FI115439B - Menetelmä rasvojen hapettumisesta johtuvan huonontuneen laadun parantamiseksi tai laadun huonontumisen ehkäisemiseksi materiaalissa - Google Patents

Description

115439

Menetelmä rasvojen hapettumisesta johtuvan huonontuneen laadun parantamiseksi tai laadun huonontumisen ehkäisemiseksi materiaalissa

Esillä oleva keksintö koskee menetelmää rasvojen hapettumisesta johtuvan huo-5 nontuneen laadun parantamiseksi tai laadun huonontumisen ehkäisemiseksi materiaalissa.

Rasvojen hapettumisen ehkäisyyn käytetään perinteisesti antioksidantteja, suoritetaan biologisen materiaalin käsittelyä, pakkausta ja säilytystä hapellisia olosuhteita välttäen tai pyritään suorittamaan käsittely mahdollisimman nopeasti. Vedet-10 tornien öljyjen ja rasvojen hapettumisen ehkäisyyn on kehitetty lukuisia antioksi-danttiratkaisuja, joilla näiden materiaalien stabiilisuutta voidaan parantaa. Osa käytetyistä antioksidanteista on luonnontuotteita, osa synteettisiä. Luonnontuote on esimerkiksi tokoferoli ja synteettinen esimerkiksi BHT (butyloitu hydroksitoluee-ni). Käyttötarkoituksesta riippuen tämänkaltaisten antioksidanttien käytölle on eri-15 laisia lainsäädännöllisiä rajoitteita ja sallittujen antioksidanttien lisääminen syötä viin tuotteisiin herättää kasvavaa kriittistä keskustelua niiden terveysvaikutuksista. Tyypillisiä vesipitoisten seosten stabilointiin käytettyjä yhdisteitä ovat E-vitamiini eli tokoferoli, C-vitamiini eli arkorbiinihappo ja näiden yhdistelmät. Myös niiden mahdollisiin sivuvaikutuksiin on alettu kiinnittää kasvavaa huomiota.

> f i I t ' 20 Patenttijulkaisussa WO 90/00015 on kuvattu menetelmä antioksidantin, kuten ' ' BHA, BHT tai TBHQ, lisäämiseksi kontrolloidusti ruokaöljyyn hapettumisen ja el- i · : ’·* taantumisen vähentämiseksi. Patenttijulkaisussa GB 618 409 esitetään norhyro- :,’*j guaiareettihapon käyttö antioksidanttina eltaantumisen ehkäisemiseksi. Patenttijul- kaisussa GB 415 205 antioksidanttina käytetään puuvillansiemenen raakaöljyä ja 25 patenttijulkaisussa GB 930 752 hydrokinonia. Patenttijulkaisussa US 5 395 634 esitetään elintarvikekäyttöön soveltuvan antioksidantin ja ei-hapettavan kaasun käyttö ruokatuotteen kypsennyksessä rasvojen hapettumisen ja vitamiinien tuhou-,···. tumisen vähentämiseksi tai estämiseksi. Patenttijulkaisussa US 5 753 283 riisilese

’’’ stabiloidaan eltaantumista vastaan antilipaasientsyymillä. Patenttijulkaisussa GB

30 973 535 esitetään joustavan, läpinäkyvän kelmun käyttö eltaantumisen ehkäisys- g sä.

• I « · · ;*;* Patenttijulkaisussa GB 451 340 glyseridiöljyjä ja -rasvoja suojataan hapettumista tai eltaantumista vastaan uuttamalla niissä viljojen, kuten ohran, kauran tai maissin jyviä. Jyvät poistetaan öljystä ennen sen käyttöä.

115439 2

Patenttijulkaisussa GB 474 597 kuvataan menetelmä, jossa kiinteää ja rasvaa sisältävää materiaalia suojataan eltaantumista vastaan päällystämällä sen pinta syötävän öljyä sisältävän siemenen jauholla. Tällaisia siemeniä ovat vehnän, kauran, rukiin, ohran ym. siemenet.

5 Patenttijulkaisussa US 6 113 964 huokoista proteiinipitoista materiaalia, esimerkiksi kauraa, käytetään epätoivottujen komponenttien poistamiseen nesteestä, kuten kahvista tai viinistä, tai kaasusta, kuten tupakansavusta. Epätoivotut komponentit, kuten kofeiini, tanniini tai nikotiini, poistuvat proteiinipitoisen materiaalin huokosiin sitoutumalla.

10 Yhteistä tunnetuille antioksidanttiratkaisuille ja muille edellä esitetyille ratkaisuille on, että ne joko hidastavat rasvojen hapettumista tai ne suojaavat rasvojen hapettumiselta rajallisen ajan. Jo hyvin vähäinen rasvojen hapettuminen, joka tuskin on havaittavissa moderneimmillakaan mittalaitteilla, on kuitenkin riittävä tuottamaan pienimolekyylisiä, haihtuvia rasvojen hapettumistuotteita siinä määrin, että ne il- 15 menevät maku- ja hajuhaittoina, tai vaikuttamaan proteiinien rakenteisiin epäedullisesti. Käytetyillä antioksidanteilla ei voida vaikuttaa niihin haittoihin, joita syntyy, kun rasvojen hapettumista on ehtinyt tapahtua ennen antioksidanttien lisäämistä. Materiaalin jauhopäällysteellä taas ei voida eliminoida tuotteen sisällä syntyvää hapettumista vaan vaikutus on paikallinen ja kohdistuu materiaalin pintaan.

20 Koska siis rasvojen hapettumista ei parhaillakaan olemassa olevilla menetelmillä .. : voida täysin estää, on tarvetta uusille ratkaisuille, joilla nämä rasvojen sekundääri- ;>i set hapettumistuotteet voidaan eliminoida koko tuotteesta ilman, että ne vaikutta- • . » , vat haitallisesti suojattavan materiaalin muihin ominaisuuksiin.

t t * • ; l • » i]] '. Tämä keksintö koskee menetelmää rasvojen hapettumisesta johtuvan huonontu- 25 neen laadun parantamiseksi tai laadun huonontumisen ehkäisemiseksi materiaa- «t < lissa.

·;;; Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty itse- ‘ .1 naisten patenttivaatimusten tunnusmerkkiosissa.

Rasvojen hapettuessa syntyy heksanaalia, joka on tuotteissa esiintyvien haju-,

• I

30 maku- ja terveyshaittojen pääasiallinen aiheuttaja. Kaura kykenee muita viljalajeja : huomattavasti tehokkaammin poistamaan muodostunutta heksanaalia jopa silloin, kun heksanaalimäärät ovat niin alhaisia, että sen poistamiseen ei tunneta muita menetelmiä. Kaura muuttaa heksanaalin muiksi yhdisteiksi, pääasiassa heksaani-hapoksi, siten, että se ei enää voi vapautua kaurasta kuumennettaessa sitä jopa 115439 3 95 °C lämpötilaan, joten keksinnön mukainen menetelmä toimii valmistusprosesseissa, joihin sisältyy kuumennuskäsittelyjä ja joissa tapahtuu helposti rasvojen hapettumista.

Kauraa voidaan siten lisätä rasvojen hapettumiselle alttiisiin materiaaleihin, jolloin 5 kauran biologisesti aktiiviset aineosat poistavat rasvojen hapettumisessa syntyvät, helpoimmin hatallisina todettavat eltaantumistuotteet. Tällaisissa seoksissa ei voida enää havaita mm. heksanaalin vapautumista. Lisäksi voidaan poistaa rasvojen hapettumisen seurauksena materiaaliin jo kerääntyneitä eltaantumistuotteita. Halutun vaikutuksen saavuttamiseksi kauraa voidaan lisätä ennen prosessointia, 10 prosessoinnin aikana tai sen jälkeen sekä jo valmiisiin tuotteisiin.

Keksinnön mukainen menetelmä on hyvin yksinkertainen, sillä se koostuu olennaisesti vain kauramateriaalin lisäämisestä kuivaan tai vesipitoiseen materiaaliin. Keksinnön mukaisesti voidaan käyttää joko kauran tehokkaimmin eltaantumistuotteita eliminoivaa fraktiota tai fraktio(i)ta, jo(t)ka kustannus- tai muiden ominaisuuk-15 sien vuoksi soveltuu käyttökohteeseensa parhaiten, tai kokonaisesta jyvästä jauhettua jauhetta tai kokonaista jyvää.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä käytetään biologisesti aktiivista kauraa. Termillä ’’biologisesti aktiivinen” tarkoitetaan tässä yhteydessä sitä, että kauraa tai siitä eristettyä fraktiota ei ole inaktivoitu siten, että rasvojen haihtuvia eltaantumis-,., ; 20 tuotteita poistava aktiivisuus olisi hävinnyt.

' ' Kauran biologinen aktiivisuus voidaan todeta esimerkiksi siten, että mittauspullos- : * · sa määritetään heksanaalistandardin ja kauran seoksesta muodostunut heksaani- V · happo ja/tai hävinnyt heksanaali. Mittausmenetelminä voidaan käyttää esimerkiksi : ' ’ jäljempänä kuvattuja menetelmiä tai muita alan ammattimiehen tuntemia mene- 25 telmiä.

I t ·

Keksinnön mukaisen vaikutuksen saavuttaminen, eli ihmisen tunnistuskynnyksen ***: ylittävän eltaantumistuotepitoisuuden eliminoiminen, vaatii vain hyvin pienen mää- rän kauramateriaalia. Tarvittava määrä riippuu mm. siitä, millaista fraktiota kauras-··· ta käytetään vai käytetäänkö kokojauhoa. Jauhon konsentroidun proteiinifraktion .···. 30 on jäljempänä kuvatuissa kokeissa todettu olevan hyvin tehokas eltaantumistuot- ·] teitä poistava fraktio. Tämän lisäksi tarvittava kauramateriaalin määrä riippuu käyt- ·*·’ tökohteen koostumuksesta ja käsittelytavasta sekä käsittelyolosuhteista. Edelleen tarvittava määrä riippuu vaikutusajasta, ts. jos kauramateriaali saa olla riittävän pitkän ajan kosketuksissa suojattavan materiaalin kanssa, riittää pienempi määrä 4 115439 vaikutuksen saavuttamiseksi. Toisaalta kauramateriaalia tarvitaan enemmän, jos vaikutusaika on lyhyt. Lyhyt aika saattaa tulla kyseeseen esimerkiksi, jos kaura-materiaalin halutaan vaikuttavan ennen kuin lämpötila nostetaan niin korkeaksi, että kauramateriaalin biologinen aktiivisuus tuhoutuu.

5 Näin ollen tarvittaessa voidaan käyttää niin pieniä kauramääriä, että ne eivät tuo mukanaan kauralle tyypillisiä ominaisuuksia ja sivuvaikutuksia, kuten viljamaisuut-ta. Halutun vaikutuksen saavuttamiseksi jopa 0,5 painoprosenttia kaurajauhoa tai jopa 0,1 painoprosenttia kauran proteiinifraktiota voi olla riittävä määrä. Toisaalta kauraa voidaan lisätä enemmänkin ja silti saavuttaa keksinnön mukainen vaikutus 10 samalla hyödyntäen kauran muita hyviä ominaisuuksia, joita on mainittu jäljempänä. Edullinen määrä voi olla esimerkiksi 10 painoprosenttia.

Kauraa tai kauran jakeita voidaan keksinnön mukaisesti sekoittaa elintarvikkeisiin niiden laadun ja säilyvyyden parantamiseksi tai käyttää raaka-aineisiin tai valmistuksen aikana ehkäisemään rasvojen hapettumisen aiheuttamaa eltaantumista. 15 Edelleen kauraa tai sen jakeita voidaan keksinnön mukaisesti käyttää myös ei-elintarvikekäytössä, kuten esimerkiksi hajunpoistajina terveys- ja saniteettituotteis-sa ja kosmeettisissa valmisteissa, pakkausmateriaalien aineosina ja paperinpääl-lysteissä eli yleensä käyttökohteissa, joissa eltaantumista ei voida kokonaan estää esimerkiksi perinteisillä antioksidanteilla.

: 20 Kaura on helposti saatavilla oleva materiaali, joka on lisäksi hinnaltaan halpaa ja : hyvin säilyvää. Se on myös perinteinen elintarvikemateriaali, joka ei sisällä mitään .. tunnettuja terveysriskejä. Kauran teollinen prosessointi on suhteellisen yksinker- \ , täistä ja siitä voidaan erottaa monia eri jakeita hyvin tunnetuilla tekniikoilla.

'.[[[' Eltaantumistuotteiden poistamisen lisäksi kauran ja sen jakeiden lisääminen elin- ; 25 tarvikkeisiin kohottaa myös elintarvikkeiden ravintoarvoa. Kauramateriaali lisää liukoisen ja liukenemattoman ravintokuidun ja terveellisen monityydyttymättömän rasvan määrää elintarvikkeessa, sen valkuaisainekoostumus on edullinen ja vita-]···. miinipitoisuus korkea. Kauralla on myös antiallergeenisia ominaisuuksia. Kauralla on muita viljoja parempi viskositeetinmuodostuskyky, joten se toimii esimerkiksi ..: ‘ 30 sideaineena, plastisoivana aineena, kosteudenpidättäjänä ja voiteluaineena.

Keksintöä selostetaan tarkemmin seuraavassa edullisia suoritusmuotoja kuvaavi- ‘| ’ en esimerkkien sekä kuvioiden avulla.

• »

Kuva 1 esittää heksanaalin vesiliuoksen imeytymistä eri viljoista valmistettuihin jauhoihin.

5 115439

Kuva 2 esittää heksanaalin vapautumista kaurajauho-vesi-seoksesta ja heksanaa-lilla täydennetystä kaurajauho-vesi-seoksesta eri headspace-lämpötiloissa.

Kuva 3 esittää vapautuvan heksanaalin ja pentyylifuraanin suhteita jauho-vesi-seoksissa (näytteet 2 ja 4) ja heksanaalilla täydennetyissä jauho-vesi-seoksissa 5 (näytteet 1 ja 3). Näytteiden 1 ja 2 inkubointiaika oli 6 h ja näytteiden 3 ja 4 inku-bointiaika oli 24 h.

Kuva 4 esittää heksanaalilla täydennetystä jauho-vesi-seoksesta vapautuvan heksanaalin määrän eri headspace-lämpötiloissa autoklavoidulla ja autoklavoimatto-malla kaurajauholla.

10 Kuva 5 esittää kauran ja sen eri fraktioiden kykyä poistaa ulkoisesti annettua hek-sanaalia.

Kuva 6 esittää heksaanihapon ja 1-heksanolin muodostumista kaurajauhoon lisätystä heksanaalista eri inkubointiajoilla.

Kuva 7a-e esittää kaurajauhon vaikutusta haihtuvien yhdisteiden määrään lihapul-15 lien ’’paiston” jälkeen säilytysajan funktiona; a) heksanaali, b) pentanaali, c) okta-naali, d) 1-heksanoli, e) pentyylifuraani.

Kuva 8 esittää haihtuvien yhdisteiden määrän lihapullataikinassa ja kypsennetys-\ sä taikinassa.

‘ ' Kuva 9 esittää kaurajauhon, kokonaisen jyvän ja akanoiden kykyä poistaa ulkoi- : · 20 sesti annettua heksanaalia.

Esimerkki 1 ’.· · Kauran muita viljoja parempi kyky poistaa heksanaalia ilmenee mittauksista, joissa 0,033 g vastajauhettua viljaa sekoitettiin 0,4 ml heksanaalin vesiliuosta, jonka heksanaalipitoisuus oli 10 ppm. Seos suljettiin kaasutiiviiseen mittauspulloon ja 25 seurattiin heksanaalin tasapainopitoisuutta mittauspullon kaasufaasissa ajan funk-tiona. Vertaamalla näin mitattuja heksanaalipitoisuuksia kontrollipitoisuuksiin, jotka saatiin, kun mittauspullo sisälsi vastaavan määrän pelkkää heksanaalin vesiliuos- « · ta, voitiin laskea erot viljojen kyvyssä estää heksanaalin vapautuminen kaasufaa-siin.

30 Mittaukset suoritettiin käyttäen staattista HP7694 Headspace-näytteensyöttäjää (Hewlett-Packard Company, USA), joka oli yhdistetty HP5890 SERIES II kaasu- 6 115439 kromatografiin. Detektorina käytettiin HP5971A massaselektiivistä detektoria. Näyte laitettiin kaasutiiviiseen mittauspulloon ja stabiloitiin näytteensyöttäjän uunissa 25 minuutin ajan 60 °C lämpötilassa. Tämän jälkeen mittauspullon kaasufaasista injektoitiin näyte kaasukromatografiin, missä kolonnina oli HP-5MS. Ajo alkoi läm-5 pötilalla 40 °C neljän minuutin ajan. Tämän jälkeen uunin lämpötilaa nostettiin 20 °C minuutissa lineaarisesti 200 °C lämpötilaan asti. Lopuksi lämpötila pidettiin 200°C:ssa viisi minuuttia. Kokonaisajoaika oli 17 min. Näytteen kaasufaasissa oleva heksanaali tunnistettiin ja sen pitoisuus määritettiin massafragmenteilla 56 ja 44.

10 Heksanaaliliuos valmistettiin pipetoimalla 0,1 ml heksanaalia 99,9 millilitraan mil-liQ-vettä eli deionisuitua vettä. Seos dispergoitiin Janke & Kungel -homogenisaat-torilla 30 sekunnin ajan täydellä teholla Saatu kantaliuos oli heksanaalin suhteen 1000 ppm ja siitä valmistettiin kokeissa käytetyt laimennokset. Saadusta seoksesta valmistettiin 10 ppm liuos pipetoimalla 1 ml kantaliuosta 99 millilitraan milliQ-15 vettä ja dispergoitiin kuten edellä 10 sekuntia.

Kuviossa 1 esitetään eri viljoista tehtyjen jauhojen kykyä poistaa heksanaalia ajan funktiona. Mittauksissa on käytetty edellä kuvattua menetelmää. Kuviosta 1 nähdään, että kauralajikkeet Veli (kuorellinen) ja Lisbeth (kuoreton) poistavat heksanaalia selvästi nopeammin kuin muut tutkitut viljat. Kuviosta 1 voidaan myös pää-20 teliä vaikutusajan merkitys tarvittavaan jauhomäärään. Jos vaikutusaika on pitem-Ί : pi riittää pienempi määrä jauhoa, kun taas lyhyempi vaikutusaika vaatii suurem- ·: ! man määrän jauhoa samanlaisen vaikutuksen saavuttamiseksi.

• 1 „ Taulukossa 1 on myös esitetty eri viljoista tehtyjen jauhojen kyky poistaa heksa- ': naalia käyttäen edellä kuvattua menetelmää.

• * • I > 25 Taulukko 1 Eri viljojen kyky poistaa heksanaalia suljetussa mittapullossa.

, Lajike__Heksanaalin poistumisaika, min ·;;;__50 % poistunut 90 % poistunut

Kaura (kuorellinen), Veli__8__64_ ,.;ί* Kaura (kuoreton), Lisbeth__13__64_

Ruis, Akusti__20__88_ ,·*·, Vehnä, Mahti__43__150_

Ohra, Saana 66 265 7 115439

Taulukosta 1 voidaan havaita, että kummastakin kauralajikkeesta valmistetut jauhot poistivat heksanaalia aluksi kaksinkertaisella nopeudella verrattuna seuraa-vaksi tehokkaimpaan ruisjauhoon. Kuoreilleen ja kuorettoman kauran väliset erot ovat vähäiset. Kaurajauhot poistivat heksanaalin lähes kokonaisuudessaan (90 %) 5 64 minuutissa, kun seuraavaksi tehokkaimmalla ruisjauholla aika oli noin 1,5- kertainen. Kaurajauhoilla poistuminen oli täydellistä (> 99 %) noin 110 minuutissa.

Kaurajauhot olivat siis selvästi muista tyypillisistä viljoista valmistettuja jauhoja tehokkaampia heksanaalin poistajia.

Kaurajauhojen kyvyn poistaa heksanaalia voidaan ajatella riippuvan ajasta, jonka 10 kaura on jauhettuna ennen kuin se on kosketuksissa heksanaalin kanssa. Samoin voidaan ajatella, että aika, jonka jauho on kosketuksissa heksanaalin kanssa, voi vaikuttaa siihen, missä määrin poistunutta heksanaalia palautuu. Näiden seikkojen selvittämiseksi jauhojen annettiin vanheta huoneen lämpötilassa suljetussa astiassa ennen heksanaalin lisäystä (jauhojen ikä vuorokausina). Heksanaalin ja jau-15 hojen kontaktiaikoja vaihdeltiin laajoissa rajoissa ja kontaktin annettiin tapahtua huoneen lämpötilassa (20 °C) (inkubointiaika tunteina). Taulukossa 2 on esitetty, miten heksanaalin pitoisuus laski suljetun mittapullon kaasufaasissa 60 °C lämpötilassa (poistumis-%). Tämän jälkeen seosta kuumennettiin 95 °C lämpötilassa 1 tunti hävinneen heksanaalin mahdolliseksi vapauttamiseksi kaurajauhosta ja hek-20 sanaalin pitoisuus mitattiin uudelleen kaasufaasissa 95 °C lämpötilassa (pysyvästi i poistunut heksanaali, %). Heksanaalin alkupitoisuus oli 10 ppm 0,4 ml:ssa vettä ja ·: · jauhojen määrä 0,033 g.

' Taulukko 2 Kaurajauhojen iän sekä vastajauhetun jauhon ja heksanaalin kon- • > *; : taktiajan vaikutukset jauhojen kykyyn poistaa heksanaalia.

• I

Jauhojen ikä, vrk Inkubointiaika, h Heksanaalin Pysyvästi poistu-______poistumis-% nut heksanaali, % 0__6__99j8__98,2_ 0__6__100__98_ '·' 11__6__99J3__98/t_ • ji’ 11__6__99J3__9^9_ 5__6__997__927_ : V: 5__6__997__87_ 5 24 100__98_ l 5 | 24 I 99 l 98,5_ 25 8 115439

Taulukosta 2 voidaan havaita, että jauhojen iällä tai jauhojen ja heksanaalin kon-taktiajalla ei ollut vaikutusta jauhojen kykyyn poistaa heksanaalia. Edelleen taulukosta 2 on havaittavissa, että kaurajauhot, jotka olivat poistaneet 99 % tai enemmän annetusta heksanaalista, palauttivat vain hyvin vähäisen osan poistamastaan 5 heksanaalista kuumennettaessa näytteitä 95 °C lämpötilassa yksi tunti ennen mittausta 95 °C lämpötilassa. Näytteestä riippuen annetusta heksanaalista (10 ppm) oli pysyvästi poistunut 87,0 - 98,5 %. Tässäkään lämpötilassa jauhojen iällä tai heksanaalin poistumisajalla ei voida havaita korrelaatiota siihen, miten pysyvää heksanaalin poistuminen on.

10 Taulukosta 2 voidaan kuitenkin havaita, että jauhot, joita kuumennettiin 95 °C lämpötilassa, vapauttivat jonkin verran enemmän heksanaalia kuin pelkästään 60 °C lämpötilassa kuumennetut jauhot. Tulos voisi viitata siihen, että jauhojen käsittely korkeassa lämpötilassa saattaisi jossakin tilanteessa johtaa jo poistuneen heksanaalin palautumiseen. Tämän selvittämiseksi pelkkää kaurajauhojen ve-15 siseosta (0,033 g jauhoja 0,4 ml:ssa vettä) ja vastaava määrä seosta, johon oli ensin imeytetty 10 ppm heksanaalia, kuumennettiin rinnakkain 60, 80 ja 95 °C lämpötiloissa kolme tuntia ja vapautunut heksanaali määritettiin kuten edellä. Kuva 2 osoittaa, että heksanaalilla käsitellyistä näytteistä vapautui jonkin verran enemmän heksanaalia kuin pelkistä jauhoista. Määrä vastaa kuitenkin vain 15 % näyt-20 teeseen imeytetystä ulkoisesta heksanaalista. Vastaavasti näytteet, joihin heksanaalia ei ollut imeytetty lainkaan, vapauttivat myös heksanaalia korkeimmissa ‘ lämpötiloissa. Siten kuumennuskäsittelyssä (95 °C) havaitusta heksanaalista vain ’ ’ hyvin vähäinen osa on voinut olla peräisin ulkoisesti lisätystä heksanaalista. Hek- : · sanaali, joka 95 °C lämpötilassa vapautui, on siis voinut syntyä suurelta osin kuu- : 25 mennustilanteessa tapahtuvien lipidien hapettumisen seurauksena.

Lipidien hapettumisessa heksanaalia ja pentyylifuraania muodostuu keskenään • t vakioisessa suhteessa. Jauhonäyte, joka vapauttaa siihen ulkoisesti sitoutettua heksanaalia, antaa siten eri heksanaali-pentyylifuraanisuhteen kuin jauhonäyte, ·;;; joka vapauttaa pelkästään siinä kuumennuksen aikana syntyvää heksanaalia. Tä- 30 tä testattiin sulkemalla mittauspulloon kaksi samansuuruista kaurajauho-:· vesiseosnäytettä (0,033 g jauhoja 0,4 ml:ssa vettä), joista toiseen seokseen oli ,·**. sekoitettu 10 ppm heksanaalia kuten edellä. Seosten annettiin olla huoneenläm pötilassa 6 ja 24 tuntia, minkä jälkeen niitä kuumennettiin 100 °C lämpötilassa yksi tunti. Kuvassa 3 on esitetty pentyylifuraanin ja heksanaalin suhteelliset headspa-35 ce-vasteet, joista näytteitä 1 ja 2 oli inkuboitu 6 tuntia huoneenlämpötilassa ja näytteitä 3 ja 4 24 tuntia. Näytteisiin 1 ja 3 oli lisätty heksanaalia edellä kuvatulla 9 115439 tavalla. Kuva 3 osoittaa, että heksanaalilla täydennetyt jauhoseokset antoivat käytännössä saman heksanaali-pentyylifuraanisuhteen kuin pelkkä kaurajauho-vesiseos. Kuvien 2 ja 3 perusteella voidaan siten päätellä, että kaurajauho vapauttaa vain hyvin vähäisessä määrin tai ei lainkaan jo kerran poistamaansa ulkoisesti 5 annettua heksanaalia.

Esimerkki 2 Autoklavoidun kaurajauhon käyttö

Kaurajauho autoklavoitiin 15 min 120 9C, 2 bar paineessa. Tämän jälkeen 0.033 grammaan jauhoa sekoitettiin 0,4 ml heksanaalin vesiliuosta (10 ppm) ja seosta inkuboitiin kuten esimerkissä 1 kolmen tunnin ajan. Tämän jälkeen vapautuvan 10 heksanaalin määrä mitattiin 60, 80 ja 90 °C headspace-lämpötilassa. Kuvassa 4 on esitetty autoklavoidun jauhon hävittämä heksanaali suhteessa ulkoisesti annettuun heksanaaliin. Verrattaessa kolmen tunnin aikana poistuneen heksanaalin määrää kuvassa 1 esitettyyn autoklavoimattoman jauhon poistamaan heksanaaliin, voidaan päätellä, että pääosa kauran kyvystä poistaa heksanaalia johtuu bio-15 logisesta aktiivisuudesta.

Esimerkki 3 Kauran proteiinifraktion käyttö eltaantumistuotteiden poistamiseen

Tuore kaurajauho prosessoitiin kuitu-, tärkkelys- ja proteiinijakeisiin. Kaurajauhoa (65 g) sekoitettiin veteen (210 ml). Suspensiota sekoitettiin lapasekoittimella 14 * 20 min vesihauteessa (15 °C). Suspensio homogenisoitiin jäähauteessa Ultra-Turrax- : homogenisaattorilla (Janke & Kungel) yhden minuutin ajan. Seos pestiin 400 ml:lla tislattua vettä jatkuvatoimisessa mehulingossa (AEG). Lingon jäteosaan jäänyt . I materiaali muodosti kuitufraktion ja proteiinin ja tärkkelyksen seos otettiin talteen mehupuolelta. Kuitufraktio pestiin edelleen 200 ml:lla tislattua vettä proteiini- ja 25 tärkkelysjäänteiden poistamiseksi. Pesuvesi yhdistettiin proteiini- tärkkelysseokseen. Proteiini-tärkkelysseos seulottiin käyttäen 90 μχη seulaa hieno- jakoisen kuidun poistamiseksi. Seulan päälle jäänyt kuitu muodosti kuitufraktion, !··*, joka vielä pestiin 100 ml:lla tislattua vettä ja pesuvesi yhdistettiin proteiini- • · T tärkkelysseokseen. Proteiini-tärkkelysseos sentrifugoitiin (10 000 rpm, 20 min, t 30 Sorvali RC5B), jolloin proteiini- ja tärkkelysfraktiot erottuivat eri kerroksiksi. Alin i i i kerros muodosti tärkkelysfraktion, ylin proteiinifraktion. Proteiinikerros otettiin tal- , v. teen kaapimalla tärkkelyskerroksen päältä. Fraktiot pakastettiin ja kylmäkuivattiin.

» » ·

Kunkin jakeen kykyä poistaa heksanaalia verrattiin fraktioimattoman jauhon vastaavaan kykyyn. Mittausolosuhteet ja seossuhteet olivat kuten esimerkissä 1 on 10 115439 kuvattu. Kuvasta 5 voidaan havaita, että proteiinifraktion tehokkuus poistaa hek-sanaalia on jopa hieman parempi kuin kaurajauholla. Tärkkelysfraktion tehokkuus on samaa luokkaa kuin kokonaisten kaurajyvien. Kuitufraktion tehokkuus asettuu proteiini- ja tärkkelysfraktion välille. Kuitufraktio sisältää noin 15 p-% proteiinia, mi-5 kä osaltaan todennäköisesti selittää sen tehokkuutta.

Fraktioinnin ja siihen liittyvien mittausten perusteella on pääteltävissä, että kauran eltaantumistuotteita poistavat ominaisuudet johtuvat olennaisesti sen biologisesti aktiivisen proteiinifraktion ominaisuuksista.

Esimerkki 4 Heksanaalin biokonversio 10

Heksanaalin vesiliuosta (0,4 ml) sekoitettiin 0.033 grammaan biologisesti aktiivista kaurajauhoa kuten esimerkissä 1 on kuvattu ja seosten annettiin seistä suljetuissa headspace-pulloissa eri aikoja. Headspace-vasteet mitattiin 60 °C:ssa inkuboin-tiajan funktiona heksanaalille, 1-heksanolille. Heksaanihappo uutettiin n-15 heksaanilla heksanaalilla täydennetystä jauho-vesi-seoksesta, metyloitiin tunnetulla menetelmällä (Suutari M., Liukkonen K., Laakso S., Temperature adaptation in yeasts; the role of fatty acids. J. Gen. Microbiol. 135, 1469-1474, 1990) ja heksaanihappo määritettiin metyyliesterinä kaasukromatografisesti HP 5890 Series II kaasukromatografilla. Kolonni oli HP-FFAP (15 m), ajolämpötila oli 45 °C, josta 20 lämpötilaa nostettiin 25 °C /min 200 °C:een saakka. Ajoaika oli 20,2 min. Kuvasta 6 voidaan havaita, että heksaani muuttuu pääosin heksaanihapoksi ja vähäisessä » . määrin 1-heksanoliksi. Kuvasta 6 ja esimerkkien 1-3 havainnosta voidaan päätel- , ’ lä, että heksaanin häviäminen johtuu olennaisesti kauran biologisesta aktiivisuu- : | desta, joka muuttaa heksanaalin heikommin haihtuviksi hajuttomiksi yhdisteiksi.

* » 25 Esimerkki 5 Jauhelihan paisto-ja säiiytyskoe • · · ' ’ Kokeessa käytettiin sikanautajauhelihaa (40/60 %), joka sisälsi 13 % rasvaa sekä

Veli-kaurasta vastajauhettua jauhoa. Materiaaleista valmistettiin taikinat seuraavil- .... la seossuhteilla: ! » I % •, - jauheliha 100 g, vesi 0,5 dl (50 g ) (1) » · » : ’ ’ ’: 30 - jauheliha 100 g, vesi 0,5 dl ja kaurajauho 20 g (2) :,v Taikinat valmistettiin sekoittamalla Moulinex Multitrio -sekoittimella ja paistamalla mikroaaltouunissa 10 cm x 10 cm x 1 cm levyinä 2,5 minuuttia täydellä teholla. Taikinat valmistettiin yksitellen välttäen taikinan seisomista, kuivumista ja liiallista 11 115439 hapettumista. Paistunut taikina jauhettiin edellä mainitulla sekoittimella. Jauhetta punnittiin mittauspulloihin 1,0 ±0,01 g, pullot suljettiin ja säilytettiin huoneenlämpötilassa. Headspace-mittaukset suoritettiin kolmen päivän välein stabilointilämpö-tiloissa 60 °C ja 100 °C edellä kuvatun menetelmän mukaisesti.

5 Kuvissa 7a-e on esitetty lipidien eltaantumisesta tyypillisesti syntyvien yhdisteiden pitoisuuksia mittauspullossa säilytysajan funktiona. Kuvista voidaan havaita, että pelkkää jauhelihaa ja vettä sisältävät valmisteet eroavat ratkaisevasti kaurajauhoilla täydennetyistä valmisteista erityisesti 0-3 vuorokauden aikana.

Pelkissä jauhelihavalmisteissa heksanaalin, pentanaalin, oktanaalin, heksanolin ja 10 pentyylifuraanin pitoisuudet ovat heti säilytyksen alussa korkeat, kun mittausläm-pötilana oli 100 °C. Pitoisuudet laskevat ajan funktiona heksanolin pitoisuutta lukuun ottamatta. Vastaavasti 60 °C lämpötilassa mitattuna näiden yhdisteiden pitoisuudet ovat alhaisempia, mutta säilytyksen aikaiset muutokset noudattelevat samoja profiileja, jotka saatiin korkeammassa lämpötilassa.

15 Kaurajauholla täydennetyissä valmisteissa heksanaalin, pentanaalin, oktanaalin vasteet ovat sen sijaan hyvin alhaiset tai kokonaan alle mittaustarkkuuden heti säilytyskokeen alussa ja 100 °C mittauslämpötilassa. Lisäksi pitoisuudet säilyvät vakioisella tasolla koko säilytyksen ajan. Vastaavasti heksanolin ja pentyylifuraanin määrät ovat säilytyksen alussa koholla, mikä ilmaisee, että valmistuksen aika-: 20 na heksanaalia on muodostunut, mutta kaurajauho on sen poistanut ja muuttanut

; osaksi heksanoliksi. Kaurajauholla täydennetyt valmisteet eivät vapauta 60 °C

* I

.. lämpötilassa mitattuna eltaantumistuotteita käytännössä juuri lainkaan.

* * » i Voidaan siis päätellä, että kaura alentaa prosessoitaessa syntyvän heksanaalin pi- : [": toisuutta ja poistaa myös muita eltaantumisessa muodostuvia aldehydejä.

25 Esimerkki 6 Kaurajauhon vaikutus kypsentämättömästä lihataikinasta vapautuviin sekä kypsentämisen aikana vapautuviin eltaantumistuottei-···· siin

• * I

Lihataikina ja kaurajauholla täydennetty lihataikina valmistettiin ja taikinat kypsen- *;;; nettiin kuten esimerkissä 5. Ennen kypsentämistä ja välittömästi sen jälkeen mää- » * 30 ritettiin heksanaalin, pentanaalin, heptanaalin ja 1-pentanolin pitoisuudet 60 °C : V: lämpötilassa kuten esimerkissä 1 on esitetty. Kuvasta 8 havaitaan, että raaka liha- f taikina ilman kauraa vapauttaa 60 °C lämpötilassa vähäisiä määriä heksanaalia ja 1-pentanolia, joita ei voida lainkaan havaita silloin, kun taikina sisältää kaurajauhoja. Kypsentäminen aiheuttaa pelkässä jauhelihataikinassa voimakkaan heksanaa- 12 115439

Iin muodostumisen. Samoin voidaan todeta muodostuvan pentanaalia ja vähäisiä määriä 1-pentanolia ja heptanaalia. Kun taikinaan oli ennen kypsennystä lisätty kaurajauhoja esimerkissä 5 kuvattu määrä, heksanaalia vapautuu vain alle 9 % siitä määrästä, mikä pelkän lihataikinan kypsennyksen seurauksena vapautuu. 5 Vastaavasti kaurajauhojen lisääminen kypsennykseen aiheutti pentanaalin, 1-pentanolin ja heptanaalin häviämisen täysin.

Kaurajauho kykenee siten eliminoimaan elintarvikeraaka-aineissa ja niiden kypsennyksessä syntyvät pääasialliset haihtuvat eltaantumistuotteet.

Esimerkki 7 Kokonaisten jyvien ja akanoiden käyttö eltaantumistuotteiden 10 poistamiseen

Kokonaisista, ehjistä Veli-kaurajyvistä poistettiin kuoret ja akanat pinsettiä käyttäen varoen vahingoittamasta jyvän pintaa. Kuorista ja akanoista (jäljempänä akanat) sekä kuorimattomista jyvistä valmistetusta tuoreesta jauhosta punnittiin kustakin eri mittauspulloon 0,033 g näyte ja mittauspulloon lisättiin 0,4 ml heksanaa-15 lia, jonka pitoisuus oli 10 ppm. Vastaavasti mittauspulloihin suljettiin kokonaisia kuorittuja kaurajyviä ja heksanaalin vesiliuosta samassa määräsuhteessa kuin edellä. Heksanaalin poistumista seurattiin ajan funktiona headspace-vasteen laskuna tunnin mittausvälein. Kuvasta 9 voidaan havaita, että myös akanat ja kuorettomat kokonaiset jyvät poistivat heksanaalia ja poistuminen tapahtui näiden toi-: 20 mesta suunnilleen samalla nopeudella. Heksanaalista (10 ppm) poistui 50 % noin : neljän tunnin kuluessa ja 90 % oli poistunut akanoiden kyseessä ollessa noin kah deksassa tunnissa ja kuorettomien jyvien kyseessä ollessa noin yhdeksässä tun-' , nissa. Mittaustarkkuuden rajoissa kuorettomien jyvien ei voitua havaita muodosta- ’; : van 1 -heksanolia. Sen sijaan akanat muodostivat vähäisiä määriä heksanolia, kun ;; ’ 25 heksanaalista oli ehtinyt poistua noin 90 %. 1 -Heksanolin muodostus vähäisessä määrin saattaa olla ilmaus akanoihin assosioituneista mikro-organismeista.

:. Akanoiden ja kokonaisen kuorettoman jyvän kyky poistaa heksanaali oli kuitenkin ! oleellisesti alhaisempi kuin kaurajauholla.

:· Tuloksista voidaan päätellä, että kaurajauhoissa havaittu kyky poistaa heksanaalia : ; 30 ilmenee heikosti myös kokonaisissa kaurajyvissä ja jyvän akanoissa.

Claims (8)

115439 Patentti vaati m u kset

1. Menetelmä rasvojen hapettumisesta johtuvan huonontuneen tai huonontuvan laadun parantamiseksi materiaalissa, tunnettu siitä, että materiaaliin lisätään kauraa tai sen jaetta, jossa kaurassa tai sen jakeessa on rasvojen haihtuvia el- 5 taantumistuotteita poistavaa aktiivisuutta jäljellä, muuttamaan rasvojen hapettumisessa syntyviä eltaantumistuotteita heikosti haihtuviksi yhdisteiksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaura tai sen jae sekoitetaan materiaaliin perusteellisesti siten, että se jakautuu oleellisesti homogeenisesti koko materiaaliin.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kaura on kuorellisista tai kuorettomista jyvistä jauhettua jauhoa.

4. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kauran jae on proteiinifraktio.

5. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu 15 siitä, että materiaali on elintarvike.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että elintarvike on liha.

’ 7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kauran tai sen jakeen avulla muutetaan heksanaalia ja muita aldehydejä ‘ *’ 20 hapoiksi.

.' · . 8. Kauran tai sen jakeen, jossa kaurassa tai sen jakeessa on rasvojen haihtuvia .···, eltaantumistuotteita poistavaa aktiivisuutta jäljellä, käyttö rasvojen hapettumisesta johtuvan huonontuneen tai huonontuvan laadun parantamiseksi materiaalissa. r · t f S I 115439