Ароматичні сполуки з підвищеною стабільністю

Реферат: Винахід належить до способу підвищення ароматичних сполук, який включає: (a) ароматизатора або аромату з ферментом, контактування суміші (а) з киснем. Винахід способу. O стабільності тіолвмісного ароматизатора або контактування або змішування тіолвмісного який каталізує утворення дисульфідів, і (b) належить також до продукту, одержаного по SH UA 103747 C2 (12) UA 103747 C2 UA 103747 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Даний винахід належить способу підвищення стабільності тіолвмісних ароматів, зокрема в харчових ароматизаторах і ароматах. Даний винахід стосується обробки нестабільних ароматичних тіолів, які присутні в каві, чаї, какао, шоколаді, сирі, вині, пиві і інших. Спосіб включає стадію контактування або змішування тіолвмісного аромату або композиції, що містить вказаний аромат, з ферментом, який каталізує утворення ароматично активних дисульфідів. Додатково, даний винахід стосується стабілізованого аромату, який може бути одержаний способом згідно з даним винаходом, і упакованого або інкапсульованого продукту, в який введений фермент, який каталізує утворення дисульфідів. Важливими ароматичними компонентами ароматів є тіолвмісні компоненти. Зокрема, ці ароматичні сполуки містяться в різних харчових продуктах, таких як овочі, яйця, м'ясо, кава, чай, какао, шоколад, арахіс, сири, а також напоях, таких як вино і пиво, і додають їм в процесі їх теплової обробки або обсмажування аромат обсмажування і приготування на грилі. Ці леткі тіолвмісні сполуки добре відомі своєю нестабільністю і можуть бути втрачені як при випаровуванні, так і при взаємодії і реакції з іншими сполуками, присутніми в композиції. Наприклад, характерний аромат свіжообсмаженої кави є результатом численних тіолвмісних летких сполук, які по суті утворюються в процесі обсмажування. Однак специфічний аромат кави легко руйнується, генеруючи при цьому неприємний гіркий аромат. Втрата свіжості обсмаженої кави вважається безповоротним процесом внаслідок втрати летких тіолвмісних сполук під час зберігання за рахунок випаровування, небажаних продуктів реакцій і взаємодії з іншими сполуками кави, включаючи меланоїдини. Таким чином, в попередньому рівні техніки робилися спроби збереження бажаних ароматичних сполук і зниження небажаних компонентів. Спосіб відновлення ароматичних сполук полягає в доданні або введенні додаючих аромат сполук, таких як сірковмісні алкани або сірковмісні кетони (ЕР 1525807), які замінюють або посилюють смак або аромат, втрачені під час приготування і зберігання харчового продукту або напою. Як альтернатива в композицію харчового продукту може бути доданий попередник суміші (US 6358549), що включає полісульфід і сполуки з сульфгідрильною групою, який генерує ароматичну ноту за рахунок утворення тіолів при нагріванні. У JP 08/196212 описується додання сульфітів в змішану добавку, що включає каталазу з глютатіоном, солі сірчаної кислоти, цистеїн і антиоксидант, для збереження характерного аромату кави. Як правило, сульфіти і інші антиоксиданти можуть реагувати з окисниками і, таким чином, запобігати окисленню нестабільних ароматичних сполук. Як альтернатива ці антиоксиданти також можуть бути введені в упаковку харчового продукту (US 4041209), що має багатошарову стінку, заповнену сульфітом, яка запобігає проникненню кисню в упаковку. У WO 2004/028261 і WO 02/087360 описується додання поліпшуючого аромат або стабілізуючого агента, що включає нуклеофіли, які містять сірку або азот і здатні реагувати з комплексними або небажаними сполуками, які посилюють руйнування інших летких бажаних ароматичних сполук. Потім вказаний стабілізуючий або поліпшуючий аромат агент може бути видалений з харчового продукту або напою. У WO 2006/018074 описується обробка водного екстракту кави полівінілпіролідоном, який видаляє переважно більше ніж 15 % сухих речовин кави, що веде до видалення нелетких сполук, таких як меланоїдини, які, як вважається, індукують руйнування аромату. Крім того, відомо, що обсмажені частинки кави можуть бути покриті рідким екстрактом кави з утворенням, таким чином, грануляту обсмаженої кави із захищаючим аромат покриттям (ЕР 0646319), або обсмажені боби кави забезпечуються плівковим покриттям з шелаку, що володіє бар'єрними властивостями до газу (JP 63146753). У US 6093436 описується каталізована ферментом антиоксидантна система для напоїв, що являє собою комбінацію глюкозоксидази, субстрат глюкозоксидази і неорганічного розкислювача. Ця композиція служить як антиоксидант, в невеликих кількостях знижуючи вміст кисню в переважному кавовому напої. Однак в жодному з вищезгаданих способів не описується підвищення стабільності смаків і ароматів, виборне спрямоване на нестабільні тіолвмісні сполуки, які по суті відповідальні за характерний смак і аромат даного продукту. Отже, способи, що традиційно використовуються супроводжуються утворенням небажаних побічних продуктів з комплексом суміші ароматичних сполук. Короткий опис винаходу Несподівано було виявлено, що ферментативний перехід реакційноздатних тіолових груп (SH) в дисульфідні групи (-S-S-), в результаті, приводить до посилення стабільності ароматичних сполук в порівнянні з моносульфідами і, отже, додає порівнянний аромат і смак, і ароматичний вплив за рахунок одержання ароматично активних дисульфідів з чудовими сенсорними властивостями. 1 UA 103747 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Зокрема, було виявлено, що ферментативний перехід нестабільних тіолвмісних ароматичних сполук в дисульфіди, в результаті, приводить до посилення стабільності смаку і аромату композиції. Даний винахід запобігає зниженню випаровування сполук, інгібує небажані побічні реакції і, отже, зберігає характерний аромат харчового продукту, такого як кава, чай, какао, шоколад, сири, вино, пиво і, інші, в процесі зберігання або обробки. Спосіб обробки згідно з даним винаходом забезпечує ароматично активні дисульфіди з підвищеною стабільністю і збереження їх в ароматичній композиції як ароматизуючих агентів. (1) Зокрема, даний винахід стосується способу підвищення стабільності тіолвмісних смакових і ароматичних сполук, що включає стадію контактування або змішування тіолвмісних смакових і ароматичних сполук з ферментом, каталізуючим утворення дисульфідів, і контактування вказаної суміші з киснем. (2) Спосіб згідно з позицією (1), що додатково включає стадію перемішування суміші, або (3) спосіб згідно з позиціями (1) і (2), що включає стадію додання ароматів в продукт перед, під час і/або після стадії контактування або змішування тіолвмісного ароматизатора або аромату з ферментом, каталізуючим дисульфіди, і контактування вказаної суміші з киснем. (4) Зокрема, спосіб згідно з будь-якою з позицій (1)-(3), де тіолвмісний ароматизатор або аромат може являти собою харчовий продукт, вибраний з групи, що складається з кави, сумішей кави, її рідких концентратів, чаю, какао, шоколаду, арахісу, сира, блоків ароматів сиру, вина і пива. (5) Фермент, каталізуючий утворення дисульфідів, згідно з будь-якою з позицій (1)-(4), що являє собою сульфгідрильну оксидазу з дріжджів. (6) Зокрема, сульфгідрильна оксидаза позиції (5) являє собою сульфгідрильну оксидазу Ervlp. (7) Фермент, що застосовується в способі згідно з будь-якою з позицій (1)-(6), може бути імобілізований на або в нерозчинну матрицю. (8) Кисень, що застосовується в способі згідно з будь-якою з позицій (1)-(7), що приводиться в контакт зі сумішшю, що включає фермент, каталізуючий утворення дисульфідів, і тіолвмісну ароматичну сполуку спіненням або інжекцією кисню через нього. (9) Молярне співвідношення сульфгідрильної оксидази до тіолових груп, використане в способі згідно з будь-якою з позицій (5)-(8), складає в межах від 1:2000 до 2000:1, і (10) переважно співвідношення сульфгідрильної оксидази до тіолових груп становить 1:1. (11) Каталізоване утворення дисульфідів згідно з будь-якою з позицій, що проводиться протягом часу в межах від 5 хвилин до 12 годин, і (12) переважно протягом часу в межах від 4 до 6 годин. (13) Додатково, даний винахід стосується продукту, що одержують способом згідно з будьякою з позицій (1)-(12), і (14) упакованого або інкапсульованого продукту, в який введений фермент, каталізуючий утворення дисульфідів. Детальний опис винаходу Даний винахід стосується обробки реакційноздатних тіолових груп (-SH), присутніх в тіолвмісних ароматичних сполуках, з використанням сульфгідрильної оксидази з високо виборчим ферментативним перетворенням в ароматично активні дисульфіди вказаних ароматичних сполук. Це перетворення не стосується хімічної активності тіолів для реакцій з іншими компонентами кави, включаючи меланоїдини, які відповідальні за процес втрати свіжості кави. Одержані, в результаті, димерні дисульфідвмісні ароматичні сполуки мають підвищену стабільність при зберіганні в порівнянні з мономерними тіолами. Дисульфіди зберігаються в продукті як ароматична сполука і мають сенсорний пороговий рівень, аналогічний мономерним тіолвмісним ароматичним сполукам, але мають більш м'який аромат з тими ж свіжими нотами. Застосування ферменту як стабілізуючого аромат агенту замість агентів, що традиційно використовуються, і способи згідно з даним винаходом мають множину переваг. Специфічність каталізованої ферментом реакції вирішує проблеми, викликані застосуванням звичайних антиоксидантів, що надають вплив загалом на композицію харчового продукту. Зокрема, антиоксиданти можуть перешкоджати утворенню цінних ароматично активних речовин і реагувати з іншими харчовими компонентами, що містять окислювально-відновні функціональні групи. Крім того, застосування ферменту згідно з даним винаходом, в результаті, приводить до більш м'яких умов реакції, які є переважними, зокрема, в композиціях харчового продукту. Додатково, даний винахід стосується продукту зі стабілізованим ароматом, що одержується способом згідно з даним винаходом, і до інкапсульованого або упакованого продукту, в який введений фермент, каталізуючий утворення дисульфідів. Далі даний винахід описаний більш детально в наступних конкретних аспектах і варіантах втілення даного винаходу. 2 UA 103747 C2 5 Тіолвмісна ароматична сполука Тіолвмісні ароматичні сполуки, оброблені способом згідно з даним винаходом, зокрема, присутні в харчових продуктах і напоях, таких як кава, чай, какао, шоколад, сири, вино, пиво і інші. Не обмежуючись конкретними варіантами втілення даного винаходу, приклади цих тіолвмісних ароматичних сполук присутні в таких харчових продуктах, включаючи наступні. Таблиця 1 Приклади тіолвмісних ароматичних сполук Сполука Метантіол 2-фурфурилтіол 3-метил-2-бутен-1-тіол Абревіатура МТ Будова Н3С-SH FFT Смажіння SH O CH3 МВТ Аромат Гнилий Сірчаний SH CH3 HS 3-меркапто-2-метилпропанол ММРОН OH HS HS 3-меркапто-2-метилбутанол 3-меркапто-3метилбутилформіат Солодкий CH3 ММВ OH CH3 Пряний OH HS MMBF O CH3 Смажіння O HS З-меркапто-3-метилбутилацетат ММВА H O CH3 O HS CH3 O HS 4-меркапто-4-метил-2-пентанон ММР CH3 CH3 М'ясний OH 4-меркапто-4-метилпентан-2-ол ММРОН Смажіння HS Квіток лимона CH3 OH SH 3-меркаптогексан-1-ол OH МНОН SH Сірчаний OH O SH 3-меркаптогексилацетат O SH O 10 CH3 O МНА Самшиту вічнозеленого CH3 Каталізоване ферментом утворення дисульфідів Фермент, що використовується в даному винаході, який каталізує утворення дисульфідів, як правило, являє собою сульфгідрильну оксидазу (SOX). SOX каталізує перетворення тіолових груп в їх відповідні дисульфіди згідно з наступною реакцією: 2RSH+O2→RSSR+H2O2. 3 UA 103747 C2 Наприклад, сульфгідрильна оксидаза Ervlp каталізує реакцію 2-фурфурилтіолу (FFT) в 2,2дитіодиметилендифуран (димерний FFT; Di-FFT) згідно з наступним рівнянням: О2 2 O FFT SH сульфгідрильна оксидаза H 2 O2 O S S Di-FFT O . 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Мікробні джерела, які продукують достатні кількості сульфгідрильної оксидази, є потенційними джерелами для виділення і продукування її в промислових масштабах. Як правило, виділену сульфгідрильну оксидазу очищають з використанням традиційного осадження і хроматографічними методами. Всі приклади здійснюються з використанням сульфгідрильної оксидази Ervlp (EC 1.8.3.2 каталожний № Е-5) від X-Zyme GmbH, Merowingerplatz 1A, 40225 Dusseldorf, Germany/Дюсельдорф, Німеччина. Цей фермент застосовують для перехресного зшиття, покриття або мічення вільних тіолових груп, інактивації небажаних тіолових компонентів і стабілізації білкової матриці хлібобулочних виробів. Ervlp відомий як активний на широкому спектрі субстратів, що містять вільні тіолові групи. Сульфгідрильну оксидазу Ervlp одержують з дріжджів (Saccharomyces cerevisae), і вона являє собою димерний FAD-залежний білок з молекулярною масою 24,7 кДа на субодиницю. Конкретними перевагами цього ферменту є висока термостабільність, стійкість до кисню і дуже переважні енергетичні властивості. Кисень необхідний тільки для субстрату для ферментативного окислення тіолових груп в дисульфіди. Опис фігур Фіг. 1: Зниження 2-фурфурилтіолу (FFT), наведене в процентах [%] за часом [год.], де надлишок FFT (40,000 мкг/кг) доданий до сульфгідрильної оксидази Ervlp. Фіг. 2: Утворення димерного 2-фурфурилтіолу (Di-FFT), наведене в процентах [%] за часом [год.], де надлишок FFT (40,000 мкг/кг) доданий до сульфгідрильної оксидази Ervlp. Фіг. 3: Стабільність димерного 2-фурфурилтіолу (Di-FFT) в присутності меланоїдинів в порівнянні з метил-2-метил-3-фурфурилдисульфідом і 2-фурфурилтіолом (FFT), наведена в процентах [%] за часом [год.] (Приклад 3). Фіг. 4: Ферментативно оброблений і необроблений екстракт аромату обсмаженої кави, одержаний з використанням відгонки з водяною парою. Hа Фігурі показані відносні концентрації ароматичних сполук, одержані з використанням ГХ-МС вимірювання. Фіг. 5: Аналіз ГХ хроматографією системи фурфурилової моделі, обробленої сульфгідрильною оксидазою (світло-сірий) і необробленої згідно з порівняльним прикладом (темно-сірий). Приклад 1 Одержання екстракту аромату (1) Частки розмолотої обсмаженої кави розміром максимально близько 1,8 мм зволожують до вмісту вологи близько 50 % мас. по відношенню до розмолотої обсмаженої кави, обробляючи в перколяторі насиченою парою під тиском близько 0,5 бар і при температурі близько 100 °C протягом близько 5 хвилин. Пару із складовими кави конденсують при температурі близько 5 °C для конденсації кількості близько 5 % мас. по відношенню до кількості сухої обсмаженої кави, що використовується. Виділення меланоїдинів Меланоїдини виділяють з кавового напою ультрафільтрацією з використанням наступних стадій: (а) розділення кавового напою на фракції з використанням ультрафільтрацій з відсічною молекулярною масою 30 кДа; (b) залишок (>30 кДа), тобто виділені меланоїдини піддають сублімаційному сушінню і використовують для реакції з FFT; (с) фільтрат (