºC erhöht und für weitere 10 Minuten gehalten wurde. Die Heliumträgergasfließgeschwindigkeit betrug 1,5 ml/min. Die Massenspektren wurden in der Elektronenstoßart bei einer Ionisierungsspannung von 70 eV und einer Quellentemperatur von 200ºC aufgezeichnet. Es wurde ein Abtastbereich von 29-400 m/z und eine Abtastzeit von 0,69 s verwendet. Die Daten wurden durch das HP G1034C-Chemstation-Datasystem gesteuert und gespeichert.
Die flüchtigen Stoffe wurden durch den Vergleich ihrer Massenspektren mit den Spektren der authentischen Verbindungen in dem Reading Laboratory oder durch die NIST/EPA/MSDC Mass Spectral Database oder durch andere veröffentlichte Spektren identifiziert. Der lineare Retentionsindex (LRI) wurde unter Verwendung der Retentionszeiten einer homologen Reihe von C&sub6;-C&sub2;&sub2;-n-Alkanen für jede Komponente berechnet.

Nucleinsäurederivate

Die Nucleinsäurezusammensetzung des Centrats wurde aus 3 Wiederholungen bestimmt und sie wird in Tabelle 5 angegeben. Dadurch werden die meisten eluierten Peaks des HPLC erklärt. Eine Anzahl von Verbindungen wurde co-eluiert, aber es war nicht möglich, alternative Analysebedingungen zu entwickeln und deshalb war es nicht möglich, für die co-eluierten Verbindungen zu bestimmen, welche der Verbindungen zu dem bei der Centratanalyse erhaltenen Peak beigetragen hat.
Wie erwartet, gab es, verglichen mit den von Ribonucleinsäure stammenden Verbindungen, die in der Natur reichlicher vorkommen, wenige von Desoxyribonucleinsäure stammende Verbindungen. Die hauptsächlichen Nucleinsäurekomponenten waren Cytosin-5'-monophosphat (26% des gesamten Nucleinsäuregehalts), Uridin-3'-monophosphat und/oder Guanosin-5'-monophosphat (18%), Adenosin-5'-monophosphat und/oder Desoxyriboguanosin-5'-monophosphat (16%). Alle diese Verbindungen sind potentielle Quellen für Ribose und Ribosephosphat, die gute reaktive Vorstufen der Maillard-Reaktion sind. Mit Ausnahme der Basen stellt die potentielle Quelle für Ribose oder Ribosephosphat 96% des Nucleinsäuregehalts des Centrats dar, was äquivalent zu 202 ppm des Gehalts des Centrats ist. Tabelle 5 - Nucleinsäuren des Centrats - HPLC - Analysenergebnisse
Hypox = Hypoxanthin
I = Inosin
C = Cytidin
U = Uridin
G = Guanosin
A = Adenosin
MO = Monophosphat
D = Desoxyribose

Wirkung der Säurehydrolyse auf Nucleinsäurederivate

Tabelle 6 zeigt die Ergebnisse der Hydrolyse von Lösungen von Inosin, Guanosin und ihrer entsprechenden 5'-Phosphatribonucleotide. Das Verfahren basiert auf dem durch Matoba et al (J. Food Science, Band 53, n.4, 1988, Seite 1156) verwendeten Verfahren. Die letzte Spalte zeigt die gewonnene Menge und man kann sehen, dass die Ergebnisse der Hydrolyse von Guanosin einen wesentlichen Verlust zeigten, der darauf hindeutet, dass das Guaninmolekül instabil ist.
Die interessantesten Modellsysteme sind die Ribonucleotide, da sie Hauptkomponenten in dem Centrat sind. Sie wurden zur Hälfte oder weniger hydrolysiert, wobei ihre entsprechenden Nucleoside erzeugt wurden, die weiter zu ihren Basen hydrolysiert wurden. Obwohl es möglich ist, die Ribonucleotide zu ihren Basen zu hydrolysieren und deshalb Ribose und/oder Ribosephosphat zu erzeugen, wurden relativ geringe Ausbeuten erhalten und es sollte eine Optimierung des Verfahrens durchgeführt werden. Tabelle 6 - Ergebnisse der Säurehydrolyse von Modellsystemen

Ergebnis

Die Nucleinsäurezusammensetzung des FDC wurde bestimmt. Sie umfasst hauptsächlich Ribonucleotide mit relativ geringen Mengen von Desoxyribonucleotiden. Die Hydrolyse von Nucleotiden setzt freie Ribose frei oder Ribosephosphat kommt nur in einem relativ kleinen Maß in Acetatpuffer bei pH 4 vor.

Ergebnisse - Empfindungsauswertungen von flüchtigen Aromen

Es wurde entschieden, wegen der zu großen Verschiedenheit der beschriebenen Ausdrücke, die individuellen Ergebnisse jedes Teilnehmers und nicht die der Gruppe unter bestimmten üblichen Beschreibungen anzugeben.
Die Tabellen 7 und 8 stellen die Wirkung der Erwärmung und die Einwirkung der Hydrolyse, mit oder ohne Zusatz von Cystein, dar. Tabelle 7 - Aromaergebnisse des Gremiums für das Centrat - Untersuchung der Wirkung beim Kochen Tabelle 8 - Aromaergebnisse des Gremiums bei erwärmtem gepufferten Centrat - Untersuchung der Wirkung der Hydrolyse und des Zusatzes von Cystein
Die Untersuchung der Wirkung der Konzentration des Centrats schloss den Konzentrationsbereich ein, der in der wirtschaftlichen Praxis wahrscheinlich erreicht werden muss, d. h. innerhalb von 12% und 30% Feststoffen. Diese Konzentrationen wurden mit dem nicht verdünnten gefriergetrockneten Centratpulver (87% Feststoffe) verglichen. Die anderen Herstellungsbedingungen wurden konstant gehalten, das heißt, pH 5,5 und 30 Minuten langes Erwärmen bei 140ºC. Die Ergebnisse sind in Tabelle 9 angegeben. Die Gerüche waren sehr stark und die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse mit 2 Wiederholungen für jeden Teilnehmer war ziemlich schlecht. Es gab jedoch eine beachtliche Tendenz bei der Probe, die von der tiefen zur hohen Konzentration festgelegt war: bei 12%, waren die Gerüche waren hauptsächlich süß, gemüse- und melasseartig. Diese Noten wurden bei 20 und 30% Feststoffen sowohl mit angebrannt und scharf als auch wohlschmeckend in Verbindung gebracht. Bei 50% hatte die Probe Braten- und Farbengerüche, die bei 75% dominierend wurden. Mit der 87%igen Probe wurden einige zusätzliche metallische, angebrannte kautschukartige und schwefelartige Empfindungen festgestellt. Die 20 und 30%igen Feststoffproben schienen, wegen ihrer fleischartigen appetitlichen Gerüche, am interessantesten zu sein und deshalb wurden sie für die weitere Analyse ausgewählt. Es wurde auch entschieden, die ursprünglichen würzigen Reaktionsgemische vor dem geruchlichen Prüfen von weiteren Reaktionsgemischen zu verdünnen. Tabelle 9 - Aromaergebnisse des Gremiums bei erwärmtem Centrat pH 5,5 - Untersuchung der Wirkung der Konzentration Fortsetzung
Die pH-Wirkung bei dem Centrat wurde bei 3 verschiedenen Werten: 5,5, 7,5 und 9 bei 30 Minuten langem Erwärmen auf 140ºC untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 10 angegeben. Bei den Ergebnissen gab es keinen großen Unterschied zwischen den 20%igen und 30%igen Feststoffproben. Die Ergebnisse bei pH 7,5 waren den bei pH 5,5 ähnlich und die Geruchsempfindungen waren hauptsächlich dampfkochtopfartig und Karamel. Bei pH 9 wurde ein Geruch nach Angebranntem festgestellt. Deshalb wurde entschieden, die Riechversuche durch Auswahl der zwei extremen pH-Werte durchzuführen und nur eine Konzentration (20% Feststoffe) zu berücksichtigen. Tabelle 10 - Aromaergebnisse des Gremiums bei erwärmten Centrat, Untersuchung der Wirkung des pH-Wertes
Die Wirkung der Zugabe von Cystein wurde an der Centratlösung mit 20%o Feststoffen bei pH 5,5 und 9 untersucht. Es wurden drei Konzentrationen von Cystein geprüft: Verhältnisse 1/20, 1/10 und 1/5 von Cystein (g)/Centratfeststoffe (g). Die Erwärmungsbedingungen waren gleich den vorherigen (104ºC während 30 Minuten). Die Ergebnisse sind in Tabelle 11 angegeben. In der Reihe der Proben bei pH 5,5 führte das Cysteinbeispiel mit der niederen Konzentration zu einem etwas angenehmeren Geruch von süß, schmalzartig, fleischartige Sauce, der allmählich durch geröstet und Kautschuknoten ersetzt wurde, wenn die Cysteinkonzentation erhöht wurde. Bei pH 9 tauchte wieder die Note von gebrannten, gerösteten Cerealien auf, die schon im vorherigen Versuch mit der niederen Cysteinkonzentration erwähnt wurde. Wenn der Cysteingehalt erhöht wurde, wurde der Geruch scharf und stärker nussartig und am Schluss schmackhaft und fleischartig. Es wurde deshalb entschieden, pH 5,5 mit der Cystein 1/20-Probe und pH 9 mit der Cystein 1/5-Probe für die nächste Versuchsreihe auszuwählen. Tabelle 11 - Aromaergebnisse des Gremiums bei erwärmtem Centrat bei pH 5,5 und pH 9, Untersuchung der Wirkung der Zugabe von Cystein (Fortsetzung Tabelle 11)
Die Ergebnisse der Untersuchung der Temperatur-/Dauer-/Erwärmungsbedingungen sind in Tabelle 12 angegeben. Sie schließen zwei ausgewählte Proben ein, die vorher beschrieben wurden, die dann bei einer tieferen Temperatur mit einer längeren Zeit: 100ºC, 60 Minuten und 90 Minuten lang und bei einer höheren Temperatur. aber während einer kürzeren Zeit: 175ºC 5 Minuten lang gekocht wurden. Verglichen mit den ursprünglichen Erwärmungsbedingungen wurden ähnliche Ergebnisse für die pH 5,5-Cystein 1/20-Probe durch Erwärmen auf 100ºC während 60 Minuten erhalten. Eine längere Erwärmungszeit bei 100ºC lieferte stärker geschmorte angebrannte Noten und ein ähnlicher Geruchstyp wurde nach 5 Minuten bei 175ºC erhalten. Was die pH 9-Cystein 1/5- Probe betrifft, wurden die bei 140ºC während 30 Minuten erhaltenen fleischartigen Noten durch die Behandlung bei 175ºC während 5 Minuten erreicht. Bei 100ºC wurden einige sehr starke Geruchsempfindungen nach Urin und gekochten Eiern beschrieben. Tabelle 12 - Aromaergebnisse des Gremiums bei erwärmten Centrat, pH 5,5 und pH 9 + Cystein, Untersuchung der Wirkung der Temperatur und der Dauer des Kochens (Fortsetzung Tabelle 12)

Ergebnisse - Instrumentelle Analyse CF der flüchtigen Aromen durch GC/MS

Eine Auswahl der vorstehend beschriebenen Reaktionsgemische wurde weiter durch GC-MS-Analysen der flüchtigen Komponenten des Kopfraums nach der vorher beschriebenen Methode untersucht. Diese Gemische sind in Tabelle 4 unterstrichen. Eine Probe von autolysierter Hefe wurde zum Vergleich der flüchtigen Komponenten unter den gleichen Bedingungen analysiert. Die Ergebnisse der Untersuchung sind ausführlich in Tabelle 13 angegeben. Tabelle 13 - Flüchtige Verbindungen - durch Kopfraumkonzentration analysiert
Der Gehalt an Pyrazinen, Thiazolen und Thiophenen wurde sehr stark durch die Reaktionsbedingungen beeinflusst. Die höchsten Werte für Pyrazine wurden, wie erwartet, bei pH 9 gefunden, da die Bildung von N-heterocyclischen Verbindungen in der Maillard- Reaktion durch einen hohen pH begünstigt wird. Mit wenigen Ausnahmen wurden Schwefelverbindungen nur in Gegenwart von Cystein erzeugt, wodurch bestätigt wird, dass der Gehalt an Schwefel enthaltenden Aminosäuren in dem gefriergetrockneten Centrat sehr gering war.
Die flüchtigen Aromen des Hefeautolysats waren durch Terpene dominiert und ihre Zusammensetzung war sehr verschieden von den flüchtigen Komponenten, die aus dem Centrat erhalten wurden.

Ergebnis

Die Reihe der Aromen wurde aus dem Centrat erzeugt, wodurch sein Potenzial als Aromabestandteil oder als eine Quelle von Vorstufen für Umsetzungsprodukte zu Aromen gezeigt wird. Die Variablen, die in dieser Untersuchung angewendet wurden, waren die Konzentration des Centrats, der pH, die Gegenwart von zugesetztem Cystein und die Temperatur/Dauer der Erwärmungsbedingungen. Ein Zusatz von Cystein war nötig, um fleischartige Aromen zu erzeugen, die von Schwefel enthaltenden flüchtigen Stoffen stammen.

Claims

1. Geschmacksstoff für Nahrungsmittel, bei dem es sich um wäßrige Lösung, welche Stoffe umfaßt, die aus einem faserartigen Pilz durch Kontakt mit Wasser bei einer ausreichend erhöhten Temperatur, um den Gehalt an Nucleinsäure des faserartigen Pilzes zu reduzieren, entfernt werden, wobei die Konzentration gelöster Feststoffe ausreichend hoch ist, um die Lösung bei einer Temperatur von 20ºC für einen Zeitraum von einem Monat lagerbeständig zu machen, handelt, oder einen Feststoff, der Stoffe umfaßt, die auf diese Art und Weise aus dem faserartigen Pilz entfernt werden, oder einen Geschmacksstoff, der ein Umsetzungsprodukt solcher Stoffe mit Schwefel enthaltender Aminosäure, Schwefelwasserstoff oder Ammoniumsulfid umfaßt.

2. Geschmacksstoff gemäß Anspruch 1, welcher eine wäßrige Lösung ist, die mindestens 30 Gew.% Feststoffe umfaßt.

3. Geschmacksstoff gemäß Anspruch 1 oder 2, welcher ein Umsetzungsprodukt solcher Stoffe mit Cystein umfaßt.

4. Verfahren zur Herstellung eines Geschmacksstoffes für Nahrungsmittel, welches den Schritt der Verbesserung der Eignung von faserartigem Pilz für Nahrungsmittel umfaßt, indem dieser in Gegenwart von Wasser einer Temperatur ausgesetzt wird, die ausreicht, um dessen Gehalt an Nucleinsäure zu reduzieren und dadurch eine wäßrige Lösung herzustellen und die wäßrige Lösung konzentriert wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, in welchem durch Verdampfung, Destillation, Umkehrosmose, Gefriertrocknung oder Ausfrieren des Wassers als Eis, so daß ein wäßriges Konzentrat zurückbleibt, Wasser aus der wäßrigen Lösung entfernt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, in welchem die löslichen Bestandteile durch Entfernen von Wasser bei vermindertem Druck und bei einer Temperatur von 40ºC bis 70ºC konzentriert werden.

7. Verfahren zur Herstellung eines Geschmacksstoffes für Nahrungsmittel gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, in welchem Nucleinsäure aus dem faserartigen Pilz während der Wachstumsphase entfernt wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 7, in welchem der faserartige Pilz während der Wachstumsphase gewaschen wird, um das Wachstumsmedium zu entfernen, und sofort danach in Gegenwart von Wasser erhitzt wird, um Nucleinsäure zu entfernen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, in welchem aus dem faserartigen Pilz gewonnene Stoffe mit einer Schwefel enthaltenden Aminosäure, Schwefelwasserstoff oder Ammoniumsulfid umgesetzt werden, um so wohlschmeckende Aromen zu erhalten.

10. Verfahren nach Anspruch 9, in welchem die Schwefel enthaltende Aminosäure Cystein ist.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, in welchem die Umsetzung in Gegenwart von Wasser durchgeführt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, in welchem eine Lösung von 1,5 bis 75% der aus dem Pilz in Wasser entfernten Stoffe mit Cystein in Mengen von bis zu 10 Gew.% Cystein bezogen auf diese Stoffe bei einem pH-Wert von 5,5 bis 9 umgesetzt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, in welchem die Umsetzungstemperatur 110ºC bis 140ºC beträgt.

14. Nahrungsmittel, welches 0,1 bis 15 Gew.-% bezogen auf den Feststoffgehalt eines Geschmacksstoffes gemäß Anspruch 1, 2 oder 3 enthält, oder welches durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13 hergestellt wird.

15. Nahrungsmittel gemäß Anspruch 14, welches ein Snack, ein Keks, eine Brühe, eine Suppe, ein Eintopf, eine Sauce, ein Bratensaft oder ein Getränk ist.

16. Verfahren zur Aromatisierung Nahrungsmitteln, welches den Schritt der Verbesserung der Eignung eines faserartigen Pilzes als Nahrungsmittel umfaßt, indem dieser in Gegenwart von Wasser einer Temperatur ausgesetzt wird, die ausreichend ist, um dessen Gehalt an Nucleinsäure erheblich zu reduzieren und das Aromatisieren von Nahrungsmittel mit Hilfe von aus dem Pilz gewonnenen Stoffen direkt im selben Schritt oder nach einer chemischen Reaktion.