DE3021379A1

DE3021379A1 - Aromatdestillat und verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3021379A1
Application number: DE3021379A
Authority: DE
Inventors: Kennerth Dipl Ing Andersson; Hans Dr Ing Joensson; Hans-Erik Dr Ing Pettersson
Original assignee: Svenska Mejeriernas Riksforening UPA
Current assignee: Svenska Mejeriernas Riksforening UPA
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1981-01-08
Also published as: NL191052B; DK156535B; NL191052C; FI801871A7; DE3021379C2; DK250680A; BE883752A; FR2459007B1; SE418795B; CA1154700A; NO150784C; NO801739L; SE7905271L; FI66730C; FI66730B; AU531771B2; NO150784B; AT369235B; NZ193949A; NL8003457A

Description

Die Erfindung betrifft ein Aromadestillat von einer a-Acetomilchsäure enthaltenden Bakterienkultur zur Aromatisierung von Speisefett sowie ein Verfahren zu Herstellung des Destillats.
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Die chemische Definition von Butteraroma auf analytischem Wege ist schwierig. Es ist jedoch seit langem bekannt, dass Diacetyl eine wichtige Aromakomponente des speziellen Buttergeschmacks ist. Andere wichtige Geschmacksstoffe sind Acetaldehyd/ Dimethylsulfid, Essigsäure und gewisse Lactone. Auch der pH-Wert des Speisefetts beeinflusst das Aroma.

Butter schwedischen Typs wird in einer besonderen Weise gesalzen, wodurch der pH-Wert der Butter auf 6,7 erhöht wird. Durch diese pH-Einregelung soll die Oxydationsbeständigkeit der Butter verbessert werden. Die Lagerungsbeständigkeit der Butter ist vom pH-Wert und Salzgehalt der Butter abhängig, derart, dass nicht angesäuerte und ungesalzene Butter eine weit bessere Oxydationsbeständigkeit als angesäuerte und gesalzene Butter hat und während einer etwa viermal langen Zeit bei 5°C als die angesäuerte und gesalzene Butter gelagert werden kann,

Durch die pH-Einregelung wird die während der bakteriologischen Ansäuerung von Rahm gebildete Milchsäure neutralisiert, deren säuerlicher Geschmack somit nicht ausgenutzt wird. Hauptaufgabe der Ansäuerungskultur bei der Herstellung von Butter, schwedischen Typs ist somit das Hervorbringen des besonderen Butteraromas, d.h. des in erster Linie durch Diacetyl hervorgerufenen Aromas.

Es wurde deshalb vorgeschlagen, bei der Herstellung von Speisefett die Rahmansäuerung durch eine in anderer Weise vorgenommene Aromatisierung zu ersetzen. Es sollten hierdurch mehrere Vorteile erzielt werden, u.a. eine süsse Buttermilch, grössere Freiheit beim Optimieren der Tempera-

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turbehandlung des Rahms für die Butterung und eine gleichmassigere Butterqualität, insbesondere in bezug auf Geruch und Geschmack.

Die-Zugabe von reinem, synthetisch hergestelltem Diacetyl ist ungeeignet, da man hierdurch einen scharfen, unerwünschten Diacetylgeschmack bekommt. Um einen gut abgewogenen Buttergeschmack zu bekommen, müssen die anderen wichtigen.Aromastoffe, wie Essigsäure, Dirnethylsulfit, Acetaldehyd und gewisse Lactone, zugesetzt werden.

Ein anderes Ansäuerungsverfahren besteht in der Zugabe eines Milchsäurekonzentrats und zweier verschiedener Startkulturen direkt zu den Butterkörnern im Butterfertiger. Die hierdurch erzielte Butterqualität ist gut, aber das Verfahren ist umständlich, u.a. weil zwei Spezialkulturen gezüchtet werden müssen, wodurch das Verfahren kostspielig und weniger verlockend wird.

Eine weitere Möglichkeit ist die Zugabe von synthetisch hergestellten Aromaflüssigkeiten. Mit diesem Verfahren ist es schwierig, eine gute Butterqualität zu erzielen, und das Verfahren ist auf dem Markt nicht besonders gefragt, da ein solcher Zusatz gemäss der neuen schwedischen Gesetz-

25 gebung für Lebensmittel deklariert werden muss.

Ein besseres Verfahren zum Hervorbringen des erwünschten Butteraromas in Speisefett besteht darin, dass man statt synthetischer Aromaflüssigkeiten dem Speisefett ein Kulturdestillat natürlichen molkereitechnischen Ursprungs hinzusetzt.

Die bis jetzt benutzten Kulturdestillate werden derart hergestellt, dass der ausgewachsenen Kultur vor der Destillation FeCl₃ zur Oxydation von Acetoin zu Diacetyl hinzugesetzt wird. Würde man dies unterlassen, so würde der Gehalt an Diacetyl im Destillat zu niedrig sein. Normalerweise ist der Gehalt an Acetoin 50-100 Male grosser als der Gehalt

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an Diacetyl.

Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Aromadestillat aus einer a~Acetomilchsäure enthaltenden Bakterienkultur zur Aromatisierung von Speisefett geschaffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die Bakterienkultur angesäuert und dann in Gegenwart von Sauerstoff zur Oxydation von a-Acetomilchsäure zu Diacetyl mit Wasserdampf destilliert wird. Bevorzugterweise wird die Bakterienkultur auf einen pH-Wert von 3-4 angesäuert. Ein Abtreiben von etwa 10% der Kultur bei der Destillation ist wirtschaftlich.

Die Erfindung umfasst auch das zur Aromatisierung von Speisefett bestimmte Aromadestillat, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es von einer angesäuerten, a-Acetomilchsäure enthaltenden Bakterienkultur hergeleitet ist, die in Anwesenheit von Sauerstoff zur Oxydation der a-Acetomilchsäure zu Diacetyl einer Wasserdampfdestillation unterzogen worden ist.

α-Acetomilchsäure ist ein chemisch instabiles Zwischenreaktionsprodukt des Citronensauremetabolxsmus, vgl. die Figur. In gewissen Kulturen werden hohe Gehalte dieser Verbindung aufgespeichert. In anderen Kulturen wird die α-Acetomilchsäure unmittelbar metabolisiert, d.h. eine nennenswerte Aufspeicherung findet nicht statt.

Das erfindungsmässige Verfahren benutzt eine niederländische Startkultur, die aus Streptococcus diacetylactis und Streptococcus lactis/cremoris (D-Kultur) zusammengesetzt ist. Die Startkultur ist auf verschiedenen Medien gezüchtet worden, beispielsweise Molke unter Zugabe von Gärextrakt und Magermilch mit verschiedenen TS-Gehalten mit und ohne Zugabe von Citronensäure,

Die verwendete Bakterienkultur zeigt eine bemerkenswert hohe Aufspeicherung von α-Acetomilchsäure, bis zu einem

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Gehalt von 650 mg/kg in einem normalen Magermilchsubstrat mit einem TS-Gehalt von 9,1%.

» Die a-Acetomilchsäure in einer Bakterienkultur kann durch Luftoxydation im Zusammenhang mit einer Wasserdampfdestillation davon zu Diacetyl übergeführt werden. Dabei ist der Oxydationsaustausch vom pH-Wert des Mediums abhängig, so dass ein pH-Wert von 3-4, insbesondere 3,5, für einen hohen Austausch günstig ist. Falls also der pH-Wert auf etwa 3,5 vor der Destillation in Sauerstoffatmosphäre eingeregelt wird, erhält man einen Oxydationsaustausch von etwa 70%.

Bei einem Abtreiben von etwa 10% des ursprünglichen Kulturvolumens in Form eines Destillats sind etwa 85% der zugänglichen Menge Diacetyl hinüberdestilliert.

Um während der Destillation oxydierende Bedingungen zu schaffen, wird der Wasserdampf vor dem Einleiten in die Kultur mit Sauerstoff oder Luft vermischt.

Für die Ansäuerung der Kultur vor der Destillation auf den pH-Wert etwa 3,5 kann jede geeignete Säure benutzt werden. Bei Versuchen sind u.a. Salzsäure (2N) und Milchsäure (18%) benutzt worden, ohne irgendwelche Unterschiede in der Destillatgüte.

Eine Möglichkeit zur Steigerung des Austausches an a-Acetomilchsäure während der Gärung und somit zur Steigerung des Gehalts an Diacetyl im Destillat besteht darin, dass man den Citronensäuregehalt im Substrat erhöht, entweder durch Steigerung des Trockensubstanzgehalts im Substrat, wo die Citronensäure . eine natürliche Komponente ausmacht, oder durch Zugabe von reiner Citronensäure zum Substrat. Diese

35 Wirkung wird jedoch bei hohen Gehalten an Citronensäure

geringer. Dies dürfte u.a. darauf zurückzuführen sein, dass ein Zuschuss von Citronensäure über einen gewissen Gehalt

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hinaus bedeutet, dass dieser Ueberschuss zu Essigsäure und nicht zu ct-Acetomilchsäure metabolisiert wird. In der untenstehenden Tafel 1 sind verschiedene Substrate mit oder ohne Zusatz von Citronensäure sowie die erhaltenen Gehalte an Diacetyl und Essigsäure in den Destillaten bei einem Abtreiben von 10 Volumeh-% gezeigt.

	TAFEL 1	16% TS	Diacetylgehalt (mg/kg)	Essigsäuregehalt (mg/kg)
Substrat		9% TS	2124	594
Magermilch	9% TS + 1,5 g/l Citronensäure	1369	610
Magermilch	9% TS + 3 g/l Citronensäure	2369	612
Magermilch		2666	848
Magermilch

Molke 12% TS 2286 559

Durch die Aromatisierung von Speisefett durch Zugabe des erfindungsgemäss hergestellten Kulturdestillats können beträchtliche Herstellungskosten eingespart werden.. Ausserdem erhält man süsse Buttermilch.

Ferner ist es nicht nötig, Spezialsalz hinzuzusetzen, die mit dem hochviskosen Butterrahm im Butterfertiger verbundenen Probleme hören auf, und die Temperaturbehandlung des Rahms kann in wirksamerer Weise ausgeführt werden, Ausserdem ist es leicht, den typischen Buttergeschmack bei anderen Speisefetten zustandezubringen.

Die Erfindung ist anhand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert, welches den von den Patentansprüchen definierten Umfang der Erfindung in keiner Weise beschränkt.

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BEISPIEL

Es wurde eine Bakterienkultur hergestellt, indem auf einem Substrat von Molke mit einem TS-Gehalt von 12% die aus S. diacetylactis und S. lactis/cremoris zusammengesetzte Spezialkultur gezüchtet wurde. Der pH-Wert der erhaltenen Kultur wurde auf 3,5 eingeregelt.

Die angesäuerte Bakterienkultur wurde einer Wasserdampfdestillation unterzogen, wobei der zugeführte Wasserdampf mit Sauerstoff in einer Menge von etwa 4 1 reinen Sauer-Stoffs pro Minute bei einem Destillationsvolumen von 2 1 vermischt wurde. Die Dampfzufuhr wurde derart eingeregelt, dass etwa 10% des Kulturvolumens in Form von Destillat während etwa 20 min abgetrieben wurden. Bei diesen Bedingungen wurden etwa 85% der zugänglichen Menge Diacetyl

15 hinüberdestilliert.

Das hergestellte Destillat wurde dann zur Aromatisierung von Butter in versuchsmässiger Skala benutzt. Zwei Versuche wurden angestellt, der eine mit einer Zugabe von 0,07% Destillat (B), und der andere mit einer Zugabe von 0,14% Destillat (C). Die Destillate enthielten etwa 2000 mg Diacetyl/kg. Des Vergleiches halber wurde auch angesäuerte und aromatisierte Butter gemäss der oben beschriebenen niederländischen Methode (A) hergestellt. Die Butterproben wurden bei verschiedenen Temperaturen aufbewahrt, und zwar -20⁰C, +6⁰C und +14⁰C während verschieden langer Zeitspannen. Die frischen Butterproben wurden in bezug auf pH und Diacetylgehalt analysiert. Die Ergebnisse sind in Tafel 2 gezeigt.

3D	Butterprobe	TAFEL 2	Diacetylgehalt (mg/kg)	pH
	A (Vergleich) B C	0,50 0,65 1,46	6,9 6,7 6,7
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Die Butterproben wurden bei verschiedenen Temperaturen aufbewahrt, und zwar -20⁰C, +6⁰C und +14⁰C. In Tafel 3 sind die Beurteilungsergebnisse in bezug auf Geruch und Geschmack mit den Analy.seergebnissen in bezug auf den Diacetylgehalt, Peroxydzahl und Gehalt an freien Fettsäuren der Butter zusammengestellt.

Die Geruchs- und Geschmacksbeurteilung zeigt, dass Butter mit 0,07% Destillat (Probe B) ebenso gut ist wie eine nach dem niederländischen Verfahren hergestellte Butter»-Die Butterproben zeigten gute Oxydationsbeständigkeit, was aus den gemessenen Peroxydzahlen hervorgeht, auch nach derart extremen Lagerungsbedingungen wie 50 Tage bei +14 C. Auch ein gesteigertes Lipolyseniveau konnte während der Lagerungszeit nicht bemerkt werden. Die mikrobiologischen Analysen der Proben zeigten, dass die Qualität für sämtliche Proben gut war.

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TAFEL 3 - ERGEBNIS DER GESCHMACKSBEURTEILÜNG UND CHEMISCHEN ANALYSEN

CD O OD

O OT OO

A Geruchs- und Geschmacksbeurteilung (

-20⁰C

5-gradige

Tage

Skala)

3 Monate

Ol 00 OO

14 Tage

,6
,4
,0

+14

°c

O OO VD

ι"

OJ U) OJ-

Tage

^ Lagerungs-
"""""^-^ bedingungen

14 Tage bei +14⁰C

,8
,0

+6⁰C

4
³
3

4
4
4

128
I

OO OO VD

Butter- *"~\^
probe "---..^

4,0
4,2
4,0 j

28

2 Monate

j
ί
j
j
i

A (Ref)
B 0,07% Dest.
C 0,14% "

3
4
3

3,8
4,2
4,0

Tage

4,
3,
3,

B Diacetylgehalt mg/kg

A	0,74	ί	" i	0,80 j	0,74 j	1,3 j
Ö	0,68			0,53 j	0,68 j	1,0 {
. C	1,3	- ι	— i	1,2 j j	1,3 J	1,6 j

C Peroxydzahl mg/kg

A	,03	o,	03 j	,04 j	,03 j	,03	S	,03 j	,08
B	,03	o,	03 I	,05 ξ	,03 (	,03	J	,03 j	,04
C	,03	o,	03 '	,05 j	,03 j	,03	\	,03 j	,04

D Säurezahl milliäquiv./100 g Fett

A	0,76	0,75	i	0,86	0,88	0,74 j	0,78	0,93
B	0,76	0,77	t },	0,81	0,80	0,68 J	0,78	0,85
C	0,73	0,78	'i j	0,78	0,81	0,75 ί	0,77	0,81

CH₂-COOH CH₃COOH CH₂-COOH C0_:

HOC-COOH CH₂-COOH

CITRONENSÄURE

Ii OH OH

BUTYLEN GLYKOL

I=C-COOH

OXALESSIGSÄURE

NAD

NADH₂

NAD NADH'

0
■> CHt-C-COOH

CHt-CH=0/TPP

PYRUVINSÄURE

AKT, ACETALDEHYD

ACETYL-CoA

HS-CoA

0 OH CO₇ II I. ^l CH₃-C-C-CH₃

0 0

Μ-ι

CUOH

*·-ACETOMILCHSAURE

CO₂

0 OH CH₃-C-CH-CH₃

ACETOIN

CHt-C-C-CHt

■J S -J

DIACETYL

Claims

Patentansprüche s

1. Verfahren zur Herstellung von Aromadestillat aus einer a-Acetomilchsäure enthaltenden Bakterienkultur zur Aromatisierung von Speisefett, dadurch gekennzeichnet^ dass die Bakterienkultur angesäuert und dann in Gegenwart von Sauerstoff zur Oxydation von a-Acetomilchsäure zu Diacetyl mit Wasserdampf destilliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bakterienkultur auf einen

10 pH-Wert von etwa 3-4 angesäuert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Destillation etwa 5-15% der

JB/bs Bakterienkultur abgetrieben werden.

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4« Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bakterienkultur in einem Medium mit erhöhtem Citronensäuregehalt gezüchtet wird.
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5. Aromadestillat zur Aromatisierung von Speisefett, dadurch gekennzeichnet, dass es von einer angesäuerten, a-Acetomilchsäure enthaltenden Bakterienkultur hergeleitet ist, die in Anwesenheit von Sauerstoff zur Oxydation der ct-Acetomilchsäure zu Diacetyl einer Wasserdampfdestillation unterzogen worden ist.

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