DE69732435T2

DE69732435T2 - Verwendung von 1-nonen-3-on als aromastoff

Info

Publication number: DE69732435T2
Application number: DE69732435T
Authority: DE
Inventors: Andreas Ott; Alain Chaintreau; B. Laurent FAY
Original assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Current assignee: Societe des Produits Nestle SA; Nestle SA
Priority date: 1996-08-02
Filing date: 1997-07-22
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2017-07-23
Also published as: CA2262462C; EP1006813A1; JP2000516645A; CA2262462A1; ES2237799T3; CN1161034C; EP1006813B1; BR9711001A; NZ333966A; AU735054B2; ATE288207T1; CN1575790A; US6296889B1; AU3849397A; CN1231581A; AR008145A1; DE69732435D1; WO1998005220A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von 1-Nonen-3-on als Aromatisierungsmittel, insbesondere zur Aromatisierung von Molkereiprodukten und Kaffeeextrakten, sowie die Verbindung in verkapselter Form.
Hintergrund der Erfindung
Seit den 1950ern erregten die flüchtigen Joghurtbestandteile großes Interesse, und mehr als 60 Aromakomponenten wurden bisher identifiziert (Maars et al, Volatile compounds in food, TNO-CIVO, Food Analysis Institute, Niederlande, 1994). Sein Verzehr wurde aufgrund seines delikaten Aromas in Verbindung mit seiner speziellen Textur und den geltend gemachten gesundheitlichen Vorzügen von Milchsäurebakterien für Menschen seit den 1960ern sehr populär. Headspace und die Simultane Destillation Extraction (SDE) wurden üblicherweise für die Analyse seines Aromas verwendet. Aufgrund der geringen Intensität des Joghurtgeruchs wird die Probe häufig erhitzt, um die Flüchtigkeit der Aromastoffe zu erhöhen (Ulberth et al., Assoc Off. Anal. Chem., 74, 630-634, 1991). Das kann die Zusammensetzung dieses empfindlichen Aromas verändern, und es muss eine milde Probengewinnungstechnik angewandt werden. Unter Anwendung einer Spül-und-Fallen-Probennahme bei einer niedrigen Temperatur, identifizierten Lay bzw. Imhof 23 und 33 Verbindungen (Lay et al., J. Food Sci., 58, 991-995, 1993; Imhof et al., Lebensm. Wiss. u. Technol., 27, 265-269, 1994), wobei jedoch noch niemand die entscheidenden flüchtigen Stoffe bestimmt hat, die für das typische Joghurtaroma verantwortlich sind. In jüngerer Zeit haben Imhof et al., vorgeschlagen, dass 2,3-Butandion, 2,3-Pentandion, Dimethylsulfid und Benzaldehyd die wirkungsvollsten Bestandteile im Joghurtaroma sind (Lebensm. Wiss. u. Technol., 28, 78-86, 1995).
In Kaffeeextrakten identifizierten Semmelroch et al., als an der Aromawirkung beteiligt, 2-Methylpropanal, 2-Methylbutanal, 2,3-Butandion, 2,3-Pentandion, 3-Methyl-2-butenal und Guajakol (Lebensm. Wiss. u. Technol., 28, 310-313, 1995).
In anderen Zusammenhängen wurde 1-Nonen-3-on bereits durch Oxidation des entsprechenden Alkohols mit Pyridiniumchlorchromat synthetisiert (Corey et al., Tetrahedron Letters, 31, 2647-2650, 1975; Nakahira et al., J. Org. Chem. 57, 17-28, 1992). 1-Nonen-3-on wurde in Nahrungsmitteln noch nicht identifiziert, und zwar nach den anerkannten Verfahren, auf die sich die International Organisation of the Flavour Industry (Z. Lebensm. u. Forsch. 192, 530-534, 1991) geeinigt hat.
US-A-3 904 780 beschreibt, dass 8-Nonen-2-on einem Lebensmittel ein milchproduktartiges Aroma verleiht.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Verbindung bereitzustellen, die, in Kombination mit anderen Aromatisierungsmitteln, an der Aromatisierung von Lebensmittelprodukten beteiligt ist, insbesondere von Molkerei- und Kaffee-abgeleiteten Produkten.
Kurzdarstellung der Erfindung
Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung die Verwendung von 1-Nonen-3-on als Aromatisierungsmittel bereit, insbesondere zur Aromatisierung von Lebensmittel-, Kosmetika-, pharmazeutischen und Parfüm-Zusammensetzungen.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Aromatisierung einer Lebensmittel-, Kosmetik-, pharmazeutischen oder Parfüm-Zusammensetzung bereit, das die Zugabe einer wirksamen Menge von 1-Nonen-3-on zu der Zusammensetzung umfasst.
Gemäß einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Zusammensetzung in Form eines Pulvers bereit, das 1-Nonen-3-on verkapselt mit Polysacchariden umfasst.
Schließlich stellt die Erfindung irgendwelche Zusammensetzungen bereit, die im Wesentlichen aus 1-Nonen-3-on und wenigstens einem Molekül bestehen, für das bekannt ist, dass es an einem Molkerei- oder Kaffee-Aroma beteiligt ist, das ausgewählt ist aus 2,3-Butandion, 2,3-Pentandion, Dimethylsulfid, Methional, 2-Methyl-tetrahydrothiophen-3-on, 2E-Nonenal, Guajakol, Methylpropanal, 2-Methylbutanal, 3-Methylbutanal, 2- und 3-Methyl-2-butenal, 2- und 3-Methylbuttersäure, 3-Methyl-2-butenthiol, 2-Methylfuranthiol, 2-Furfurylthiol, 3-Mercapto-3-methylbutylformiat, 4-Ethylguajakol, 4-Vinylguajakol, 2-Isopropyl-3-methoxypyrazin, 2,3-Diethyl-5-methylpyrazin, 2-Ethyl-3,5-dimethylpyrazin, 2-Isobutyl-3-methoxypyrazin, beta-Damascenon, Vanillin, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon, 2-Ethyl-4-hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon und 5 Ethyl-3-hydroxy-4-methyl-2(5H)-furanon.
Kurze Beschreibung der Figuren
Ausführungsformen der Erfindung werden, lediglich beispielhaft, unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in denen sind:
1: das NIF-Profil des Joghurtaromas (Retention-Indizes an der Peakspitze),
2: Massenspektren von 1-Nonen-3-on (A: EI-Ionisationsspektrum; B: negatives CI-Spektrum,
3: GC/MS/MS-Chromatogramme des Tochterions 69, das durch SRM aus dem [M-H]^–Ion bei m/z 139 erhalten wurde; untere Spur: 50 pg Referenzverbindung; obere Spur: 5 μl Joghurtextrakt,
4: das NIF-Profil eines Leerexperiments (Headspace-Zelle, beschickt mit destilliertem Wasser),
5: die Bestimmung der 1-Nonen-3-on-Schwelle (C: Konzentration, ausgedrückt in ng/kg),
6: das NIF-Profil von Kaffeeaufgussaroma.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Gekoppelte Gaschromatographie-Olfaktometrie-Techniken gestatten die direkte Bestimmung von Aromaeindruck-Geruchsstoffen in Lebensmitteln. Die üblichsten angewandten Ver fahren sind die Charm Analysis (Acree et al., The analysis of odor-active volatiles in gas chromatographic effluents, In: Analysis of volatiles, de Gruyter, New York, 1984), und die Aromaextrakt-Verdünnungsanalyse (AEDA), (Ullrich und Grosch, Z. Lebensm. Unters. Forsch., 184, 277-282, 1987). Beide Verfahren beruhen auf der GC-Olfaktometrie eines Aromaextrakts, der verdünnt wird, bis am Sniffing Port kein Geruch mehr festgestellt wird. In jüngerer Zeit nahm die Gruppe von Grosch Proben des Headspace, der das Lebensmittel umgibt: seine Zusammensetzung repräsentiert den Geruch besser, der von einem Verbraucher wahrgenommen wird (Semmelroch und Grosch, Lebensm. Wiss. u. Technol., 28, 310-313, 1995).
Da der Dampfphasengeruch als erstes wahrgenommen wird, wenn man einen Joghurtbecher öffnet, oder über der Kaffeetasse, wird seine Qualität die Verbrauchervorlieben beeinflussen. Da die retronasale Wahrnehmung ebenfalls empfindlich auf den Headspace-Geruch reagiert, der von dem Joghurt freigesetzt wird, ist es vorzuziehen, sich auf den Headspace zu konzentrieren und die hauptsächlichen zum Geruch beitragenden Substanzen dadurch zu bestimmen, dass man eine direkte Messung ihres individuellen Aromaeindrucks verwendet. Eine kritische Bewertung von Verdünnungs-Schnüffeltechniken zeigte jedoch Reproduzierbarkeitsprobleme (Abbott et al., J. Agric. Food Chem. 41, 1698-1703, 1993).
Um Aromastoffe in Lebensmittelprodukten zu identifizieren, kann nur ein Verdünnungsgrad angewandt werden, und GC-Olfaktometrie kann verschiedene Male wiederholt werden. Aromagramme von Individuen werden dann "gemittelt", um die vorher erwähnten Reproduzierbarkeitsprobleme zu überwinden. Die resultierenden Aromagramme gestatten Geruchsprofil-Vergleiche, da die Peak-Intensitäten zu den Häufigkeiten der Geruchsdetektion in Beziehung stehen: "NIF" und "SNIF" ("Nasal Impact Frequency" bzw. "Surface of Nasal Impact Frequency": Ott et al., Improved headspace-GC-sniffing technique: screening of aroma impact flavourings, 4th Int. Symposium on Hyphenated Techniques in Chromatography, Bruges, Belgium, 1996).
Das nachfolgend als "Prozedur 1c" beschriebene Verfahren gestattet zum ersten Mal den Nachweis von 1-Nonen-3-on, und von anderen Aromatisierungsverbindungen, in Joghurts und Kaffeeaufgüssen. Die Geruchsschwelle von 1-Nonen-3-on beträgt etwa 8 pg/kg. Diese extrem niedrige Schwelle ordnet 1-Nonen-3-on den wirkungsstärksten Verbindungen zu, die bis heute in Aromen identifiziert wurden.
Viele Aromamoleküle von Molkereiprodukten und Kaffeeaufgüssen sind bereits bekannt. Jedes dieser Moleküle allein stellt kein Molkerei- oder Kaffee-Aroma dar. Es ist die Kombination dieser Aromatisierungsmoleküle, die zu dem typischen Molkerei- oder Kaffeearoma führt. Auf gleiche Weise stellt 1-Nonen-3-on ein Pilzaroma dar, wobei es jedoch dann, wenn es mit anderen Molkerei- oder Kaffeearomamolekülen kombiniert wird, das Endaroma verstärkt, das von dem Verbraucher wahrgenommen wird. Daher erstreckt sich die vorliegende Erfindung auch auf irgendwelche Aromatisierungszusammensetzungen, die im Wesentlichen aus 1-Nonen-3-on und Aromamolekülen bestehen, die am Molkerei- und Kaffeearoma beteiligt sind, wobei die Moleküle aus der Liste von Aromatisierungsmolekülen ausgewählt sein können, die oben aufgeführt werden, oder die in den Beispielen wiedergegeben werden.
Die Zugabe von 0,1 ppt bis 1 ppm 1-Nonen-3-on zu einem Molkereiprodukt kann überraschenderweise die positive erste Aromawahrnehmung des Molkereiaromas erhöhen. Die gleiche Beobachtung kann gemacht werden, wenn 1-Nonen-3-on einem Kaffeeaufguss zugesetzt wird. Beste Ergebnisse können erhalten werden, wenn 0,1 ppt bis 20 ppt von 1-Nonen-3-on zu einem Joghurt zugesetzt werden. Die Verwendung gemäß der Erfindung betrifft auch irgendeine Verwendung von 1-Nonen-3-on als Aromatisierungsbestandteil in einer Mischung, die einem Verfahren unterzogen wird, das zur Herausbildung einer Prozessaromatisierung führt.
Der Reaktionsmischung kann auch eine Lösung von Polysacchariden zugesetzt werden, nach der Umwandlung, und die Mischung kann dann gefriergetrocknet werden. Die Polysaccharide können beispielsweise Cyclodextrin oder Maltodextrin sein. Das erhaltene Pulver kann bis zu 10 Gew.-% 1-Nonen-3-on umfassen und ist ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, da die Verkapselung die Stabilisation dieser Verbindung ermöglicht. Dieses Pulver kann dann mit Vorteil zu Nahrungsmittel-, Kosmetik-; pharmazeutischen oder Parfüm-Zusammensetzungen zugesetzt werden, beispielsweise in oben angegebenen Mengen.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend weiter illustriert, und nicht beschränkt, durch eine ergänzende Beschreibung, die sich auf Beispiele für die Charakterisierung von Molekülen, die am Aroma von Nahrungsmittelprodukten beteiligt sind, bezieht, sowie die Verwendung von 1-Nonen-3-on zur Aromatisierung von Lebensmittelprodukten. Diesen Beispielen geht eine Beschreibung von verschiedenen Tests voraus. Alle Teile, Verhältnisse und Prozentangaben werden auf Gewichtsbasis angegeben, es sei denn, es ist etwas anderes angegeben, wobei auf die beigefügten Figuren Bezug genommen wird.
Test-Prozedur 1a – Dynamische Headspace/GC/MS:
Eine 10 g Joghurt-Probe wurde in 5 ml einer gesättigten Salzlösung dispergiert und in den Gaszerstäuber eines Spül-und-Fallen-Systems gefüllt (Tekmar Co., Cincinnati, OH). Die Proben wurden mit ultrareinem Stickstoff bei einer Durchflussgeschwindigkeit von 40 bis 60 ml/min während eines Zeitraums gespült, der von 5 bis 99 min variierte. Flüchtige Stoffe wurden thermisch von Tenax (180°C, 4 min) desorbiert, cryofokussiert und in ein HP 5995 GC/MS (Hewlett Packard, Avondale PA) injiziert, das mit einer FFAP (Supelco Inc., Bellefonte, PA)-Säule, 30 m Länge, 0,25 mm Innendurchmesser, 0,25 mm Phasen-Dicke ausgestattet war. Als Trägergas wurde Helium bei einem Durchfluss von 0,65 ml/min verwendet. Die Säule wurde 1,0 min auf 20°C gehalten, und mit einer Geschwindigkeit der Temperaturerhöhung von 4°C/min von 20 auf 200°C gebracht und 1 min bei 200°C gehalten. Die Massenspektren wurden mit einer Quellentemperatur von 220°C bei einem 70 eV-Ionisationspotential gewonnen. Die Massenspektren und die Retentionsindizes der nachgewiesenen Verbindungen wurden mit denen in Anwender-generierten Bibliotheken verglichen. Es wurden lineare Retentionsindizes bestimmt (Van den Dool und Kratz, J. Chromatogr., 11, 463-471, 1963) nach der Injektion einer n-Alkan-Reihe (C5-C17) unter den gleichen Bedingungen.
Test-Prozedur 1b – Headspace-Fallen/GC/MS:
100 g Joghurt und 16 g destilliertes Wasser wurden in einen Dreihalskolben mit 500 ml Volumen gegossen, auf 30°C thermostatisiert und rasch mit einem Magnetrührer gerührt. Die flüchtigen Substanzen wurden mit einem Strom von ultrareinem Helium von 30 ml/min ausgespült und an Tenax-Röhrchen 60 min lang aufgefangen. Die flüchtigen Stoffen wurden thermisch von Tenax desorbiert (250°C, 5 min), wobei man einen thermischen TD-2-Desorber (Scientific Instruments Services Inc., Ringoes, NJ) bei 250°C verwendet. Sie wurden cryofokussiert und in einen HP 5890 GC (Hewlett Packard, Avondale PA) injiziert, der mit einer DBWAX-Säule (J & W Scientific, Folsom, CA), (30 m Länge, 0,25 mm Innendurchmesser, 0,25 mm Phasendicke) ausgerüstet war. Als Trägergas wurde Helium bei einem Durchfluss von 0,65 ml/min verwendet. Die Säule wurde 5 min auf 20°C gehalten, dann mit einer Geschwindigkeit der Temperatursteigerung von 4°C/min auf 200°C gebracht und 10 min gehalten. Die Säule war direkt an die EI-Quelle eines HP 5971-Massenspektrometers angeschlossen, das bei den gleichen Bedingungen wie oben erwähnt betrieben wurde, und zwar im Scan- oder im SIM-Modus. Die Kriterien für die Identifizierung von Verbindungen waren die gleichen wie oben erwähnt.
Test-Prozedur 1c – Headspace-Zelle/GC/Schnüffeln oder /FID:
Die Headspace-Zelle zur Bestimmung von Verteilungskoeffizienten, wie sie beschrieben ist in Chaintreau et al., wird verwendet (Anal. Chem. 67, 3300-3304, 1995). Ihre Reproduzierbarkeit wurde mit Modellmischungen sichergestellt, und das System zeigte eine gute Genauigkeit, wenn es auf eine Quantifizierung in der Dampfphase angewandt wurde. Zu diesem Zweck wurden 25 g Joghurt oder 1 g Kaffeeaufguss in den Probenraum der Headspace-Zelle gegeben, und während zwei Stunden bei 30°C in einem Wasserbad äquilibriert. Der Headspace der Zelle (160 ml) wurde dann durch die Falle geleitet, die 250 mg Tenax enthielt, und zwar bei einem Durchfluss von 40 ml/min. Flüchtige Stoffen wurden thermisch vom Tenax desorbiert (300°C, 15 min), unter Verwendung eines thermischen ATD-400-Desorbers (Perkin-Elmer Corp., Norwalk, CT). Sie wurden auf einer internen kalten Tenax-Falle (–30°C) refokussiert und bei 300°C 3 min in einen HP 5890 GC (Hewlett Packard, Avondale, PA) desorbiert, der mit einer DBWAX-Säule ausgerüstet war (J & W Scientific, Folsom, CA), (60 m Länge, 0,53 mm Innendurchmesser, 1,00 mm Phasendicke). Als Trägergas wurde Helium bei einem Durchfluss von 10,0 ml/min verwendet. Die Säule wurde 5 min auf 20°C gehalten, bei einer Temperatursteigerungsgeschwindigkeit von 4°C/min auf 200°C gebracht und 10 min gehalten. Der Säulenausgang war entweder mit einem FID- oder einem Sniffing Port (Brechbühler SA, Plan-les-Quates, Switzerland) verbunden, der mit einem Feuchtluft-Makeup ausgerüstet war. Nach jeder Probennahme wurde die Zelle in einem Vakuumofen bei 50°C unter 100 mbar für wenigstens eine Stunde gereinigt. Tenax-Probenröhrchen wurden vor der Verwendung durch Erhitzen für eine Stunde auf 300°C unter einem Heliumfluss (50 ml/min) gereinigt. Acht in GC-Olfaktometrie erfahrene Personen wurden ausgewählt. Das Schnüffeln des Chromatogramms wurde in zwei Teile von etwa 25 min aufgeteilt. Jede Person nahm am Schnüffeln von beiden Teilen des Chromatogramms teil, jedoch während zweier unterschiedlicher Durchgänge, um wach zu sein. Eluierende aromarelevante Aromasubstanzen wurden dadurch aufgezeichnet, dass man während des gesamten sensorischen Eindrucks einen Knopf drückte. Das Quadratsignal wurde von einer HP-Pascal-Workstation aufgezeichnet. Zusätzlich wurden Geruchsbeschreibungen für jeden Peak auf Band registriert. Die 8 individuellen Aromagramme einer gegebenen Probe wurden mit einer hausgemachten Software zu einem Chromatogramm summiert, wobei das gemittelte Aromagramm erhalten wurde. Lineare Retentionsindizes wurden wie erwähnt berechnet. Verbindungen, die durch GC/MS identifiziert wurden, wurden wieder in das GC-Schnüffelsystem injiziert, um ihre Retentionsindizes zu prüfen. Soweit erforderlich wurde ihre Geruchsqualität verglichen.
Test-Prozedur 2 – Vakuumtransfer:
Nach dem Verfahren von Bemelmans (Progress in Flavour Research, D.G. Land & H.E. Nursten, Applied Science, London, 79-98, 1979) wurden 100 g lyophilisierter Joghurt in einer Soxhlet-Apparatur für 30 h mit 700 ml frisch destilliertem Diethylether extrahiert. Der Extrakt wurde durch Hochvakuumtransfer unter 10^–3 mbar von Fett getrennt und bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff aufgefangen. Kondensate wurden auf einer Vigreux-Kolonne auf 3 ml konzentriert. Das Konzentrat wurde 3-mal mit 1 ml einer 0,5 M Na₂CO₃-Lösung extrahiert und 3-mal mit 1 ml gesättigter NaCl-Lösung gewaschen. Der Etherextrakt wurde über Na₂SO₄ getrocknet und mit einer Mikrodestillationsvorrichtung (Bemelmans) auf 100 ml konzentriert. Die wässrigen Fraktionen wurden mit 1 N HCl angesäuert und 3-mal mit 10 ml destilliertem Diethylether extrahiert. Der Etherextrakt wurde mit 3 × 10 ml gesättigter NaCl-Lösung gewaschen und über Na₂SO₄ getrocknet. Der Extrakt wurde mit einer Mikrodestillationsvorrichtung auf 100 ml konzentriert.
Test-Prozedur 3 – Vakuum-SDE:
2 kg Joghurt wurden in 2 Liter vorher entgastem Wasser dispergiert und mit Salz gesättigt. Die Dispersion wurde für 7 Stunden in einer präparativen Apparatur unter 40 mbar SDE-extrahiert, wobei man eine kontinuierliche Probenzugabe gemäß einer beschriebenen Prozedur anwandte (Chaintreau et al., Europäische Patentanmeldung Nr. 95 203 496.5). Frisch destillierter Butylethylether (5 ml) (Fluka AG, Buchs, Schweiz) wurde als Lösemittel verwendet. Die Betriebstemperaturen waren 39°C, 15°C und 9,5°C im Probenkolben, im Probenspeicher bzw. im Lösemittelkolben. Der erhaltene organische Extrakt (ca. 1 ml) wurde direkt ohne vorherige Konzentration für die GC-MS verwendet.
Test-Gaschromatographie-Tandem-Massenspektrometrie GC/MS/MS:
Massenspektren wurden mit einem Finnigan MAT TSQ-700 Massenspektrometer (San Jose, CA) gewonnen, das mit einem HP-5890 Gaschromatographen verbunden war. Die Säule war eine DBWAX-Säule (J & W Scientific, Folsom, CA), 30 m Länge, 0,32 mm Innendurchmesser, 0,25 mm Phasendicke. Als Trägergas wurde Helium bei einem Druck von 10 psi verwendet. Die Säule wurde 1 min auf 60°C gehalten, und bei einer Geschwindigkeit der Temperatursteigerung von 15°C/min auf 240°C gebracht und 2 min gehalten. Eine positive oder negative chemische Ionisation mit Ammoniak als Reagensgas wurde dazu verwendet, um [M+NH₄]⁺-Ionen bzw. [M-H]^–-Ionen zu erzeugen, und analysiert durch Experimente mit kollisionsinduzierter Dissoziation. Eine Kollisionsenergie von 6 eV im Laboratoriumrahmen wurde verwendet, wobei Argon als Kollisionsgas auf 1 mTorr eingestellt war.
Vergleichsbeispiel
Pasteurisierte vollfette Milch von einem örtlichen Lieferanten (Orlait SA, Lausanne, Schweiz) wurde mit 2,5 Magermilchpulver angereichert und bei 98°C 15 min wärmebehandelt, sofort in einem Wasserbad auf etwa 35°C abgekühlt und mit einer Starterkultur von Streptococcus salivarius ssp. thermophilus und Lactobacillus delbrueckii ssp. bulgaricus beimpft. Die hergestellte Lösung wurde in sterile Töpfe von 150 ml gefüllt, hermetisch verschlossen und bei 41°C für 5 h fermentiert (bis ein pH von 4,2 erreicht war). Unmittelbar nach der Beendigung der Fermentation wurden die Joghurtproben auf 4°C abgekühlt und vor der Analyse 2 Wochen bei dieser Temperatur gelagert.
Joghurts wurden 2 Wochen nach ihrer Herstellung analy siert, da bekannt ist, dass die Aromaentwicklung insbesondere während des Fermentationsschritts erfolgt und sich während der Lagerung unter Kühlbedingungen bei 4°C nicht nennenswert verändert. Aromen wurden unter Anwendung von drei unterschiedlichen milden Probennahmeverfahren, die oben beschrieben wurden, d.h. den Prozeduren 1a, 1b, 2, von ihrer Matrix isoliert.
Die Ergebnisse zeigen, dass 86 der identifizierten Verbindungen bereits in Joghurt, Milch oder Magermilchpulver erwähnt wurden, die Bestandteile des Joghurtrezepts sind. Von den neu identifizierten Verbindungen könnten einige zu dem Gesamtaroma beitragen: 1-Penten-3-ol, 3-Octanon, 2-Methyltetrahydrofuran-3-on, 3-Methyl-2-butenol, 2-Methyltetrahydrothiophen-3-on und 2-Methylpropansäure. Diese Verfahren waren jedoch nicht empfindlich genug, um 1-Nonen-3-on nachzuweisen.
Beispiel 1
Es wird der im Vergleichsbeispiel beschriebene Joghurt verwendet. Ein SNIF-Profil des Joghurt-Aromas wurde unter Anwendung der Headspace-Probennahmeprozedur 1c aus 8 Schnüffeldurchgängen erstellt, wie oben erläutert wurde. Jede Headspace-Probennahme wurde mit einem neuen Joghurt durchgeführt, der aus dem gleichen Fermentationsansatz stammte. Die Ergebnisse sind in 1 und der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben.
Es wurden einundzwanzig Hauptverbindungen, die zu dem Gesamtaroma beitrugen, nachgewiesen. Von diesen entsprachen nur 11 den flüchtigen Substanzen, die unter Anwendung der im Vergleichsbeispiel erwähnten 3 Prozeduren identifiziert wurden. Auf der Basis ihrer GC- und sensorischen Kennwerte wurden die Identitäten von 7 anderen Verbindungen vorgeschlagen, indem man Retentionsindizes und Geruchsbeschreibungen verglich, und ihre Retentionsindizes wurden durch Reinjektion von authentischen Proben unter den gleichen Verbindungen unter Anwendung eines FID-Detektors überprüft.
Die Identifikationsvorschläge der sensorischen Datenbasis wurden dadurch bestätigt, dass man Proben nach der in Tabelle 2 beschriebenen Prozedur herstellte, und dann durch GC/MS-Versuche nach Prozedur 1a oder durch GC/MS/MS-Versuche, wie sie oben beschrieben wurden. Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Aufgrund der geringen Menge jeder Verbindung konnte nicht in jedem Fall ein vollständiges Scan-Spektrum durch Massenspektrometrie erhalten werden. Die Verbindungen wurden daher selektiv entweder durch ein Selected Ion Monitoring (SIM) von spezifischen Ionen analysiert, die nach einer durch Elektronenbeschuss oder durch Kollision induzierten Dissoziation gebildet wurden. Elternionen [M+NH₄]⁺ oder [M-H]^– wurden nach einer positiven bzw. negativen chemischen Ionisation erzeugt. In diesem Fall wurden die für jede Verbindung charakteristischen Tochterionen aufgezeichnet (Selective Reaction Monitoring (SRM)-Experiment), wenn sie aus der GC-Säule bei der gleichen Retentionszeit wie das Bezugsmolekül eluierte.
Tabelle 2
Als Beispiel zeigt 2A das Elektronenbeschuss-Ionisationsmassenspektrum von 1-Nonen-3-on, und 2B sein Massenspektrum nach einer Kollisions-induzierten Dis soziation der [M-H]^–Ionen. Es wurde nach 1-Nonen-3-on dem Joghurt-Extrakt nach dem Monitoring des Tochter-Ions bei m/z 69 aus seinem Eltern-Ion m/z 139 gesucht. Die GC/MS/MS-Spuren, die für einen Joghurt-Extrakt und für einen Standard der Bezugsverbindung erhalten wurden, sind in 3 dargestellt.
Von den 7 Aromastoffen von Tabelle 2 wurden fünf davon (1-Nonen-3-on, Methional, 2-Methyltetrahydrothiophen-3-on, 2E-Nonenal und Guajakol) zum ersten Mal im Joghurt-Aroma nachgewiesen.
Es wurde ein Leerversuch durchgeführt, indem man die Headspace-Zelle mit destilliertem Wasser anstatt Joghurt beschickte. Es wurden einige Peaks gefunden, die den im Joghurt gefundenen entsprechen, jedoch mit einer niedrigeren Intensität (4). Da 3-Methylbuttersäure und Hexansäure auch ohne eine Tenax-Falle (Probennahme Prozedur 2 und 3) gefunden wurden, entsprechen sie nicht Artefakten. Außerdem wurden alle Peaks der Leerprobe außer 1-Nonen-3-on bereits als solche genannt, die in Milch und/oder Joghurt auftreten. Folglich stammen die zum Geruch beitragenden Substanzen von 1 aus dem Joghurt-Aroma selbst.
Spezielle Aufmerksamkeit wurde 1-Nonen-3-on gewidmet, da für diese Verbindung bisher noch nie ein spektraler Beweis in irgendeinem Aroma gefunden wurde. 1-Nonen-3-on wurde nicht positiv in irgendeinem Nahrungsmittelaroma identifiziert, und diese Verbindung ist kommerziell nicht erhältlich. Selbst der entsprechende Alkohol 1-Nonen-3-ol scheint kein üblicher Aromabestandteil zu sein: Es werden nur drei Fälle seines natürlichen Auftretens berichtet: Kerbel, Rinderfett und Banane (Maarse et al., 1994, siehe weiter oben).
Es wurde dann eine Bezugsprobe hergestellt, um seine sensorischen und analytischen Eigenschaften zu ermitteln. 1-Nonen-3-on wurde durch Oxidation des entsprechenden Alkohols mit Pyridiniumchlorchromat erhalten (Corey & Suggs, 1975, siehe weiter oben) und durch präparative HPLC gereinigt. MS, ¹H und ¹³C NMR-Spektren entsprachen publizierten Daten (Nakahira et al., 1992, siehe weiter oben).
Zusätzlich zu seinen Massenspektren (2) wurden seine Retentionsindizes auf unterschiedlichen Phasen bestimmt (Tabelle 3). Entsprechend der Menge der in 3 verwendeten Bezugsverbindung scheint die 1-Nonen-3-on-Konzentration in Joghurt im 2-5 ppt-Bereich zu liegen. Da 1-Nonen-3-on auch in dem leeren Schnüffel-Experiment nachgewiesen wurde, könnte postuliert werden, dass der Tenax-Abbau diese Verbindung generieren könnte, wie in Bravo's Experiment des Polyethylen-Abbaus (J. Agric. Food. Chem., 40, 1881-1885, 1992). Da die positive spektrale Identifizierung jedoch am SDE-Extrakt (Prozedur 3) durchgeführt wurde, kann diese Hypothese ausgeschlossen werden.
Tabelle 3:
Retentionsindizes und Geruchsbeschreibung von 1-Nonen-3-on, das in einigen Lebensmittel-Aromen auftritt.
Beispiel 2
Die nasale Wahrnehmungsschwelle von 1-Nonen-3-on wurde unter Anwendung einer Dreiecks-Präsentation gemessen. Serien von drei Proben in Einweggläschen von 65 ml Volumen, die 35 ml Flüssigkeit enthielten, wurden einer Gruppe von 21 trainierten Panel-Mitgliedern präsentiert. Eine Probe enthielt den Reiz in Mineralwasser (Vittel) aufgelöst, die anderen beiden Proben waren nur Mineralwasser. Bei jeder Sitzung wurden fünf unterschiedlichen Gruppen steigende Konzentrationen des Reizes präsentiert, und die Bewerter hatten anzuge ben, welche Probe sich von den beiden anderen unterschied. Alle Tests wurden bei Raumtemperatur (21°C) durchgeführt. Glasbehälter wurden vor der Verwendung mit einer 2 %-igen wässrigen Lösung von RBS (Fluka AG, Buchs, Schweiz) gewaschen und dann mit entionisiertem Wasser gespült und danach mit destilliertem Wasser. Alle Glasmaterialien wurden in einem Vakuumofen bei 50°C und 100 mbar wenigstens über Nacht gelagert, bevor sie verwendet wurden. Die Gleichung, die den Probit als Funktion des Konzentrationslogarithmus ausdrückt, wurde an die Versuchsergebnisse angepasst, unter Anwendung der Kurvenanpassungs-Software: "TableCurve 2D" für Windows (Jandel Scientific, Erkrath, Germany).
Die Schwelle wurde durch Schnüffeln einer Reihe von Dreiecktests einer wässrigen Lösung bestimmt, und die Antworten der Panel-Mitglieder wurden nach einem beschriebenen Verfahren behandelt (Voirol und Daget, Lebensm. Wiss. u. Technol., 19, 316-319, 1986). In einer Antwortprozedur mit erzwungener Wahl unterliegen einige korrekte Antworten einer Veränderung. Die Ergebnisse wurden daher unter Anwendung der folgenden Formel korrigiert: %-Wahrnehmung = % korrekte Antworten – (1-% korrekte Antworten)/2
Die prozentualen Wahrnehmungen wurden unter Verwendung der von Bliss erstellten Tabelle in Probit-Werte transformiert (Bliss, Statistics in Biology. McGraw-Hill: London, 1967). Probit-Werte wurden gegen den Logarithmus der Konzentrationen aufgetragen. Der Wert für eine 50 %-ige Wahrnehmung (oder für einen Probit-Wert von 5), der als Wahrnehmungsschwelle definiert war, wurde errechnet als 8 pg/kg (5).
Diese extrem niedrige Schwelle ordnet 1-Nonen-3-on den wirksamsten Verbindungen zu, die bisher in Aromen und Aromafehlern identifiziert wurden (Tabelle 4). Folglich muss seine Konzentration in jedem Aroma sehr niedrig sein, was erklärt, weshalb seine Identifikation bisher noch nicht spektral bewiesen war.
Tabelle 4: wirksamste Aromen und Fehlaromen.
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Ewender et al., 1995: Sensory problems caused by food packaging interactions; overview and treatment of recent case studies. In Food and Packaging Materials. Ackermann. Royal Society of Chemistry. London: 1995, 33-44.
Beispiel 3
1-Nonen-3-on, erhalten durch Oxidation des entsprechenden Alkohols mit Pyridiniumchlorchromat (Corey & Suggs, 1975, siehe weiter oben) und hergestellt durch präparative HPLC wird nach der Fermentation einem milden Vollfett-Joghurt von niedriger Säure als Lösung in Wasser (1 ppb) zugegeben, um die folgenden Konzentrationen im Endprodukt zu erhalten: 0,5, 10 und 20 ppt. Alle Proben werden für das zugesetzte Wasser korrigiert und statistisch zusammen mit einem Standard, der kein zugesetztes 1-Nonen-3-on enthält, präsentiert. Ein Panel von 13 Teilnehmern wird gebeten, ihre Präferenz für die Proben anzugeben, indem sie sie von 1 bis 5 bewerten.
Die Ergebnisse zeigen, dass ein Zusatz von 0,5, 5 und 10 ppt einen angenehmen und sahnigen Joghurt ergab, der gegenüber dem Standard bevorzugt wurde. Eine Konzentration von 20 ppt wurde als zu hoch für einen positiven Effekt ermittelt.
Beispiel 4
Die verwendete Kaffee-Mischung hatte die folgende Zusammensetzung: 50 % Columbia-Bohnen, 50 % Honduras-Bohnen.
Die Mischung wurde auf übliche Weise 5 min geröstet, Ihre Farbe, gemessen mit einer Minolta- und einer Neuhaus-Apparatur, betrug 9,1 und 75, Sie wurde mit 4 % Wasser gequencht. Die gerösteten Bohnen wurden bis zu ihrer Verwendung bei –40°C gelagert. Die Bohnen wurden direkt vor der Analyse in einer Haushalts-Kaffeemaschine (Turmix, "Gold-Filter 720") gemahlen und aufgebrüht (17 g pro 200 ml Vittel-Wasser, "Grande Source").
Ein SNIF-Profil des Kaffee-Aufgusses wurde unter Anwendung der Headspace-Probennahme-Prozedur 1c, die oben beschrieben ist, erstellt. Die Identifikations-Vorschläge der sensorischen Daten wurden ebenfalls wie oben beschrieben durch GC/MS/MS-Experimente bestätigt. Die Ergebnisse werden nachfolgend in Tabelle 5 und 6 präsentiert.
Tabelle 5

Claims

Verwendung von 1-Nonen-3-on als Aromatisierungsmittel.
Verwendung nach Anspruch 1 zur Aromatisierung von Nahrungsmitteln, Kosmetika, Pharmazeutika und Parfümzusammensetzungen.
Verwendung nach Anspruch 2 zur Aromatisierung von Produkten auf Milchbasis und Kaffeeextrakten.
Verfahren zur Aromatisierung einer Nahrungsmittelzusammensetzung, einer kosmetischen, einer pharmazeutischen oder einer Parfümzusammensetzung, das die Zugabe einer wirksamen Menge von 1-Nonen-3-on zu der Zusammensetzung umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem etwa 0,1 ppt bis etwa 1 ppm zu der Zusammensetzung zugesetzt werden.
Zusammensetzung in Pulverform, die 1-Nonen-3-on verkapselt in Polysacchariden umfaßt.
Zusammensetzung, die im Wesentlichen aus 1-Nonen-3-on und wenigstens einem Molekül besteht, das ausgewählt ist aus 2,3-Butandion, 2,3-Pentandion, Dimethylsulfid, Methional, 2-Methyl-tetrahydrothiophen-3-on, 2E-Nonenal, Guajakol, Methylpropanal, 2-Methylbutanal, 3-Methylbutanal, 2- und 3-Methyl-2-butenal, 2- und 3-Methylbuttersäure, 3-Methyl-2-Butenthiol, 2-Methylfuranthiol, 2-Furfurylthiol, 3-Mercapto-3-methylbutylformiat, 4-Ethylguajakol, 2-Vinylguajakol, 2-Isopropyl-3-methoxypyrazin, 2,3-Diethyl-5-methylpyrazin, 2-Ethyl-3,5-dimethylpyrazin, 2-Isobutyl-3-methoxypyrazin, beta-Damascenon, Vanillin, 4-Hydroxy-2,5-dimethyl-3(2H)-furanon, 2-Ethyl-4-hydroxy-5-methyl-3(2H)-furanon, 3-Hydroxy-4,5-dimethyl-2(5H)-furanon und 5 Ethyl-3-hydroxy-4-methyl-2(5H)-furanon.