Herstellung von Gewürzpflanzenteil-Partikeln
Gebiet der Erfindung
[0001 ] Die vorliegende Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der Aromatisierung von Lebensmitteln und betrifft ein Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln, getrocknete fermentierte Gewürzpflanzenteil-Partikel, Aromaextrakte aus den getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln, die Verwendung der getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel sowie der Aromaextrakte aus den getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln sowie Produkte, die die erfindungsgemäßen Gewürzpflanzenteil-Partikel oder den Aromaextrakt aus den getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln umfassen. Der Fokus der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere darin, Gewürzpflanzenteil-Partikel mit einer hohen Ausbeute an Aromastoffen zu erhalten.
Stand der Technik
[0002] Die Herstellung von natürlichen Aromastoffen, natürlichen Aromen und Aromaextrakten gewinnt wirtschaftlich zunehmend an Bedeutung, was insbesondere an der Verwendung in industriell verarbeiteten Nahrungsmitteln liegt. Der Wunsch der Verbraucher nach bewusster Ernährung, Nachhaltigkeit und authentischen Produkten schafft weiterhin einen Bedarf an natürlichen Aromastoffen, natürlichen Aromen und Extrakten.
[0003] Natürliche Aromastoffe, natürliche Aromen und Aromaextrakte können als Lebensmittelzusatzstoffe eingesetzt werden. Hersteller nutzen sie, um verarbeitete Lebensmittel geschmacklich intensiver zu gestalten. Zum anderen verlieren sich Teile des Aromas anwendungsbedingt durch die weitere Verarbeitung von Lebensmitteln.
Mit natürlichen Aromastoffen, Aromen und Aromaextrakten kann man folglich auch die Geschmacksintensität eines Lebensmittelproduktes aufrechterhalten.
[0004] Bei natürlichen Aromastoffen oder natürlichen Aromen handelt es sich um Aromastoffe oder ein Gemisch von Aromastoffen, die/das mit physikalischen (z.B. Destillation oder Extraktion), enzymatischen oder mikrobiologischen Verfahren aus pflanzlichen, tierischen oder mikrobiologischen Ausgangsstoffen hergestellt werden. Sowohl die Ausgangsstoffe als auch die Herstellungsverfahren sind natürlich. Natürliche Aromastoffe müssen natürlicherweise Vorkommen und in der Natur nachgewiesen worden sein. Zu den natürlichen Aromastoffen gehört zum Beispiel natürliches Vanillin.
[0005] Das Aroma der getrockneten und fermentierten Schoten der Gewürzvanille (Vanilla planifolia) zählt zu den hochwertigsten und weltweit am häufigsten eingesetzten Aromen. Es wird für die Aromatisierung zahlreicher Lebensmittel wie zum Beispiel Speiseeis, Milchprodukte, Süßspeisen, Schokoladenerzeugnisse, Backwaren, Spirituosen, etc. verwendet. Getrocknete und fermentierte Vanilleschoten enthalten neben weiteren Aromastoffen etwa 0,4 bis 2,4 % des Aromastoffes Vanillin, das aufgrund seiner Aromaeigenschaften als die wichtigste charakteristische Leitsubstanz des natürlichen Vanillearomas anzusehen ist.
[0006] Üblicherweise weisen getrocknete und fermentierte Vanilleschoten eine Wiederfindung von Vanillin von lediglich 40 bis 60 % auf, bezogen auf das ursprünglich in den grünen Vanilleschoten als Vanillin oder Glucovanillin (Vanillinprecursor) enthaltene Vanillin (siehe z.B. I. L. Gatfield, J.-M. Hilmer, B. Weber, F. Hammerschmidt, I. Reiß, G. Poutot, H.-J. Bertram und D. Meier, 2007, Chemical and biochemical changes occurring during the traditional madagascan vanilla curing process, Perfumer & Flavorist, 32; 20 - 28).
[0007] Die EP 2 375 918 beschreibt ein Verfahren, nach dem grüne Vanilleschoten zerkleinert und bei einer Temperatur von 65 °C bis 120 °C auf einen Wassergehalt von
< 10 % getrocknet werden. Nach einem weiteren Zerkleinerungsschritt und eventueller Extraktion erfolgt die Enzymzugabe (ß-Glucosidase) zur Umwandlung des enthaltenen Glucovanillins in Vanillin. Die Transformationsraten, d.h. Anteil umgewandeltes Glucovanillin zu Vanillin, für diesen Schritt werden mit 80 bzw. 85 % angegeben.
[0008] Die US 2835591 beschreibt die Herstellung eines Extraktes aus grünen Vanilleschoten mit anschließender Einengung zur Trockene unter Vakuum. Es werden keinerlei Angaben zu den Transformationsraten gemacht.
[0009] Die CN 103981029 beschreibt das Einfrieren von grünen Vanilleschoten bei
- 40 °C bis - 80 °C, Auftauen bei 20 °C bis 30 °C und anschließende Enzymbehandlung mit Pektinase. Es folgt eine Lösemittel-Extraktion zur Verwendung des Extraktes für Parfüm-Anwendungen. Es werden keinerlei Angaben zu den Transformationsraten gemacht.
[0010] Die MX 2007007866 offenbart das Einfrieren von Vanilleschoten bei - 1 °C bis
- 30 °C für 24 bis 96 Stunden. Anschließend werden die Vanilleschoten mit 0,5 %igem Ethanol versetzt und bei 2 °C bis 8 °C für 0,5 bis 6 Stunden aufgetaut. Dann werden die Vanilleschoten für 1 bis 12 Stunden auf 20 °C bis 45 °C erwärmt. Schließlich werden diese Vanilleschoten bei einer Temperatur von max. 60 °C innerhalb von max. 10 Tagen bis auf einen Wassergehalt von 25 bis 30 % getrocknet. Es werden keine Angaben zu den Transformationsraten gemacht.
[001 1 ] Die EP 0 555 466 beschreibt die Herstellung eines natürlichen Vanillearomas aus zerkleinerten grünen Vanilleschoten, die mit einem Enzymsystem behandelt werden. Diese Enzympräparate sollen Enzyme aus der Gruppe der Pektinasen, Cellulasen, Hemicellulasen oder Cellobiasen enthalten, die eine oder mehrere ß- Glucosidase-Aktivitäten aufweisen. Bei einer angegebenen Ausgangskonzentration von Vanillin von 0,355 g/kg Pflanzenmaterial wird ohne Enzymzugabe kein Anstieg der Vanillinkonzentration nachgewiesen (0,319 g/kg). Bei Zugabe der Enzyme steigt der Vanillingehalt auf bis zu 6,5 g/kg Pflanzenmaterial. Die Nacharbeitung ergibt eine Transformationsrate von 61 ,3 %.
[0012] Die EP 1 613 178 beschreibt die Herstellung eines Vanilleextraktes aus grünen Vanilleschoten, die einem beschleunigten Bräunungsprozess unterworfen werden, gefolgt von einer Extraktion mit anschließender Enzymbehandlung mit Cellulase- oder Hemicellulase-Aktivität. Dafür werden die grünen Vanilleschoten zunächst bei einer Temperatur von - 10 °C bis - 30 °C eingefroren und anschließend bei einer Temperatur von 2 °C bis 8 °C für 0,5 bis 7 Tage aufgetaut. Alternativ verläuft die beschleunigte Bräuning durch Erhitzen der grünen Vanilleschoten in heißem Wasser von 60 bis 65 °C für 3 Minuten und anschließender Lagerung bei 15 °C bis 45 °C für 0,5 bis 7 Tage. Es folgt die Extraktion der gebräunten Vanilleschoten mit Wasser-Ethanol-Lösungen (20 bis 80 % (v/v)). Es folgt die Enzymzugabe mit einer Cellulase-Aktivität im Bereich von 2000 bis 6000 IE/g. Abschließend folgt eine Reinigung mit hydro-alkoholischen Lösungen. Beispielhaft werden als Ausgangsware grüne Vanilleschoten mit einem Glucovanillingehalt von 1 ,19 % (w/w) und einem Vanillingehalt von 0,1 % (w/w) genannt. Als Ausbeute werden am Ende des Prozesses 6,29 g Vanillin/kg Pflanzenmaterial angegeben (= 0,629 %) entsprechend 93, 7 % des ursprünglich enthaltenen Vanillins.
[0013] Die FR 2634979 betrifft die Herstellung eines natürlichen Vanillearomas aus grünen Vanilleschoten. Dafür werden die grünen Vanilleschoten bei einer Temperatur von - 5 °C bis - 30 °C eingefroren, danach 2 bis 4 h lang auf 30 °C bis 50 °C erhitzt und anschließend extrahiert. Es wird ein Vanillingehalt von bis zu 3,40 bis 4,68 %, bezogen auf die Trockenmasse Vanilleschote, angegeben, sowie ein Glucovanillingehalt von 0,04 bis 1 ,76 %, bezogen auf die Trockenmasse Vanilleschote, bei einer Auftauzeit von 3 bis 5 h. Vergleichbar nach der traditionellen Methode hergestellte Vanilleschoten weisen demnach einen Gehalt von 2 bis 2,5 % Vanillin auf. Der Ausgangsgehalte liegen bei 1 1 ,31 % Glucovanillin und 0,55 % Vanillin, bezogen auf die Trockenmasse Vanilleschote. Das entspricht einem potentiellen Vanillingehalt der grünen Ausgangs-Vanilleschoten von (1 1 , 31 % * 0,46 + 0,55%) 5,75 % Vanillin. Der o.g. Vanillingehalt von 4,68 % (= maximaler Wert der o. g. Beispiele) entspricht somit einer Transformationsrate von 81 %.
[0014] Darüber hinaus hat in den letzten Jahren die Qualität der grünen Vanilleschoten deutlich abgenommen, was daran liegt, dass die Vanilleschoten bereits im unreifen Zustand geerntet werden und somit einen geringeren Vanillingehalt aufweisen, da sich bis zum Zeitpunkt der Ernte weniger Aromastoffe gebildet haben.
[0015] Ziel der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln mit einer verbesserten Aromastoff-Wiederfindung in den getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil- Partikeln, d.h. einer höheren Ausbeute, der in den Gewürzpflanzenteil-Partikeln enthaltenen Aromastoffe zu entwickeln. Insbesondere war es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Vanilleschoten mit einer besseren Wiederfindungsrate, d.h. einer höheren Ausbeute, der in den Vanilleschoten enthaltenen Aromastoffe bereitzustellen.
Beschreibung der Erfindung
[0016] Die vorliegende Aufgabenstellung wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus dem Wortlaut der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
[0017] Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln, das die folgenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen von frisch geernteten Gewürzpflanzenteilen;
(b) Zerkleinern der frisch geernteten Gewürzpflanzenteile;
(c) Einfrieren der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile;
(d) Auftauen der eingefrorenen zerkleinerten Gewürzpflanzenteile;
(e) Trocknen der aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile in einem geschlossenen System unter Erhalt von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln; und
(f) ggfls. Zerkleinern der getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel.
[0018] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft das zuvor genannte Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteilen, bei dem aus der Kondensat-Wasserphase, die in dem Trocknungsschritt (e) gebildet wird, ein Aromaextrakt gewonnen wird, und welches die weiteren Schritte umfasst:
(g) Sammeln der Kondensat-Wasserphase aus dem Trocknungsschritt (e); und
(h) Wiedergewinnung der in der Kondensat-Wasserphase enthaltenen Aromastoffe, worin die Wiedergewinnung der Aromastoffe aus der Kondensat-Wasserphase die folgenden Schritte umfasst:
(i) Bereitstellen der Aromastoffe enthaltenden Kondensat-Wasserphase;
(ii) Bereitstellen eines Adsorptionsmaterials;
(iii) Durchleiten der Kondensat-Wasserphase aus Schritt (i) durch eine Vorrichtung mit Adsorptionsmaterial aus Schritt (ii) unter Adsorption der Aromastoffe an dem Adsorptionsmaterial;
(iv) Bereitstellen von mindestens einem lebensmittelgeeigneten organischen Lösemittel oder einem Lösemittel-Gemisch, das mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Lösemittel umfasst;
(v) Desorption der Aromastoffe von dem Adsorptionsmaterial aus Schritt (iii) mit dem mindestens einem Lösemittel oder dem Lösemittel-Gemisch aus Schritt (iv) unter Erhalt eines Aromaextraktes; und
(vi) ggfls. Aufkonzentrieren des aus Schritt (v) erhaltenen Aromaextraktes.
[0019] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft getrocknete fermentierte Gewürzpflanzenteil-Partikel, insbesondere getrocknete fermentierte Vanilleschoten-Partikel, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
[0020] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung einen Aromaextrakt, insbesondere einen Vanille-Aromaextrakt, erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
[0021 ] Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung getrocknete fermentierte Vanilleschoten-Partikel, worin die Ausbeute an Vanillin mindestens 70 % ist, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten als Vanillin oder Vanillinprecursor vorhandenen Gesamtvanillin-Gehalt.
[0022] Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Vanille-Extraktes aus den zuvor genannten und erfindungsgemäßen getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln, das die folgenden Schritte umfasst:
(i) Bereitstellen der zerkleinerten, getrockneten fermentierten Vanilleschoten- Partikel;
(ii) Bereitstellen von mindestens einem lebensmittelgeeigneten organischen Extraktions-Lösemittel oder einem Extraktions-Lösemittelgemisch, das mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Extraktions-Lösemittel umfasst;
(iii) Extrahieren der Vanilleschoten-Partikel mit dem Extraktions-Lösemittel oder dem Extraktions-Lösemittelgemisch;
(iv) Filtrieren des Extraktes zum Entfernen der Feststoffe; und
(v) ggfls. Aufkonzentrieren des erhaltenen Vanille-Extraktes.
[0023] Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Vanille-Extrakt oder sind gemahlene ausextrahierte Vanilleschoten-Partikel bzw. ausextrahiertes Vanille- Pulver, erhältlich nach dem zuletzt genannten erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Vanille-Extraktes aus den zuvor genannten getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln.
[0024] In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der zuvor genannten getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel oder des zuvor genannten Aromaextraktes, insbesondere Vanille-Aromaextraktes, oder der zuvor genannten getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel oder des zuvor genannten Vanille-Extraktes oder der zuvor genannten gemahlenen ausextrahierten Vanilleschoten-Partikel bzw. des ausextrahierten Vanille-Pulvers zur Herstellung,
insbesondere zur Aromatisierung oder Rekonstitution des Aromas, von Nahrungsmitteln, Genussmitteln, Getränkeprodukten, Halbfertigprodukten, Hygieneprodukten, Tabakerzeugnissen, kosmetischen oder pharmazeutischen Produkten sowie Produkten zur Tierernährung.
[0025] Letztendlich betrifft die vorliegenden Erfindung Nahrungsmittel, Genussmittel, Getränkeprodukte, Halbfertigprodukte, Hygieneprodukte, Tabakerzeugnisse, kosmetische oder pharmazeutische Produkte sowie Produkten zur Tierernährung, die die zuvor genannten getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel oder den zuvor genannten Aromaextrakt, insbesondere Vanille-Aromaextrakt, oder die zuvor genannten getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel oder den zuvor genannten Vanille-Extrakt oder die zuvor genannten gemahlenen ausextrahierten Vanilleschoten-Partikel bzw. das ausextrahierte Vanille-Pulver umfassen, und worin das Nahrungsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe die besteht aus Milchprodukten, Süßigkeiten, Nahrungsergänzungsmitteln, diätetischen Lebensmitteln und Lebensmittelsurrogaten.
Beschreibung der Figuren
[0026] Figur 1 ist ein Flussdiagramm mit einer Übersicht der erfindungsgemäßen Verfahren und den daraus resultierenden Produkten am Beispiel frisch geernteter Vanilleschoten.
[0027] Figur 2 ist ein Diagramm, das die Sensorik-Profile für einen Vanille-Extrakt nach dem Stand der Technik und einen erfindungsgemäßen Vanille-Extrakt, der aus den erfindungsgemäßen getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln gewonnen wurde, wiedergibt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
[0028] Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln
[0029] In dem Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln werden in einem ersten Schritt frisch geerntete Gewürzpflanzenteile als Ausgangsprodukt bereitgestellt. Das Ausgangsprodukt wird nicht vorbehandelt.
[0030] Unter dem Begriff „frisch geerntet“ wird verstanden, dass die in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Einsatz kommenden Gewürzpflanzenteile vor ihrer Verwendung weder getrocknet, noch in sonstiger Weise bearbeitet oder fermentiert wurden. Die Gewürzpflanzenteile können sofort nach der Ernte oder einige Tage später verwendet werden, wenn sie an einem trockenen und ggfls. belüfteten Ort gelagert werden.
[0031 ] Gewürze werden wegen ihres natürlichen Gehaltes an Geschmacks- und Geruchsstoffen als würzende oder geschmacksgebende Zutaten bei der Zubereitung von Speisen und Getränken aller Art eingesetzt. Gewürze haben zudem nicht nur geschmacklichen Nutzen, sondern werden auch zur Haltbarmachung von Lebensmitteln und Getränken verwendet.
[0032] Der Begriff „Gewürz“ umfasst definitionsgemäß nur Pflanzenteile, wie beispielsweise Blätter (getrocknete Kräuter, Lorbeerblätter, Kaff i rl i m ette n b I ätte r) , Knospen, Blüten oder Blütenteile (Safran, Gewürznelken, Kapern), Rinden (Zimt), Pflanzenwurzeln, Rhizome, Zwiebeln (Ingwer, Kurkuma, Meerrettich, Wasabi, Küchenzwiebel, Knoblauch) und Früchte oder Samen (Muskatnuss, Pfeffer, Paprika, Wacholderbeeren, Vanille, Kümmel, Anis).
[0033] In dem erfindungsgemäßen Verfahren sind die frisch geernteten Gewürzpflanzenteile ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Vanilleschoten, Teeblättern, Nelkenknospen, Tonkabohnen, Pfefferfrüchten, Kaffeebohnen, Kakaobaumsamen, Safranfäden, Ingwer, Kurkuma, Kapern, Anis, Muskatnuss, Paprika und Blütenblätter. Besonders bevorzugt kommen in dem erfindungsgemäßen Verfahren frisch geerntete Vanilleschoten zum Einsatz.
[0034] Bei den Vanilleschoten handelt es sich um Kapselfrüchte („Schoten“) verschiedener Arten der Orchideen-Gattung Vanilla. Die Gattung Vanilla umfasst etwa 110 Arten, von denen 15 aromatische Kapseln liefern. Die wichtigste Art für die Erzeugung von Vanilleschoten ist die Gewürzvanille ( Vanilla planifolia). Die Gewürzvanille stammt ursprünglich aus Mexiko, wird heute aber überwiegend auf Madagaskar, Reunion und anderen Inseln des Indischen Ozeans geerntet. Die Gewürzvanille wird im Handel unter den Bezeichnungen Bourbon-Vanille und mexikanische Vanille angeboten. Neben der Gewürzvanille sind nur noch die Tahiti- Vanille ( Vanilla tahitensis) und die Guadeloupe-Vanille ( Vanilla pompona ) von kommerzieller Bedeutung. Die Tahiti-Vanille wird im südpazifischen Raum angebaut. Sie ist eine nahe Verwandte der Gewürzvanille, unterscheidet sich von ihr jedoch im Aroma. Die Tahiti-Vanille enthält weniger Vanillin, jedoch höhere Gehalte an anderen aromatischen Substanzen, die den Schoten ein blumiges Aroma verleihen. Die Guadeloupe-Vanille stammt aus Mittel- und Südamerika und wird heute kommerziell auf den Westindischen Inseln angebaut. Sie besitzt ähnliche aromatische Eigenschaften wie die Tahiti-Vanille, weshalb diese beiden Sorten vorrangig in der Parfümherstellung verwendet werden.
[0035] Die bis zu 30 cm langen Vanilleschoten weisen im reifen Zustand eine grüne bis gelbgrüne Färbung auf. Die frischen Früchte haben noch nicht die typische dunkelbraune Farbe, das typische Aroma und den Geschmack des bei Verbrauchern bekannten fertigen Produkts, d.h. der fermentierten Vanilleschoten. Die die Samen umgebende ölige Flüssigkeit innerhalb der Kapsel enthält einen großen Anteil des Aromas und des Geschmacks. Zur Gewinnung der Vanille als hocharomatisches Gewürz müssen die grünen Vanilleschoten erst einer Maturation, d.h. einer Fermentation, unterzogen werden, die mit einer Bräunung der Vanilleschoten einhergeht. Dieser Vorgang wird in Fachkreisen auch„curing“ genannt und die so erhaltenen Vanilleschoten werden als„cured vanilla beans“ bezeichnet. Während der Fermentation erfolgt zum einen eine Freisetzung des Glucovanillins (Vanillin- Glucosid), einer Vorstufe von Vanillin (Vanillinprecursor), und zum anderen eine Freisetzung der endogen in den grünen Vanilleschoten vorkommenden ß-
Glucosidasen. Durch die ß-Glucosidasen wird das Glucovanillin enzymatisch durch Hydrolyse in Vanillin umgewandelt. Anschließend erfolgt die Trocknung.
[0036] Die frisch geernteten Gewürzpflanzenteile werden dann in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens mittels handelsüblicher und dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik bekannter Zerkleinerungsvorrichtungen wie beispielsweise Schneidmühlen oder Häcksler in kleine Stücke mit einer Größe von etwa 10 - 20 mm zerkleinert, beispielsweise geschnitten, gehäckselt, gecuttert, geschreddert, zermahlen oder zerhackt. Durch die Verwendung von zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen werden die anschließenden Verfahrensschritte erleichtert. Es ist klar, dass die anschließende Maturation bzw. Fermentation der Gewürzpflanzenteile umso leichter erfolgt, je kleiner das Gewürzpflanzenteil-Schnittgut bzw. je größer die Oberfläche der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile ist, wobei natürlich die Beschränkungen zu berücksichtigen sind, die mit der industriellen Durchführung eines solchen Verfahrens verbunden sind. Vorzugsweise weisen die zerkleinerten Gewürzpflanzenteil-Partikel eine Größe von 1 bis 50 mm auf. Bei einem größeren Zerkleinerungsgrad als dem vorgenannten wird das Gewürzpflanzenteil-Schnittgut zu pastös und erschwert die nachfolgenden Verfahrensschritte wie beispielsweise die Trocknung der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile.
[0037] Nach der Zerkleinerung der Gewürzpflanzenteile werden die zerkleinerten Gewürzpflanzenteile in Kunststoffbeutel, Kunststoffsäcke oder andere geeignete Behältnisse etc. verpackt. Denkbar sind alle Arten von Behältnissen, die sich zum Einfrieren der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile eignen. Die gefüllten Kunststoffbeutel, Kunststoffsäcke oder Behältnisse werden verschlossen und eingefroren. Zu diesem Zweck werden die zerkleinerten Gewürzpflanzenteile in einer handelsüblichen und für diesen Zweck vorgesehenen Gefriervorrichtung, beispielsweise in einem Eisschrank, auf eine Temperatur von - 1 °C bis - 80 °C, eingefroren. Bevorzugt findet das Einfrieren der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile bei einer Temperatur von - 10 °C bis - 30 °C statt.
[0038] Die Dauer, während der die zerkleinerten Gewürzpflanzenteile eingefroren bleiben, hat nur wenig Einfluss auf die Ausbeute der Aromastoffe. Sie kann einen Tag, eine Woche oder auch mehrere Monate betragen. Vorzugsweise bleiben die zerkleinerten Gewürzpflanzenteile über einen Zeitraum von wenigstens 1 Tag eingefroren.
[0039] Die Geschwindigkeit des Einfrierens muss nicht unbedingt schnell sein. Das Einfrieren kann auch langsam durch Herabsetzen der Temperatur über einige Stunden erfolgen. Während des Gefriervorgangs dehnt sich das in den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere zerkleinerten Vanilleschoten, befindliche Wasser aus und erstarrt zu Eiskristallen. Dabei zerstören die Eiskristalle das Zellgewebe und die Aromastoffe bzw. deren Vorstufen werden freigesetzt.
[0040] Nach dem Einfrieren werden die gefrorenen zerkleinerten Gewürzpflanzenteile aufgetaut. Das Auftauen der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile erfolgt über eine Zeitdauer von in der Regel mindestens 1 Tag. Das Auftauen besteht darin, dass man die in den verschlossenen Kunststoffsäcken oder anderen Behältnissen verpackten gefrorenen zerkleinerten Gewürzpflanzenteile bei Umgebungstemperatur, d.h. bei Außentemperatur, von etwa 15 °C bis 35 °C stehen und langsam auftauen lässt. Das Auftauen erfolgt somit ohne Temperierung des gefrorenen Schnittguts.
[0041 ] Alternativ kann das Auftauen der gefrorenen zerkleinerten Gewürzpflanzenteile in einer geeigneten Temperiereinrichtung erfolgen. Es besteht beispielsweise die Möglichkeiten des Auftauens in einem Wärmeschrank, einem Trockenschrank, einem Ofen oder einem Trockner etc.
[0042] Das Auftauen der gefrorenen zerkleinerten Gewürzpflanzenteile erfolgt vorzugsweise in den geschlossenen Kunststoffbeuteln, Kunststoffsäcken oder Behältnissen, d.h. unter Ausschluss von Luft, damit keine Verluste der Aromastoffe durch Verdampfen oder durch Oxidation entstehen, was einerseits zu einer geringeren Ausbeute der Aromastoffe und andererseits zu einer negativen Beeinträchtigung des Sensorik-Profils führen würde.
[0043] Im Fall der Vanilleschoten als besondere Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens werden die frisch geernteten grünen Vanilleschoten sofort nach der Ernte oder einige Tage später in der oben beschriebenen Weise zerkleinert. Durch die Verwendung eines Schnittgutes ist es möglich, die später stattfindende Fermentation zu erleichtern. Die Fermentation verläuft umso leichter, je feiner das Schnittgut ist, wobei auch in diesem Fall die Beschränkungen zu berücksichtigen sind, die mit der industriellen Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verbunden sind.
[0044] Bei dem anschließenden Einfrieren bilden sich aus dem in den Vanilleschoten vorkommenden Wasser Eiskristalle, welche die Zellmembran aufbrechen. Durch das Aufbrechen der Zellmembran werden zum einen das Glucovanillin und zum anderen die endogen in den Vanilleschoten vorhandenen ß-Glucosidasen, die sich in unterschiedlichen Kompartimenten der Pflanzenzellen befinden, aus den Pflanzenzellen freigesetzt.
[0045] Beim anschließenden Erwärmen bzw. Auftauen der eingefrorenen zerkleinerten Vanilleschoten bei Umgebungstemperatur von etwa 15 °C bis 35 °C wird durch enzymatische Flydrolyse der freigesetzten ß-Glucosidasen, deren Enzymaktivität ihr Maximum in einem Temperaturbereich von 25 °C bis 40 °C erreicht, das Glucovanillin in Vanillin, dem Flauptaromastoff der Vanilleschoten, umgewandelt. Die Zeit, die für die erschöpfende Hydrolyse und somit eine maximale Umwandlung von Glucovanillin in Vanillin erforderlich ist, hängt von der Erwärmungsgeschwindigkeit, der Temperatur ab, mit der die gefrorenen zerkleinerten Vanilleschoten aufgetaut werden und der Menge der aufzutauenden zerkleinerten Vanilleschoten ab. Der Fachmann ist mit diesen Verfahrensparametern vertraut.
[0046] Auch bei den gefrorenen zerkleinerten Vanilleschoten erfolgt das Auftauen vorzugsweise in verschlossenen Kunststoffbeuteln, Kunststoffsäcken oder Behältnissen etc., d.h. unter Ausschluss von Luft, damit keine Verluste der Aromastoffe durch Verdampfen oder durch Oxidation entstehen, was einerseits zu einer geringeren Ausbeute und andererseits zu einer negativen Beeinträchtigung des
Sensorik-Profils führen würde.
[0047] Damit während des Auftauens so wenig wie möglich flüssige Phase, d.h. Pflanzenzellflüssigkeit, und damit Aromastoffe, aus der festen Phase, d.h. den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere den zerkleinerten Vanilleschoten, austritt, wird das Schnittgut in den Kunststoffbeuteln, Kunststoffsäcken oder Behältnissen während des Auftauvorgangs mehrmals gründlich durchmischt. Durch die Durchmischung wird die flüssige Phase von der festen Phase aufgenommen. Die Durchmischung erfolgt beispielsweise durch einfaches Wenden oder Schütteln der Kunststoffbeutel, Kunststoffsäcke oder Behältnisse oder Mischen in einem davon verschiedenen geeigneten Behältnis. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die ausgetretene Zellflüssigkeit, d.h.„Auftauflüssigkeit“, aufzufangen und im Laufe des nachfolgenden Trocknungsprozesses dem Trockengut zuzugeben.
[0048] Überraschend wurde festgestellt, dass besonders hohe Ausbeuten an Aromastoffen erhalten werden, wenn in einem anschließenden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens die aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere zerkleinerten Vanilleschoten, nachfolgend auch als zu trocknendes Schnittgut bezeichnet, in einem geschlossenen System getrocknet werden, wobei ihnen Wasser entzogen wird. Als Endprodukt des Trocknungsvorgangs werden getrocknete fermentierte Gewürzpflanzenteil-Partikel, insbesondere getrocknete fermentierte Vanilleschoten-Partikel, erhalten. Der Trocknungsvorgang bei den Vanilleschoten unter Anwesenheit von Luftsauerstoff in dem geschlossenen System führt zu einer weiteren Bräunung und damit zur Bildung der typischen dunkelbraunen Farbe der Vanilleschoten.
[0049] Unter einem geschlossenen System wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung oder eine Kammer verstanden, die so konzipiert ist, dass ihr Innenraum keinen
Austausch mit der Umgebung gestattet. Bei der Trocknung der aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere der aufgetauten zerkleinerten
Vanilleschoten, in einer solchen Vorrichtung oder einer solchen Kammer erfolgt dabei weder ein Eintrag von Luft oder Sauerstoff in die Vorrichtung oder die Kammer, noch
ein Ausbringen von Bestandteilen des zu trocknenden Schnittgutes aus der Vorrichtung oder der Kammer.
[0050] Durch das geschlossene System wird verhindert, dass beispielsweise Inhaltsstoffe des zu trocknenden Schnittgutes, beispielsweise Aromastoffe, mit Luft bzw. Sauerstoff der Außenumgebung in Kontakt kommen und damit oxidativ abgebaut werden und somit zu einer Verringerung der Ausbeute an Aroma einerseits sowie zu einer Veränderung der Zusammensetzung des Aromas führen. Darüber hinaus wird durch das geschlossene System verhindert, dass beispielsweise wertgebende Aromastoffe der Gewürzpflanzenteile, die bei der Trocknung sublimieren, entweichen können und somit zu einer Verringerung der Aromaausbeute in den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen führen.
[0051 ] Unter einem geschlossenen System wird darüber hinaus eine Vorrichtung verstanden, die gleichzeitig eine zügige Trocknung des Schnittgutes ermöglicht. Unter zügiger Trocknung wiederum wird erfindungsgemäß ein Trocknungsvorgang verstanden, bei dem im Vergleich zum Trocknen an der Luft gemäß dem Stand der Technik, ein schnellerer Wasserentzug stattfindet.
[0052] Der Trocknungsvorgang der aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere der aufgetauten zerkleinerten Vanilleschoten, in dem erfindungsgemäßen Verfahren findet bei einer Temperatur in einem Bereich von 20 °C bis 70 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 40 °C bis 60 °C und am meisten bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 45 °C bis 55 °C statt.
[0053] Wenn der Trocknungsvorgang bei einer Temperatur durchgeführt wird, die höher ist als 70 °C, entsteht durch thermische Abbaureaktionen ein deutlicher Abfall der Ausbeute an Aromastoffen in den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen. In den Vanilleschoten entsteht bei einer Trocknungstemperatur von mehr als 70 °C eine Verminderung der Ausbeute an Vanillin. Bei niedrigeren Temperaturen als 40 °C dauert das Trocknen des aufgetauten Schnittgutes sehr lange und wird damit unwirtschaftlich.
[0054] Damit ein zügiges Trocknen der aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere der zerkleinerten Vanilleschoten, d.h. ein schneller Wasserentzug, durchgeführt werden kann, wird das Trocknen in einer Trocknungsvorrichtung durchgeführt. Im Vergleich dazu wird der Trocknungsschritt in den Verfahren nach dem Stand der Technik überwiegend bei Umgebungstemperatur an der Luft durchgeführt, was - in Abhängigkeit von der Luftfeuchtigkeit - zu längeren Trocknungszeiten führt. Längere Trocknungszeiten sind unwirtschaftlich und beeinflussen in nachteiliger Weise die Ausbeute an Aromastoffen, beispielsweise durch Verflüchtigen von Aromastoffen, Abbau von Aromastoffen etc.
[0055] Vorteilhafter Weise wird das Trocknen der aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, in einem Wärmepumpen-Kondensationstrockner, Wärmeschrank, Infrarot-Trockner, Umluftofen oder Konvektionswärmeofen durchgeführt. Derartige Trocknungsvorrichtungen bestehen aus einer Kammer mit Bestückungs- und Entnahmeeinrichtung und erlauben ein Trocknen in einem geschlossenen System. Besonders hohe Ausbeuten an Aromastoffen werden überraschender Weise erhalten, wenn die Trocknung in einem Wärmepumpen- Kondensationstrockner durchgeführt wird.
[0056] Bei einem Wärmepumpen-Kondensationstrockner handelt es sich um einen Kondensationstrockner mit einer Wärmepumpe. Bei Kondensationstrocknern befindet sich die Luft innerhalb des Trockenraums in einem weitgehend geschlossenen Kreislauf. Die zunächst kühle Umwälzluft wird erwärmt, wodurch die relative Luftfeuchtigkeit sinkt. Diese trockene vorgewärmte Luft wird durch den Trockenraum und die darin befindlichen feuchten Gewürzpflanzenteile geleitet. Die Feuchtigkeit in den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere den zerkleinerten Vanilleschoten, verdunstet und wird durch die warme Luft aufgenommen. Die Luft kühlt sich durch die Wasseraufnahme ab und wird feucht. Anschließend strömt sie in den Verdampfer der Wärmepumpe, wo sie markant unter den Taupunkt abgekühlt wird. Als Folge kondensiert der Wasserdampf als flüssige Kondensat-Wasserphase an der
kalten Oberfläche des Verdampfers und wird in einem nachgeschalteten Behältnis gesammelt. Überraschend wurde festgestellt, dass diese Kondensat-Wasserphase nicht unerhebliche Mengen an wertgebenden Aromastoffen der Gewürzpflanzenteile, insbesondere der Vanilleschoten, enthält.
[0057] Die Trocknung der aufgetauten Gewürzpflanzenteile, insbesondere der aufgetauten Vanilleschoten, in einem Wärmepumpen-Kondensationstrockner hat sich aufgrund der Energieeffizienz als besonders vorteilhaft erwiesen. Darüber hinaus wird durch diese Art der Trocknung verhindert, dass Aromastoffe bzw. Vanillin, die während des Trocknungsprozesses sublimieren, entschwinden. Gleichzeitig kann mit Hilfe eines Wärmepumpen-Kondensationstrockners die Kondensat-Wasserphase, die sich beim Trocknungsvorgang bildet und überraschender weise wertgebende Aromastoffe der Gewürzpflanzenteile enthält, kontinuierlich abgeführt, aufgefangen, gesammelt und einer weiteren Aufbereitung zur Wiedergewinnung der Aromastoffe zugeführt werden.
[0058] Zur Trocknung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die aufgetauten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere aufgetauten zerkleinerten Vanilleschoten, auf Bleche, Einschübe, Tabletts oder Trockenschubladen ausgebreitet. Im Folgenden werden diese Bleche, Einschübe, Tabletts oder Trockenschubladen als„Bleche“ bezeichnet. Die Bleche können aus verschiedenen Materialien bestehen, wie beispielsweise Kunststoffen, Metallen, Edelstahl etc. und sollten lebensmittel-geeignet sein.
[0059] Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die zerkleinerten Gewürzpflanzenteile bzw. zerkleinerten Vanilleschoten zur Trocknung auf Lochbleche aufgebracht werden. Durch die Verwendung von Lochblechen wird ermöglicht, dass die warme Luft in der Trocknungskammer noch besser zirkulieren und somit an den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen vorbei geleitet werden kann. Dadurch wird der Trocknungskontakt erhöht, was wiederum zu einer schnelleren Trocknung führt.
[0060] Die Lochbleche weisen Öffnungen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 10 mm
auf, vorzugsweise Öffnungen mit einem Durchmesser von 1 bis 5 mm. Wenn der Durchmesser der Öffnungen zu groß ist, fällt das zu trocknende Schnittgut durch. Umgekehrt darf der Durchmesser der Öffnungen nicht zu klein sein, weil sonst die Luft nicht zirkulieren kann.
[0061 ] Die Trocknungsdauer hängt vorwiegend von der Menge des zu trocknenden Schnittguts ab. Die Höchstdauer beträgt maximal 48 Stunden, bevorzugt wird 10 bis 15 Stunden lang getrocknet. Ohne Luftzirkulation (bei Verwendung von Blechen) werden die aufgetauten Gewürzpflanzenteile mindestens 10 Stunden getrocknet. Mit Luftzirkulation (bei Verwendung von Lochblechen) werden die aufgetauten Gewürzpflanzenteile mindestens 5 Stunden getrocknet.
[0062] In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung wird zur Trocknung der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile bzw. der zerkleinerten Vanilleschoten ein Hordenwagen verwendet. In einem Hordenwagen werden die Bleche bzw. Lochbleche in Etagen übereinander angeordnet. Nach der Bestückung wird der Hordenwagen in eine der o.g. Wärmevorrichtungs-Kammern gefahren. Dort wird die warme Luft gezielt um die zu trocknenden zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere zerkleinerten Vanilleschoten, herum- bzw. durchgeführt.
[0063] Die Anordnung der Bleche in mehreren Etagen in einem Hordenwagen ermöglicht einen maximalen Kontakt der warmen Luft mit den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen bzw. zerkleinerten Vanilleschoten und damit eine schnellere Trocknung der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere der zerkleinerten Vanilleschoten. Durch die Verringerung der Trocknungsdauer kann die Oxidation oder der Verlust der Aromastoffe der zerkleinerten Gewürzpflanzenteile bzw. der zerkleinerten Vanilleschoten verhindert oder zumindest verringert werden.
[0064] Die Verwendung eines Hordenwagens beim Trocknungsschritt hat darüber hinaus den Vorteil, dass große Mengen an zu trocknendem Schnittgut getrocknet werden können. Ein handelsüblicher Hordenwagen hat beispielsweise ein
Fassungsvermögen von mehreren 100 kg des zu trocknenden Pflanzenmaterials,
beispielsweise in einer Größenordnung von 100 bis 1 .000 kg/Trockner zu Beginn des Trocknungsprozesses, aufgeteilt auf 10 bis 100 Bleche mit einer Gesamtfläche von etlichen m2, beispielsweise 5 von 50 m2.
[0065] Die Trocknungsdauer in einem Hordenwagen mit den o.g. Dimensionen beträgt mindestens 5 Stunden, vorzugsweise 10 bis 20 Stunden.
[0066] Um die Trocknung zu beschleunigen, wird das zu trocknende Schnittgut ab und zu gewendet und erneut auf den Blechen verteilt, damit feuchte Gewürzpflanzenteile, insbesondere zerkleinerte Vanilleschoten, an die Oberfläche mit einem verbesserten Kontakt zur Trocknungsluft gebracht werden können und damit wieder besser Wasser abgeben und trocknen können.
[0067] Durch den Trocknungsvorgang wird den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere den zerkleinerten Vanilleschoten, Feuchtigkeit entzogen bis auf einen Gehalt von etwa 10 bis 30 Gew.-%, insbesondere 20 Gew.-%.
[0068] Die zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere zerkleinerten Vanilleschoten, weisen nach Beendigung der Trocknung eine Trockenmasse bzw. einen Trockensubstanzgehalt von 70 bis 90 Gew.-%, insbesondere eine Trockenmasse bzw. einen Trockensubstanzgehalt von 80 Gew.-% auf.
[0069] Liegt der Trockensubstanzgehalt höher, werden die getrockneten zerkleinerten Gewürzpflanzenteile, insbesondere die getrockneten zerkleinerten Vanilleschoten, zu trocken und brüchig und verlieren Aroma. Bei einem Feuchtigkeitsgehalt von mehr als 30 Gew.-% besteht eine erhöhte Gefahr des mikrobiologischen Verderbs und der Bildung sensorisch unerwünschter Abbauprodukte.
[0070] In einem weiteren Verfahrensschritt werden die nach dem Trocknen erhaltenen getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel bzw. getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel bei Bedarf und in Abhängigkeit von ihrer weiteren Verwendung ggfls. noch weiter zerkleinert. Die weitere Zerkleinerung erfolgt
durch Schneiden, Häckseln, Cuttern, Schreddern, Mahlen oder Hacken.
[0071 ] Am vorteilhaftesten hat sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln unter Verwendung von frisch geernteten grünen Vanilleschoten als Ausgangsprodukt erwiesen. Bei einem solchen Verfahren beträgt die Wiederfindung an Vanillin, d.h. die Ausbeute an Vanillin, aus den Schritten (a) bis (f) > 70 %, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten als Gesamtvanillin (Vanillin zuzüglich Vanillinprecursor) vorhandenen Vanillingehalt. Vorzugsweise beträgt die Ausbeute an Vanillin aus den Schritten (a) bis (f) > 80 %, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten als Vanillinprecursor und Vanillin vorhandenen Gesamtvanillin-Gehalt.
[0072] Es wurden grüne Vanilleschoten mit einem Häcksler kleingeschnitten, in Kunststoffsäcke gefüllt und anschließend bei - 15 °C bis - 30 °C eingefroren. Nach einigen Tagen wurden die Kunststoffsäcke aus der Gefriervorrichtung genommen und offen im Schatten bei Umgebungstemperatur innerhalb von 2 bis 3 Tagen aufgetaut. Die aufgetauten zerkleinerten Vanilleschoten wurden mit Ethanol erschöpfend extrahiert, und der gewonnene Ethanol-Extrakt ohne weitere Verdünnung per HPLC analysiert. Die Analyse der aufgetauten zerkleinerten Vanilleschoten per HPLC (Hochdruckflüssigkeits-Chromatographie) ergab einen Vanillingehalt von 0,61 % Vanillin, bezogen auf den Trockensubstanzgehalt von 15 % der eingesetzten grünen Vanilleschoten. Der Vanillingehalt der aufgetauten zerkleinerten Vanilleschoten entspricht damit 4,07 g pro 100 g Trockenmasse der eingesetzten grünen Vanilleschoten (4,07 %). Die anschließende Trocknung erfolgte in einem Trockenschrank bei 50 °C Trockentemperatur. Nach 21 Stunden Trocknungszeit (unter Verwendung eines Siebes als Vorlagegefäß (mit Luftzirkulation)) bzw. nach 43 h Trocknungszeit (unter Verwendung einer Aluschale als Vorlagegefäß (ohne Luftzirkulation) war ein Trockensubstanzgehalt von 80 % erreicht. Die trockenen fermentierten Vanilleschoten-Partikel wiesen nach der Trocknung eine typische dunkelbraune Färbung auf. Der Vanillingehalt betrug nun 2.7 %, bezogen auf einen
Trockensubstanzgehalt (TS) von 80 %, d.h. einen Vanillingehalt von 3,4 %, bezogen auf einen Trockensubstanzgehalt (TS) von 100 %. Die Vanillin-Ausbeute (Vanillin- Wiederfindung) betrug demnach 84 %.
[0073] Herstellung eines Aromaextraktes aus der Kondensat-Wasserphase
[0074] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung von getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikeln die zusätzlichen Schritte:
(g) Sammeln der Kondensat-Wasserphase aus dem Trocknungsschritt (e); und
(h) Wiedergewinnung der in der Kondensat-Wasserphase enthaltenen Aromastoffe.
[0075] Wie bereits oben beschrieben, wird die Kondensat-Wasserphase, die beim Trocknen der zerkleinerten aufgetauten Gewürzpflanzenteile bzw. der zerkleinerten aufgetauten Vanilleschoten, abgeschieden wird, in der Trockenvorrichtung aufgefangen und gesammelt.
[0076] Überraschend wurde festgestellt, dass die Kondensat-Wasserphase wertvolle, aus den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere aus den zerkleinerten Vanilleschoten, stammende Aromastoffe in einer nicht unerheblichen Menge enthält. Diese Aromastoffe werden in einem nachfolgenden Verfahren einer Wiedergewinnung zugeführt.
[0077] Die Wiedergewinnung der in der Kondensat-Wasserphase enthaltenen Aromastoffe aus den zerkleinerten Gewürzpflanzenteilen, insbesondere den zerkleinerten Vanilleschoten, umfasst die folgenden Schritte:
(i) Bereitstellen der Aromastoffe enthaltenden Kondensat-Wasserphase;
(ii) Bereitstellen eines Adsorptionsmaterials;
(iii) Durchleiten der Kondensat-Wasserphase aus Schritt (i) durch eine Vorrichtung mit Adsorptionsmaterial aus Schritt (ii) unter Adsorption der Aromastoffe an dem Adsorptionsmaterial;
(iv) Bereitstellen von mindestens einem lebensmittelgeeigneten organischen Lösemittel oder einem Lösemittelgemisch, das mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Lösemittel umfasst;
(v) Desorption der Aromastoffe von dem Adsorptionsmaterial aus Schritt (iii) mit dem mindestens einen organischen Lösemittel oder dem Lösemittelgemisch aus Schritt (iv) unter Erhalt eines Aromaextraktes; und
(vi) ggfls. Aufkonzentrieren des aus Schritt (v) erhaltenen Aromaextraktes.
[0078] Die Wiedergewinnung der Aromastoffe aus der gesammelten Kondensat- Wasserphase aus dem Trocknungsschritt (e) des zuvor beschriebenen Verfahrens erfolgt adsorptiv. Derartige Adsorptionsverfahren, bei denen Aromastoffe aus wässrigen Lösungen absorptiv gewonnen werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise beschrieben in der EP 2 075 320 A1 , insbesondere in den Abschnitten [0042] bis [0055], deren Offenbarung durch die Inbezugnahme in vollem Umfang in die vorliegende Anmeldung übernommen wird.
[0079] Für die Wiedergewinnung der Aromastoffe wird in einem ersten Schritt die Aromastoffe enthaltende Kondensat-Wasserphase bereitgestellt. Bei der Kondensat- Wasserphase handelt es sich um eine wässrige Lösung, Emulsion oder Suspension, die einen Wasseranteil von mindestens 95 % bezogen auf das Gesamtvolumen der Kondensat-Wasserphase aufweist. Die in der Kondensat-Wasserphase enthaltenen Aromastoffe umfassen mindestens einen oder mehrere Aromastoff(e), die aus dem Ausgangsmaterial, d.h. den frisch geernteten Gewürzpflanzenteilen, stammen bzw. dort als Vorstufe (Precursor) vorhanden waren. Der Anteil des mindestens einen Aromastoffes/der Aromastoffe in der Kondensat-Wasserphase beträgt bis zu 10 %, bezogen auf den Gehalt an Aromastoff(en) bzw. Vanillingehalt von 100 % des eingesetzten Ausgangsmaterials (frisch geerntete Gewürzpflanzenteile, insbesondere frisch geerntete Vanilleschoten).
[0080] In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Adsorptionsmaterial bereitgestellt. Gemäß der vorliegenden Erfindung können in
Schritt (ii) alle geeigneten Adsorptionsmaterialien verwendet werden, die üblicherweise für ein Adsorptions- /Desorptionsverfahren zur Verfügung stehen.
[0081] Bevorzugte Adsorptionsmaterialien sind verschiedenartig vernetzte Polystyrole, bevorzugt Copolymerate aus Ethylvinylbenzol und Divinylbenzol, Vinylpyrrolidon und Divinylbenzol, Vinylpyridin und Divinylbenzol, Styrol und Divinylbenzol, aber auch andere Polymere, wie bevorzugt Polyaromate, Polystyrole, Poly(meth)acrylate, Polypropylene, Polyester, Polytetrafluorethylen.
[0082] Das Adsorptionsmaterial wird in eine zur Durchführung der Adsorption geeignete Vorrichtung gegeben. Eine derartige Vorrichtung ist üblicherweise eine Säule aus Glas oder Edelstahl, wobei das innere Volumen üblicherweise im Bereich von wenigen Millilitern bis zu tausend Litern, bevorzugt im Bereich von 1 bis 500 I, weiter bevorzugt von 2 bis 400 I liegt.
[0083] In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die die Aromastoffe enthaltende Kondensat-Wasserphase durch die Vorrichtung mit dem Adsorptionsmaterial geleitet. Dabei absorbieren die Aromastoffe an dem Adsorptionsmaterial .
[0084] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strömungsgeschwindigkeit der Kondensat-Wasserphase während des Adsorptionsvorganges im Bereich von 0,1 bis 2,5 cm/s eingestellt. Der Parameter der Strömungsgeschwindigkeit ist mitverantwortlich für den Grad der Adsorption der Aromastoffe. Bevorzugt liegt die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich von 0,2 bis 1 ,5 cm/s, weiter bevorzugt im Bereich von 0,4 bis 0,9 cm/s.
[0085] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Temperatur der Kondensat-Wasserphase während des Adsorptionsvorganges im Bereich von 10 °C bis 60 °C. Der Parameter der Temperatur ist ebenfalls mitverantwortlich für den Grad der Adsorption der Aromastoffe. Weiterhin bevorzugt ist ein Temperaturbereich von 15 °C bis 40 °C,
besonders bevorzugt ein Temperaturbereich von 20 °C bis 30 °C.
[0086] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung liegt der Gegendruck innerhalb der Adsorptionsvorrichtung während des Adsorptionsvorgangs Bereich von 0,1 bis 4,0 bar. Der Gegendruck innerhalb der Adsorptionsvorrichtung ist derjenige Druck, der durch den Widerstand des Adsorptionsmaterials entsteht, wenn man die Kondensat- Wasserphase durch die Adsorptionsvorrichtung pumpt. Bevorzugt ist ein Gegendruck im Bereich von 0,1 bis 2,0 bar, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,9 bar.
[0087] Für die anschließende Desorption der Aromastoffe von dem Adsorptionsmaterial in Schritt (v) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Lösemittel oder ein Lösemittelgemisch, das mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Lösemittel umfasst, bereitgestellt.
[0088] Unter lebensmittelgeeigneten Lösemitteln werden solche Lösemittel verstanden, die zum Verzehr geeignet sind und gesetzlich bei der Zubereitung von Lebensmitteln zugelassen sind. Geeignete Lösemittel sind beispielsweise in der Richtlinie 2009/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates aufgeführt.
[0089] Bevorzugt wird zur Desorption der Aromastoffe von dem Adsorptionsmaterial gemäß Schritt (v) des erfindungsgemäßen Verfahrens das mindestens eine lebensmittelgeeignete organische Lösemittel ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Ethylacetat, Diacetin, Triacetin, flüssiges Kohlendioxid, lebensmittelgeeignete Fluorchlorkohlenwasserstoffe und Pflanzentriglyceride oder deren Mischungen. Bevorzugt werden Ethanol, Propanol, Isopropanol, Ethylacetat, Diacetin und Triacetin oder deren Mischungen verwendet. Weiter bevorzugt kommen Ethanol oder Isopropanol oder deren Mischungen zum Einsatz. Am meisten bevorzugt wird Ethanol als Lösemittel in Schritt (v) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet.
[0090] Ethanol ist insbesondere deshalb am meisten bevorzugt, da der resultierende
Aromaextrakt ohne Abdestillation des Lösemittels und damit Temperatureinwirkung verwendet werden kann. Dies verhindert, dass im Aromaextrakt Verluste an Aromastoffen durch thermischen Abbau entstehen. Darüber hinaus verhindert Ethanol einen mikrobiellen Verderb des Aromaextraktes, auch bei einer späteren Lagerung des Aromaextraktes.
[0091 ] Der Begriff „Lösemittelgemisch“ umfasst alle denkbaren Kombinationen der zuvor aufgeführten organischen Lösemittel miteinander. Darüber hinaus umfasst der Begriff auch die Mischungen mindestens eines der zuvor genannten organischen Lösemittels mit mindestens einem weiteren lebensmittelgeeigneten organischen Lösemittel, die in der o.g. Richtlinie 2009/32/EG aufgeführt sind, oder die Mischung mindestens eines der zuvor genannten organischen Lösemittels mit Wasser.
[0092] In solchen Lösemittelgemischen liegt das Mischungsverhältnis von dem mindestens einen organischem Lösemittel zu einem weiteren lebensmittelgeeigneten organischen Lösemittel oder Wasser in einem Bereich von 98 : 2 bis 20 : 80; vorzugsweise ist das Mischungsverhältnis 96 : 4, beispielsweise 96 %iger Ethanol.
[0093] Im Weiteren werden bevorzugte Ausgestaltungen in Bezug auf das erfindungsgemäße Desorptionsverfahren dargestellt.
[0094] Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des mindestens einen Lösemittels während des Desorptionsvorgangs im Bereich von 1 bis 15 cm/min liegt.
[0095] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Temperatur des mindestens einen Lösemittels während des Desorptionsvorgangs im Bereich von 0 °C bis 60 °C. Der Parameter der Temperatur ist mitverantwortlich für den Grad der Desorption der Aromastoffe. Weiterhin bevorzugt ist ein Temperaturbereich von 10 °C bis 40 °C, besonders bevorzugt ein Temperaturbereich von 15 °C bis 40 ° C.
[0096] In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruck innerhalb der Vorrichtung während des Desorptionsvorgangs im Bereich von 0,01 bis 2,0 bar liegt. Der Gegendruck innerhalb der Vorrichtung ist derjenige Druck, der durch den Widerstand des Adsorptionsmaterials entsteht, wenn man das mindestens eine Lösemittel in durch die Vorrichtung pumpt. Bevorzugt ist ein Gegendruck im Bereich von 0,01 bis 1 ,5 bar, besonders bevorzugt von 0,01 bis 1 ,0 bar.
[0097] Bei Bedarf und in Abhängigkeit von der weiteren Verwendung kann der aus Schritt (v) erhaltene Aromaextrakt, insbesondere der erhaltene Vanille-Aromaextrakt, ggfls. mit aus dem Stand der Technik bekannten Methoden aufkonzentriert werden, beispielsweise durch Abdestillation des mindestens einen organischen Lösemittel, mit dem die Desorption der Aromastoffe durchgeführt wurde.
[0098] Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausbeute an Aromastoffen aus der Kondensat-Wasserphase 0,1 bis 20 %, insbesondere 1 bis 10 % beträgt, bezogen auf den ursprünglich in den frisch geernteten Gewürzpflanzenteilen enthaltenen Gehalt an Aromastoffen. Bei Verwendung von frisch geernteten Vanilleschoten als Ausgangsmaterial in dem erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Ausbeute an Aromastoffen aus der Kondensat-Wasserphase 0,1 bis 20 %, insbesondere 1 bis 10 %, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten vorhandenen Gehalt an Aromastoffen und deren Vorstufen (Precursor) bzw. als Vanillinprecursor und Vanillin vorhandenen Gesamtvanillin-Gehalt.
[0099] Durch die Kopplung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit der adsorptiven Anreicherung der in der Kondensat-Wasserphase enthaltenen Aromastoffe lässt sich die Ausbeute an Aromastoffen weiter erhöhen, wodurch eine annähernd vollständige Wiederfindung der Aromastoffe > 75 %, insbesondere > 80 bis 100 %, möglich ist.
[0100] Alternativ zu der Wiedergewinnung der Aromastoffe aus der Kondensat- Wasserphase mit dem zuvor beschriebenen adsorptiven Verfahren kann die
Wiedergewinnung der Aromastoffe aus der Kondensat-Wasserphase auch durch Filtration erfolgen. Ein solches Verfahren, bei dem Aromastoffe aus stark verdünnten wässrigen Lösungen durch Osmose mittels Aquaporin-Filter abgetrennt werden, ist aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise beschrieben in PCT/EP2017/78735, insbesondere in den Abschnitten [0014] bis [0066], deren Offenbarung durch die Inbezugnahme in vollem Umfang in die vorliegende Anmeldung übernommen wird. Durch die Filtration der Kondensat-Wasserphase entsteht ein Aromakonzentrat, insbesondere ein Vanille-Aromakonzentrat, wenn frisch geerntete Vanilleschoten als Ausgangsmaterial verwendet werden.
[0101 ] Desweiteren kann die Aromastoffe enthaltende Kondensat-Wasserphase auch durch herkömmliche Verfahren wie Destillation, Gefriertrocknung, Membranfiltration oder Osmose mittels einer Membran unter Erhalt eines Aromakonzentrates aufkonzentriert werden.
[0102] Alle zuvor beschriebenen Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens schließen die Ausführungsform ein, bei der als Ausgangsprodukt frisch geerntete grüne Vanilleschoten verwendet wurden.
[0103] Die vorliegende Erfindung betrifft auch getrocknete fermentierte Gewürzpflanzenteil-Partikel, die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erhältlich sind. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung getrocknete fermentierte Vanilleschoten-Partikel, die nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erhältlich sind.
[0104] Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel, insbesondere Vanilleschoten-Partikel, weisen einen Trockensubstanzgehalt von 70 bis 90 %, vorzugsweise einen Trockensubstanzgehalt von 75 bis 85 % auf.
[0105] Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Aromaextrakt, der nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erhältlich ist. In einer bevorzugten Ausführungsform betrifft
die vorliegende Erfindung einen Aromaextrakt, der Vanillin umfasst, der nach dem zuvor beschriebenen Verfahren erhältlich ist, bei dem als Ausgangsprodukt grüne Vanilleschoten verwendet wurden, der nachfolgend als „Vanille-Aromaextrakt“ bezeichnet wird.
[0106] Wenn grüne Vanilleschoten als Ausgangsprodukt verwendet werden, ist in dem aus der Kondensat-Wasserphase hergestellten Aromaextrakt Vanillin der mit Abstand wichtigste und mengenmäßig größte Aromastoff. Der Aromaextrakt enthält aber auch noch andere, in geringeren Mengen, typischerweise in der Vanille vorkommende Aromastoffe wie beispielsweise p-Hydroxybenzaldehyd, p-Hydroxy-benzoesäure, Vanillinsäure.
[0107] Die vorliegende Erfindung betrifft auch getrocknete fermentierte Vanilleschoten- Partikel, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Ausbeute an Vanillin mindestens 70 % ist, insbesondere 80 - 90 % ist, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten als Vanillinprecursor oder Vanillin vorhandenen Gesamtvanillin-Gehalt. Die getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel zeichnen sich weiter dadurch aus, dass sie einen Vanillingehalt von mindestens 1 ,5 %, vorzugsweise mindestens 2,0 %, Vanillin umfassen, bezogen auf den T rockensubstanzgehalt.
[0108] Die erfindungsgemäßen getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel werden entweder direkt, ggfls. unter weiterer Zerkleinerung, beispielsweise durch Zermahlen, verwendet oder werden in einem Verfahren zur Herstellung eines Vanille- Extraktes verwendet, wie es nachfolgend beschrieben wird.
[0109] Herstellung eines Vanille-Extraktes aus den Vanilleschoten-Partikeln
[01 10] Die vorliegende Erfahrung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines Vanille-Extraktes aus den o.g. getrockneten fermentierten Vanilleschoten- Partikeln, welches die folgenden Schritte umfasst:
(i) Bereitstellen der zerkleinerten, getrockneten fermentierten Vanilleschoten-
Partikel;
(ii) Bereitstellen von mindestens einem lebensmittelgeeigneten organischen Extraktions-Lösemittel oder einem Extraktions-Lösemittelgemisch, das mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Extraktions-Lösemittel umfasst;
(iii) Extrahieren der Vanilleschoten-Partikel mit dem Extraktions-Lösemittel oder dem Extraktions-Lösemittelgemisch;
(iv) Filtrieren des Extraktes zum Entfernen der Feststoffe; und
(v) ggfls. Aufkonzentrieren des erhaltenen Vanille-Extraktes.
[01 1 1 ] Die Herstellung eines Vanille-Extraktes aus getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln ist aus dem Stand der Technik bekannt. Insbesondere sind aus dem Stand der Technik Verfahren bekannt, bei denen ein Vanille-Extrakt durch Extraktion mit einem lebensmittelgeeigneten organischen Lösemittel aus getrockneten fermentierten Vanilleschoten hergestellt wird. Ein solches Verfahren ist beispielsweise beschrieben in der WO 2004/091316 A1 , insbesondere Seite 2, deren Offenbarung durch die Inbezugnahme in vollem Umfang in die vorliegende Anmeldung übernommen wird.
[01 12] Die trockenen fermentierten Vanilleschoten-Partikel werden zur Herstellung eines Vanille-Extraktes ggfls. mittels herkömmlicher und dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik bekannter Zerkleinerungsmethoden mittels Schneidmühlen oder Häcksler weiter zerkleinert, beispielsweise gemahlen. Durch die Verwendung von zerkleinerten Vanilleschoten wird die anschließende Extraktion erleichtert. Es ist klar, dass die Extraktion der Vanilleschoten umso leichter erfolgt, je kleiner das Vanilleschoten-Mahlgut bzw. je größer die Oberfläche der zerkleinerten Vanilleschoten-Stücke ist, wobei natürlich die Beschränkungen zu berücksichtigen sind, die mit der industriellen Durchführung eines solchen Verfahrens verbunden sind. Vorzugsweise weisen die zerkleinerten Vanilleschoten-Partikel eine Größe von 0,1 bis 40 mm auf. Bei einem größeren Zerkleinerungsgrad als dem vorgenannten wird das Vanilleschoten-Mahlgut zu pastös und erschwert die nachfolgenden
Verfahrensschritte wie beispielsweise die Filtration (Verstopfen der Siebe) oder Destillation (Siedeverzug).
[01 13] Eine Vorbehandlung der zerkleinerten Vanilleschoten-Stücke ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich.
[01 14] Nach der Zerkleinerung werden die verkleinerten Vanilleschoten zur nachfolgenden Extraktion beispielsweise in einen handelsüblichen Extrakteur oder in eine Presse überführt. Während der Extraktion wird das Extraktionsgut bewegt, um so den Kontakt zwischen dem Extraktionsgut und dem Extraktions-Lösemittel oder dem Extraktions-Lösemittelgemisch und damit den Wirkungsgrad der Extraktion zu erhöhen.
[01 15] In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Aromastoffe der zerkleinerten Vanilleschoten mit einem Extraktions-Lösemittel oder einem Extraktions-Lösemittelgemisch extrahiert.
[01 16] Zur Extraktion der Aromastoffe aus den getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln gemäß Schritt (i) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Extraktions-Lösemittel gemäß der Richtlinie 2009/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates verwendet oder ein Extraktions-Lösemittelgemisch, das mindestens ein lebensmittelgeeignetes organisches Extraktions-Lösemittel umfaßt. Das organische Extraktions-Lösemittel ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Ethylacetat, flüssiges Kohlendioxid und Pflanzentriglyceride oder deren Mischungen. Bevorzugt werden Ethanol, Propanol, Isopropanol, Ethylacetat oder deren Mischungen verwendet. Weiter bevorzugt werden Ethanol oder Isopropanol oder deren Mischungen verwendet. Am meisten bevorzugt wird Ethanol als Extraktions-Lösemittel verwendet.
[01 17] Ethanol ist insbesondere deshalb am meisten bevorzugt, da der resultierende
Vanille-Extrakt ohne Abdestillation des Lösemittels und damit Temperatureinwirkung
verwendet werden kann. Dies verhindert, dass im Vanille-Extrakt Verluste an Aromastoffen durch thermischen Abbau entstehen. Als Lösemittel stabilisiert Ethanol Wachse und weitere lipophile Stoffe, die ohne die Verwendung eines Lösevermittlers Löslichkeitsprobleme verursachen und ausfallen würden. Außerdem trägt Ethanol dazu bei, dass der Vanille-Extrakt mikrobiologisch stabil ist.
[0118] Der Begriff„Extraktions-Lösemittelgemisch“ gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst alle denkbaren Kombinationen der zuvor aufgeführten Extraktions-Lösemittel miteinander. Darüber hinaus umfasst der Begriff „Extraktions-Lösemittelgemisch“ gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens eines der o.g. Extraktions-Lösemittel in Mischung mit mindestens einem weiteren organischen Lösemittel gemäß der Richtlinie 2009/32/EG des Europäischen Parlaments und des Rates, das bei der Herstellung von Lebensmitteln zugelassen ist. Weiter umfasst der Begriff„Extraktions- Lösemittel“ mindestens eines der o.g. Extraktions-Lösemittel in Kombination mit Wasser.
[0119] Wenn zur Extraktion ein Extraktions-Lösemittelgemisch nach der o.g. Definition verwendet wird, liegt das Mischungsverhältnis von dem mindestens einen lebensmittelgeeigneten organischem Extraktions-Lösemittel zu dem weiteren organischem Lösemittel in einem Bereich von 1 : 99 bis 99 : 1. Wenn das mindestens eine lebensmittelgeeignete organische Extraktions-Lösemittel in Mischung mit Wasser verwendet wird, liegt das Mischungsverhältnis von dem organischem Extraktions- Lösemittel zu Wasser in einem Bereich von 96 : 4 bis 40 : 60, vorzugsweise in einem Verhältnis von 80 : 20 bis 85 : 15.
[0120] Vorzugsweise werden die o.g. Extraktions-Lösemittel unverdünnt, d.h. ohne Nebenlösungsmittelanteile, verwendet.
[0121] In dem Extraktionsschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Verhältnis der Menge an Extraktions-Lösemittel oder Extraktions-Lösemittelgemisch zu eingesetzter Vanilleschotenmenge für eine erschöpfende Extraktion entscheidend. Bei hoher Vanilleschoten-Menge und kleiner Menge Extraktions-Lösemittel oder
Extraktions-Lösemittelgemisch tritt schnell eine Sättigung des Extraktions-Lösemittels bzw. des Extraktions-Lösemittelgemisches ein, so dass die wertgebenden Inhaltsstoffe aus den zerkleinerten Vanilleschoten nicht vollständig extrahiert werden können.
[0122] Umgekehrt ist eine zu große Menge Extraktions-Lösemittel bzw. Extraktions- Lösemittelgemisch nicht erstrebenswert, da dann der Extrakt sehr verdünnt ist und sein Aroma nicht mehr hervortritt. Darüber hinaus ist die Abdampfung großer Mengen Extraktions-Lösemittel bzw. Extraktions-Lösemittelgemisch unter verfahrensökonomischen Aspekten unwirtschaftlich. Große Menge Extraktions- Lösemittel bzw. Extraktions-Lösemittelgemisch gehen außerdem einher mit längeren Abdampfzeiten, wodurch Verluste an wertgebenden Komponenten (beispielsweise durch Abbau oder aufgrund ihrer Flüchtigkeit, wie beispielsweise Sublimation bei Vanillin) oder die Bildung von störenden Komponenten (beispielsweise durch Oxidation) in dem Vanille-Extrakt entstehen und damit zu Veränderungen des sensorischen Profils des daraus erhaltenen Vanille-Extraktes führen können.
[0123] Das Extraktions-Lösemittel bzw. Extraktions-Lösemittelgemisch wird deshalb in dem erfindungsgemäßen Verfahren zu der Menge an zerkleinerten Vanilleschoten im Überschuss eingesetzt, um eine erschöpfende Extraktion sicher zu stellen. Vorzugsweise wird das Extraktions-Lösemittel bzw. Extraktions-Lösemittelgemisch zu der Menge an zerkleinerten Vanilleschoten in einem Bereich von 1 : 1 (w/w) bis 40 : 1 (w/w) eingesetzt. Am meisten bevorzugt beträgt das Verhältnis von Extraktions- Lösemittel bzw. Extraktions-Lösemittelgemisch zu der Menge an zerkleinerten Vanilleschoten 2 : 1 (w/w) bis 10 : 1 (w/w).
[0124] In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Extraktion der zerkleinerten Vanilleschoten derart durchgeführt, dass das Extraktions-Lösemittel oder das Extraktions-Lösemittelgemisch mindestens zweimal, maximal aber fünfmal erneuert wird. Vorzugsweise wird die Extraktion der zerkleinerten Vanilleschoten durchgeführt, dass das Extraktions-Lösemittel oder das Extraktions-Lösemittelgemisch mindestens zweimal, maximal aber viermal konsekutiv erneuert. Am meisten bevorzugt wird das
Extraktions-Lösemittel oder das Extraktions-Lösemittelgemisch mindestens dreimal konsekutiv erneuert. Mit der konsekutiven Extraktion wird eine erschöpfende Extraktion der Aromastoffe aus den zerkleinerten Vanilleschoten-Partikeln sichergestellt und damit die Ausbeute an Aromastoffen maximiert.
[0125] Nach jedem Extraktionsschritt wird der erhaltene Rohextrakt von dem Extraktionsgut abdekantiert und die aus mehreren konsekutiven Extraktionsschritten erhaltenen Fraktionen Rohextrakte werden zu einem Rohextrakt vereint.
[0126] Die Extraktion erfolgt üblicherweise in einem Temperaturbereich von 25 °C bis 80 °C, vorzugsweise in einem Temperaturbereich von 50 °C bis 70 °C und für eine Dauer von 100 bis 600 Minuten, vorzugsweise bei einer Temperatur von 60 °C bis 70 °C und 4 bis 8 h Stunden in einer geeigneten Extraktionsapparatur.
[0127] Nach der erschöpfenden Extraktion der getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel wird der so erhaltene Vanille-Extrakt filtriert, um feste, nicht lösbare Bestandteile, bei denen es sich überwiegend um die ausextrahierten fermentierten Vanilleschoten-Partikel handelt, aus dem Rohextrakt zu entfernen. Die Filtration erfolgt vorzugsweise über einen Beutelfilter oder einen Plattenfilter (0,01 bis 10 pm) unter Erhalt eines Vanille-Extraktes.
[0128] Der wie oben beschriebene erfindungsgemäße Vanille-Extrakt weist ein Sensorik-Profil auf, das im Vergleich mit dem Sensorik-Profil eines Vanille-Extraktes, der aus Vanilleschoten, die nach einem Stand der Technik-Verfahren hergestellt wurden, gewonnen wurde, in Figur 2 wiedergegeben ist. Der Vergleichs-Extrakt wurde in analoger Weise, wie dies in den nachfolgenden Beispielen unter der Nummer 5 beschrieben ist, hergestellt. Wie eindeutig aus Figur 2 zu erkennen ist, sind in dem Sensorik-Profil in den Parametern „Vanillin“, „Süß“, „Rum-artig“, „Balsamisch“, „Trockenfrucht“,„Vanilleschote“,„Malzig“ und„Phenolisch“ auf einer Skala von 0 bis 10 eines konventionellen Panel-Profils eines solchen Vanille-Extraktes die phenolischen Noten um mindestens 1 Punkt und die balsamischen Noten und die Vanilleschoten-Noten um mindestens 2 Punkte geringer ausgeprägt. Damit sind die
erfindungsgemäßen Extrakte insbesondere dazu geeignet, besonders sensitive Aromanoten wie Karamell, Butter oder Sahne optimal in Aromen-Kreationen darzustellen.
[0129] Zur Erstellung eines sensorischen Profils werden zunächst die beschreibenden Begriffe (Deskriptoren) im Panel gesammelt, wobei die Begriffslisten strukturiert, ähnliche Begriffe zusammengefasst und hedonische Attribute eliminiert werden. Die Bewertung der Intensität der Deskriptoren auf einer Skala von 1 - 10 erfolgt durch mindestens zehn geschulte Prüfpersonen. Dabei werden die Proben codiert, in randomisierter Folge und unter Ausschluss störender Faktoren wie Farbe, Lärm und Fremdgerüche im Sensorikraum verkostet. Die Ermittlung des Endergebnisses erfolgt durch Summierung der Einzelergebnisse und anschließende Bildung des arithmetischen Mittels und wird grafisch in Form eines Netzdiagramms dargestellt.
[0130] Die abfiltrierten ausextrahierten fermentierten Vanilleschoten-Partikel werden in einem weiteren Verfahrensschritt getrocknet und ggfls. Vermahlen unter Erhalt von gemahlenen ausextrahierten Vanilleschoten-Partikeln bzw. ausextrahiertem Vanille- Pulver.
[0131 ] Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch einen Vanille-Extrakt, erhältlich nach dem zuvor beschriebenen Verfahren.
[0132] In einer besonderen Ausführungsform wird der Vanille-Extrakt, der aus den getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikeln hergestellt wurde, wie dies oben beschrieben wurde, mit dem Aromaextrakt, der aus der Kondensat-Wasserphase in Schritt (v) bzw. Schritt (iv) des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde, vereint.
[0133] Überraschend hat sich herausgestellt, dass durch die Kombination beider Extrakte ein Vanilleextrakt erhalten wird, bei dem die Ausbeute an Vanillin mindestens 60 % beträgt, vorzugsweise mindestens 70 bis 100 %, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten als Glucovanillin (Vanillinprecursor) und
Vanillin vorhandenen Gesamtvanillin-Gehalts.
[0134] Diese Ausbeuten bedeuten, dass während des erfindungsgemäßen Verfahrens, ausgehend von den eingesetzten frisch geernteten Vanilleschoten bis zum Erhalt der Extrakte, sehr wenig Verluste an wertgebenden Aromastoffen, insbesondere Vanille-Aromastoffe, auftreten, und die Wiederfindung, d. h. die Ausbeute an wertgebenden Aromastoffen, d. h. Vanillin, vom Ausgangsprodukt (frisch geerntete grüne, unfermentierte Vanilleschoten) bis zum Endprodukt hoch ist, d. h. mindestens 60 % beträgt, vorzugsweise mindestens 70 % beträgt, bezogen auf den ursprünglich in den grünen unfermentierten Vanilleschoten als Glucovanillin (Vanillinprecursor) und Vanillin vorhandenen Gesamtvanillin-Gehalts.
[0135] Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem gemahlene ausextrahierte Vanilleschoten-Partikel, die durch die Extraktion der getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel, wie dies zuvor beschrieben wurde, erhältlich sind.
[0136] Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist gegenüber den Verfahren des Standes der Technik folgende Vorteile auf:
Das Verfahren kommt beim Auftauen ohne Temperierung aus.
Die Kombination mit einer sehr schonenden Trocknung ist unabhängig von lokalen Witterungsbedingungen im Erzeugerland.
Die Trocknung wird in einem geschlossenen System durchgeführt, wodurch eine Minimierung des benötigten Energieaufwandes erreicht wird.
Das Verfahren kommt ohne den Zusatz von Enzymen, beispielsweise Glucosidasen oder Pektinasen, aus.
Die Ausbeute an Vanillin liegt bei mindestens 70 %.
Das Verfahren lässt sich mit einer adsorptiven Anreicherung der in der Kondensat-Wasserphase enthaltenen Aromastoffe, die bei der Trocknung entsteht, koppeln, um die Ausbeute an Aromastoffen weiter zu erhöhen.
Mit dem Verfahren ist eine annähernd vollständige Wiederfindung der Aromastoffe möglich.
Der erhaltene Vanille-Extrakt weist ein typisches Sensorik-Profil eines Vanilleextraktes auf, bei dem die phenolischen Noten weniger stark ausgeprägt sind als bei einem Vanille-Extrakt, der nach dem Stand der Technik hergestellt wurde.
[0137] Die oben beschriebenen erfindungsgemäßen getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel, insbesondere die getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel, die Aromaextrakte, insbesondere der Vanille-Extrakt, oder die gemahlenen ausextrahierten Vanilleschoten-Partikel bzw. das ausextrahierte Vanillepulver können zur Herstellung, insbesondere zur Aromatisierung oder Rekonstitution des Aromas, von Nahrungsmitteln, Genussmitteln, Getränkeprodukten, Halbfertigprodukten, Hygieneprodukten, Tabakerzeugnissen, kosmetischen oder pharmazeutischen Produkten sowie Produkten zur Tierernährung verwendet werden.
[0138] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung sind daher auch Nahrungsmittel, Genussmittel, Getränkeprodukte, Halbfertigprodukte, Hygieneprodukte, Tabakerzeugnisse, kosmetische oder pharmazeutische Produkte sowie Produkte zur Tierernährung, die die oben beschriebenen erfindungsgemäßen getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel, insbesondere die getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel, die Aromaextrakte, insbesondere den Vanille-Extrakt oder die gemahlenen ausextrahierten Vanilleschoten-Partikel bzw. das ausextrahierte Vanillepulver umfassen. Die Lebensmittel, denen die erfindungsgemäßen getrockneten fermentierten Gewürzpflanzenteil-Partikel, insbesondere die getrockneten fermentierten Vanilleschoten-Partikel, die Aromaextrakte, insbesondere der Vanille-Extrakt oder die gemahlenen ausextrahierten Vanilleschoten-Partikel bzw. das ausextrahierte Vanillepulver zugesetzt werden, sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, die besteht aus Milchprodukten, Süßigkeiten, Nahrungsergänzungsmitteln, diätetischen Lebensmitteln und Lebensmittelsurrogaten, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Beispiele
[0139] Die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung und der damit erhaltenen Produkte werden nun anhand der nachfolgenden Beispiele näher beschrieben.
[0140] 1. Zerkleinern, Einfrieren und Auftauen der Vanilleschoten
1.000 g grüne, frisch gepflückte Vanilleschoten wurden mit einem handelsüblichen Zerkleinerer (z.B.„Moulinex“) zerkleinert. Diese zerkleinerten Vanilleschoten wurden dann in einen Kunststoffbeutel gefüllt und bei - 18 °C eingefroren. Nach 1 Tag bei - 18 °C wurde dieser mit den zerkleinerten Vanilleschoten eingefrorene Beutel aus dem Kühlfach entnommen und bei Raumtemperatur (20 °C) aufgetaut.
Sowohl vor dem Einfrieren als auch nach dem Auftauen wurden jeweils Proben per HPLC (Hochdruckflüssigkeitschromatographie) analysiert.
Ergebnisse:
[0141] 2. Trocknen der Vanilleschoten im Trockenschrank
1.000 g der nach Beispiel 1 aufgetauten Vanilleschoten-Partikel wurden auf ein Sieb gegeben und in einem handelsüblichen Trockenschrank (z.B. Memmert- Trockenschrank) bei 50 °C getrocknet. Die Trocknungsdauer betrug 12 bzw. 21 Stunden.
Sowohl vor als auch nach dem Trocknen wurden jeweils Proben per HPLC analysiert.
Ergebnisse:
[0142] 3. Trocknen der Vanilleschoten im Wärmepumpen- Kondensationstrockner
500 g der nach Beispiel 1 aufgetauten Vanilleschotenpartikel wurden auf einem gelochten Siebboden in einem Wärmepumpen-Kondensationstrockner (z.B. Labor- Wärmepumpen-Kondensationstrockner der Firma Harter) bei 50 °C getrocknet. Die Trocknungsdauer betrug 9 Stunden. Es wurden 90 g getrocknete Vanilleschotenpartikel und 287 g Kondensat-Wasserphase erhalten.
Das Kondensat-Wasser wurde separat aufgefangen und in einem folgenden Schritt weiter aufgearbeitet.
Sowohl vor als auch nach dem Trocknen werden jeweils Proben per HPLC analysiert.
Ergebnisse:
[0143] 4. Herstellen eines Aromaextraktes
896 kg einer analog in dem Wärmepumpen-Kondensationstrockner hergestellten Kondensat-Wasserphase wurden durch eine Adsorbersäule gepumpt, die ein geeignetes Adsorberharz enthält (siehe EP 2 075 320). Die Adsorbersäule wies ein Nutzvolumen von 20 I auf. Nach dem Beladungsvorgang wurde die beladene Adsorbersäule durch Zugabe von 30 I Ethanol (96 %ig) desorbiert. Die ersten 7 kg (= Vorlauf) wurden verworfen, die dann folgenden 20 kg Aromaextrakt wurden als Produkt aufgefangen.
Sowohl aus der Kondensat-Wasserphase als auch aus dem Aromaextrakt wurden jeweils Proben per HPLC analysiert.
Ergebnisse:
[0144] 5. Herstellen eines Vanille-Extraktes
1 .000 g der analog in dem Wärmepumpen-Kondensationstrockner getrockneten Vanilleschoten-Partikel wurden in einen Glaskolben gegeben und mit 1 .500 ml 45 %igem (v/v) Ethanol bei 65 °C für 4 Stunden unter Rühren extrahiert. Nach dem Extrahieren wurden die Feststoffpartikel abfiltriert der Extrakt wird bis auf ein Volumen von 1 Liter am Rotationsverdampfer (Heidolph Rotavapor R-300, 100 mbar, 65 °C) eingeengt.
Sowohl vor dem Extrahieren als auch nach dem Extrahieren werden jeweils Proben per HPLC analysiert.
Ergebnisse:
[0145] 6. Berechnungen
Gesamtvanillin (%) = Vanillin (%) + 0,48 * Glucovanillin (%)
Molmasse Vanillin: 152,14 g/mol
Molmasse Glucovanillin: 314,29 g/mol
Molmassenverhältnis Vanillin/Glucovanillin = 0,48
Transformationsrate = Umwandlung von Glucovanillin zu Vanillin;
Transformationsrate = Vanillin (%) nach Fermentation / (0,48 * Glucovanillin (%) vor Fermentation)
Wiederfindung des Vanillins (Vanillinausbeute) = in den getrockneten fermentierten Vanilleschoten enthaltenes Vanillin, bezogen auf das ursprünglich in den grünen Vanilleschoten enthaltene Gesamtvanillin.
[0146] 7. Analysemethode
Analysen auf Vanillingehalte und Glucovanillingehalte wurden mittels Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC) durchgeführt.
Probenvorbereitung:
Die Probe wurde in einen 10 ml Messkolben bzw. 100 ml Messkolben eingewogen und mit Ethanol 25 % (v) aufgefüllt. Die Probelösung wurde dann über einen Spritzenfilter (0,45 pm) filtriert.
HPLC-Parameter:
Gerät: Jasco U-HPLC Model XLC mit DAD / RI
Säule: Kinetex 2,6m C18 100A (100 x 2,1 mm)
Mobile Phase: Phase A: Puffer NaH2P04 (pH 2,5) + 5%Acetonitril
Phase B: Acetonitril
Flussrate: 0,2 ml/min (Gradient); Temperatur: 40 °C; Injektionsvolumen: 5,0 mI; Detektor: DAD, 270 nm