Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer klaren
Königinnengeleelösung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung
einer klaren wäßrigen Königinnengeleelösung, welche die gleichen charakteristischen
Eigenschaften wie jene von frischem Königinnengelee hat, wobei fast alle Komponenten
von Königinnengelee für die Verwendung solubilisiert werden.
Hintergrund der Erfindung
-
Königinnengelee ist eine opakgefärbte Substanz mit einem stark sauren Geschmack, welche
von den Sekretdrüsen von jungen Arbeiterinnenbienen abgesondert wird (Schlunddrüsen,
Mandibeldrüsen), und wohlausgewogene Nährstoffelemente enthält, wie z.B. Vitamine,
Mineralstoffe, Aminosäuren, Acetylcholin, 10-Hydroxydecensäure, Sterin, Hormone, und
ähnliches. Daher wurde Königinnengelee traditionell in Form von frischem
Königinnengelee, Kapseln, Getränken, usw. als Gesundheits-Nahrungsmittel, medizinische Produkte und
Kosmetika nutzbar gemacht.
-
Es ist unnötig zu sagen, daß zusammen mit dem Geschmack das Aussehen von
Getränkeprodukten, wie zum Beispiel Transparenz und Farbe, eine bedeutsame
charakteristische Eigenschaft für den Warenvertrieb ist. Königinnengelee ist jedoch eine
opake Substanz mit Viskosität, angereichert mit Protein, so daß Königinnengelee, wenn
man es als Rohmaterial Getränken zugibt, eine schlechte Löslichkeit zeigt, was
Undurchsichtigkeit oder Niederschlagsbildung nach Entmischung ergibt. Demgemäß ist
Königinnengelee als Rohmaterial für Getränke schwierig zu handhaben, welche Stabilität
und Transparenz erfordern. Daher kann man keine große Menge an Königinnengelee
zugeben, wenn beabsichtigt ist, Königinnengelee mit üblichen Rohmaterialien für Getränke
einfach zu mischen, aufgrund der Entwicklung von Undurchsichtigkeit und Niederschlägen.
-
Königinnengelee wird in frischem oder gefrorenem Zustand zugeführt und kann als solches
aufgenommen werden. Königinnengelee ist schwierig zu handhaben, weil es in einem
Kühlschrank oder in einem Tiefkühlgerät gelagert werden sollte, da es leicht verdirbt.
Aufgrund seiner Viskosität, seines speziellen Geruches und seiner adstringierenden
Wirkung wird Königinnengelee nicht bereitwillig als solches aufgenommen. Daher wird
Königinnengelee zu einem Pulver oder zu einem Zustand, der für eine leichte Verdauung
geeignet ist, durch Vermischen mit Zuckern und Honig verarbeitet, oder das erhaltene
Königinnengelee füllt man in Kapseln oder verarbeitet es zu Tabletten. Ferner wird sein
Vermischen mit Wein, geistigem Getränk, Blütenlikör, Erfrischungsgetränk oder ähnlichem
ebenso praktiziert.
-
Ferner wird eine Methode praktiziert, bei welcher man Königinnengelee in Wasser
suspendiert, dadurch die wirksamen Komponenten extrahiert, anschließend die Trübe durch
Zentrifugieren oder ähnlichem entfernt und die erhaltene klare Lösung als Rohmaterial für
ein Getränk verwendet. Gemäß dieser Methode ist jedoch nicht nur die Menge an 10-
Hydroxydecensäure nach der Wiedergewinnung gering, sondern wurde auch das Phänomen
der Erzeugung von Undurchsichtigkeit und Niederschlägen niemals eliminiert, wenn
Königinnengelee in einer großen Menge zugegeben wird. Daher enthielten übliche
Getränke mit Königinnengelee nur 50 bis 500 mg Königinnengelee, als Gehalt umgerechnet
auf frisches Königinnengelee, pro Flasche (0,1 bis 1,0 Gew.-% pro 50 ml-Flasche). Die
japanischen Freihandelsbestimmungen fordern, daß 10-Hydroxydecensäure als die
wirksame Komponente von Königinnengelee als Indikator zur Bestimmung der Reinheit
von Königinnengelee verwendet wird, und daß deren Gehalt 1,4 Gew.-% bzw.
3,5 Gew.-% bei frischem Königinnengelee bzw. bei getrocknetem Königinnengelee
betragen sollte.
-
Um derartige Rückschläge zu überwinden, wurde eine Methode vorgeschlagen, bei der
man eine gegebene Konzentration an Ethylalkohol zu einer Suspension von
Königinnengelee vor dem Erwärmen und Extrahieren zug ibt, den pH-Wert auf einen gegebenen Bereich
nach der Extraktion einstellt, anschließend die erhaltene Lösung einem Zentrifugieren oder
einer Membranfiltration unterwirft, und den erhaltenen Extrakt für Getränke mit
Königinnengelee verwendet (siehe japanische Patentanmeldung (OPI) Nr. 215268/1989).
-
Gemäß dieser Methode werden jedoch einige wirksame Komponenten von
Königinnengelee, insbesondere alkoholunlösliche Proteine und ähnliches entfernt, obwohl 10-
Hydroxydecensäure weiterhin im Extrakt enthalten ist. Königinnengelee enthält Proteine
in großer Menge (36 bis 42 % der Feststoffe), die möglicherweise mit den verschiedenen
Nährstoffunktionen und physiologischen Funktionen von Königinnengelee verflochten sind.
Ferner ist Königinnengelee ein extrem teures Nahrungsmittelmaterial, so daß eine
Alkoholextraktion, bei welcher eine Vielzahl von wirksamen Komponenten entfernt wird,
in diätetischer Hinsicht nicht zufriedenstellend ist.
-
Als eine Methode zur Herstellung einer klaren und stabilen Königinnengeleelösung, die die
Nährstoffkomponenten von Königinnengelee enthält, wurde alternativ eine Methode
vorgeschlagen, bei der man die unlöslichen Komponenten von Königinnengelee abtrennt
und sie einer Wärmebehandlung in einer wäßrigen alkalischen Lösung unterwirft
(japanische Patentanmeldung Nr. 333642/1990). Ferner wurde eine weitere Methode
vorgeschlagen, bei der man eine Suspension von Königinnengelee mit Protease behandelt,
wodurch man die unlöslichen Komponenten solubilisiert (japanische Patentanmeldung Nr.
333641/1990). Erstere Methode erfordert den Abtrennungsprozeß der unlöslichen
Komponenten; während durch die letztere Enzymmethode die Proteine im Königinnengelee
charakteristischerweise nicht so leicht mit Protease abgebaut werden, verglichen mit
allgemeinen Nahrungsmittelproteinen. Um die Abbaurate zu erhöhen, war daher die
Verwendung einer größeren Menge an Enzym oder die Herstellung von Königinnengelee
in einer verdünnten Lösung für seine Behandlung erforderlich.
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Enzymprozesse zu modifizieren und
eine wohlfeile Methode zur Herstellung einer klaren und stabilen Königinnengeleelösung
mit einem vereinfachten Verfahren vorzusehen.
-
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung
einer klaren Königinnengeleelösung mit höheren Ausbeuten an Proteinen, Gesamtlipiden,
10-Hydroxydecensäure, usw. vorzusehen.
-
Die genannten und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden
vollständig ersichtlich in der nachstehenden Beschreibung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
-
Die gegenwartigen Erfinder unternahmen Forschungen bezüglich eines Verfahrens zur
Herstellung eines klaren Getränkes, das höhere Konzentrationen aller Komponenten von
Königinnengelee enthält, und stellten fest, daß die Abbaurate der Proteine, insbesondere
die Abbaurate der Proteine die gering abbaubar sind, dadurch gesteigert werden kann, daß
man eine Suspension von Königinnengelee herstellt und die Suspension der Wirkung von
zwei oder mehr Protease-Typen aussetzt, die voneinander hinsichtlich der Angriffsstellen
eines Substrates abweichen. Aufgrund dieses Befundes wurde die vorliegende Erfindung
erzielt.
-
Die vorliegende Erfindung sieht vor:
-
Ein Verfahren zur Herstellung einer klaren Königinnengeleelösung für die Herstellung von
Getränken, bei dem man eine wäßrige Suspension von Königinnengelee herstellt,
gleichzeitig oder zeitlich abgestuft zwei oder mehr Protease-Typen zugibt, die voneinander
hinsichtlich der Angriffsstellen eines Substrats abweichen, die Suspension bei einer
Temperatur oberhalb Raumtemperatur hält, dadurch unlösliche Substanzen durch
enzymatische Reaktion solubilisiert, danach die Suspension bei 60 ºC oder darüber bei
einem pH-Wert von 5,0 bis 6,0 erhitzt, dadurch die enzymatische Reaktion beendet und
danach die Niederschläge in der Suspension entfernt, um eine klare Königinnengeleelösung
herzustellen, und die klare Königinnengeleelösung zur Herstellung von Getränken
verwendet.
-
Das Königinnengelee, das als Rohmaterial für die vorliegende Erfindung verwendet werden
soll, ist nicht auffrisches beschränkt, und andere geeignete Formen, wie zum Beispiel
gefrorenes oder gefriergetrocknetes kann man erforderlichenfalls verwenden.
-
Gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung gibt man Wasser oder lauwarmes
Wasser zuerst zu Königinnengelee zu, um eine Suspension von Königinnengelee
herzustellen. In diesem Fall wird die Ausbeute an den wirksamen Komponenten im
Königinnengelee, insbesondere an den alkoholunlöslichen Proteinen, verringert, wenn eine
Vorbehandlung mit Alkohol (beispielsweise Ethanol) (Reinigung durch Filtrieren) oder eine
Herstellung der Suspension unter Verwendung einer alkoholischen Lösung durchgeführt
wird, wie oben beschrieben wurde. In einem derartigen Fall können die Ziele der
vorliegenden Erfindung nicht erreicht werden. Die vorliegende Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß keine derartige Vorbehandlung und kein derartiger
Solubilisierungsprozeß mit Alkohol durchgeführt wird. Der Vorteil der vorliegenden Erfindung beruht
charakteristischerweise in der Steigerung der Königinnengeleekonzentration, und eine
Suspension von im allgemeinen 5 bis 70 % (% bedeutet Gew.-%, wobei die gleiche Regel
im weiteren Text dementsprechend gilt), vorzugsweise 5 bis 50 %, insbesondere 10 bis
30 % wird hergestellt. Danach stellt man den pH-Wert der Suspension unter Verwendung
von Natriumcarbonat, Natriumhydroxid oder Zitronensäure ein.
-
Der pH-Wert kann frei im pH-Bereich für den Angriff der verwendeten Enzyme eingestellt
werden, wenn jedoch der pH-Wert sehr hoch ist, verschlechtert sich nicht nur der
Geschmack, sondern treten auch Verschlechterungen auf, wie zum Beispiel dunkelbraune
Verfärbung. Daher liegt der bevorzugte pH-Wert für den Angriff in einem Bereich von 2
bis 9.
-
Die Suspension von Königinnengelee mit dem eingestellten pH-Wert unterwirft man dem
Proteinabbau durch Zugabe von Protease. Die zu verwendende Protease ist nicht speziell
begrenzt, und es ist möglich, einen weiten Bereich an Proteasen zu verwenden, die im
allgemeinen zur Nahrungsmittelverarbeitung eingesetzt werden, einschließlich von
Säugerverdauungsenzymen, wie zum Beispiel Pepsin und Pankreatin, zusammen mit saurer
Protease, neutraler Protease und alkalischen Proteasen aus Mikroorganismen und Pflanzen.
Zwei oder mehrere Typen unter ihnen, die voneinander hinsichtlich der Angriffsstellen
eines Substrates abweichen, kann man auswählen und verwenden. In diesem
Zusammenhang bezeichnet der Ausdruck "Proteasen die voneinander hinsichtlich der Angriffsstellen
eines Substrates abweichen" Proteasen, die eine unterschiedliche Spezifität des
Reaktionsmodus aufweisen, beispielsweise Protease, welche nacheinander am Ende der
Polypeptidkette reagiert oder Protease, die im Inneren der Polypeptidkette reagiert, oder Protease,
die an einer N-Endgruppe reagiert, oder Protease, die an einer C-Endgruppe reagiert.
-
Die Bedingungen für eine derartige Enzymbehandlung können geeignet bestimmt werden,
indem man den Enzymtyp, die Zugabemenge, die Reaktionstemperatur oder die
Reaktionszeit modifiziert. Die Menge an einer Enzymart, die zur Behandlung zugegeben
werden soll, beträgt im allgemeinen 20 bis 500 Einheiten, vorzugsweise 50 bis 500
Einheiten, insbesondere 100 bis 300 Einheiten, pro 1 g Königinnengelee, und die
Behandlung führt man 2 bis 24 h, vorzugsweise 4 bis 20 h und insbesondere 8 bis 18 h
durch. Die Reaktionstemperatur kann 20 bis 60 ºC betragen, doch vorzugsweise beträgt
die Temperatur 35 bis 50 ºC, im Bezug sowohl auf die Verhütung einer dunkelbraunen
Verfärbung als auch auf die Abbaurate.
-
Wenn man einen odere mehrere Typen an Protease zur Enzymbehandlung einsetzt, kann
man sie gleichzeitig für eine derartige Behandlung zufügen, vorausgesetzt, daß die
optimalen pH-Werte und Temperaturen der Enzyme relativ nahe aneinanderliegen. Eine
derartige Vorgangsweise ist einfach und resultiert in einer relativ höheren Abbaurate, was
bequem ist. Wahlweise dazu führt man die Reaktion aufeinanderfolgend aus, wenn eine
Kombination von Enzymen mit verschiedenen optimalen pH-Werten und Temperaturen für
die Enzymbehandlung angewendet wird. In diesem Fall kann die optimale Bedingung für
den Angriff jedes Enzyms als Bedingung für die Behandlung eingesetzt werden.
Demgemäß kann man Königinnengeleelösungen erhalten, die mit einer Kombination einer
Vielzahl von Enzymen verarbeitet wurden. Durch Messung der Abbaurate von Proteinen
im Laufe der Zeit, beendigt man die Enzymbehandlung zu dem Zeitpunkt, wenn die
Abbaurate ein Maximum erreicht. Die endgültige Abbaurate variiert in Abhängigkeit vom
eingesetzten Enzym, man beendigt jedoch die Reaktion zu dem Zeitpunkt, bei dem die
Abbaurate 75 % oder mehr, vorzugsweise 85 % oder mehr erreicht, worauf man das
Enzym durch Erhitzen bei 60 ºC oder mehr, vorzugsweise 60 bis 100 ºC, insbesondere
70 bis 90 ºC für 5 bis 30 min, vorzugsweise 10 bis 20 min inaktiviert. Nach der
Beendigung der Enzymreaktion entfernt man Verunreinigungen und unlösliche Bestandteile
durch Zentrifugieren oder Membranfiltration, um eine klare Königinnengeleelösung
herzustellen.
-
Durch die Enzymbehandlung mit einer Kombination von zwei oder mehreren Enzymtypen,
wie bisher beschrieben wurde, wird die Abbaurate des Proteins weit mehr gesteigert als
im Fall der Behandlung mit einem einzelnen Enzym, wobei gleichzeitig eine
ausgezeichnete Stabilität erzielt wird, wenn das Königinnengelee zu einem sauren Getränk zugefügt
wird. Einige Beispiele werden erläutert, worin derartiges Königinnengelee sogar nach
seiner Zugabe zu Getränk stabil ist, obwohl die Abbaurate des Proteins auf einem niederen
Niveau bleibt. Der Grund dafür ist nicht bekannt. Das Verfahren zur Behandlung einer
Suspension von Königinnengelee mit zwei oder mehreren Protease-Typen, wie oben
beschrieben wurde, ist hochwirksam zur Herstellung einer klaren Königinnengeleelösung.
-
Bevorzugtes Aroma oder köstlicher Geschmack werden allgemein in Königinnengelee
verbessert, wenn es mit Protease behandelt wird. Es ist von Wichtigkeit, eine Kombination
von Enzymen hinsichtlich des guten Geschmacks auszuwählen.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Erhitzungsvorgang der Suspension von
Königinnengelee nach der Enzymbehandlung bei einem pH-Wert von 5,0 bis 6,0 und bei
60 ºC oder höher durchgeführt. Nach der Beendigung der Enzymreaktion werden
Niederschläge durch Membranfiltration oder Zentrifugieren entfernt, um eine klare
Königinnengeleelösung herzustellen. Zur pH-Wert-Anpassung kann man geeigneterweise
alkalische Mittel, wie zum Beispiel Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, usw., und
organische Säuren, wie zum Beispiel Zitronensäure, Glukonsäure, Apfelsäure, usw.
verwenden. Durch Beendigung der Enzymreaktion im definierten pH-Bereich wird die
Ausbeute an rohen Proteinen und Gesamtlipiden erhöht; insbesondere wird die Ausbeute
an 10-Hydroxydecensäure, welche als eine wirksame Komponente in Königinnengelee
betrachtet wird, bemerkenswert erhöht, wobei gleichzeitig eine Stabilitätszunahme mit der
Solubilisierung jeder der wirksamen Komponenten einhergeht.
-
In letzter Zeit wurde eine Reihe von Peptiden mit physiologischen Funktionen in eßbaren
Proteinabbauprodukten nach der Behandlung mit Verdauungsenzymen identifiziert. Im
Licht der Tatsache, daß die Proteinkomponenten von Königinnengelee oral eingenommen
durch Pepsin im Magensaft oder durch Protease im Pankreassaft abgebaut werden und
danach in den Körper absorbiert werden, können diese Substanzen möglicherweise mit der
Vielzahl an physiologischen Funktionen verflochten sein, die aus dem Trinken von
Königinnengelee resultieren. Aufgrund dieser Befunde ist es bedeutsam, eine Kombination
von zu verwendenden Enzymen hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Funktionalität
auszuwählen. Das Ziel kann mit einem Verfahren zur Herstellung einer klaren
Königinnengeleelösung erreicht werden, bei dem man einen enzymatischen Prozeß mit einer
Kombination von Säugerverdauungsenzymen, wie zum Beispiel Pepsin und Pankreatin gemäß
der vorliegenden Erfindung bewirkt.
-
Die klare Königinnengeleelösung, die derart hergestellt wurde, kann als solche als Rohstoff
für ein Getränk verwendet werden, die Lösung muß jedoch bis zur Verwendung gefroren
gehalten werden, weil sie leicht verdirbt. Vom Standpunkt der Verhütung von Verderben
oder Verschlechterung oder hinsichtlich der leichten Handhabung kann die Lösung
konzentriert werden, zu der man ferner Ethanol oder Natriumchlorid zugeben kann, um
daraus ein flüssiges Produkt mit einer höheren antiseptischen Wirkung herzustellen. Ferner
kann man einen Trocknungshilfsstoff, wie zum Beispiel Dextrin und Galaktose, zu der
Lösung zugeben, um Sprühtrocknen und Geftiertrocknen zu bewirken und ein pulverartiges
Produkt herzustellen.
-
Anschließend kann man die Königinnengeleelösung oder Enzym zu einer Rohstofflösung
für ein Getränk zugeben, um eine Getränkelösung herzustellen. Die Rohstoffe für das
Getränk, die zu verwenden sind, schließen Rohstoffe ein, die man allgemein in Getränken
verwendet, wie zum Beispiel Honig, Asellora, Vitamin C, Hagebutte, Stevia, Glukose,
Fruktose, Fruchtsaft, Kaffee, Wein und geistige Getränke, Wasser, usw.. Diese
Materialien werden zur Solubilisierung zusammengemischt, gefolgt durch Zugabe einer
klaren Königinnengeleelösung, um die erhaltene Mischung bis zu einem homogenen
Zustand zu rühren, welche danach aseptisch oder heiß in Flaschen oder Dosen gefüllt
wird, um Getränke mit Königinnengelee herzustellen.
-
Durch das Verfahren zur Herstellung einer klaren Königinnengeleelösung, bei dem man
eine Königinnengeleelösung dem Angriff von zwei oder mehr Proteasetypen, die
voneinander hinsichtlich der Angriffsstellen eines Substrates abweichen, gemäß der
vorliegenden Erfindung unterwirft, werden Proteine, die eine Verschlechterung der
Getränke bewirken könnten, wie zum Beispiel die Entwicklung von Undurchsichtigkeit,
Niederschlägen und ausgeflockten Stoffen, außerordentlich gut zu Molekülen mit
niedrigerem Molekulargewicht abgebaut, so daß keine derartige Möglichkeit besteht, wenn
die klare Königinnengeleelösung zu Getränken verarbeitet wird.
-
Ferner wird der Herstellungsprozeß einer derartigen Königinnengeleelösung ganz einfach
gemacht, wobei er weniger Ausrüstung erfordert und wohlfeil ist und eine Produktion in
einem größeren Maßstab als bei üblichen Prozessen mit Königinnengelee ermöglicht.
-
Das solubilisierte Königinnengelee, das man durch das vorliegende Verfahren erhalten hat,
unterscheidet sich nicht signifikant von frischem Königinnengelee hinsichtlich der
Zusammensetzung. Das Königinnengelee ist darin vorteilhaft, daß es einen guten
Geschmack hat und alle Komponenten des Königinnengelees wirksam nutzbar gemacht
werden können.
-
Insbesondere ist das Verfahren zur Herstellung eines solubilisierten Königinnengelees,
wobei man eine wäßrige Lösung von Königinnengelee mit Verdauungsenzymen behandelt,
wie zum Beispiel Pepsin, Pankreatin und ähnlichem, ein Konzept, das dem Ziel genügt,
die Proteine des Königinnengelees vorzuverdauen, die für eine Verdauungsstörung schwach
verdaulich sind. Mit einem primären Brennpunkt auf die Funktionalität dient das Verfahren
zur Herstellung eines klaren Königinnengelees, wobei es gleichzeitig die Erzeugung von
physiologisch aktiven Peptiden einschließt.
-
Die vorliegende Erfindung wird nun in Bezug auf Versuchsbeispiele, Beispiele und
Vergleichsbeispiele beschrieben, die Erfindung ist jedoch nicht auf sie beschränkt.
-
Die nachstehenden Enzyme werden verwendet:
-
Eine Protease stammend von Aspergillus oryzae (Protease M mit einem Titer von 5.500
Einheiten/g; hergestellt von Amano Pharmaceutical Industry, Co. Ltd.) verwendete man
als eine repräsentative saure Protease;
-
eine Protease stammend von Bacillus subtilis (Protease M mit einem Titer von 150.000
Einheiten/g; hergestellt von Amano Pharmaceutical Industry, Co. Ltd.) verwendete man
als eine repräsentative neutrale Protease;
-
Pepsin (mit einem Titer von 1:10.000; hergestellt von Amano Pharmaceutical Industry,
Co. Ltd.) und Pankreatin (Pankreatin F mit einem Titer von 26.000 Einheiten/g;
hergestellt von Amano Pharmaceutical Industry, Co. Ltd.) verwendete man als
Säugerverdauungsenzyme.
-
Eine wäßrige 10 %-ige (auf Gewichtsbasis) Königinnengeleelösung verwendete man für
die Enzymbehandlung.
Beispiel 1
-
Eine wäßrige 10 %-ige Suspension von Königinnengelee (1 kg) stellte man auf pH-Wert
4 unter Verwendung einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung
gab man 1 g Pepsin für eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang (pepsinbehandelte
Lösung). Die Lösung nach der Behandlung stellte man auf pH-Wert 8 unter Verwendung
einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein, gefolgt durch Zugabe von 1 g
Pankreatin, um eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang zu bewirken. Die Lösung nach
der Enzymbehandlung stellte man auf pH-Wert 5,5 ein, wobei man eine wäßrige 20 %-ige
Natriumhydroxidlösung oder eine wäßrige 10 %-ige Zitronensäurelösung in Abhängigkeit
vom pH-Wert verwendete, der eingestellt werden sollte, und man erhitzte die erhaltene
Lösung bei 80 ºC 10 min lang, um die Enzyme zu inaktivieren. Indem man eine Filtration
durchführte, entfernte man Verunreinigungen und unlösliche Rückstände, um eine klare
Königinnengeleelösung zu erzielen. Die Königinnengeleelösung engte man unter
vermindertem Druck auf das Gewicht des ursprünglichen (unberührten) frischen
Königinnengelees ein.
Beispiel 2
-
Zu 1 kg der pepsinbehandelten Lösung, die man nach dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 1 hergestellt hatte, gab man 1 g der sauren Protease für eine Enzymbehandlung
bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 nach der Beendigung
der Enzymbehandlung stellte man eine klare Königinnengeleelösung her.
Beispiel 3
-
1 Kilogramm der pepsinbehandelten I-ösung (1 kg), die man nach dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 1 hergestellt hatte, stellte man auf pH-Wert 7 unter Verwendung einer
wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung gab man 1 g der
neutralen Protease für eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 nach der Beendigung der Enzymbehandlung stellte man eine
klare Königinnengeleelösung her.
Beispiel 4
-
1 kg einer 10 %-igen wäßrigen Suspension von Königinnengelee stellte man auf pH-Wert
4 unter Verwendung einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung
gab man 1 g der sauren Protease für eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang (mit saurer
Protease behandelte Lösung). Zu der behandelten Lösung gab man 1 g Pepsin für eine
Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1
nach der Beendigung der Enzymbehandlung stellte man eine klare Königinnengeleelösung
her.
Beispiel 5
-
1 kg der mit saurer Protease behandelten Lösung, die man nach dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 4 hergestellt hatte, stellte man auf pH-Wert 7 unter Verwendung einer
wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung gab man 1 g der
neutralen Protease für eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 nach der Beendigung der Enzymbehandlung stellte man eine
klare Königinnengeleelösung her.
Beispiel 6
-
1 kg der mit saurer Protease behandelten Lösung, die man nach dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 4 hergestellt hatte, stellte man auf pH-Wert 8 unter Verwendung einer
wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung gab man 1 g Pankreatin
für eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen Verfahren wie in
Beispiel 1 nach der Beendigung der Enzymbehandlung stellte man eine klare
Königinnengeleelösung her.
Beispiel 7
-
1 kg einer 10 %-igen wäßrigen Suspension von Königinnengelee stellte man auf pH-Wert 7
unter Verwendung einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung
gab man 1 g der neutralen Protease flir eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang (mit
neutraler Protease behandelte Lösung), gefolgt durch Zugabe von 1 g Pankreatin, um eine
Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang zu bewirken. Wieder nach dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 1 nach der Beendigung der Enzymbehandlung stellte man eine klare
Königinnengeleelösung her.
Beispiel 8
-
1 kg einer 10 %-igen wäßrigen Suspension von Königinnengelee stellte man auf pH-Wert
4 unter Verwendung einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung
gab man jeweils 0,5 g der sauren Protease und Pepsin für eine Enzymbehandlung bei
45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 nach der Beendigung der
Enzymbehandlung stellte man eine klare Königinnengeleelösung her.
Beispiel 9
-
1 kg einer 10 %-igen wäßrigen Suspension von Königinnengelee stellte man auf pH-Wert
8 unter Verwendung einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung
gab man jeweils 0,5 g der neutralen Protease und Pankreatin für eine Enzymbehandlung
bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 nach der Beendigung
der Enzymbehandlung stellte man eine klare Königinnengeleelösung her.
Vergleichsbeispiel 1
-
Nach dem Erhitzen der pepsinbehandelten Lösung von Beispiel 1 gefolgt durch Filtration
erhielt man eine klare Königinnengeleelösung.
Vergleichsbeispiel 2
-
Nach dem Erhitzen der mit saurer Protease behandelten Lösung von Beispiel 4 gefolgt
durch Filtration erhielt man eine klare Königinnengeleelösung.
Vergleichsbeispiel 3
-
1 kg einer wäßrigen 10 %-igen Suspension von Königinnengelee, stellte man auf pH-Wert
8 unter Verwendung einer wäßrigen 20 %-igen Natriumhydroxidlösung ein. Zu der Lösung
gab man 1 g Pankreatin für eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 6 h lang. Nach dem gleichen
Verfahren wie in Beispiel 1 nach der Beendigung der Enzymbehandlung stellte man eine
klare Königinnengeleelösung her.
Vergleichsbeispiel 4
-
Nach dem Erhitzen der mit neutraler Protease behandelten Lösung von Beispiel 7 gefolgt
durch Filtration erhielt man eine klare Königinnengeleelösung.
Versuchsbeispiel 1
-
Von den Königinnengeleelösungen, die in den Beispielen und den Vergleichsbeispielen
gezeigt wurden, nahm man Proben 0, 2, 4 und 6 h nach dem Beginn der
Enzymbehandlung, um die Abbaurate der Proteine zu messen. Die Abbaurate bestimmte man,
indem man zu 2,0 ml einer Probe eine gleiche Menge 10 %-iger Trichloressigsäure (TCA)
zugab, danach zentrifugierte, die überstehende Flüssigkeit verdünnte, die verdünnte
Flüssigkeit der kolorimetrischen Analyse nach der Lowry-Methode unterwarf und die
Veränderung in der Menge der TCA-löslichen Komponenten untersuchte. Die rohen
Proteine im Königinnengelee bestimmte man durch kolorimetrische Analyse, wobei man
eine Lösung mit einer gleichen Menge Wasser anstelle der TCA-Lösung zugab und der
nachfolgenden Prozedur folgte. Die Abbaurate der Proteine bestimmte man mit der
nachstehenden Formel:
-
Abbaurate = (c-b)/(a-b) x 100 (%)
-
worin
-
a: Gehalt an rohen Proteinen in der Königinnengeleelösung;
-
b: Gehalt der TCA-löslichen Komponenten in Königinnengelee;
-
c: Gehalt der TCA-löslichen Komponenten in einer enzymbehandelten Probe bedeutet.
-
Tabelle 1 zeigt die Proteinabbaurate nach 6 h Behandlung. Sie bestätigt, daß der Abbau
ein Maximum erreichte, beruhend auf der Veränderung der Abbaurate im Laufe der Zeit.
Die Ergebnisse zeigen an, daß eine höhere Abbaurate erzielt werden kann, indem man
gleichzeitig oder zeitlich abgestuft Königinnengeleelösungen mit zwei oder mehr
Enzymtypen verschiedenen Ursprungs behandelt, als wenn man Königinnengeleelösungen
mit einem einzelnen Enzym behandelt.
Versuchsbeispiel 2
-
Jede der klaren Königinnengeleelösungen, die man mit den in den Beispielen und
Vergleichsbeispielen gezeigten Verfahren hergestellt hatte, gab man zu einem im Handel
erhältlichen Getränk mit einem Säuregehalt (pH-Wert 3) bis zu einer Konzentration an
Königinnengelee von 2 %, gefolgt durch thermische Sterilisierung bei 100 ºC 10 min lang.
Nach dem Abkühlen ließ man die Getränke allein stehen, um die Stabilität und den
Geschmack (Bitterkeit, Köstlichkeit, adstringierende Wirkung) der Getränke zu prüfen.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Beurteilung der Stabilität eine Woche später; Tabelle
2 zeigt die Ergebnisse der Geschmacksbeurteilung; und Tabelle 3 zeigt die
Zusammensetzung des solubilisierten Königinnengelees von Beispiel 1. Die Ergebnisse, die in Tabelle
1 gezeigt sind, zeigen, daß die klare Königinnengeleelösung, welche man durch
gleichzeitige oder zeitlich abgestufte Behandlung einer Königinnengeleelösung mit zwei
Enzymtypen verschiedenen Ursprungs erhalten hatte, extrem stabil nach ihrer Zugabe zu
Getränken ist, wobei keine Möglichkeit der Entwicklung von Undurchsichtigkeit,
Niederschlägen oder ausgeflockten Stoffen besteht.
Tabelle 1
Abbaurate von Proteinen im Königinnengelee durch Enzymbehandlung
und Stabilität des enzymbehandelten Königinnengelees in Getränk
verwendetes Enzym
Proteinabbaurate (%)
Stabilität im Getränk
Beispiele (Zweistufenbehandlung)
Pepsin + Pankreatin
Pepsin + saure Protease
Pepsin + neutrale Protease
saure Protease + Pepsin
saure Protease + neutrale Protease
saure Protease + Pankreatin
neutrale Protease + Pankreatin
Beispiele (gleichzeitige Behandlung)
Pepsin + saure Protease
Pankreatin + neutrale Protease
Vergleichsbeispiele (Einzelbehandlung mit Enzym)
Pepsin
saure Protease
Pankreatin
neutrale Protease
Bemerkung: Die Stabilität wurde folgendermaßen beurteilt: Der Grad der
Undurchsichtigkeit und die Menge an Niederschlägen und ausgeflockten Stoffen bei
ihrer Entwicklung klassifizierte man in +++ bis +, je nach dem Grad und
der Menge; ± zeigt eine leichte Undurchsichtigkeit an, jedoch mit keiner
Entwicklung von Niederschlägen; - zeigt klare und stabile Lösungen an.
Tabelle 2
Organoleptische Prüfung des enzymbehandelten Königinnengelees
Bitterkeit
Köstlichkeit
adstringierende Wirkung
Beispiel
Vergleichsbeispiel
Bemerkung: Eine organoleptische Prüfung durch 10 Prüfungsteilnehmer wurde für die
Bestimmung angewendet. Eine fünfstufige Einschätzung von 0 bis 4 wurde
durchgeführt. Die Bewertung ist wie nachstehend:
+++: Summe über 30
++: Summe zwischen 29 und 20
+: Summe zwischen 19 und 10
-:Summe unter 10.
Tabelle 3
Zusammensetzungen von frischem Königinnengelee und enzymbehandeltem
solubilisiertem Königinnengelee (%)
frisches Königinnengelee
solubilisiertes Königinnengelee von Beispiel 1
rohe Proteine
Zucker
Lipide
Decensäure
Wassergehalt
-
Die Ergebnisse der Tabellen 1 und 2 zeigen, daß die Behandlung mit Pepsin in
Vergleichsbeispiel 1 eine starke Bitterkeit ergibt, während die Behandlung mit Pepsin und
Pankreatin (Beispiel 1) sowohl eine starke Bitterkeit und Stabilität als auch einen
Geschmack von deutlicher Köstlichkeit erzeugt, wobei das Aroma vom Königinnengelee
noch erhalten bleibt. Die Behandlung mit der sauren Protease in Vergleichsbeispiel 2 kann
die adstringierende Wirkung und leichte Köstlichkeit ohne Bitterkeit erhalten, jedoch ist
der Geschmack schlecht. Die Abbaurate und Stabilität sind in Beispiel 6 mit der
kombinierten Verwendung von saurer Protease und Pankreatin verbessert, jedoch vom
Standpunkt des Geschmacks ist das Produkt von Beispiel 6 etwas schlechter als jenes von
Beispiel 1.
-
Von jenen, die mit zwei Enzymen behandelt wurden, ist daher eine Kombination von
beispielsweise 1 und 7 speziell vorzuziehen hinsichtlich der eingeschätzten Abbaurate,
Stabilität und ferner des Geschmacks.
Beispiele 10 bis 12 und Vergleichsbeispiele 7 bis 11
-
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 behandelte man eine wäßrige 30 %-ige
Suspension von Königinnengelee stufenweise mit Pepsin und Pankreatin. Danach teilte man
die erhaltene Lösung auf. Jede der Lösungen stellte man auf einen pH-Wert zwischen 3,0
bzw. 6,8 ein, gefolgt durch Erhitzen zur Inaktivierung der Enzyme. Während man die
Lösung bei einer Temperatur von 60 ºC hielt, bewirkte man eine Filtration. Die Ausbeuten
an Feststoffen, rohen Proteinen, Gesamtlipiden und 10-Hydroxydecensäure maß man
danach, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. Die Ausbeute ist als Wert in Prozent
der Konzentration nach dem Filtrieren dividiert durch die Konzentration vor dem Filtrieren
gezeigt.
-
Die klaren Königinnengeleelösungen, die man durch Filtrieren bei den genannten
individuellen pH-Werten erhalten hatte, verdünnte man 10-fach (auf eine Konzentration für
etwa 3 %), gefolgt durch Zugabe von und Solubilisierung mit 0,3 % (Gewicht/Volumen)
Zitronensäure. Nach dem Erhitzen jeder der Lösungen vor dem Kühlen beobachtete man
das Vorhandensein oder nicht Vorhandensein von Niederschlägen oder ähnlichem. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 4
Ausbeute (%)
Beispiel
Vergleichsbeispiel
pH-Wert
Feststoffe
rohe Proteine
Gesamtlipide
10-Hydroxydecensäure
Tabelle 5
pH-Wert
Stabilität¹
¹: Vergleiche Bemerkungen von Tabelle 1
-
Die Ergebnisse in den Tabellen 4 und 5 zeigen, daß die Ausbeute an jeder Komponente
der Königinnengeleelösungen, deren pH-Wert auf 5,0 bis 6,0 vor dem Filtrieren eingestellt
worden war, durchschnittlich hoch ist, und daß die thermische Stabilität des verdünnten
Getränks gut ist.
Beispiele 13 bis 14 und Vergleichsbeispiele 12 bis 21
-
Nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 10 behandelte man eine wäßrige 30 %-ige
Suspension von Königinnengelee stufenweise mit Pepsin und Pankreatin, und die erhaltene
Lösung wurde in zwei Teile geteilt. Die I-ösungen wurden jeweils auf einen pH-Wert von
4,0 oder 5,5 eingestellt, gefolgt durch Erhitzen. Während man die Lösung bei einer
Temperatur von 20 bis 70 ºC hielt, bewirkte man eine Filtration. Die Ausbeuten an
Gesamtlipiden und 10-Hydroxydecensäure maß man danach, und die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 gezeigt. Die Ausbeute maß man wie in Beispiel 10.
Tabelle 6
Gesamtlipide (%)
10-Hydroxydecensäure
Beispiele
Vergleichsbeispiele
Temperatur (ºC)
pH-Wert
-
Die Ergebnisse in Tabelle 6 zeigen, daß die Ausbeute an Gesamtlipiden oder 10-
Hydroxydecensäure durch das Filtrieren bei einem pH-Wert von 5,5 kaum durch die
Filtrationstemperatur (20 bis 70 ºC) angegriffen wird, und daß die Ausbeute bei einer
höheren Temperatur im Fall eines pH-Wertes von 4,0 größer wird, jedoch weitaus
geringer als die Ausbeute im Fall eines pH-Wertes von 5,5 ist.
Versuchsbeispiel 3
-
Königinnengelee wurde folgendermaßen verarbeitet:
1. Einzelbehandlung mit Pepsin
-
Eine wäßrige 30 %-ige Suspension von Königinnengelee stellte man auf pH-Wert 4 mit
dem in Beispiel 1 gezeigten Verfahren ein und gab zu der Lösung eine 0,5 %-ige
Pepsinlösung, gefolgt durch eine Enzymbehandlung bei 45 ºC 2 h lang. Die Lösung wurde
auf pH-Wert 5,5 eingestellt, gefolgt durch Erhitzen bei 80 ºC 10 min lang. Zu der
erhaltenen Lösung gab man danach Radiolight Nr. 100 bei 0,3 % (Gewicht/Volumen),
gefolgt durch Filtrieren bei einer Lösungstemperatur von 60 ºC (Probe 1).
2. Einzelbehandlung mit Pankreatin
-
Eine wäßrige 30 %-ige Suspension von Königinnengelee stellte man auf pH-Wert 8,0 ein
und gab zu der Lösung eine 0,5 %-iges Pankreatin F, gefolgt durch eine Enzymbehandlung
bei 45 ºC 4 h lang. Die Lösung stellte man auf pH-Wert 5,5 ein und behandelte sie
anschließend mit dem in Punkt 1 oben gezeigten Verfahren (Probe 2).
3. Zweistufige Enzymbehandlung mit Pepsin/Pankreatin
-
Eine wäßrige 30 %-ige Suspension von Königinnengelee behandelte man mit Pepsin und
Pankreatin in zwei Stufen nach dem gleichen Verfahren, wie in Beispiel 1 gezeigt wurde.
Die erhaltene Lösung nach Beendigung der Enzymbehandlung verarbeitete man wie in
Beispiel 1, um eine klare Königinnengeleelösung herzustellen (Probe 3).
4. Zweistufige Enzymbehandlung mit Pepsin/Pankreatin unter Verwendung einer
alkoholischen Lösung
-
Eine klare Königinnengeleelösung erhielt man durch das gleiche Verfahren, wie es in
Punkt 3 oben beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß eine 15 %-ige Ethanollösung zur
Herstellung einer 30 %-igen Königinnengeleelösung verwendet wurde (Probe 4).
-
Bei jeder der Königinnengeleelösungen, die man wie oben beschrieben erhalten hatte, maß
man die Ausbeute an Feststoffen, rohen Proteinen, Gesamtlipiden bzw.
10-Hydroxydecensäure und die thermische Stabilität bei pH-Wert 3,0. Die Ergebnisse sind in Tabelle
7 gezeigt.
Tabelle 7
Ausbeute (%)
Beispiele
Feststoffe
rohe Proteine
Gesamtlipide
10-Hydroxydecensäure
thermische Stabilität¹ bei pH-Wert 3,0
¹: Vergleiche Bemerkungen zur Tabelle 1
-
Die Ergebnisse von Tabelle 7 zeigen, daß die Probe 3 (zweistufige Enzymbehandlung) eine
höhere Ausbeute an jeder Komponente und eine ausgezeichnete thermische Stabilität
aufweist. Das heißt, Probe 1 (Einzelbehandlung mit Pepsin) weist eine geringere Ausbeute
an jeder Komponente (insbesondere die Ausbeute an rohen Proteinen) und eine schlechte
thermische Stabilität auf; die Probe 2 (Einzelbehandlung mit Pankreatin) weist eine
geringere Ausbeute an jeder Komponente und eine schlechte thermische Stabilität auf; die
Probe 4 (zweistufige Enzymbehandlung in alkoholischer Lösung) weist eine geringere
Ausbeute an Gesamtlipiden oder 10-Hydroxydecensäure und eine schlechte thermische
Stabilität auf.
Vergleichsbeispiel 5
-
Zu 80 g frischem Königinnengelee gab man 400 ml Wasser, gefolgt durch sorgfältiges
Rühren, um eine Suspension von Königinnengelee herzustellen. Zu der Suspension gab
man jeweils 2,4 g Amylase, Zellulase und Lipase für eine Reaktion bei 30 ºC 2 h lang.
Die Lösung stellte man auf pH-Wert 7,0 mit in Natriumhydroxid ein, gab danach 1,4 g
1n Protease N zu, gefolgt durch eine Reaktion bei 55 ºC 90 min lang. Den pH-Wert der
Lösung senkte man auf 4,0 mit Zitronensäure, gefolgt durch thermische Behandlung bei
95 ºC 30 min lang, um eine überstehende Fraktion durch Zentrifugieren zu erhalten. 5 g
Chitosan-Perlen (1 mm Durchmesser) gab man zu der Fraktion zu und rührte bei
Raumtemperatur 1 h, gefolgt durch Filtrieren, um eine klare Königinnengeleelösung zu
erhalten.
-
Die Ausbeute an jeder Komponente wurde danach gemessen. Die Lösung, die man 10-fach
verdünnt und auf einen pH-Wert von 3 eingestellt hatte, prüfte man auf thermische
Stabilität. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 6
-
Zu 10 g frischem Königinnengelee gab man 100 ml 15 %-iges Ethanol, gefolgt durch
Zugabe von 1,0 g Protease M für eine Reaktion bei 40 ºC 90 min lang. Nach einer
derartigen thermischen Behandlung gab man 1 g Chitosan zu und rührte bei
Raumtemperatur 1 h lang, gefolgt durch Filtration durch ein Filter, um eine klare
Königinnengeleelösung herzustellen.
-
Die Ausbeute an jeder Komponente bestimmte man beruhend auf den Konzentrationen vor
und nach der Filtration. Die Stabilität bei jeder Verdünnung prüfte man mit der gleichen
Methode wie in Vergleichsbeispiel 5. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.
Tabelle 8
Ausbeute (%)
Vergleichsbeispiel
Feststoffe
rohe Proteine
Gesamtlipide
10-Hydroxydecensäure
thermische Stabilität¹ bei pH-Wert 3,0
¹: Vergleiche Bemerkungen zur Tabelle 1
-
Die Ergebnisse von Tabelle 8 zeigen, daß die zweistufige Enzymbehandlung mit Protease
in Kombination mit einem anderen Enzym als Protease (Vergleichsbeispiel 5) eine relativ
gute thermische Stabilität, jedoch eine geringere Ausbeute an jeder Komponente
(insbesondere der Gesamtlipide) erzielte; eine einstufige Behandlung mit Protease in einer
15 %-igen Ethanolsuspension (Vergleichsbeispiel 6) erzielte eine geringere Ausbeute und
eine schlechte thermische Stabilität.