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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vollverflüssigung von Früchten und Gemüse unter Anwendung von aus Trichoderma- oder Aspergillusarten isolierten Enzymen.
Frucht- und Gemüsesäfte werden üblicherweise aus den reifen Früchten auf mechanische Weise durch Auspressen gewonnen. Nach dem Waschen, Verlesen und groben Vorzerkleinern wird der Saft diskontinuierlich in Korbpressen oder Packpressen oder kontinuierlich in Schnecken- oder Walzenbandpressen abgepresst. Je nach Rohstoff, Presse, Pressdruck u. dgl. können die Ausbeuten an Saft erheblich schwanken. Da das Zellgewebe in dieser Prozessstufe nur rein mechanisch zerstört wird, gelangen wasserunlösliche, jedoch oftmals qualitätsbestimmende Zellinhaltsstoffe, wie z. B. Carotin, nur unvollständig in den Presssaft, und sie werden zum Teil durch die hohe Filtrationswirkung des Presskuchens noch verstärkt zurückgehalten.
Es ist bereits vorgeschlagen worden. einen verbesserten Aufschluss der Zellsubstanz und dadurch eine Erhöhung der Saftausbeute sowie einen erhöhten Übergang von Farbstoffen und andern Inhaltsstoffen in den Saft dadurch zu erreichen, dass man die Maische durch Angären oder durch Behandlung mit Filtrationsenzymen aufbereitet. Als geeignete Filtrationsenzyme sind insbesondere Gemische aus handelsüblichen Pektinesterasen und Polygalacturonasen vorgeschlagen worden. Diese Enzyme bauen vorwiegend die in den Früchten und dem Gemüse vorliegenden löslichen bzw. quellbaren Pektinsubstanzen ab. Bekannt ist auch, den Pülperückstand von Citrusfrüchte einer partiellen Hydrolyse durch Pektin und gegebenenfalls auch Cellulose abbauende Enzyme zu unterwerfen.
So ist z. B. aus der österr. Patentschrift Nr. 132407 ein Verfahren zur Reinigung von Fruchtsäften bekannt, bei dem vorzugsweise aus Aspergillusarten gewonnene Enzymgemische, die Eiweiss, Cellulose und Stärke zu spalten vermögen, zur Anwendung gelangen, so dass sich zeit-und kostenaufwendige Vor- und Nachbehandlungen als notwendig erweisen und wesentliche Inhaltsstoffe im Pressrückstand zurückbleiben.
Bei der Herstellung trüber und fruchtfleischhaltiger Säfte (auch Ganzfruchtsäfte genannt) ist es üblich, statt des Pressens andere mechanische Verfahren anzuwenden, z. B. Homogenisieren, Durchpassieren oder Vermahlen. Hiedurch soll der Fruchtfleischanteil im Saft möglichst hoch und fein verteilt sein. Auch dabei kann die Zerlegung des Fruchtgewebes durch eine enzymatische Vorbehandlung erleichtert werden. Im Gegensatz zur Herstellung von klaren Fruchtsäften werden jedoch pektolytische Enzyme eingesetzt, die bevorzugt das Protopektin der Mittellamelle spalten und somit eine Separation des Zellgewebes in Einzelzellen begünstigen.
So ist z. B. aus der deutschen Auslegeschrift 1276989 ein Verfahren zur Herstellung von trüben Citrussäften bekannt, bei dem zunächst ein Saft hergestellt und der erhaltene Pülperückstand praktisch unter Luftabschluss mit Hilfe von vorwiegend pektinabbauenden Enzymen, die aus Aspergillusarten gewonnen sein können, partiell hydrolysiert und die erhaltene dickflüssige Fruchtmasse aus grobteiligen Bestandteilen mit dem zuvor erhaltenen Saft vereinigt wird. Die Ausbeuten an trüben, fruchtfleischhaltigen Säften sind jedoch vergleichsweise niedrig, und die hohe Viskosität der anfallenden dickflüssigen bis cremeartigen Fruchtmassen erschwert die Verarbeitung.
Bei der bekannten Herstellung klarer oder trüber Fruchtsäfte werden somit wesentliche, insbesondere unlösliche Inhaltsstoffe im Pressrückstand zurückgehalten und können auch durch eine Maische-Vorbehandlung nie vollständig in den Saft übergeführt werden. Zwar gelingt es bei der Herstellung von Ganzfruchtsäften. diese Inhaltsstoffe nahezu vollständig in den Ganzfruchtsaft überzuführen. u. zw. besonders schonend im Falle der enzymatischen Mazeration, doch ist dabei nachteilig, dass diese Inhaltsstoffe zum überwiegenden Teil im Saft nicht frei, sondern in den Zellen eingekapselt vorliegen, wodurch beispielsweise die Resorption im Magen-Darmtrakt erschwert ist.
Nachteilig ist ferner, dass insbesondere bei pektinreichen Früchten ein hochviskoser Saft erhalten wird, der sich nur schwer verarbeiten lässt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein einstufiges Verfahren anzugeben zur Vollverflüssigung von Früchten und Gemüse unter weitgehendem Aufschluss der Zellwände und Freilegung der Inhaltsstoffe in möglichst feiner Verteilung ohne weitere Vor- oder Nachbehandlung, und unter Vermeidung einer hohen Saftviskosität, wie sie bei Anwendung pektolytischer Enzyme auftritt.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass man auf das beispielsweise in einer Schlagkreuzmühle, in einem Fleischwolf oder in einer andern geeigneten Einrichtung fein zerkleinerte Frucht- oder Gemüsematerial, gegebenenfalls nach Verdünnen mit Wasser, Cellulase, die praktisch ausschliesslich Cellulaseaktivität und keine oder nur eine geringe pektolytische Aktivität aufweisen, in an sich bekannter Weise bei Temperaturen von 50 bis 600C und einem pH-Wert von 3,5 bis 4,5 so einwirken lässt, dass die Inkubationszeit 1 bis 3 h beträgt, und gewünschtenfalls das verflüssigte Frucht- bzw. Gemüsematerial durch Sprühtrocknung, Gefriertrocknung oder in anderer Weise in ein Trockenprodukt überführt.
Mit Hilfe des erfindungsgemässen Verfahrens gelingt es, eine Vollverflüssigung von Früchten bzw. Gemüse zu Säften bzw. Saftzubereitungen zu erreichen und das gesamte Fruchtfleisch bzw. Gemüse in einen fein ver-
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nicht unter Verwendung von Enzymen erhaltenen Saft eintritt.
Typische geeignete Cellulasepräparate sind im Handel erhältlich. Diese Präparate sind sehr aktiv und besitzen praktisch ausschliesslich Cellulaseaktivität.
Die Einwirkung der Cellulasen bzw. cellulytischen Enzyme auf das Frucht-oder Gemüsematerial unter den
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angegebenen Bedingungen führt zu vorteilhaften Ergebnissen. So schliesst die Inkubationstemperatur von etwa
50 bis 60 C mikrobiologische Veränderungen weitgehend und Veränderungen durch Gärung vollständig aus.
Bei Früchten und Gemüse mit relativ hohem Fruchtsäuregehalt (PH unter etwa 4, 5) gelingt die Verflüssigung ohne jeden Säurezusatz. Bei säurearmen Früchten und Gemüsearten ist es zweckmässig, das pH-Optimum beispielsweise mit Citronensäure oder Ascorbinsäure einzustellen.
Durch Erwärmen auf Temperaturen von über etwa 60 C, gegebenenfalls auch durch Pasteurisieren nach dem Abfüllen in luftdicht verschlossene Behälter, lassen sich die Enzyme in dem verflüssigten Frucht- bzw.
Gemüsematerial inaktivieren. Die Überführung in ein Trockenprodukt kann in der angegebenen Weise erfolgen.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren lassen sich fruchtfleischhaltige Frucht- und Gemüsesaftzubereitungen herstellen, die allen Qualitätsanforderungen genügen und insbesondere gegenüber den mit pektolytischen Enzymen hergestellten Erzeugnissen eine erheblich niedrigere Viskosität aufweisen. Schwankungen der Rohstoffe im Gehalt an qualitätsbestimmenden Inhaltsstoffen, beispielsweise Carotin, können gegebenenfalls über eine geeignete Dosierung der Wasserzugabe ausgeglichen werden.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Die Bestimmung der Viskosität der Säfte erfolgte mit einem Rotovisko-Gerät.
Beispiel l : Verflüssigung von Karotten.
In fünf Ansätzen wurden je 400 g Karotten fein zerkleinert. Durch Zusatz von jeweils 2, 3 g Citronensäure wurde der PH-Wert der Masse auf 4, 2 eingestellt. Mit einer Ausnahme wurden alle Ansätze mit 250 ml Wasser versetzt. Nach Zusatz von jeweils 0, 2 bis O. So eines handelsüblichen Cellulasepräparates mit nur geringer pektolytischer Aktivität wurde die Masse 2 h lang bei 570C inkubiert. Anschliessend wurde die aufgeschlossene Pulpe durch ein 200 Jl-Sieb passiert. Der auf dem Sieb verbleibende Rückstand wurde gut abgepresst und gewogen. Bei einem weiteren Ansatz wurde unter sonst gleichen Bedingungen keine Cellulase zugesetzt.
Nach dem Messen der Saftmenge in ml wurde in einem aliquoten Teil die Viskosität und der Gehalt an Gesamtcarotin durch Extraktion mit Petroläther-Äther-Alkohol-Gemisch nach der Methode von H. Rother, Riechstoffe und Aromen 12 [1962]. S. 93 bis 94, bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt worden.
Wie aus den Daten der Tabelle 1 hervorgeht, wurde hinsichtlich der Saftausbeute und des Rückstandes das beste Ergebnis mit 0, 4 und 0, 5 Cellulase erhalten, ohne dass die Viskosität des verflüssigten Produkts dadurch wesentlich zunahm (Versuche e und f). Auch wurde bei Verwendung dieser Enzymmenge praktisch das gesamte Carotin in den Saft übergeführt.
Vergleichsweise mit zwei Handelspräparaten von pektolytischen Enzymen durchgeführte Versuche (bei 45 bis 500C ohne Zusatz von Wasser, aber unter sonst gleichen Bedingungen wie die Ansätze mit Cellulase) ergaben Säfte, die mit 65 bzw. 78 cP eine wesentlich höhere Viskosität aufwiesen. Die mikroskopische Untersuchung zeigte im Vergleich zu den mit Cellulase behandelten Karotten einen deutlich geringeren Zellaufschluss.
Tabelle I
EMI2.1
<tb>
<tb> Vers. <SEP> Cellulase <SEP> Sonstige <SEP> Zusätze <SEP> Saft- <SEP> Rück- <SEP> Carotin- <SEP> Im <SEP> Rückstand <SEP> Viskosität
<tb> Wasser <SEP> Citronen- <SEP> ausbeute <SEP> stand <SEP> gehalt <SEP> verbliebenes <SEP> des
<tb> säure <SEP> des <SEP> ges. <SEP> Carotin <SEP> Saftes
<tb> Saftes
<tb> %*) <SEP> ml <SEP> g <SEP> ml <SEP> %*) <SEP> mg <SEP> % <SEP> cP
<tb> a <SEP> ohne <SEP> ohne <SEP> ohne <SEP> 230 <SEP> 32 <SEP> 16,8 <SEP> 66 <SEP> 4,8
<tb> b <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> 250 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 557 <SEP> 4, <SEP> 7 <SEP> - <SEP> - <SEP> 16.
<SEP> 0
<tb> c <SEP> 0,3 <SEP> ohne <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 320 <SEP> 0--36, <SEP> 1 <SEP>
<tb> d <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 250 <SEP> 2,3 <SEP> 578 <SEP> 2,7 <SEP> 50, <SEP> 3 <SEP> 1, <SEP> 4 <SEP> 11, <SEP> 0 <SEP>
<tb> e <SEP> 0, <SEP> 4 <SEP> 250 <SEP> 2,3 <SEP> 600 <SEP> 0 <SEP> 51,0 <SEP> 0
<tb> f <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> 250 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 600 <SEP> 0 <SEP> 51, <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 9, <SEP> 8 <SEP>
<tb>
"') bezogen auf eingesetzte Rohstoffmenge (400 g Karotten)
Beispiel 2 : Verflüssigung von Kohlrabi.
In zwei Ansätzen wurden je 400 g geschälte Kohlrabi fein zerkleinert. Die Einstellung des PH-Wertes und die weitere Behandlung erfolgte gemäss Beispiel 1. Ein Ansatz wurde mit 250 ml Wasser verdünnt. Der Zusatz
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von handelsüblichem Cellulasepräparat mit nur geringer pektolytischer Aktivität betrug in beiden Fällen In einem weiteren Ansatz wurde unter sonst gleichen Bedingungen keine Cellulase zugesetzt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II zusammengestellt worden.
Wie aus der Tabelle II zu ersehen ist, wurde sowohl bei dem unverdünnten Ansatz (b) als auch bei dem Ansatz, der in verdünntem Zustand mit der Cellulase behandelt wurde (c) eine vollständige Verflüssigung des Kohlrabis erreicht, ohne dass dadurch die Viskosität des verflüssigten Produkts wesentlich zunahm.
Vergleichsweise mit einem Handelspräparat eines pektolytischen Enzyms durchgeführte Versuche ergaben verflüssigte Produkte, die mit 42 bis 45 cP eine deutlich höhere Viskosität aufwiesen. Auch liess die mikroskopische Untersuchung im Vergleich zu dem mit Cellulase behandelten Kohlrabi einen deutlich geringeren Zellaufschluss erkennen.
Tabelle II
EMI3.1
<tb>
<tb> Vers. <SEP> Cellulase <SEP> Sonstige <SEP> Zusätze <SEP> Saft-Rückstand <SEP> Viskosität
<tb> Citronen- <SEP> ausbeute <SEP> des
<tb> Wasser <SEP> Citronen- <SEP> --säure <SEP> Saftes
<tb> %*) <SEP> ml <SEP> g <SEP> ml <SEP> %*) <SEP> cP
<tb> a <SEP> ohne <SEP> ohne <SEP> ohne <SEP> 285 <SEP> 26,9 <SEP> 3,9
<tb> b <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> ohne <SEP> 2, <SEP> 0 <SEP> 330 <SEP> 0 <SEP> 20, <SEP> 8
<tb> c <SEP> 0,3 <SEP> 250 <SEP> 2,0 <SEP> 580 <SEP> 0 <SEP> 6,0
<tb>
*) bezogen auf eingesetzte Rohstoffmenge (400 g Kohlrabi) Beispiel 3 : Verflüssigung von Äpfeln.
In zwei Ansätzen wurden je 400 g ungeschälte Äpfel fein zerkleinert. Die zerkleinerte Masse besass bereits einen PH-Wert von 4, 1, so dass eine Korrektur nicht erforderlich war. Die weitere Behandlung erfolgte gemäss Beispiel 1. Der Zusatz von handelsüblichem Cellulasepräparat mit nur geringer pektolytischer Aktivität betrug in beiden Fällen 0, 30/0. Bei einem weiteren Ansatz wurde unter sonst gleichen Bedingungen keine Cellulase zugesetzt. Die Ergebnisse werden in der Tabelle III mitgeteilt.
Wie aus der Tabelle III hervorgeht, wurde sowohl bei dem unverdünnten Ansatz (b) als auch bei dem mit Wasser verdünnten Ansatz (c) eine praktisch vollständige Verflüssigung der Äpfel erreicht, ohne dass damit eine wesentliche Viskositätszunahme eintrat.
Vergleichsweise mit Handelspräparaten von pektolytischen Enzymen durchgeführte Versuche ohne Zusatz von Wasser ergaben verflüssigte Produkte, die mit 39 bzw. 40 cP eine doppelt so hohe Viskosität aufwiesen, wie die mit Cellulase erhaltenen Erzeugnisse.
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