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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Stabilisieren der Kolloid- und Geschmackseigenschaf- ten von Getränken unter gleichzeitiger Desaktivierung von Enzymen.
In Getränken wie ier und Wein sind gewisse Gruppen von in fertigem Produkt die Bildung von nicht biologischen Sedimenten bzw. Trübungen verursachenden Kolloidsubstanzen mehr oder weniger anwesend. Ausserdem sind Oxydationsänderungen in einigen Gruppen solcher Substanzen für Verschlechterung organoleptischer Eigenschaften von Getränken verantwortlich.
Zu den Stoffen, welche die Trübungen hervorrufen, bzw. Vorgänger der Trübungen sind, kann man insbesondere Polypeptide, Polyphenole und Polysaccharide zählen. Die Bildung von kolloidalen Sedimenten bzw. Trübungen wird durch Oxydierungsreaktionen, die durch Sauerstoffanwesenheit, Temperaturbedingungen und bestimmte Metallionen hervorgerufen werden, beschleunigt.
Zur Verbesserung der Kolloidstabilität der oben erwähnten Getränke verwendet man eine ganze Reihe von Stabilisiermitteln. Technologische Stabilisierungsprozesse bezwecken hochmolekulare, in Lösung instabile Substanzen zu eliminieren. Um die Konzentration der polypeptidischen Stoffe, die Trübungen bewirken, herabzusetzen, verwendet man Adsorbtionsmittel auf Silikagelund Bentonitbasis, ferner Fällmittel wie z. B. Tannin, und Enzympräparate, die die hochmolekularen Substanzen zu niedermolekularen, in Lösungen stabilen oder löslichen Komponenten spalten. Zur Herabsetzung der Konzentration an Polyphenolen stehen Adsorptionsmittel auf Polyvinylpyrrolidonbasis und als Fällmittel Formaldehyd zur Verfügung.
Um Oxydationsänderungen in Getränken zu vermeiden, verwendet man kohlendioxydgeschützte Flaschenabfüllanlagen und Dosierungen verschiedener Antioxydantien, wie Ascorbinsäure, Schwefeldioxyd od. dgl.
Adsorbtionsmittel, wie Silikagel und Bentonit sind unlöslich und gelten daher als unschäd-
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vorgang zudosiert. Adsorbtionsmittel auf Silikagelbasis sind in bezug auf die chemischen und organoleptischen Eigenschaften von Getränken im wesentlichen inert. Demgegenüber wird die Anwendung von Bentonit häufig mit gewissen Geschmacksänderungen im Produkt wie z. B. bei Bier durch sog. erdigen Beigeschmack und Schaumbildungsabnahme, begleitet.
Fällmittel gehören zu den unspezifischen Stabilisatoren und deren Anwendung in der Nahrungsmittelindustrie ist in manchen Ländern verboten (wie z. B. Formaldehyd). Stabilisatoren auf Enzymbasis besitzen als Grundkomponente ein proteolytisches Enzym. Am häufigsten besteht die aktive Komponente aus Papain (technisches Enzym pflanzlicher Herkunft) oder eine andere geeignete Protease. Bisher verwendete man Enzympräparate in der Praxis als lösliche Stoffe.
Die katalysierte Reaktion wird durch emen Desaktivatorzusatz oder durch Erhitzen des Substrats auf Denaturierungstemperatur der Enzymkomponente des Stabilisators beendet. Da die löslichen Enzympräparate das Produkt mit Resten der Enzymkatalyse verunreinigen, sind diese gleichfalls in einer Reihe von Ländern in der Nahrungsmittelindustrie verboten. Trotzdem ist die Anwendung von Enzymen bei der Nahrungsmittelherstellung manchmal unvermeidbar. Als Beispiel kann das Spalten von Pektinen durch Pektinase beim Fruchtsaftpressen oder das Stabilisieren von Bier durch Zusatz von Proteasen dienen. Ursprünglich handelte es sich um Enzyme pflanzlicher oder tierischer Herkunft, wie z. B. Amylase aus Malz oder Rennase aus Kalbmagen.
Zufolge steigender Nachfrage nach solchen Enzympräparaten und der Kostspieligkeit deren Vorbereitung wird eine Reihe von Enzymen durch Enzyme mikrobieller Herkunft ersetzt.
Bei manchen Enzympräparaten ist jedoch ihr langzeitiger Kontakt mit dem betreffenden Medium mit unerwünschter Spaltung einer Reihe von Substraten, ja sogar mit der Entstehung von Nebenprodukten verbunden, wodurch sich der Produktcharakter ändert. In andern Fällen wird nur eine teilweise Degradation von Substrat angestrebt, da die Geschmackseigenschaften des Produkts durch weiteren Abbau von Substrat geändert würden. Schliesslich kann eine hohe Konzentration einiger Enzyme oder auch begleitender Enzyme in Nahrungsmittel der menschlichen Gesundheit schädlich sein. Es ist daher in manchen Fällen erwünscht, solche Enzyme - nachdem sie ihre technologische Aufgabe erfüllt haben-möglichst rasch zu desaktivieren.
Handelt es sich um Produkte, die bei deren Weiterverarbeitung den um den Siedepunkt schwankenden Temperaturen ausgesetzt werden, soll eine solche Erhitzung gleichzeitig zum Desaktivieren von Enzymen dienen, da bei den betreffenden Temperaturen ihre Einweisbestandteile denaturiert werden.
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B.ten.
Es ist zwar eine ganze Reihe von Inhibitoren bekannt, die befähigt sind, die unerwünschte.
Tätigkeit von Enzymen zu unterdrücken. Ein Zusatz solcher Substanzen zu Nahrungsmitteln kommt jedoch nicht in Frage, da es sich durchwegs um toxische Stoffe handelt.
Die Erfindung soll die oben erwähnten Nachteile beseitigen. Der Erfindung liegt die Auf- gabe zugrunde, ein Verfahren zum Stabilisieren der Kolloid- und Geschmackseigenschaften von
Getränken unter gleichzeitiger Desaktivierung von Enzymen zu schaffen. Das Verfahren be- zweckt, sowohl den Gehalt an insbesondere Polyphenolen, welche die Trübungen hervorrufen, bzw. Vorgänger der Trübungen sind, herabzusetzen, als auch die in den Getränken anwesenden
Enzyme zu desaktivieren und somit einen negativen Beigeschmack von Getränken zu vermei- den.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Getränk mit gegebenenfalls modifiziertem Polyäthylenterephthalat, vorzugsweise im Gemisch mit Polybutylenterephthalat, oder deren Derivate, oder Gemischen dieser Polymeren mit bekannten anorganischen oder organi- schen Filtriermaterialien, einschliesslich Kieselgur in Berührung gebracht wird, worauf die Fest- stoffe von dem flüssigen Medium abgetrennt werden.
Aus der FR-PS Nr. 1. 038. 647 ist es zwar bereits bekannt, En-Diole Getränken zuzusetzen.
Der Zusatz der dort angeführten Stoffe dient jedoch dem Schutz gegen Oxydation. Diese
Stoffe weisen durchwegs Reduktionswirkungen auf. Im Kontakt mit Getränken zeigt sich ihre
Wirkung in einer chemischen Reaktion, bei der es zur Änderung der chemischen Zusammensetzung des Systems kommt, welche Nebenwirkung nicht wünschenswert ist. Weiters handelt es sich um Stoffe, die in Getränken löslich und schwierig trennbar sind. Demgegenüber können die Polymeren nach der Erfindung von den Getränken durch einfache physikalische Verfahren z. B. durch Sedimentation, Filtration, Schleudern u. dgl. abgetrennt werden. Sie sind dazu noch gegenüber den Getränken und ihren Komponenten völlig inert, was von besonderer Bedeutung ist.
Das polymere Material kann in Pulverform vor dem Filtriervorgang zugesetzt und von dem Medium durch Filtration, Zentrifugieren bzw. Sedimentation abgetrennt werden. Die Konzentration an Phenolen und Enzymen in Getränken kann z. B. dadurch herabgesetzt werden, dass das Getränk durch eine Schicht von pulverförmigen oder faserigem Polymerisat oder dessen Gemischen mit anorganischen oder organischen Filtriermaterialien, einschliesslich Kieselgur, oder durch Platten.
Tücher, Rohrleitungen, Reaktoren mit eingebauter polymerer Substanz durchfliessen gelassen wird. Infolge Herabsetzung der Konzentration an Polyphenolstoffen in einem Getränk steigt nicht nur die Kolloidstabilität desselben wegen des Hintanhaltens der Sediment- bzw. Trübungsbildung, sondern auch die Stabilität der organoleptischen Eigenschaften. Durch Herabsetzung der Konzentration von Polyphenolstoffen wird ferner die potentielle Möglichkeit der Oxydation dieser Stoffe, deren Oxydationsprodukte die Geschmackseigenschaften der fertigen Produkte negativ beeinflussen, beschränkt. Beim erfindungsgemässen Prozess oder Verfahren werden Eiweissstoffe nicht sorbiert, sondern im Medium belassen, so dass kein Einfluss auf die Geschmackseigenschaften des Produkts ausgeübt wird.
Die Menge der erfindungsgemässen, den Getränken zugesetzte Polymersubstanz hängt ab von den Eigenschaften der zu behandelnden Getränke und dem Grad der notwendigen Abnahme der Konzentration an Stoffen, welche die Trübungen hervorrufen, bzw. Vorgänger der Trübungen sind, bzw. der Konzentration an unerwünschten Enzymen, gleichgültig, ob es sich um Enzyme pflanzlicher (z. B-Papain) oder mikrobieller (z. B. Amylasen oder Pektinasen) Herkunft handelt.
Die Wirkung der erfindungsgemäss zuzusetzenden Adsorbtionsmittel ist von den Betriebstemperaturen praktisch unabhängig. Diese Stoffe lassen sich in jeder Herstellungsphase und bei beliebigen Temperatur und pH-Werten einsetzen.
Die Erfindung soll an Hand einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
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Beispiel l ; Desaktivierung der a-Amylase Bacillus substilis.
2,5 ml einer wässerigen, 5 Enzymeinheiten in 1 ml enthaltenden Enzymlösung wurde mit einer wässerigen Pufferlösung von PH 5, 5 auf 5 ml und danach mit Wasser auf 20 ml ergänzt.
Der Lösung wurde 0, 1 g pulverförmiges Polyäthylenterephthalat (Molekulargewicht 18000) zugesetzt, worauf 5 inin gerührt und zuletzt filtriert wurde. Das entstandene klare Filtrat wies keine Amylaseaktivität auf. Vorteilhafterweise kann man pulverförmiges Polyäthylentherphthalat gemischt mit Polybutylenterephthalat anwenden.
Beispiel 2 : Desaktivierung von Papain.
Einer 100 ml wässerigen, 0, 2 g des Papainkonzentrats mit 2250 Enzymeinheiten in 1 g enthaltender Lösung wurde 1, 5 g eines modifizierten, 5 Mol Isophthalsäure als Modifizierkomponente enthaltendem Polyäthylenterephthalat zugesetzt und die Lösung wurde 30 min stehengela. s- sen. Innerhalb dieses Zeitraumes nahm die Enzymaktivität bis auf Null ab.
Beispiel 3 : Zerstörung der Pektinaseaktivität. Kontrolltest :
Zu 7 ml einer l% igen Pektinlösung wurde 1 ml von durch Lösen von 4 mg Enzympräparat in 2 ml Wasser vorbereiteter und durch Zentrifugieren geklärter Pektinaselösung zugesetzt. Unmittelbar nach dem Vermischen wurde in Fallkugel-Viskosimeter nach Höpler die Kugeldurchgangszeit in Intervallen von 3 min bei 30 C mit nachstehenden Ergebnissen gemessen :
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<tb> Messintervall <SEP> (min) <SEP> Kugeldurchgangszeit <SEP> (min)
<tb> 0 <SEP> 2, <SEP> 36 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 2, <SEP> 06 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 1, <SEP> 48 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 1, <SEP> 36 <SEP>
<tb> 12 <SEP> 1,27
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Test :
Der 5 ml Pektinaselösung (2 mg/ml) wurde 0, 5 g eines pulverförmigen Polyäthylenterephthalats zugesetzt, in dem 4% Terephthalateinheiten durch Adipateinheiten ersetzt worden sind ; die Lösung wurde bei Raumtemperatur 10 min gerührt. Nach dem Abschleudern des Sediments wurde 1 ml klarer Lösung zu 7 ml l% iger Pektinlösung zugesetzt und wieder in 3 min-Intervallen deren Viskosität bei 30 C gemessen.
Ergebnisse :
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<tb> Messintervall <SEP> (min) <SEP> Kugeldurchgangszeit <SEP> : <SEP> (min)
<tb> 0 <SEP> 2, <SEP> 39 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 2, <SEP> 38 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 2, <SEP> 33 <SEP>
<tb> 9 <SEP> 2, <SEP> 28 <SEP>
<tb> 12 <SEP> 2, <SEP> 23 <SEP>
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Im Vergleich mit dem Kontrolltest zeigte sich eine wesentliche Abnahme der Pektinaseaktivität.
Beispiel 4 : Herabsetzung der Polyphenolkonzentration in Bier.
10 1 Bier wurde 30 min mit 10 g pulverförmigem, aus Äthylenglykol, Terephthalsäure und 3, 9% Sulfoisophthalsäure vorbereitetem Mischpolymerisat (Molekulargewicht 15000) gemischt.
Nach Abfiltrieren nahm die Polyphenolkonzentration um 13, 5% ab.
Beispiel 5 : 1 1 Wein wurde 30 min mit 2 g pulverförmigem, aus Äthylenglykol, Terephthalsäure und 3, 0% Sulfoisophthalsäure vorbereitetem Mischpolymerisat (Molekulargewicht 18000) gemischt. Nach Abfiltrieren nahm die Polyphenolkonzentration um 11,62% ab.
Beispiel 6 : 1 hl Bier wurde über ein Kieselgurfilter filtriert, wobei ein aus Äthylenglykol, Terephthalsäure und 3,9% Sulfoisophthalsäure vorbereitetes Mischpolymerisat (Molekulargewicht 14000) dazu dosiert wurde. Nach Abfiltrieren nahm die Polyphenolkonzentration in Bier von
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dem ursprünglichen Wert von 235, 3 auf 211, 56 mg/Lt., d. h. um etwa 10% ab. Die Kolloid-Stabilität des so behandelten Biers wurde im Vergleich mit dem ursprünglichen Muster um 2 Monate verlängert. Geschmackseigenschaften des Bieres wurden auf 6 Monate Lagerzeit stabilisiert.