DE19835718A1

DE19835718A1 - Verfahren zur Herstellung von stabile FE·2··4·-Kationen enthaltenden wäßrigen Getränken aus unstabile Fe·2··4·-Kationen enthaltender Quellwässern

Info

Publication number: DE19835718A1
Application number: DE19835718A
Authority: DE
Inventors: Lydia Dr Ing Jakubowicz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 1999-01-28
Anticipated expiration: 2018-08-08
Also published as: DE19835718C2

Description

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden wäßrigen Getränken wie Frucht- und Cola-Limonaden, Fruchtsaft- oder Nektargetränken wie auch von Fruchtetees mit Nutzung als Wasserbasis für diese Getränke der sogenannten "Eisensäuerlinge", Fe²⁺-Kationen enthaltender Quellwässer, die als "Stahlquellen" oder "Vitriolquellen" bekannt sind.

Die "Stahlquellen" enthalten die Fe²⁺-Kationen als Eisen(II)hydrogencarbonat, dagegen die weniger häufigen Vitriolquellen als Eisen(II)sulfat. Diese Quellwässer mit einem Gehalt auch anderer Kationen, vor allem als Ca- und Mg-hydrogencarbonat, müssen am Badeort selbst frisch getrunken werden, da die in ihnen enthaltenen Fe²⁺-Kationen zur Oxidation neigen, was zum Ausfallen nach einer gewissen Zeit eines braunen Niederschlags von Eisenoxidhydrat führt. Diese Tatsache schließt eine längere Aufbewahrung sowie den Transport in Flaschen und Angebot im Handel dieser eisenhaltigen Mineralwässer aus. Ein weiterer Nachteil ist ihr metallischer Nachgeschmack ("Römpp Chemie Lexikon", 9. Auflage, Bd. 2, 1990, Seiten 1092, 1098). Der gemessene pH-Wert der "Stahlquellen" beträgt ca. 5,5.

Im Rahmen durchgeführter Experimente wurde festgestellt, daß es möglich ist aus diesen eisenhaltigen Quellwässern Fruchtsaft-, Fruchtnektar-, Limonadengetränke wie auch Fruchtetees mit stabilem Fe²⁺-Kationengehalt herzustellen. Erfindungsgemäß werden die in diesen eisenhaltigen Quellwässern enthaltenen für das Ausfallen des Niederschlags verantwortlichen Hydrogencarbonatanionen durch Zusatz von synthetischen "Genußsäuren", wie z. B. Citronen- Wein- und Gluconsäure aus der Hydrolyse des Gluconodeltalactons, von Phosphorsäure als ausschließlich für coffeinhaltige Cola-Limonaden zugelassener "sauer wirkender Stoff" ("Römpp Lexikon Lebensmittelchemie", 1995, Seiten 333 und 661) wie auch mit natürlichen Fruchtsäuren liquidiert, mit weiterer Erniedrigung des pH-Wertes in den Eisensäuerlingen von 5,5 bis auf optimal 3,0-3,5 für Fruchtsaftgetränke, Nektargetränke, Fruchtetees und Fruchtlimonaden, dagegen bis auf ca. 2,7 für Cola-Limonaden. Nach der Ansäuerung der "Stahlquellen" ist das zur Oxidierung neigende Eisen(II)hydrogencarbonat, abhängig von der angewandten Säure, als Eisen(II)citrat,-gluconat,-tartrat,-phosphat in der Wasserbasis enthalten.

Da, wie bekannt, die Ascorbinsäure ein starkes Redukton ist ("Römpp Chemie Lexikon", 9. Auflage, Bd. 1, 1989, Seite 265), ist es günstig Ascorbinsäure für die Vertiefung der Fe²⁺- Kationenstabilität in die Quellwasserbasis der Getränke individuell oder günstiger zusätzlich einzuführen.

In den nachfolgend beschriebenen Experimenten wird gezeigt, wie es möglich ist die Fe²⁺- Kationenstabilität in den Stahlquellen zu erzielen und aus diesen stabile Fe²⁺-Kationen enthaltende Getränke mit einwandfreiem Geschmack zu erhalten. Die Experimente wurden mit einer in Bad Schwalbach entnommenen größeren Wasserprobe aus der "Stahlquelle" durchgeführt. Diese Stahlquelle besitzt die nachstehende chemische Zusammensetzung:
Freies CO₂ (chemisch) 2.563 mg/l, Chlorid 65,2 mg/l, Hydrogencarbonat 514 mg/l, Calcium 82,7 mg/l, Magnesium 49,4 mg/l, Eisen(II) 32,5 mg/l, Natrium 15,8 mg/l, Kalium 1,8 mg/l. Die "Stahlquelle" ist frisch entnommen noch farblos und besitzt einen metallischen Nachgeschmack.

Experimenteller Teil mit Zahlenbeispielen

1. Stabilisierung des Fe²⁺-Kationengehalts in der Schwalbacher "Stahlquelle". Liquidierung des HCO₃⁻-Gehalts durch Einführen verschiedener "Genußsäuren" mit einem Überschuß der angewandten Säuren zur theoretisch benötigten Säurenmenge.
- a). mit Citronensäure: 1 Mol HCO₃⁻ (61 g) benötigt für seine Liquidierung theoretisch 1/3 Mol Citronensäure (64 g), 514 mg/l benötigt theoretisch 539,2 mg/l Citronensäure bis zu einem pH-Wert 4,3. Zur Erzielung eines pH-Wertes von 4,0 wurde in 0,75 l Stahlquelle in einer Flasche mit Verschluß 0,7 g Citronensäure gelöst. Der gemessene pH-Wert betrug 4,0. Der Geschmack war säuerlich, weiterhin leicht metallisch.
- b). mit Gluconodeltalacton: Durch die Hydrolyse des Pulvers im wäßrigen Medium entsteht nach ein paar Stunden Gluconsäure. 1 Mol HCO₃⁻ (61 g) benötigt für seine Liquidierung theoretisch 1 Mol Gluconsäure (Gluconodeltalacton- M = 178,4), 514 mg/l benötigt 1501,04 mg/l Gluconodeltalacton. In 0,75 l Schwalbacher Stahlquelle wurde 1,8 g Gluconodeltalacton aufgelöst. Nach ca. 6 Stunden betrug der pH-Wert 4,0. Der Geschmack war leicht säuerlich, weiterhin schwach metallisch.
- c). mit Weinsäure: 1 Mol HCO_3⁻(61 g) benötigt für seine Liquidierung ½ Mol Weinsäure (75 g). 514 mg HCO₃⁻/l benötigt 632 mg. In 0,7 l Stahlquelle wurde 0,7 g Weinsäure aufgelöst. Der pH-Wert betrug 4,0. Nach Auflösen von 1,0 g Weinsäure in 0,7 l betrug der pH-Wert 3,5. Der Geschmack war säuerlich, weiterhin leicht metallisch.
2. Dieselben Proben wie unter 1, a, b, c, aber mit zusätzlicher Einführung von je 350 mg/l Ascorbinsäure. Der pH-Wert erniedrigte sich von 4,0 auf ca. 3,5.
3. Herstellung von drei Orangenfruchtsaftgetränken durch Einführen von 100 ml Orangensaft und 15 g Zucker (2 Teelöffel) in 200 ml der in Proben 1, (a, b, c) erhaltenen angesäuerten Schwalbacher Stahlquelle mit einem pH-Wert von 4,0 und stabilem Fe²⁺- Gehalt. Der Fe²⁺-Kationengehalt in den erhaltenen Fruchtsaftgetränken erniedrigte sich um 33% auf ca. 20,6 mg/l, der pH-Wert auf 3,5. Es wurden drei sehr schmackhafte Orangenfruchtsaftgetränke ohne metallischen Nachgeschmack erhalten.
4. Herstellung von 3 Orangenfruchtsaftgetränken durch Einführen von 100 ml Orangensaft und 15 g Zucker in 200 ml der in Proben 2 (a, b, c) erhaltenen angesäuerten zusätzlich Ascorbinsäure enthaltenden Schwalbachen Stahlquelle mit einem pH-Wert von ca. 3,5 und stabilem Fe²⁺-Gehalt. Der Fe²⁺-Kationengehalt erniedrigte sich um 33% auf ca. 20,6 mg/l, der Gehalt an synthetischer Ascorbinsäure auf 233 mg/l, der pH-Wert auf ca. 3,0. Es wurden drei sehr schmackhafte Orangenfruchtsaftgetränke ohne metallischen Nachgeschmack, angereichert mit Ascorbinsäure, erhalten.
5. In 200 ml der Lösung 750 ml Schwalbacher Stahlquelle mit 0,7 g Citronensäure (pH=4) wurde 200 ml eines Johannisbeernektars (mit einem Fruchtsaftgehalt von ca. 32% und einem Ausgangs pH-Wert 3,0) und 2 Teelöffel Zucker eingeführt. Der Fe²⁺-Gehalt im erhaltenen Fruchtsaftgetränk (mit 16% Johannisbeersaft) erniedrigte sich auf ca. 16,1 mg/l. Das erhaltene Fruchtsaftgetränk mit einem pH-Wert von 3,5 war geschmacklich sehr gut, ohne metallischen Nachgeschmack.
6. In 200 ml der Lösung 750 ml Schwalbacher Stahlquelle mit 0,7 g Citronensäure (pH=4) wurde 200 ml eines Sauerkirschnektars (mit einem Fruchtsaftgehalt von 50% und einem Ausgangs pH-Wert 3,0) und 2 Teelöffel Zucker eingeführt. Der Fe²⁺-Gehalt im erhaltenen Fruchtsaftgetränk (mit 25% Sauerkirschsaft) erniedrigte sich auf ca. 16,1 mg/l. Das erhaltene Fruchtsaftgetränk war sehr gut, ohne metallischen Nachgeschmack.
7. Aus 500 ml gesüßtem Johannisbeernektar mit einem Fruchtsaftgehalt 32,5% wurde das Wasser abgedampft und ca. 200 ml konzentrierten gesüßten Fruchtsaftes mit hohem natürlichem Säuregehalt zu erhalten. 100 ml des erhaltenen konzentrierten Fruchtsaftes wurde mit 200 ml Schwalbacher Stahlquelle pH 5,5 vermischt. Es wurde erneut ein Johannisbeernektar mit ca. 30% Fruchtgehalt und einem pH-Wert von 3,5 erhalten. Zuckerzusatz war unnötig. Der Fe²⁺-Kationengehalt im eisenhaltigen Johannisbeernektar betrug ca. 21,6 mg/l. Der Geschmack war intensiv fruchtig, ohne metallischen Nachgeschmack.
8. Herstellung von zwei Fruchtlimonaden mit einem Orangenlimonadengrundstoff der Firma Kajo, der Citronensäure als Säuerungsmittel, Süßungsmittel und andere Zusätze enthält.
- a). 980 ml Schwalbacher Stahlquelle, Ausgangs pH-Wert 5,5 wurde mit 20 g des Limonadengrundstoffs vermischt. Der pH-Wert der erhaltenen Limonade betrug 3,5, der Fe²⁺-Kationengehalt erniedrigte sich auf 31,8 mg/l. Die erhaltene Limonade hatte einen guten fruchtigen Geschmack, aber noch leicht metallisch.
- b). 1000 ml Schwalbacher Stahlquelle wurde mit 500 ml Trinkwasser verdünnt, dadurch der Fe²⁺-Kationengehalt auf 21,6 mg/l erniedrigt. Die Verdünnung könnte auch mit einem enteisenten Mineralwasser erfolgen.
  Zu 980 ml des verdünnten Gemisches wurde 20 g des Limonadengrundstoffes "Kajo" hinzugefügt und vermischt. Der Geschmack der erhaltenen Limonade war schon nicht mehr leicht metallisch, sehr gut (Fe²⁺-Gehalt 21,2 mg/l). Diese Limonade müßte günstigerweise zusätzlich mit freier Kohlensäure (CO₂) versetzt werden.
9. Ein Limonadengrundstoff für Cola-Limonaden stand nicht zur Verfügung. Es könnte aber nach vorgegebener Rezeptur ähnlich wie unter 8 aber mit Zusatz von Zucker und eventueller zusätzlicher Kohlendioxidversetzung mit Verdünnen dieses Limonaden grundstoffes mit Schwalbacher Stahlquelle anstatt mit Trinkwasser eine Fe²⁺-Kationen enthaltende Cola-Limonade hergestellt werden, in welcher ein Fe²⁺-Kationengehalt von ca. 30 mg/l noch keinen metallischen Nachgeschmack hervorrufen wurde.
10. Herstellung von Fe²⁺-Kationen enthaltenden Früchtetees aus in kaltem Wasser löslichen granulierten Früchteteepulvern. Diese Fruchteteepulver enthalten bereits Citronensäure, Ascorbinsäure, Zucker sowie pulverförmige Fruchteteeextrakte.
- a). In 250 ml Schwalbacher Stahlquelle pH 5,5 wurde 17 g (4 Teelöffel) eines pulver förmigen granulierten "Wildfruchttees" unter schwachem Schäumen gelöst. Es wurde ein rötliches süßsaures klares Getränk mit einem pH-Wert von ca. 3,5 erhalten. Bei einem Fe²⁺-Gehalt von 30,4 mg/l wurde noch ein schwacher metallischer Nachgeschmack festgestellt.
- b). 150 ml Schwalbacher Stahlquelle wurde mit 100 ml Trinkwasser verdünnt. Der Fe²⁺- Gehalt erniedrigte sich auf 21,7 mg/l. Zu dieser Mischung wurde a). 13 g, b). zusätzlich 4 g Wildfruchttee hinzugefügt. Es wurden zwei sehr gute süßsaure Fruchtetees (unter b intensiver im Geschmack) ohne metallischen Nachgeschmack bei einem Fe²⁺- Kationengehalt von ca. 19,5 mg/l erhalten.
  Die Früchtetees könnten als eisenhaltige "Eistees" in Flaschen im Handel angeboten werden.
11. Es wurde die Stabilität der Fe²⁺-Kationen in Schwalbacher "Stahlquelle" sowie der mit synthetischen Genußsäuren und zusätzlich mit Ascorbinsäure angesäuerten "Stahlquelle"- Proben verglichen. In der "Stahlquelle" ohne Ansäuerung wurde nach ca. 3 Tagen eine Trubung mit Ausfallen kleiner Mengen eines braunen Niederschlags festgestellt. Die angesäuerten Proben sowie die angesäuerten zusätzlich Ascorbinsäure enthaltenden Proben blieben unbegrenzt farblos und glasklar.
Auch in Proben in die ausschließlich nur größere Mengen von Ascorbinsäure (mehr als 350 mg/l) hinzugefügt wurden, wurde kein Ausfallen eines braunen Niederschlags beobachtet. Es wird aber als günstiger erachtet, die Ascorbinsäure zusätzlich ins angesäuerte Medium der Schwalbacher Stahlquelle hinzuzufügen.
12. In 3 l Schwalbacher "Stahlquelle" (pH 5,5) wurden 3,6 g Citronensäure und 1,2 g Ascorbinsäure aufgelöst. Aus dieser stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Vorratslösung mit pH 3,5 wurden zwei Limonadengetränke und ein Früchtteegetränk hergestellt.
- a). In 980 ml der Lösung wurde 20 g des Orangenlimonadengrundstoffes der Firma Kajo eingeführt. Der pH-Wert der erhaltenen Limonade betrug 3,0, der Fe²⁺-Gehalt 31,8 mg/l. Nach zusätzlicher Süßung mit 5 g Zucker wurde eine schmackhafte Limonade mit nur sehr leichtem metallischem Nachgeschmack erhalten.
- b). 500 ml der Lösung wurde mit 100 ml Mineralwasser "Hirschquelle" verdünnt, davon 590 ml entnommen und 10 g desselben Limonadengrundstoffes eingeführt. Der Fe²⁺-Gehalt betrug 26,5 mg/l, der Ca²⁺ - und Mg²⁺ -Kationengehalt entsprechend erhöht. Es wurde eine schmackhafte Limonade ohne metallischen Nachgeschmack, pH 3,5, erhalten.
- c). 250 ml der Lösung wurde mit 250 ml Trinkwasser verdünnt. Danach wurde in diesem Gemisch 30 g "Wildfruchttee" aufgelöst. Der Fe²⁺-Gehalt im erhaltenen Fruchtetee betrug 15,3 mg/l. Nach zusätzlicher Süßung wurde ein schmackhaftes Getränk, pH 3,0, ohne metallischen Nachgeschmack erhalten.
  Die restliche stabile Lösung wurde für die Herstellung von Gemischen mit verschiedenen Fruchtsäften aufbewahrt.
  Diese Lösung könnte nach zusätzlicher Versetzung mit Kohlensäure dem Verbraucher für die eigene Herstellung verschiedener Fe²⁺-Kationen enthaltender Getränke angeboten werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Getränken aus unstabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Quellwässern
dadurch gekennzeichnet
daß die in den Quellwässern unstabilen Fe²⁺-Kationen in stabile Fe²⁺-Kationen umgewandelt werden durch Einführen in die frisch entnommenen Quellwässer alternativ von synthetischen Genußsäuren, von natürlichen in sauren Fruchtsäften enthaltenen Fruchtsäuren, von Limonadengrundstoffen mit einem Gehalt von Citronen- oder Phosphorsäure, von pulverförmigen Früchtetees mit einem Gehalt von Citronensäure und/oder von synthetischer Ascorbinsäure, wobei
die Menge der eingeführten Säuerungsmittel einem pH-Wert von 2,5-4,3 in den Quellwässern entspricht und die Ascorbinsäure in einer Menge eingeführt wird, daß das Verhältnis Fe²⁺:Ascorbinsäure 1 : 10-30 beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als synthetische Genußsäuren Citronensäure, Gluconsäure aus der Hydrolyse des Gluconodeltalactons oder Weinsäure angewandt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die natürlichen Fruchtsäuren aus Sauerkirsch-Johannisbeer- und/oder Citrusfrüchten stammen.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die mit synthetischen Genußsäuren angesäuerten günstig zusätzlich Ascorbinsäure enthaltenden Quellwässer zusätzlich Süßungsmittel, Fruchtsäfte oder deren Konzentrate, Limonadengrundstoffe oder pulverförmige Fruchtetees zugesetzt werden.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fe²⁺-Gehalt in den Quellwässern durch Einführen entsprechender Mengen von Trink- oder enteisenten Mineralwässern erniedrigt wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß der in den eisenhaltigen Quellwässern enthaltene CO₂-Gehalt durch zusätzliches Versetzen mit freier Kohlensäure (CO₂) vergrößert wird.

7. Verwendung des Verfahrens nach Ansprüchen 1-6, zur Herstellung von stabile Fe²⁺- Kationen enthaltenden Frucht- und Cola-Limonaden, Fruchtsaftgetränken, Fruchtnektargetränken sowie von Fe²⁺-Kationen enthaltenden Früchtetees.