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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines fermentierten flüssigen Mediums
auf der Basis von pflanzlichen Fasern, auf das fermentierte flüssige Medium,
das unter Verwendung dieses Verfahrens erhalten werden kann, auf
seine Verwendung zur Herstellung von rohen oder gegarten bzw. gekochten
bzw. gebackenen Lebensmittelprodukten, auf das Verfahren zur Herstellung
von solchen Lebensmittelprodukten unter Verwendung des fermentierten
Mediums als Ingrediens und auf die so erhaltenen Lebensmittelprodukte.
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Die
pflanzlichen Fasern bestehen mit Ausnahme von Lignin (Holzfasern)
aus Polysacchariden. Wenn sie vom Menschen aufgenommen werden, werden
diese Fasern zum größten Teil
vom Organismus nicht assimiliert, denn sie sind gegenüber der
Verdauung im Dünndarm
resistent, und zwar aufgrund des Fehlens der zu ihrem Abbau erforderlichen
enzymatischen Ausstattung in diesem Teil des Verdauungstrakts. Die
Verdauung der Fasern erfolgt demnach nur im Kolon unter der Wirkung
von lokal vorhandenen Bakterien. Sie (die Fasern) werden üblicherweise
in Lebensmitteln verwendet, um ihre unter dem Ernährungsgesichtspunkt
bzw. nutritionellem Gesichtspunkt vorteilhaften Eigenschaften zu
nutzen.
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In
der Tat haben alle pflanzlichen Fasern die Eigenschaft gemeinsam,
die Empfindung von Sattheit durch Erhöhung der Viskosität und des
Volumens des Lebensmittel-Bolus bzw. Lebensmittel-Bissens zu erhöhen. Da
sie jedoch nicht oder wenig assimiliert werden, tragen sie nur sehr
wenige zusätzliche
Kalorien und werden aus diesem Grund oft „Ballaststoffe" genannt.
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Fasern
können
im Allgemeinen bedeutende Mengen an Wasser einarbeiten und besitzen
entsprechend ihrer Löslichkeit
unter schiedliche Ernährungseigenschaften
bzw. nutritionelle Eigenschaften. In Kontakt mit Wasser bilden die
löslichen
Fasern, wie zum Beispiel die Pektine und die Gummen, ein viskoses
und dickflüssiges
Gel, das den Prozess der Verdauung verlangsamt, während die
unlöslichen
Fasern wie Cellulose, bestimmte Hemicellulosen und insbesondere
Lignin in Suspension bleiben und unter Absorption von Wasser quellen
und das bis zum zwanzigfachen ihres Gewichts. Indem sie das Volumen
und die Hydratisierung der Faeces erhöhen, erleichtern sie die Darmpassage.
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Der
normale tägliche
Verzehr von Lebensmittelfasern liegt in den industrialisierten Ländern im
Allgemeinen in der Größenordnung
von 15 bis 20 g pro Tag und pro Person, während ein Verzehr in der Größenordnung
von 30 bis 40 g Fasern pro Tag und pro Person empfohlen wird. So
ist die Armut der Ernährung
an Fasern in den Industrieländern
mit einem steigenden Auftreten bestimmter Verdauungspathologien
wie zum Beispiel Verstopfung, Divertikulose des Kolon, Kolonkrebs,
Hämorrhoiden
usw. verbunden. Der zu geringe Verzehr von pflanzlichen Fasern wurde
auch als Risikofaktor für
Fettsucht beanstandet, insbesondere durch die Verzögerung des
Eindrucks der Sattheit, den er mit sich zieht (Morais et al., J.
Pediatr. Gastroenterol. Nutri., 1999, 29(2), 132–135; Howarth et al., Nutr.
Rev., 2001, 59(5), 129–139
und Bingham et al., Lancet, 2003, 361(9368), 1496–1501).
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Um
diesen erwiesenen Mangel an Fasern in der Ernährung der Konsumenten in den
Industrieländer abzuschwächen, besteht
eine der Lösungen
zum Beispiel darin, eine Menge davon in die Lebensmittelprodukte
einzuführen,
und zwar insbesondere über
Getreide, die für
ihren Faserreichtum bekannt sind.
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Daher
gibt es auf dem Markt verschiedene Typen an Lebensmittelprodukten,
die mit pflanzlichen Fasern angereichert sind, die sich in erster
Linie in Form von gekochten bzw. gegarten bzw. gebratenen bzw. gebackenen
Getreideprodukten (Cracker, Ersatz für Brot, weiche Brote („pains
moelleux", Brioches),
Energieriegel, Kekse, Backwaren, Konditoreiwaren) oder rohen flüssigen oder
halbflüssigen
Getreideprodukten, zum Beispiel Milchprodukte wie Joghurt mit Cerealien,
Getränke,
die mit pflanzlichen Fasern angereichert sind, zum Beispiel Fruchtsäfte, oder
auch Füllungen
für Waffeln
oder Kekse, präsentieren.
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Die
große
Mehrheit der gekochten bzw. gegarten bzw. gebackenen bzw. gebratenen
Getreideprodukte wird derzeit aus weißem Weizenmehl hergestellt.
Dieses bildet durch seinen Stärkereichtum
unter dem Ernährungsgesichtspunkt
eine wichtige Energiequelle. Dieses Mehl ist jedoch relativ arm
an Verbindungen, wie Fasern, Proteine, Vitamine und Mineralstoffe,
und folglich für
das Ernährungspotential
des ganzen Weizenkorns wenig repräsentativ.
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Dagegen
kann die äußere Hülle der
Getreidekörner
und insbesondere die des Weizens (Weizenkleie) bis zu 50% pflanzliche
Fasern enthalten. In der Tat variiert die Menge an verschiedenen
Fasern entsprechend der Art der betrachteten Pflanze und vom einen
Teil zum anderen derselben beträchtlich.
Im Gegensatz zu Früchten
und Gemüse,
die geringe Mengen enthalten, sind die unlöslichen Fasern in Getreide
vorherrschend. Beispielsweise enthält Weizenkleie hauptsächlich Polysaccharide
(etwa 47%) wie Cellulose und Hemicellulose, die in Wasser unlösliche Fasern
sind, und besteht auch aus Proteinen (etwa 15%), Stärke (etwa
8%) und Mineralstoffen (etwa 6%).
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So
erlaubt die Verwendung der Weizenkleie, die eine an verschiedenen
Nährstoffen
reichere Zusammensetzung besitzt als andere Getreide, als Quelle
für Fasern
die Verbesserung des Nährwertes
der hergestellten Getreideprodukte.
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Allerdings
weisen Weizenkleie sowie die Mehrheit der Getreide oder Substrate,
die reich an Fasern sind, über
ihr besonders interessantes nutritionelles Profil hinaus mehrere
Merkmale auf, die sie in ihrer rohen Form schwer verwertbar machen.
Zunächst
verleiht ihr starker Gehalt an Fasern ihnen einen hygroskopischen Charakter,
der ihre Verwendung in einem Herstellungsverfahren und ihre Einarbeitung
in bedeutender Menge in einen Teig sehr schwierig macht. In der
Tat bringt die Einarbeitung einer großen Menge an Fasern in einen Teig
Konsistenzprobleme (Reißen
des Teigs, Nicht-Dispersion der Fasern mit anderen Ingredientien)
und Beschränkungen
beim Walzen während
der Herstellung von gegarten Produkten mit sich.
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Darüber hinaus
sind an Fasern reiche Substrate bezüglich des organoleptischen
Gesichtspunkts im Allgemeinen wenig befriedigend (raue Wahrnehmung;
grüner,
bitterer, adstringenter Geschmack, der Pflanzen eigen ist).
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Schließlich sind
sie im Allgemeinen reich an „antinutritionellen" Verbindungen, insbesondere
an Phytinsäure
(3% in Weizenkleie), die sich mit zweiwertigen und dreiwertigen
Kationen (Calcium, Magnesium, Eisen, Zink, Molybdän, beispielsweise)
kombinieren, wenig lösliche
Komplexe bilden, die vom Organismus wenig verdaut und wenig absorbiert
werden und die so die Zugänglichkeit
zu diesen Mineralstoffen begrenzen. Diese Komplexe sind demnach
für die
schwache Bioverfügbarkeit
der Mineralstoffe in den Produkten, die reich an Phytinsäure sind,
wie zum Beispiel Weizen oder Soja, verantwortlich. Dieses Phänomen ist
im Übrigen
die Ursache für
zahlreiche Mängel
an Mineralstoffen, die in den Entwicklungsländern beobachtet werden, wo
die Ernährung
im Wesentlichen aus Getreide besteht.
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Folglich
bleiben die Einarbeitungsschwellen für pflanzliche Fasern in die
Lebensmittelprodukte, die derzeit auf dem Markt verfügbar sind,
niedrig und liegen im Allgemeinen zwischen ungefähr 3% für weiche Brote („pains
moelleux") (Toastbrot
oder Milchbrötchen),
Kekse, Cracker, Backwaren und ungefähr 10% für Brot.
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Einige
Beispiele für
Einarbeitungsgehalte von Fasern in verschiedene Lebensmittelprodukte
sind in der folgenden Tabelle I zusammengefasst: TABELLE I
| Produkttyp | Gehalt
an Fasern (%, bezogen auf das Endprodukt) |
| Cracker | 3,8 |
| Keks | 2,6 |
| Pain
moelleux bzw. weiches Brötchen | 2,8 |
| Konditorei-
bzw. Backwaren des Typs Milchbrötchen | 3,9 |
| Naturjoghurt
mit Cerealien | 0,5 |
| Orangensaft | 0,3 |
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Demnach
ist eine vorherige Umwandlung der pflanzlichen Fasern unverzichtbar,
um sie in bedeutenderen Mengen in Lebensmittelprodukten verwenden
zu können
und somit das nutritionelle Potential nutzen zu können.
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Unter
den verschiedenen Techniken einer vorherigen Umwandlung der pflanzlichen
Fasern, die bereits bekannt sind, kann man an erster Stelle die
Mikronisierung nennen. Obgleich diese Technik es erlaubt, die Fasermengen,
die in die gegarten Lebensmittelprodukte eingearbeitet werden können, leicht
zu er höhen (erlaubt
es insbesondere Einarbeitungswerte für Fasern in der Größenordnung
von ungefähr
5 bis 7% für
die Cracker zu erzielen), zieht diese Technik darüber hinaus
einen Verlust des abrasiven Charakters der Fasern sowie ihrer nutritionellen
Eigenschaften mit sich. Darüber
hinaus ermöglicht
die Mikronisierung der Fasern weder, in signifikanter Art die „antinutritionellen" Verbindungen wie
Phytinsäure
zu unterdrücken,
noch die organoleptischen Eigenschaften der Lebensmittelprodukte,
die sie enthalten, zu verbessern.
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Die
Fermentation der Fasern durch Mikroorganismen (Bakterien, Pilze,
Schimmelpilze, Hefen usw.) ist häufig
auch wegen ihres Beitrags zur Verbesserung der nutritionellen Qualitäten des
Substrats anerkannt. Darüber
hinaus trägt
die Fermentation zur Verbesserung der organoleptischen Merkmale
der an Fasern reichen Substrate bei und erlaubt so eine bessere
Akzeptanz der mit Fasern angereicherten Lebensmittelprodukte beim
Konsumenten.
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Unter
den Mikroorganismen, die üblicherweise
eingesetzt werden, um an Fasern reiche Substrate zu fermentieren,
kann man insbesondere die Milchsäurebakterien
nennen, die Grampositive Bakterien sind, die keine Sporen bilden,
mikroaerophil sind und deren Hauptfermentationsprodukt die Milchsäure ist.
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So
haben Salmenkallio-Marttila M. et al. (Cereal Chem., 2001, 78(4),
429–435)
insbesondere die Wirkung der spontanen Fermentation bzw. Gärung von
Weizenkleiefraktionen mit der einer Fermentation durch Zusatz einer
Hefe alleine oder im Gemisch mit einem Milchsäurebakterium des Genus Lactobacillus
brevis auf die Qualität
eines mit Weizenkleie angereicherten Brots verglichen. Diese Autoren
haben gezeigt, dass die Vorfermentation der Weizenkleie unter Zusatz
einer Hefe, die mit dem Milchsäurebakterium
Lactobacillus brevis assoziiert ist oder nicht, das Volumen des
Brots, die Struktur der Krume und die Haltbarkeit des mit Weizenkleie
angereicherten Brots verbessert und dass derartige günstige Wirkungen
durch Einarbeitung von Weizenkleie, die einer spontanen Fermentation
unterzogen wurde, nicht beobachtet werden.
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Unterdessen
umfasst das erhaltene Brot nach Einarbeitung von 20% Weizenkleie
nur 10% Gesamtfasern, was den mittleren Einarbeitungsgrenzen, die
im Stand der Technik beschrieben sind, entspricht.
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Darüber hinaus
gehört
das Milchsäurebakterium
Lactobacillus brevis, das in dieser Untersuchung verwendet wird,
zu der Kategorie der Bakterien, die heterofermentativ genannt werden,
das heißt
sie produzieren Kohlendioxid während
der Assimilation der Zucker des Substrats, im Gegensatz zu den Bakterien,
die homofermentativ genannt werden. Dieses Merkmal ist ein redhibitorischer
Nachteil für
die Verwendung von heterofermentativen Bakterien auf bestimmten
Lebensmittelgebieten wie bei der Herstellung von unverarbeiteten bzw.
ungegarten Produkten vom Getränketyp
oder von frischen Produkten (z.B. Joghurts), bei denen jede Entwicklung
von Kohlendioxid infolge der Natur dieser Produkte zu vermeiden
ist.
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Demnach
existiert derzeit kein Verfahren, das es ermöglicht, die Fasermengen, die
in rohe oder gegarte (gekochte, gebratene, gebackene) Lebensmittel
eingearbeitet werden können,
signifikant zu verbessern.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, die Gesamtheit dieser
Hauptprobleme, die die Erfinder angeführt haben, zu lösen.
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Sie
haben es sich insbesondere zur Aufgabe gemacht, ein Verfahren zur
Herstellung eines fermentierten flüssigen Mediums auf der Basis
von pflanzlichen Fasern bereitzustellen, wobei das Medium anschließend als
Ingrediens während
der Herstellung von rohen oder gegarten Herstellungsprodukten verwendet
werden kann, um so signifikant bedeutendere Mengen an pflanzlichen
Gesamtfasern in die Endprodukte einzuarbeiten (Erhöhung um
einen Faktor von 2 bis 10), als die, die üblicherweise in die derzeit
auf dem Markt verfügbaren Lebensmittelprodukte
eingearbeitet sind, und so zur Erhöhung ihrer Konzentration in
der Lebensmittelportion beizutragen.
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Darüber hinaus
haben die Erfinder sich auch die Aufgabe gestellt, ein Verfahren
zur Herstellung eines fermentierten flüssigen Mediums, das reich an
pflanzlichen Fasern ist, bereitzustellen, das es erlaubt, das fermentierte
Medium, das aus der Durchführung
eines solchen Verfahrens hervorgegangen ist, direkt als Ingrediens
in der Herstellung von rohen oder gegarten Lebensmittelprodukten
zu verwenden, ohne dass es notwendig wäre, die Gerätschaft der klassischen industriellen
Produktionslinien über
die Stufe der Vorfermentation hinaus zu modifizieren.
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Erster
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach ein Verfahren
zur Herstellung eines fermentierten flüssigen Mediums auf der Basis
von löslichen
und unlöslichen
pflanzlichen Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens
eine Inkubationsstufe eines flüssigen
Mediums, das Wasser und wenigstens ein Gemisch pflanzlicher Fasern
umfasst, mit wenigstens einem homofermentativem Milchsäurebakterium,
ausgewählt
aus Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paraplantarum und Lactobacillus
pentosus, umfasst, wobei das Gemisch pflanzlicher Fasern wenigstens
40 Gew.-% unlösliche
Fasern, bezogen auf das Gesamtgewicht der Fasern, umfasst; wobei
das Pflanzensubstrat, das die Fasern enthält, weder vorhydrolysiert oder
en zymatisch vorverdaut noch gelantiniert wurde, und sein Gehalt
an Gesamtfasern wenigstens 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht
seiner Trockensubstanz, ist.
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Die
Erfinder haben in der Tat erwiesen, dass das Verfahren gemäß der Erfindung
nicht nur den Vorteil aufweist, dass es die Einarbeitung von bedeutenden
Mengen an Fasern in rohe oder gegarte Lebensmittelprodukte erlaubt,
sondern dass es auch den Erhalt eines Ingrediens mit nutritionellem
Wert erlaubt, der insbesondere durch die Modifikation des Verhältnisses
lösliche
Fasern/unlösliche
Fasern, die Eliminierung von antinutritionellen Faktoren, die Erhöhung der
Löslichkeit
der Mineralstoffe herbeigeführt
wird. Durch dieses Verfahren ist es insbesondere möglich, die
Gewichtsmengen an Gesamtfasern, die üblicherweise in den Lebensmittelprodukten
enthalten sind, um einen Faktor von 2 bis 10 zu erhöhen.
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Nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren
umfasst das flüssige
Medium, in dem die Inkubationsstufe durchgeführt wird, vorzugsweise etwa
55 bis 90 Gew.-% Wasser und etwa 10 bis 45 Gew.-% pflanzliche Fasern.
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Das
Gemisch pflanzlicher Fasern ist vorteilhafterweise ein Gemisch aus
Fasern von Getreiden und/oder Leguminosen, ausgewählt unter
Fasern, die aus Weizen, Gerste, Hafer, Dinkel, Buchweizen, Mais, Roggen,
Erbsen, Soja und Lupinen extrahiert sind. Unter den Getreidefasern
ist Weizenkleie besonders bevorzugt.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird die Inkubationsstufe bei einer Temperatur zwischen etwa 20
und 40°C
für etwa
12 bis 48 Stunden, vorzugsweise unter mäßigem Rühren, durchgeführt.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter mäßigem Rühren jedes
Rühren
zwischen 1 und 70 Umdrehungen pro Minute.
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Nach
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
des Verfahrens gemäß der Erfindung
wird diese Inkubationsstufe bei einer Temperatur von etwa 30°C während etwa
24 Stunden durchgeführt.
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Gemäß der Erfindung
ist die Menge an Milchsäurebakterien,
die in dem flüssigen
Medium zu Beginn der Inkubationsstufe vorliegt, vorzugsweise zwischen
106 und 109 Bakterien
pro Gramm flüssiges
Gesamtmedium.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter Milchsäurebakterium
Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paraplantarum und Lactobacillus
pentosus, alle Milchsäurebakterien,
die fähig
sind, ein Gemisch aus pflanzlichen Fasern, das reich an unlöslichen
Fasern ist, zu fermentieren, und deren Identität durch DNA/DNA-Hybridisierung
bestätigt
wurde und die demnach wenigstens 78% Homologie zu den Referenzstämmen Lactobacillus
plantarum ATCC 14917, Lactobacillus paraplantarum DSM 10667 (Deutsche Sammlung
von Mikroorganismen) bzw. Lactobacillus pentosus ATCC 8041 aufweisen.
Eine derartige Typisierung kann auch mit Hilfe der REP-PCR-Technik
(Repetitive Extragenic Palindromic-Polymerase Chain Reaction) durchgeführt werden,
die von Gevers et al. (FEMS Microbiol. Lett., 2001, 205, 31–36) beschrieben
wurde.
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Vorzugsweise
werden die Milchsäurebakterien,
die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
verwendet werden, unter denen ausgewählt, die eine schnelle Säuerungskinetik
des zu fermentierenden Mediums aufweisen, was sich in einer guten
Ansiedlung der Bakterien in dem Medium und einer schnellen Verwertung der
verfügbaren
Zucker wiederspiegelt.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter schneller Säuerungskinetik
eine maximale Säuerungsgeschwindigkeit
des zu fermentierenden Mediums von über 0,45 pH-Einheiten, um die pro Stunde reduziert
wird; diese maximale Geschwindigkeit wird vorzugsweise in weniger
als 5 Stunden der Inkubation erreicht.
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Darüber hinaus
werden die Milchsäurebakterien,
die gemäß dem Verfahren
der Erfindung verwendet werden, vorzugsweise unter denen ausgewählt, die
es ermöglichen,
einen pH von 5 in weniger als 6 Stunden Inkubation in dem Medium
am Fermentationsende zu erreichen.
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Die
Milchsäurebakterien,
die gemäß dem Verfahren
der Erfindung eingesetzt werden, werden vorzugsweise unter den Stämmen Lactobacillus
plantarum, hinterlegt am 27. Mai 2003 unter der Nummer I-3045, Lactobacillus
plantarum, hinterlegt am 7. Juli 2003 unter der Nummer I-3064, Lactobacillus
paraplantarum, hinterlegt am 7. Juli 2003 unter der Nummer I-3065,
und Lactobacillus pentosus, hinterlegt am 4. April 2002 unter der
Nummer I-2847 und am 7. Juli 2003 unter der Nummer I-3066 ausgewählt; diese
Hinterlegungen erfolgten bei der CNCM (Collection Nationale de Cultures
de Microorganismes), die vom Institut Pasteur, 25 rue du Docteur
Roux, in Paris unterhalten wird.
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Die
Milchsäurebakterien-Stämme I-3045,
I-3064, I-3065, I-2847 und I-3066, die vorher genannt wurden und
die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
verwendet werden, sind an sich neu und stellen einen weiteren Gegenstand
der Erfindung dar.
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Das
zu fermentierende flüssige
Medium kann außerdem
wenigstens eine Hefe, ausgewählt
aus Saccharomyces cerevisiae, Sac charomyces exiguus und Hansenula
anomala, vorzugsweise Saccharomyces cerevisiae, umfassen.
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Wenn
sie verwendet werden, beträgt
die Menge an Hefen, die im flüssigen
Medium zu Beginn des Inkubationszeitraums vorliegt, zwischen 105 und 107 Hefen pro
Gramm zu fermentierendes flüssiges
Medium.
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Nach
einer besonderen Ausführungsform
der Erfindung kann das zu fermentierende flüssige Medium außerdem gegebenenfalls
etwa 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Mediums,
eines technischen Hilfsmittels, ausgewählt unter Gerstenmalzsirup
und den Amylasen und Proteasen bakterieller Herkunft oder fungaler
Herkunft umfassen.
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Die
Erfinder haben in der Tat bewiesen, dass der Zusatz von Hefe(n)
und/oder eines technischen Hilfsmittels wie Gerstenmalzsirup die
Ansiedlung der Milchsäurebakterien
in dem zu fermentierenden Medium erleichtert.
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Nach
einer anderen besonderen Ausführungsform
der Erfindung kann das zu fermentierende flüssige Medium außerdem Mineralstoffe
und Vitamine als Fermentationsaktivatoren umfassen, die vorzugsweise durch
Getreidekeime in einer Menge von 0,05 bis 2% des Gesamtmediums eingebracht
werden.
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Nach
einer anderen besonderen Ausführungsform
der Erfindung kann das zu fermentierende flüssige Medium gegebenenfalls
2,5 bis 6% eines Additivs oder mehrerer Additive wie zum Beispiel
Zucker und insbesondere Streuzucker umfassen.
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Am
Ende des Inkubationszeitraums ist das erhaltene fermentierte flüssige Medium
direkt als Ingrediens in rohen oder gegarten Lebensmittelprodukten
verwendbar.
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Es
kann auch in Anbetracht einer späteren
Verwendung gelagert werden. In diesem Fall wird die Lagerung vorzugsweise
bei einer Temperatur zwischen etwa 2 und 6°C und noch bevorzugter bei einer
Temperatur von etwa 4°C
während
2 bis 7 Tagen bis zu seiner Verwendung gelagert. Darüber hinaus
weist die Lagerung des fermentierten flüssigen Mediums bei einer solchen
Temperatur den Vorteil einer starken Verlangsamung des Fermentationsprozesses
auf.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist somit auch das fermentierte flüssige Medium,
das durch Durchführung
des Verfahrens gemäß der Erfindung,
wie es vorstehend beschrieben wurde, erhalten werden kann.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung liegt der pH des fermentierten flüssigen Mediums
zwischen etwa 3,4 und 4,5 bei einer titrierbaren Gesamtacidität („acidité total
titrable") (ATT) zwischen
80 und 450 mÄq/kg
am Ende des Inkubationszeitraums.
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Darüber hinaus
haben die Erfinder festgestellt, dass das fermentierte flüssige Medium
einen Verhältnisanteil
an löslichen
Fasern besitzen kann, der wenigstens gleich dem zweifachen des nicht
fermentierten Ausgangsmediums ist. Diese Erhöhung des Gehalts an löslichen
Fasern spiegelt eine partielle Hydrolyse der unlöslichen Fasern in lösliche Fasern
während
des Fermentationsprozesses wieder. Die Erhöhung des Verhältnisanteils
an löslichen
Fasern, der anfangs sehr schwach war, im fermentierten Medium ist
in dem Maße interessant,
in dem die löslichen
Fasern andere physiologische Eigenschaften als die der unlöslichen
Fasern aufweisen, zum Beispiel die Prävention von Diabetes und Cholesterin,
die selektive Stimulation des Wachstums von Bakterien, die eine
günstige
Wirkung auf die Gesundheit ihres Wirts haben, (probiotische Wirkung der
löslichen
Fasern), im Intestinum. Durch die Erhöhung des Gehalts an löslichen
Fasern im Verlauf der Fermentation werden diese Eigenschaften demnach
denen der unlöslichen
Fasern (insbesondere Wirkungen auf die Darmpassage) hinzugefügt.
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Ein
dritter Gegenstand der vorliegenden Erfindung basiert auf der Verwendung
eines derartigen fermentierten flüssigen Mediums als Ingrediens
für die
Herstellung von rohen oder gegarten bzw. gekochten Lebensmittelprodukten.
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Nach
einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird das fermentierte flüssige Medium
als Ingrediens für
die Herstellung von gegarten bzw. gekochten bzw. gebackenen Lebensmittelprodukten
auf Mehlbasis verwendet wie zum Beispiel von Brotprodukten wie zum
Beispiel weichen Brötchen („pains
moelleux"), Keksen,
Crackern, Konditoreiwaren, Backwaren usw.
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In
diesem Fall macht das fermentierte flüssige Medium vorzugsweise 5
bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Ingredientien,
und noch bevorzugter 10 bis 50% aus.
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Wenn
das fermentierte flüssige
Medium gemäß der Erfindung
bei der Herstellung von rohen Lebensmittelprodukten verwendet wird,
sind diese letztgenannten vorzugsweise unter Getränken wie
Fruchtsäften, Füllungen
und Milchprodukten, gerührten
Joghurts („les
yaourts brassés") oder fermentierter
Milch zu finden.
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In
diesem Fall und vorteilhafterweise stellt das fermentierte Medium
3 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des fertigen rohen
Lebensmittelprodukts, dar.
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In
dem Fall, in dem das fermentierte Medium als Ingrediens bei der
Herstellung von rohen Produkten verwendet wird, ist es vorteilhaft,
dem flüssigen,
zu fermentierenden Ausgangsmedium keine Hefe zuzusetzen.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung
von rohen oder gegarten bzw. gekochten bzw. gebackenen Lebensmittelprodukten,
das wenigstens eine Stufe der Inkubation eines fermentierten Mediums,
wie es oben definiert ist, umfasst.
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Nach
einer ersten Ausführungsform
handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung eines gegarten Lebensmittelprodukts,
umfassend vorteilhafterweise eine Stufe einer Einarbeitung wenigstens
eines fermentierten flüssigen
Mediums gemäß der Erfindung,
wie es vorstehend definiert wurde, im Gemisch mit den Ingredientien
eines Teigs auf Mehlbasis anstelle eines Teils oder der Gesamtheit
der Sauerteiggrundmasse bzw. des Vorteigs („levain-chef"), welche üblicherweise
in den herkömmlichen
Verfahren zur Herstellung von gegarten Produkten verwendet wird.
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Im
Sinne der vorliegenden Erfindung versteht man unter Sauerteiggrundmasse
den ersten Sauerteig oder Vorteig, der während eines Verfahrens zur
Herstellung von Brotprodukten zum ersten Mal hergestellt wird, und
der in der Folge während
der späteren
Herstellungen einfach gekühlt
und erneuert wird.
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Nach
einer zweiten Ausführungsform
handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung von rohen Lebensmittelprodukten
des Typs Getränke
(Fruchtsäfte),
Füllungen
(„fourrages") oder Milchprodukte
(gerührte Joghurts,
fermentierte Milch), in denen das fermentierte Medium vorzugsweise
direkt den hergestellten Produkten zugesetzt wird.
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Das
Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung
weist demnach den Vorteil auf, dass es in einer klassischen Industrielinie
ohne Modifikation der Anlage über
die Stufe der Vorfermentation hinaus anwendbar ist und so die Herstellung
von rohen oder gegarten Produkten nach Einarbeitung des fermentierten
flüssigen
Mediums erlaubt.
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Gegenstand
der vorliegenden Erfindung sind auch rohe oder gegarte Lebensmittelprodukte,
die fermentierte pflanzliche Fasern, die nach dem Herstellungsverfahren,
wie es vorstehend definiert wurde, erhalten wurden, umfassen und
die durch das Herstellungsverfahren unter Verwendung des fermentierten
flüssigen Mediums
als Ingrediens erhalten wurden.
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Die
so erhaltenen rohen oder gegarten Lebensmittelprodukte umfassen
zwei- bis zehnmal mehr Gesamtfasern als die Lebensmittelprodukte
des Stands der Technik, die nicht-fermentierte Fasern oder Fasern, die
durch andere Milchsäurebakterien
als Lactobacillus plantarum, Lactobacillus paraplantarum und Lactobacillus
pentosus fermentiert wurden, enthalten.
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Außer den
vorstehend genannten Ausführungsformen
umfasst die Erfindung noch andere Ausführungsformen, die aus der folgenden
Beschreiben hervorgehen, welche sich auf Beispiele zur Herstellung
von fermentierten Medien gemäß der Erfindung,
auf ein Beispiel zur Herstellung von gegarten Lebensmittelprodukten
des „Cracker"-Typs; „Petit
brun Extra®"; weiche Brötchen des
Typs Captain® und
Milchbrot mit Hilfe von fermentierten Medien gemäß der Erfindung sowie auf ein
Beispiel zur Herstellung von fermentierten Medien und auf ihre Verwendungen
zur Herstellung eines Fruchtsafts oder eines Milchprodukts bezieht.
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Es
muss jedenfalls selbstverständlich
sein, dass diese Beispiel einzig zur Erläuterung des Gegenstands der
Erfindung angeführt
werden, für
den sie in keiner Weise eine Beschränkung darstellen sollen.
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BEISPIEL 1: HERSTELLUNG EINES FERMENTIERTEN
MEDIUMS (MF1)
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Man
stellt ein Medium her, dass die folgenden Ingredientien enthält:
- – 75%
Wasser mit 35°C,
- – 0,0%
Lactobacillus pentosus-Bakterium I-2847,
- – 0,01%
Presshefe (Saccharomyces cerevisiae), verkauft unter der Bezeichnung
S47 von der Société Lesaffre,
- – 23%
Weizenkleie
- – 1,2%
Weizenkeime
- – 1,2%
Gerstenmalzsirup, der unter der Bezeichnung Diamalt von der Firma
Brewing Products verkauft wird.
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Das
so hergestellte Medium umfasst etwa 9·105 Hefen
und 2,3·106 Bakterien pro Gramm Gesamtmedium vor der
Fermentation. Nach einer Inkubation bei 35°C während 19 Stunden unter Rühren mit
2 Umdrehungen pro Minute enthält
des Medium etwa 9,5·106 Hefen und 2,6·108 Bakterien
pro Gramm fermentiertes Gesamtmedium und besitzt am Ende der Fermentation
einen pH von 4,5 und eine ATT von 220 mÄq/kg. Das so erhaltene fermentierte
Medium wird dann bei 4°C
bis zu seiner Verwendung in einem Bottich konserviert.
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BEISPIEL 2: HERSTELLUNG EINES FERMENTIERTEN
MEDIUMS (MF2)
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Man
stellt ein Medium her, das die folgenden Ingredientien enthält:
- – 56%
Wasser mit 40°C,
- – 0,2%
Lactobacillus plantarum-Bakterium I-3045,
- – 42%
Weizenkleie
- – 1%
Weizenkeime
- – 1%
Gerstenmalzsirup, verkauft unter der Bezeichnung Diamalt von der
Firma Brewing Products.
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Das
so hergestellte Medium umfasst etwa 107 Bakterien
pro Gramm Gesamtmedium vor der Fermentation. Nach einer Inkubation
bei 37°C
während
24 Stunden unter Rühren
mit 2 Umdrehungen pro Minute enthält das Medium am Ende der Fermentation
etwa 108 Bakterien pro Gramm fermentiertes
Gesamtmedium, besitzt einen pH von 3,8 und eine ATT von 400 mÄq/kg. Das
so erhaltene fermentierte Medium kann direkt verwendet werden oder
bei 4°C
bis zu seiner Verwendung gelagert werden.
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BEISPIEL 3: HERSTELLUNG EINES FERMENTIERTEN
MEDIUMS (MF3)
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Man
stellt ein Medium her, das die folgenden Ingredientien enthält:
- – 58%
Wasser
- – 0,01%
Lactobacillus plantarum-Bakterium I-3045
- – 0,04%
Presshefe S47
- – 42%
Weizenkleie
- – 4%
Streuzucker.
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Das
so hergestellte Medium umfasst etwa 2,5·106 Hefen
und 107 Bakterien pro Gramm Gesamtmedium
vor der Fermentation. Nach einer Inkubation bei 28°C während 24
Stunden ohne Rühren
enthält
das Medium etwa 107 Hefen und 2·107 Bakterien pro Gramm fermentiertes Gesamtmedium,
besitzt am Ende der Fermentation einen pH von 4 und eine ATT von
330 mÄq/kg.
Das so erhaltene fermentierte Medium kann direkt verwendet werden
oder bei 4°C
bis zu seiner Verwendung gelagert werden.
-
BEISPIEL 4: HERSTELLUNG EINES FERMENTIERTEN
MEDIUMS (MF4)
-
Man
stellt ein Medium her, das die folgenden Ingredientien enthält:
- – 56%
Wasser
- – 0,01%
Lactobacillus plantarum-Bakterium I-3045,
- – 0,04%
Presshefe S47,
- – 40%
Weizenkleie
- – 4%
Streuzucker.
-
Das
so hergestellte Medium umfasst etwa 9·105 Hefen
und 2,3·106 Bakterien pro Gramm Gesamtmedium vor der
Fermentation. Nach einer Inkubation bei 28°C während 24 Stunden ohne Rühren enthält das Medium
am Ende der Fermentation etwa 5·106 Hefen
und 1·107 Bakterien pro Gramm fermentiertes Gesamtmedium,
besitzt einen pH von 4,2 und eine ATT von 300 mÄq/kg. Das so erhaltene fermentierte
Medium kann direkt verwendet werden oder bei 4°C bis zu seiner Verwendung gelagert
werden.
-
BEISPIEL 5: HERSTELLUNG EINES GEGARTEN
LEBENSMITTELPRODUKTS DES CRACKER-TYPS
-
Ein
Teig wird durch Mischen der folgenden Ingredientien und in der angegebenen
Reihenfolge hergestellt:
- – 39% fermentiertes Medium
MF1, erhalten durch das Verfahren, wie es in Beispiel 1 beschrieben
ist,
- – 36%
Weichweizenmehl, Typ 65,
- – 9%
Palmöl
- – 12%
Weizenkleie
- – 1%
Salz
- – 1%
Natriumbicarbonat (BCS),
- – 2%
Wasser.
-
Das
so erhaltene Gemisch wird in einem Vertikalkneter während 12
Minuten mit einer Geschwindigkeit von 50 Umdrehungen pro Minute
geknetet und während
einer Stunde bei 26°C
in einer Atmosphäre,
die eine relative Feuchtigkeit von 80% aufweist, gedämpft.
-
Die
Herstellung von Blättern
des Teigs erfolgt in gestapelten Schichten, wobei das Auswalzen
progressiv bis zu einer Dicke von vorzugsweise 1 mm erfolgt. Das
Backen der Teigstücke,
die mit einer Stanzvorrichtung Saiwa Prémium® ausgeschnitten
wurden, erfolgt in 7 Minuten bei 260°C.
-
Die
erhaltenen Endprodukte besitzen einen Gehalt an Gesamtfasern von
22,55%, im Vergleich dazu besitzen Cracker des Typs Saiwa Prémium®,
die durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren hergestellt wurden, nur einen Gehalt von 3,8%
Gesamtfasern.
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BEISPIEL 6: HERSTELLUNG EINES KEKSES VOM
TYP PETIT BRUN EXTRA®
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Ein
Teig wird durch Mischen der folgenden Ingredientien hergestellt:
- – 20%
fermentiertes Medium MF2, erhalten durch das Verfahren, wie es in
Beispiel 2 beschrieben ist,
- – 42%
Weichweizenmehl, Typ 55,
- – 9%
Palmöl,
- – 0,4%
BCS,
- – 7%
Puderzucker,
- – 4%
Invertzucker,
- – 16%
Gerstenmalzsirup, verkauft von der Firma Brewing Products,
- – 1%
Wasser.
-
Der
Teig wird in einem horizontalen Kneter mit zwei Armen durch ein
vorangehendes Mischen der Pulver (Mehl, Puderzucker, BCS) mit dem
fermentierten Medium MF2 und dem Invertzucker bei einer Geschwindigkeit
von 40 Umdrehungen pro Minute während
1 Minute 30 hergestellt. Die Gesamtheit der Flüssigkeiten (Wasser, Palmöl) wird
dann zugesetzt und das Gemisch wird mit einer Geschwindigkeit von
40 Umdrehungen pro Minute während
1 Minute 30 geknetet. Die durch die Stanzvorrichtung Petit Brun
Extra® geschnittenen Teigstückchen werden
bei einer Temperatur von 210°C
während
5 bis 7 Minuten gebacken.
-
Die
erhaltenen Endprodukte besitzen einen Gehalt an Gesamtfasern von
5,22%; im Vergleich dazu besitzen Kekse Petit Brun Extra®,
die durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren hergestellt wurden, nur 2,6% Gesamtfasern.
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BEISPIEL 7: HERSTELLUNG EINES WEICHEN
BROTES VOM TYP CAPTAIN®
-
Ein
Teig wird durch Mischen der folgenden Ingredientien hergestellt:
- – 41%
fermentiertes Medium MF3, erhalten durch das Verfahren, wie es in
Beispiel 3 beschrieben ist,
- – 13%
Weichweizenmehl, Typ 45
- – 0,5%
BCS,
- – 0,3%
Salz,
- – 18%
ganze Eier,
- – 16%
Streuzucker,
- – 4%
Glycerin,
- – 2%
Vollmilch,
- – 6%
Rapsöl.
-
Der
Teig wird in einem Planetenkneter durch vorheriges Vermischen der
Ingredientien in Pulverform (Mehl, BCS, Salz, Streuzucker) mit dem
Medium MF3 mit einer Geschwindigkeit von 40 Umdrehungen pro Minute
während
1 Minute hergestellt. Dann werden alle flüssigen Ingredientien (Glycerin,
Vollmilch, Eier, Rapsöl) außer Rapsöl zugesetzt
und das Gemisch wird mit einer Geschwindigkeit von 40 Umdrehungen
pro Minute während
1 Minute, dann mit einer Geschwindigkeit von 70 Umdrehungen pro
Minute während
einer weiteren Minute zerknetet. Schließlich wird das Rapsöl dem so
erhaltenen Gemisch zugesetzt, welches dann erneut mit einer Geschwindigkeit
von 40 Umdrehungen pro Minute während
1 Minute geknetet wird.
-
Nach
30-minütigem
Ruhen als Kugel wird der Teig in einer Form verteilt, die in kleine
rechteckige Kästchen
aufgeteilt ist, verteilt, und zwar mit 27 g pro Kästchen.
Schließlich
werden die geformten Produkte bei einer Temperatur von 210°C während 12
bis 16 Minuten und vorzugsweise während 13 Minuten gebacken.
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Die
erhaltenen fertiggestellten Produkte besitzen so einen Gehalt an
Gesamtfasern von 9,03%, verglichen mit weichen Brötchen des
Captain®-Typs,
die durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren hergestellt werden, welche nur 2,8% Gesamtfasern
besitzen.
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BEISPIEL 8: HERSTELLUNG EINES KONDITOREIPRODUKTES
(„UN
PRODUIT DE VIENNOISERIE")
DES TYPS MILCHBROT
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Ein
Teig wird durch Mischen der folgenden Ingredientien hergestellt:
- – 47%
fermentiertes Medium MF4, erhalten durch das Verfahren, wie es in
Beispiel 4 beschrieben ist,
- – 38%
Weichweizenmehl, Typ 45,
- – 4%
Streuzucker,
- – 0,7%
Eipulver,
- – 0,8%
Glycerin,
- – 4%
Rapsöl,
- – 6%
osmophile Hefen,
- – 0,03%
einer 10%igen Ascorbinsäurelösung,
- – 0,12%
feines Salz.
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Der
Teig wird in einem Artofex®-Kneter durch ein vorheriges
Mischen von Gluten, der Hefe und dem MF4-Medium bei einer Geschwindigkeit
von 40 Umdrehungen pro Minute während
1 Minute hergestellt. Der Rest der Ingredientien wird dann zugesetzt
und das Gemisch wird mit einer Geschwindigkeit von 70 Umdrehungen
pro Minute während
weiterer 15 Minuten geknetet.
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Das
Formen des Teigs wird mit 38 g pro Teigstück durchgeführt und die Teigstücke werden
dann während
50 Minuten bei 38°C
in einer Atmosphäre,
die eine relative Feuchtigkeit von 80% aufweist, gedämpft. Schließlich werden
die geformten Produkte bei einer Temperatur von 200°C während 12
bis 16 Minuten und vorzugsweise während 14 Minuten gebacken.
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Die
erhaltenen fertiggestellten Lebensmittelprodukte besitzen so einen
Gehalt an Gesamtfasern von 11,07%; im Vergleich dazu besitzen Milchbrötchen, die
durch ein herkömmliches
Herstellungsverfahren hergestellt werden, nur 3,9% Gesamtfasern.
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BEISPIEL 9: HERSTELLUNG EINES FERMENTIERTEN
MEDIUMS (MF5) UND VERWENDUNG EINES SOLCHEN MEDIUMS FÜR DIE HERSTELLUNG
EINES FRUCHSAFTS
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Man
stellt ein Medium her, das die folgenden Ingredientien enthält:
- – 84%
Wasser,
- – 0,01%
Lactobacillus plantarum-Bakterium I-3045,
- – 3%
Invertzucker,
- – 2,99%
Weizenkleie.
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Nach
einer Inkubation bei 28°C
während
24 Stunden und unter Rühren
mit 30 Umdrehungen pro Minute enthält das Medium 1·109 Bakterien pro Gramm fermentiertes Gesamtmedium,
besitzt am Ende der Fermentation einen pH von 3,9 und eine ATT von
120 mÄq/kg.
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Das
so fermentierte Medium wird mit 10 bis 20% in einen Fruchtsaft,
zum Beispiel Pfirsich- oder Birnensaft, gegeben.
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BEISPIEL 10: HERSTELLUNG EINES FERMENTIERTEN
MEDIUMS (MF6) UND VERWENDUNG EINES DERARTIGEN MEDIUMS FÜR DIE HERSTELLUNG
EINES MILCHPRODUKTS
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Man
stellt ein Medium her, das die folgenden Ingredientien enthält:
- – 90%
Wasser,
- – 0,01%
Lactobacillus plantarum-Bakterium I-3045,
- – 1,99%
Invertzucker,
- – 8%
Weizenkleie.
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Nach
einer Inkubation bei 28°C
während
24 Stunden und unter Rühren
mit 30 Umdrehungen pro Minute enthält das Medium etwa 1·109 Bakterien pro Gramm fermentiertes Gesamtmedium,
besitzt am Ende der Fermentation einen pH von 3,9 und einen ATT
von 170 mÄq/kg.
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Das
so fermentierte Medium wird mit 3 bis 10% in eine fermentierte Milch
oder einen gerührten
Joghurt („un
yaourt brassé") gegeben.
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Die
Gesamtheit dieser Resultate beweist klar, dass das fermentierte
Medium, das nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt
wurde und als Ingrediens in der Herstellung von rohen oder gegarten
Lebensmittelprodukten verwendet wurde, es ermöglicht, bedeutende Mengen an
Fasern in die Endprodukte einzuarbeiten und dies unter Erhöhung des
Einarbeitungsgehalts an Gesamtfasern in die so erhaltenen Lebensmittelprodukte
um einen Faktor von 2 bis 10.