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Verfahren zur Herstellung von trüben Zitrussäften unter Anwendung
pektinabbauender Enzyme Es ist bekannt, Obst-, insbesondere Beerensäfte derart herzustellen,
daß die Früchte zerkleinert und der so erhaltenen Maische zum Zweck der hydrolytischen
Spaltung von Pektinstöffen Fermente, zugesetzt werden. Nach einer meist in einem
Temperaturbereich zwischen 20 und 50° C ablaufenden Fermentierung wird der Saft
von den Cellulosebestandteilen, Kernen u. dgl. abgetrennt und zur Inaktivierung
der fruchteigenen sowie der zugesetzten Enzyme und zugleich zur biologischen Stabilisierung
pasteurisiert. Das Ziel dieses Vorgehens ist der Erhalt einer leicht preßbaren Maische
und eines klaren Fruchtsaftes.
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Es ist auch schon bekannt, von den zerkleinerten Früchten zunächst
den Saft abzutrennen und den Rückstand mit ;stärke- und proteinabbauenden Enzymen
zu behandeln. Diese Enzyme wirken auf das in dem Pülperückstand enthaltene. Pektin,
nicht ein, so daß dieses nicht in eine wasserlösliche Form übergeführt wird.
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Bei der Herstellung von Zitrus-, insbesondere Orangensäften werden
trübe, d. h. feinstverteiltes Fruchtfleisch enthaltende Säfte bevorzugt. Bei der
Herstellung geht man so vor, daß man Saft und Fruchtfleisch mechanisch aus den halbierten
Früch-@en abtrennt und aus dem so isolierten Fruchtbrei den Trübsaft durch z. B.
Passieren oder Zentrifugieren von den groben Bestandteilen scheidet. Um einen Teil
des festen Rückstandes zu verwerten, ist es bereits bekannt, diesen mechanisch zu
zerkleinern und ihn erneut zu zentrifugieren, passieren oder pressen u, dgl. Der
auf diese Weise noch gewonnene Saftanteil der Frucht wird mit dem durch die erste
Abtrennung, erhaltenen Saft vereinigt. Außer einer unvollkommenen Entsaftung hat
das eben beschriebene Vorgehen. den Nachteil, daß die bei der mechanischen Zerkleinerung
erhaltenen und im Trübsaft enthaltenen Partikeln sich beim längeren Stehen zusammenballen
und einen unerwünschten Bodensatz bilden.
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Es wurde nun gefunden, daß sich trübe Zitrussäfte plit dem Geschmack
eines frischen Preßsaftes derart herstellen lassen, daß der Hauptteil des Saftes
in der beschriebenen, an sich bekannten Weise isoliert und nur der nach Abtrennung
des Hauptteils des Saftes erhaltene Pülperückstand weitgehend unter Luftabschluß
der partiellen Hydrolyse durch pektin-, ,gegebenenfalls auch celluloseabbauende
Enzyme "unterworfen wird und daß die dabei entstandene dickfleissige bis cremeartige
Fruchtmasse in an sich ,bekannter Weise von den groben Faserbestandteilen und Kernen
abgetrennt und dem Hauptteil des Saftes zugesetzt wird. Die Trubstabilität des Saftes
wird durch Tiefkühlung oder durch. Inaktivierung der fruchteigenen und dex.zugesetzten
Enzyme durch Erhitzen aufrechterhalten. Dabei. wird unter solchen an sich bekannten
Bedingungen gearbeitet, daß eine partielle Hydrolyse der in der Pülpe enthaltenen
Pektinstoffe und ein gegebenenfalls nur zum Teil ablaufender Abbau der Zellwände
eintritt, wobei praktisch der gesamte, noch in der Pülpe .enthaltene Saft in ,Freiheit
gesetzt und in an-sich bekannter Weise, das ,heißt z. B. durch Passieren, gewonnen
werden kann, während die. gröberen Faserbestandteile des Gewebes und die Kerne zurückbleiben.
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Es ist bekannt, daß hochwertige Fruchtsäfte dann erhalten, werden,
wenn der Gewinnungsprozeß weitgehend unter Luftabschluß abläuft. Es ist deshalb
zweckvoll, sowohl das Einschleusen des Enzyms als auch dessen Einwirkung unter weitgehendem
Ausschluß der Luft durchzuführen.
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Als besonders vorteilhaft. hat es sich erwiesen, die Fermentierung
in einem höheren als bei denn für biokatalytische Prozesse. üblichen Temperaturbereich,
z, B. bei Temperaturen von 50 bis, 70° C, durchzuführen. Dieses Vorgehen hat den
Vorteil, daß der fermentative Aufschluß im erforderlichen Umfang in kurzer Zeit
abgeschlossen ist.
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Die Herstellung von Fruchtsaftkonzentraten durch Entzug eines Wasseranteils,
z. B. im Hochvakuum, gewinnt seit einigen Jähren eine steigende Bedeutung. Die Herstellung
solcher Konzentrate aus den im Sinn der vorliegenden Erfindung hergestellten Säften
kann mit besonderem Vorteil derart geschehen, daß der bei der ersten Abtrennung
anfallende Saft in an sich bekannter Weise konzentriert und dem dabei entstandenen
Konzentrat der aus der fermentativ aufgeschlossenen Pülpe isolierte Fruchtanteil
zugesetzt
wird. Auf diese Weise werden Fruchtsaftkonzentrate bzw.
nach deren Verdünnung Fruchtsäfte erhalten, die sich durch das der frischen Frucht
eigene Aroma auszeichnen.
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Das beschriebene Verfahren kann sinngemäß auch angewandt werden, um
Pülperückstände enzymatisch zu behandeln, die bei der Verarbeitung von noch schalenhaltigen
Früchten anfallen. Da die Schalen reich an Pektin- und Aromastoffen sind, gelangt
man so zu Produkten, die besonders aromatisch und trubstoffstabilisierend sind und
sich deshalb vorteilhaft z. B. bei der Limonaden-Herstellung verwenden lassen.
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Zur Erzielung einer verbesserten Trubstabilität ist ein möglichst
hoher Anteil an gelösten, aber nicht völlig hydrolysierten Pektinstoffen erwünscht.
Um diese zu erhalten, ist es vorteilhaft, nach Erreichung des gewünschten Pektinabbaus
die fruchteigenen und zugesetzten Enzyme durch kurzes Erhitzen auf mindestens Pasteurisationstemperaturen
zu inaktivieren, um eine weitere und unkontrollierte Enzymreaktion zu unterbinden.
Dies gilt vor allem auch nach einer Fermentierung bei höheren Temperaturen (50 bis
70° C), der sogenannten Warmfermentierung, da hierbei die Enzymreaktionen sehr rasch
ablaufen und damit auch leicht zu weit führen können.
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Beispiel 1 1000 g geschälte Orangen spanischer Herkunft wurden zerkleinert
und der Fruchtbrei durch ein Drahtsieb (DIN 20) aus korrosionsbeständigem Material
mit Hilfe eines Gummiwischers passiert. Ablaufender, trüber Fruchtsaft (A) = 540
g, auf dem verbleibender pülpehaltiger Rückstand (B) = 435 g. Der Saft (A) wurde
in einem geschlossenen Glasbehälter zur Inaktivierung fruchteigener Enzyme kurze
Zeit auf 70 bis 90° C erhitzt und wieder abgekühlt. Dem pülpehaltigen Rückstand
(B) wurden 3 %o eines aus Aspergillus-Kulturen gewonnenen pektolytischen Enzymproduktes
mit einer Aktivität von 60 PGU/mg *), z. B. des unter dem Namen PECTINOL® klarl.
dopp. konz. im Handel erhältlichen Produktes, zugegeben, und in einem geschlossenen
Glaskolben wurde unter Rühren bei 55 bis 60° C 2 Stunden fermentiert. Anschließend
wurde wieder durch das obenerwähnte Drahtsieb (DIN 20) passiert, und es wurden 250
g eines dickflüssigen Anteils (B 1) sowie 175 g eines festen, nicht passierbaren
Anteils, der im wesentlichen aus Fasern bestand, erhalten. Der Anteil (B 2) wurde
verworfen, der Anteil (B 1) zur Inaktivierung der fruchteigenen sowie der zugegebenen
Enzyme wie der Fruchtsaft (A) kurze Zeit erhitzt, abgekühlt und zum ursprünglich
gewonnenen Saft (A) zugegeben.
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Gesamtausbeute an Saft (A und B 1) = 790 g aus 1000 g Orangen, Abfall
= 175 g. Die Differenz ging. bei den Arbeiten verloren. Der gesamte Saft wurde in
eine Flasche gefüllt und nach bekanntem Vorgehen durch Erhitzen haltbar gemacht.
Er setzte sich beim Stehen nicht ab.
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Bei einem gleichen Versuch, bei dem der pülpehaltige Rückstand (B)
nicht mit Enzym fermentiert wurde, der aber sonst die gleiche Behandlung erfuhr,
Die Aktivität 1 PGU entspricht der Enzymmenge, welche die Viskosität von 1 mg Pektin
einer Standard-Pektinlösung (Apfelpektin POMOSIN) in 40 Minuten bei 30° C und pH
4 auf 41/77Sp - 0,05 senkt. ergab sich nur eine Gesamtausbeute von 556 g, da sich
bei dem zweiten Passieren des Anteils (B) nur 16 g (B 1) von dem pülpehaltigen Rückstand
abtrennen ließen. Der pasteurisierte Gesamtsaft des Vergleichsversuches neigte beim
Stehen zum Absetzen. Beispiel 2 600 g geschälte Navel-Orangen wurden zerkleinert
und ergaben 590 g Fruchtpülpe. Zur Abtrennung der Festbestandteile wurde diese Fruchtpülpe
mit einer Becherzentrifuge abgeschleudert, wobei 332 g Saft (A) und 247 g pülpehaltiger
Rückstand (B) erhalten wurden. Der Anteil (A) wurde wieder - wie im Beispiel 1 -
zur Inaktivierung der fruchteigenen Enzyme erhitzt und abgekühlt. Der Anteil (B)
wurde nach Zugabe von 3 %o des im Beispiel 1 benutzten Enzympräparates 18 Stunden
bei Raumtemperatur (15 bis 20° C) fermentiert und, wie im Beispiel 1 geschildert,
durch ein Sieb (DIN 20) passiert. Flüssiger Anteil (B 1) nach dem Passieren = 70,3
% des bei dem Zentrifugieren erhaltenen pülpehaltigen Rückstandes (B). Nach dem
Erhitzen zur Inaktivierung der Enzyme wurde dieser Anteil (B 1) zu dem ursprünglich
abgetrennten Saft (A) zugegeben. Der nach dem Pasteurisieren aufbewahrte Saft neigte
ebenfalls nicht zum Absetzen.
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Die Gesamtausbeute aus 600 g Orangen betrug in diesem Fall 515 g Saft.
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Beispiel 3 Eine Mischung von 1000g, bestehend aus geschälten spanischen
Orangen und 20 Gewichtsprozent Schale, wurde zerkleinert und - wie im Beispiel 1
angegeben - durch ein Sieb (DIN 20) passiert.
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Saftanteil (A) = 601 g, pülpehaltiger Rückstand (B) = 357 g.
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Der Saftanteil (A) wurde wiederum erhitzt und abgekühlt, um die Enzyme
zu inaktivieren. Der Anteil (B) wurde mit einem pektolytischen Enzym aus einer an
Pektinesterase armen Aspergillus-Kultur fermentiert. Die Wirksamkeit dieses Enzympräparats
- bezogen auf die Viskositätserniedrigung einer Apfelpektinlösung - entsprach 60
PGU (vgl. Fußnote zu Beispiel 1).
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Nach zweistündiger Fermentierung bei 30° C (wie im Beispiel 1 unter
Rühren im geschlossenen Glaskolben) wurde erneut passiert, und dabei wurden 142
g flüssiger Anteil (B 1) und 175 g fester Rückstand erhalten. Der feste Rückstand
(B 2) wurde verworfen, der flüssige Anteil (B 1) zur Inaktivierung der Enzyme erhitzt
und zum ursprünglich abgetrennten Saft (A) zugefügt. Der Gesamtsaft wurde wiederum
pasteurisiert. Auch -dieser Saft neigte bei längerem Stehen nicht-zum Absetzen.
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Gesamtausbeute aus 1000 g Ausgangsmaterial be--trüg 743 g.
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Ein Vergleichsversuch ohne enzymatische Behandlung des Anteils (B)
ergab dagegen nur eine Ausbeute von 668 g.