AT404469B - Verfahren zur konservierung von zuckerhaltigen pflanzenextrakten- bzw. säften - Google Patents

Description

AT 404 469 B

Die gegenständliche Erfindung betrifft ein ein Verfahren zur Konservierung von zuckerhaltigen Pflanzenextrakten bzw. Pflanzensäften, insbesondere saccharosehaltigen Lösungen, wie Zuckerrüben- und Zuckerrohr-Extraktionslösungen.

Zuckerhaltige Pflanzenextrakte und Pflanzensäfte sind bei normalen Temperaturen bis 50 · C, welche bei einer Saftgewinnung mit mechanischer Zellöffnung angewendet werden, einem mikrobiologischen Verderb durch Hefen, Schimmelpilze und Bakterien ausgesetzt. Hingegen werden bei einer Saftgewinnung mit thermischer Zellöffnung Temperaturen von über 50 *C angewendet, bei welchen nur mehr thermophile Bakterien vermehrungsfähig sind. Ein Beispiel für ein derartiges thermisches Extraktionsverfahren ist die derzeit allgemein durchgeführte Extraktion von Zuckerrüben zum Zweck der Zuckerproduktion.

Bei dieser Extraktion wird aus den Rübenschnitzeln bei Temperaturen von 60 *C bis 70*0 die Extraktionslösung gewonnen. Unter diesen Bedingungen können thermophile Bakterien die im Rohstoff enthaltene Saccharose zu Glucose, Fructose, Säuren und gasförmigen Stoffwechselprodukten abbauen. Dies bewirkt außer dem unmittelbaren Saccharoseverlust deshalb zusätzliche Nachteile im Zuge der weiteren Saccharosegewinnung, da eine stärkere Sirupverfärbung auftritt, ein erhöhter Bedarf an Alkalisierungsmitteln besteht und ein erhöhter Anfall an Melasse ein Kauf genommen werden muß.

Es ist bekannt, thermophile Bakterien in Extraktionsanlagen dadurch zu bekämpfen, daß dem Saftstrom periodisch oder kontinuierlich chemische Hilfsmittel, wie Formalin oder Dithiocarbamate, zugesetzt werden. Soferne eine Zugabe solcher Mittel nicht erwünscht oder gesetzlich verboten ist, muß mit erhöhten Saccharoseveriusten gerechnet werden.

Beim Auftreten von Bakterienstämmen, die Exo-Invertase produzieren, kann deshalb ein besonders hoher Saccharoseverlust verursacht werden, da Saccharose unkontrolliert in Glucose und Fructose gespalten wird. Es ist praktisch unmöglich, derartige Stämme allein durch Anwendung hoher Temperaturen wieder zu eliminieren, da das Rübengewebe mit Rücksicht auf die Abpreßbarkeit der extrahierten Schnitzel thermisch nur begrenzt belastet werden darf.

Der gegenständlichen Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Entwicklung unerwünschter thermophiler Bakterienstämme in zuckerhaltigen Pflanzenextrakten bzw. Pflanzensäften ohne Verwendung chemischer Hilfsmittel zu unterdrücken. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf die Pflanzenextrakte bzw. Pfianzensäfte ein Zusatzmittel auf Hopfenbasis bei Temperaturen zwischen 50 *C und 80 *C einwirken gelassen wird.

Hopfen ist ein seit langem in der Bierbrauerei genutzter Wirkstoff, welcher dem Bier aus Geschmacksgründen zugesetzt wird. Es ist bekannt, daß auch bei der Bierherstellung eine bakteriostatische Wirkung gegenüber gewissen Bakterien, nämlich gegenüber Milchsäurebakterien, auftritt. Diese Wirkung kommt bei der Temperatur der Hefegärung zur Entfaltung und stellt eine erwünschte Nebenwirkung dar, welche jedoch deshalb nicht gezielt eingesetzt werden kann, da bei stärkerer Hopfengabe das Bier zu bitter schmecken würde. Es wird also durch Hopfen die Entwicklung von Milchsäurebakterien, die ihrerseits die Hefegärung stören würden, in einem nicht beeinflußbaren Ausmaß unterbunden. Überraschenderweise hat sich nun herausgestellt, daß die bakteriostatische Wirkung von Hopfen auch in heißen Säften und zwar in besonders effektiver Weise auftritt, wobei solche Bakterien, welche bei der Biererzeugung gar keine Rolle spielen, nämlich die thermophilen Bakterien, die sich im Temperaturbereich von 50 *C bis 80 *C entwickeln, bekämpft werden können. Somit erfolgt hierdurch eine Konservierung von zuckerhaltigen Extrakten und Säften mit Hilfe eines seit langem in der Lebensmitteltechnologie bekannten Produktes, wodurch von der Verwendung von Formalin, welche in vielen Staaten durch gesetzliche Auflagen eingeschränkt oder verboten ist, abgesehen werden kann.

Bei den Temperaturen einer thermischen Extraktion, im Fall von Zuckerrüben bei 65 *C bis 75 *C, können sich thermophile Bakterien nur dann vermehren, wenn sie ihren Stoffwechsel ununterbrochen aufrecht erhalten können. Wird der Stoffwechsel blockiert, was z.B. durch die bakteriostatische Wirkung von Hopfenwirkstoff erzielt wird, kommt es infolge der hohen Temperaturen zum Absterben der vegetativen Keime, wodurch Hopfen in heißen Zuckersäften konservierend wirkt. Würde Hopfen zur Konservierung von kaltem zuckerhaltigen Saft bei Temperaturen unter 50 *C eingesetzt werden, wäre dies deshalb wirkungslos, weil dieser kalte Saft durch Hefen und Schimmelpilze, deren Wachstum durch Hopfen nicht eingeschränkt wird, verderben würde. Erst durch die Kombination des Hopfenzusatzes unter Einwirkung von Temperaturen über 50 *C wird eine durchgreifende Konservierung erzielt.

Als Zusatzmittel auf Hopfenbasis kann jedes beliebige Hopfenprodukt, das seinen Wirkstoff in die Zuckerlösung abgibt, verwendet werden. Vorzugsweise werden getrockneter Hopfen oder Hopfenpellets, Hopfenextrakt oder Brauereiabfälle, wie Hopfenreste enthaltende Bierhefe oder Hopfentrebern, verwendet.

Hopfenextrakte sind im Handel erhältlich. Die Produkte haben unterschiedliche Konsistenz, Farbe und Löslichkeit. Sie sind flüssig, zähflüssig oder fest, die Farbe kann von gelblich bis dunkelgrün variieren. Zur 2

AT 404 469 B Löslichmachung ist manchmal neben Wasser auch ein Zusatz von Alkohol erforderlich.

Als Extraktionsmittel sind flüssiges CO2. Methylenchlorid und Alkohol bekannt.

Da im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Geschmacksspektrum keine Rolle spielt und nur die bakteriostatische Wirkung des Hopfens genutzt wird, können auch solche Extrakte genutzt werden, welche für die ßiererzeugung untauglich oder mindertauglich sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Hopfen-Zusatzmittel während der thermischen Extraktion der Pflanzenteile einwirken gelassen. Dabei kann es sich als günstig erweisen, den zu extrahierenden Pflanzenteilen ein festes Hopfenprodukt, vorzugsweise getrockneten Hopfen, Hopfenpellets oder hopfenhaltige Brauereiabfälle, zuzusetzen. Die Wirkung entfaltet sich dadurch, daß gleichzeitig mit der Zuckerextraktion auch die Extraktion des Hopfenwirkstoffes in den heißen Saft erfolgt. Beim Abpressen der extrahierten Pflanzenreste werden dann mit denselben auch die Reste des Hopfen-Zusatzmittels entfernt.

Ebenso kann aber auch der heißen Extraktionslösung ein flüssiger Hopfenextrakt zugesetzt werden, welcher seine Wirkung so lange entfaltet, als die Temperatur der Lösung im vorstehend genannten Bereich liegt.

Bei kontinuierlicher Zugabe von Hopfenprodukten kann ein Bakterienwachstum dauernd unterbunden werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend anhand von drei Anwendungsbeispielen erläutert: Beispiel 1: Rübensaft mit 16% Trockensubstanz aus einer großtechnischen Extraktionsanlage wird mit einer Durchflußrate von 1 Gefäßvolumen pro Stunde durch ein 22 I-Gefäß mit Rührwerk geleitet und dabei auf 68 • C bis 80 * C temperiert. Zwischen dem Zulauf und Ablauf ergibt sich eine vom Grad der Bakterieninfektion abhängige pH-Differenz, wie sie die nachstehende Beispielstabelle zeigt. Beim kontinuierlichen Zupumpen von Hopfenextrakt in einer Menge von 1/10000 des Gefäßinhaltes pro Stunde, in der nachstehenden Tabelle ab 14:18:00, verkleinert sich die pH-Differenz durch verminderte Stoffwechseltätigkeit der Mikroorganismen von ca. 0,5 auf ca. 0,15, also in einem sehr wesentlichen Ausmaß:

Uhrzeit pH Zulauf pH Ablauf Differenz 13:40:00 5,69 5,20 0,49 13:53:00 5,68 5,20 0,48 13:59:00 5,70 5,20 0,50 14:05:00 5,68 5,20 0,48 14:18:00 5,67 5,17 0,50 Hopfenzusatz 14:50:00 5,70 5,19 0,51 kontinuierlich 15:59:00 5,65 5,21 0,44 16:19:00 5,60 5,23 0,37 16:31:00 5,57 5,25 0,32 16:50:00 5,56 5,27 0,29 17:16:00 5,59 5,31 0,28 17:54:00 5,65 5,39 0,26 18:19:00 5,68 5,43 0,25 18:32:00 5,68 5,45 0,23 19:03:00 5,68 5,49 0,19 19:35:00 5,68 5,51 0,17 20:25:00 5.71 5,53 0,18 21:47:00 5,70 5,55 0,15 22:25:00 5,72 5,56 0,16

Beispiel 2: Rübensaft wird wie in Beispiel 1 durch ein Gefäß geleitet. Der Zulauf wird plötzlich gestoppt, wodurch eine vom Grad der Bakterientätigkeit abhängige pH-Absenkung einsetzt, in der Beispielstabelle ab 13:42:06, in der Größenordnung von 0,04 bis0,05 pH-Einheiten pro 6 min.

Beim einmaligen Zusatz von Hopfenextrakt in einer Mengen von 1/20000 des Gefäßinhalts, in der nachstehenden Tabelle 13:48:024, stoppt der pH-Abfall innerhalb von 13 min: 3

Claims (6)

1. AT 404 469 B Uhrzeit pH im Gefäß pH Abfall pro 6 min 13:16:58 5,40 13:23:16 5,40 0,00 13:29:34 5,39 0,01 13:35:50 5,39 -0,01 Zulauf ab 13:42:06 5,34 -0,05 13:48:24 5,30 -0,04 Hopfenzusatz einmalig 13:54:42 5,26 0,04 14:01:00 5,26 0,00 14:07:18 5,26 0,00 14:13:34 5,25 -0,01 Beispiel 3: Rübensaft wird wie in Beispiel 1 durch ein GefäB geleitet. Oer Zulauf wird plötzlich gestoppt, wodurch eine vom Grad der Bakterientätigkeit abhängige pH-Absenkung einsetzt, in der Beispielstabelle um 17:46:20, in der Höhe von -0,04 pH-Einheiten pro 6 min. Beim einmaligen Zusatz eines anderen, zweiten Hopfenextraktpräparats in einer Menge von 1/40000 des Gefäßinhaltes, in der nachstehenden Tabelle um 17:52:38, stoppt der pH-Abfall innerhalb von 6 min: Uhrzeit pH im Gefäß pH Abfall pro 6 min 17:27:30 5,29 17:33:48 5,29 0,00 17:40:04 5,29 0,00 Zulauf ab 17:46:20 5,28 -0,01 17:52:38 5,24 -0,04 Hopfenzusatz einmalig 17:58:54 5,25 0,01 18:05:12 5,25 0,00 18:11:28 5,26 0,01 18:17:46 5,26 0,01 18:24:03 5,26 0,00 18:30:19 5,27 0,01 18:36:37 5,27 0,00 Patentansprüche 1. Verfahren zur Konservierung von zuckerhaltigen Pflanzenextrakten bzw. Pflanzensäften, insbesondere saccharosehaltigen Lösungen, wie Zuckerrüben· und Zuckerrohr-Extraktionslösungen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Pflanzenextrakte bzw. Pflanzensäfte ein Zusatzmittel auf Hopfenbasis bei Temperaturen zwischen 50 *C und 80 *C einwirken gelassen wird.
2. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzmittel auf Hopfenbasis ein festes Hopfenprodukt, vorzugsweise getrockneter Hopfen oder Hopfenpellets, ein Hopfenextrakt oder Brauereiabfälie, wie Hopfenreste enthaltende Bierhefe und/oder Hopfentrebern, verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusatzmittel auf Hopfenbasis während der thermischen Extraktion von Pflanzenteilen, insbesondere von Zuckerrüben oder Zuckerrohr, einwirken gelassen wird.
4. 4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß den zu extrahierenden Pflanzenteilen ein festes Hopfenprodukt, vorzugsweise getrockneter Hopfen, Hopfenpellets oder hopfenhaltige Brauereiabfälle, zugesetzt wird. 4 AT 404 469 B
5. 5. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Extraktionslösung ein flüssiger Hopfenextrakt zugesetzt wird.
6. 6. Verfahren nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei kontinuierlich geführter Extraktion der Hopfenextrakt kontinuierlich zugeführt wird. 5