DE2746884C2

DE2746884C2 - Verfahren zur Herstellung von klarem oder trübem, flockungsbeständigem Citrussaft

Info

Publication number: DE2746884C2
Application number: DE2746884A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Dr. 6073 Egelsbach Grampp; Reinhold 6144 Zwingenberg Schmitt; Helmut Dipl.-Chem. Dr. 6101 Rossdorf Uhlig
Original assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Current assignee: Roehm GmbH Darmstadt
Priority date: 1977-10-19
Filing date: 1977-10-19
Publication date: 1985-03-07
Also published as: US4211799A; AR215749A1; DE2746884A1; ES473913A1; IL55632A0; IT7869252A0; IT1108169B

Description

dadurch gekennzeichnet,
daß man in der Verfahrensstufe a) einen naturtrüben Citrussaft mit einem pH-Wert unter 2,5 einsetzt und eine aus Schimmelpilzkulturen gewonnene Pektinase bei einem pH-Wert unter 2,5 und bei einer Temperatur unter 30⁰C einwirken läßt und daß zwischen den Stufen b) und c) ein Zeitraum von wenigstens V₂ Std. liegt und daß in diesem Zeitraum wenigstens zeitweise gerührt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von klarem Citrussaft auf 10001 Saft 1 bis 4 kg Na-Ca- Bentonit zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Kieselsol verwendet, das durch Dampfphasenhydrolyse aus Silicium-tetxachlorid und anschließendes Dispergieren in Wasser hergestellt worden ist.

Citrussäfte sind von Natur aus trüb. Die Trubstoffe werden unter anderem durch Pektine in der Schwebe gehalten. Sie setzen sich von selbst nur sehr langsam ab und lassen sich auch nicht abfiltrieren. Bei längerer Lagerung hydrolysieren die Pektine unter dem Einfluß der safteigenen Säure und Enzymsysteme und verlieren allmählich ihre trubstabilisierende Wirkung, so daß üich die Trubstoffe absetzen. Wegen dieser unerwünschten Absetzungen sind naturtrübe Citrussäfte zu unmittelbarer Verwendung nach längerer Lagerung nicht geeignet. Durch Zentrifugieren läßt sich zwar der Grobtrub größtenteils abtrennen, jedoch treten nach dem Pasteurisieren bei längerer Lagerung wieder Wolken- oder Flokkenbildung auf. Das läßt sich nur nach einer vollständigen Saftklärung vermeiden. Zu diesem Zweck wird der Saft mit Schwefeldioxid konserviert, über mehrere Wochen gelagert und nach dem Absetzen der Trubstoffe dekantiert. Man erhält dabei einen klaren Saft, der auch bei langer Lagerung nicht mehr trüb oder flockig wird und sich beispielsweise auch zur Konzentratherstellung eignet. Dieses Verfahren ist aber wegen des hohen Zeit- und Lagerraumbedarfes wenig wirtschaftlich.

Die meisten naturtrüben Fruchtsäfte, darunter auch Citrussäfte von mäßigem Säuregehalt, lassen sich in kurzer Zeit klären, wenn man die safteigenen Pektine enzymatisch abbaut, die Trubstoffe ausflockt und blank filtriert. Dieses Verfahren versagt bei Citrussäften mit pH-Werten unter 2,5, weil die Wirksamkeit der gebräuchlichen Pektinasen im stark sauren Bereich zu gering ist.

J. J. P. Krop und W. Pilnik haben in »Lebensmittel-Wissenschaft und Technologie«, Band 7 (1974),

S. 121 — 124, ein Verfahren zum Klären von Orangensaft, der einen pH-Wert über 2,5 hat, beschrieben, bei dem sie auf den Orangensaft eine Pektinesterase aus Citrusfrüchten und eine Polygalakturonase aus Hefe einwirken ließen. Das Verfahren läßt sich auf Citrussäfte mit pH-Werten unter 2,5 nicht anwenden, weil die Hefe-Polygalacturonase bei diesem pH-Wert unwirksam ist.

Es war die Aufgabe zu lösen, naturtrübem Citrussaft mit einem pH-Wert unter 2,5 in kurzer Zeit eine lagerfähige, flockungsbeständige Beschaffenheit zu verleihen. Dieses Ziel kann entweder darin liegen, die vorhandene natürliche Trübung derart zu stabilisieren, daß sie über lange Lagerzeit beständig bleibt, oder den Saft in kurzer Zeit völlig zu klären. In beiden Fällen darf in einer Lagerzeit von mehreren Monaten bei Raumtemperatur keine Wolken- oder Flockenbildung auftreten.

Das Verfahren der Erfindung läßt wahlweise beide Ziele erreichen. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß stark saure Citrussäfte zwei Arten von Trubstoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften enthalten. Die eine Trubstoffart wird ebenso wie in anderen Fruchtsäften durch Pektine stabilisiert und flockt aus, wenn die Pektine abgebaut werden. Die zweite Art von Trubstoffen ist selbststabilisiert. Offenbar werden diese Trubstoffe bei der allmählichen Ausflockung der erstgenannten Trubstoffe durch den selbstinduzierten Pektinabbau mitgerissen.

Überraschenderweise sind diese Trubstoffe der zweiten Art auch in Abwesenheit von Pektin völlig stabil, wenn man die pektinstabilisierten Trubstoffe entfernt. Sie lassen sich dagegen überraschend leicht mittels Kieselsol ausflocken, während dieses Mittel auf die pektin stabilisiertenTrubsloffe keinen Einfluß ausübt.
Man erhält demnach erfindungsgemäß einen trüben, aber flockungsbeständigen Saft, wenn man naturtrüben Citrussaft mit einem pH-Wert unter 2,5 bei einer Temperatur unter 30⁰C solange mit einer aus Schimmelpilzkulturen gewonnenen Pektinase vom Polygalacturonase-Pektinesterasetyp behandelt, bis der Alkoholtest auf Pektin negativ ausfällt, danach Na-Ca-Bentonit zusetzt und nach dem Absetzen dekantiert. Nach dieser Pektinasebehandlung scheidet sich der pektinabhängige Teil der Trubstoffe flockig ab und kann wie bei anderen Säften durch Dekantieren abgetrennt werden. Die verbleibende Trübung ist beständig.

Ein klarer gegen Nachtrübung stabiler Saft wird durch die später noch ausführlich beschriebene Nachbehandlung des erhaltenen trüben Saftes mit einem Kieselsol erzeugt, wobei zwischen der Zugabe des Bentonits und des Kieselsols ein Zeitraum von wenigstens einer halben Stunde liegt und in diesem Zeitraum wenigstens zeitweise gerührt wird.

Nach dem Verfahren der Erfindung können alle stark sauren Citrussäfte mit einem pH-Wert unter 2,5 behandelt werden, wie z. B. Citronen-, Limetten-, Bergamotten- und Grapefruit-Saft, ebenso aus den entsprechenden Konzentraten rückverdünnte Säfte. Schwach saure Citrussäfte, z. B. Orangensaft, werden durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ebenfalls geklärt, jedoch gelingt dies ebensogut mit anderen Pektinasen und durch abgewandelte Verfahrensweisen.

Die EntStabilisierung des pektinabhängigen Trubanteils gelingt mit Schimmelpilz-Pektinasen vom Polygalacturonase-Pektinesterase-Typ. Sie zeichnen sich durch eine hohe pektolytische Wirksamkeit unterhalb pH 2,5 aus. Unter »Pektinase« wird hier der gesamte, von dem jeweiligen Mikroorganismus erzeugte Enzymkomplex verstanden, der möglicherweise noch für die Gesamt-

wirkung wesentliche Begleitenzyme umfaßt. Enzymkomplexe der erfindungsgemäß verwendeten Art werden aus Schimmelpilzkulturen gewonnen, beispielsweise aus Aspergillus niger, Aspergülus saitoi, Aspergillus wentii oder Solertonia libertiana. Ein geeignetes Handelsprodukt ist »PECTINOLC« der Röhm GmbH. Dagegen sind die in der Fruchtsatzklärung, besonders bei Apfelsaft überwiegend eingesetzten Pektinasen vom Transeliminase-Typ für das Verfahren der Erfindung ungeeignet. Im Gegensatz zu bekannten Verfahren der to Pektinasebehandlung, bei denen mit dem Pektinabbau eine sichtbare EntStabilisierung des Trubs und Wolkenoder Flockenbildung einhergehen, wird beim Verfahren der Erfindung nur ein Teil der Trubstoffe entstabilisiert. Da nach der Abtrennung dieses Teils immer noch ein wesentlicher Teil der Trubstoffe vorhanden ist und sich auch nicht weiter abscheidet, ist die erfindungsgemäße Pektinasebehandlung mit einem herkömmlichen Klärverfahren nicht ohne weiteres vergleichbar.

Sie unterscheidet sich von üblichen (Gärverfahren auch in den Bedingungen der Enzymeinwirkung. Während man Pektinasen meistens bei 40 bis 50° C ein bis zwei Stunden einwirken läßt, darf beim Verfahren der Erfindung eine Temperatur von 30°C nicht überschritten werden. Die bevorzugte Temperatur liegt bei 15 bis 25° C. Die Einwirkungsdauer wird so lange ausgedehnt, bis der Alkoholtest auf Pektin negativ ausfällt, was im allgemeinen wenigstens 4, vorzugsweise 12 bis 24 Stunden beansprucht. Für den Alkoholtest wird eine Probe des Saftes mit dem gleichen Volumen Äthanol versetzt. Wenn sich dabei noch ein Gel bildet, welches aufschwimmt, wird die Behandlung fortgesetzt.

Die erforderliche Enzymmenge liegt, wenn eine handelsübliche Qualität mit etwa 700 PGU/mg eingesetzt wird, bei 50 bis 200 g auf 1000 1 Saft. Dabei entspricht 1 PGU der Enzymmenge, welche die Viskosität von 1 mg Pektin einer Standardpektinlösung in 40 min bei 30°C und pH 4,0 um 1 ?/_5p = 0,05 senkt. Enzymprodukte mit mehr als 700 PGU/mg werden in entsprechend kleinerer Menge eingesetzt und umgekehrt.

Der durch die Pektinasebehandlung entstabilisierte Trubanteil wird in herkömmlicher Weise durch Dekantieren abgetrennt; darunter werden alle gängigen Verfahren zur Abtrennung des Überstandes von den abgesetzten Trubstoffen, z. B. auch Zentrifugieren, verstanden. Vor dem Dekantieren wird ein Natrium-Calcium-Bentonit (der aus natürlichen Bentonit durch teilweisen Austausch von Ca-Ionen gegen Na-Ionen gewonnen wird) als Dekantationshilfsmittel zugesetzt. Es wird bei der Herstellung von trüben Citrussäften in geringer Menge eingesetzt, beispielsweise 0,1 bis 1 kg je 10001 Saft.

Zu einer vollständigen Klärung des enzymbehandelten Saftes setzt man dem Saft Na-Ca-Bentonit in einer erheblichen Menge, nämlich 1 bis 4 kg pro 1000 1 Saft zu. Rückverdünnte Konzentrate lassen sich dann meistens schon nach weiterem Zusatz eines Kieselsols und kurzem Absetzen blank filtrieren. Die Menge des Kieselsols (als Sol mit 15% Trockensubstanz berechnet) mancht etwa die Hälfte der Betonitmenge aus. Bei Verarbeitung von nativen Citrussäften muß zwischen der Zugabe des Betonits und des Kieselsols ein Zeitraum von wenigstens einer halben, vorzugsweise wenigstens einer vollen Stunde liegen. In diesem Zeitraum wird zumindest zeitweilig gerührt. Als Kieselsol wird eine durch Hydrolyse von Siliciumtetrachlorid in der Dampfphase und anschließendes Dispergieren in Wasser gewonnene Qualität verwendet. Ein typisches Produkt dieser Art hat eine spezifische Oberfläche von 170 qm/g. Pyrogene Kieselsäure ist im allgemeinen ungeeignet.

Nach dieser Behandlung setzt sich die Flockung innerhalb 4 bis 20 Stunden ab. -Der klare Saft läßt sich ohne Schwierigkeiten blank filtrieren und eignet Eich dann für alle Zwecke der Limonaden-, Aroma- oder Süßwarenherstellung. Er läßt sich, ausgehend von im allgemeinen 7—9° Bx, auf über 70° Bx konzentrieren.

Beispiel 1

Frisch geerntete Zitronen werden mit einer Kegelpresse entsaftet. Aus dem erhaltenen Saft werden grobe Trubpartikel und Fasern mittels einer Passiermaschine entfernt. Der Saft enthält nachweisbare Mengen von Pektin. Die Safttemperatur beträgt 20° C. Zu 1000 I Saft werden 100 g Pektinasepräparat aus Aspergillus niger dosiert und gut veneilt. Nach 20 Stunden Einwirkungszeit ist das Pektin abgebaut und läßt sich mit dem Alkoholtest nicht mehr nachweisen.

Nunmehr werden 4 kg eines Natrium-Calcium-Bentonits in vorgequollener Form zugesetzt und gut vermischt. Während einer Stunde wird der sich absetzende Bentonit im Abstand von 10 Minuten kurz aufgerührt.

Nun werden 21 eines 15%igen Kieselsols (Handelsprodukt »Klärmittel C«) zugegeben und gut vermischt. Es tritt ein? Trubflockung ein, die sich in den folgenden 10 Stunden kompakt zu Boden setzt. Der überstehende Saft ist klar und wird abgezogen. Er wird filtriert und im Vakuumverdampfer bei 50-60°C zu einem blanken Konzentrat eingedickt.

Beispiel 2

Frisch gepreßter Zitronensaft mit nachweisbaren Mengen von Pektin wird mittels einer Zentrifuge von einem Teil des Trübes befreit. Anschließend werden zu 10001 dieses Saftes mit einer Temperatur von 25° C 200 g eines Pektinasepräparates aus Aspergillus niger dosiert und vermischt. Nach 5 Stunden Einwirkungszeit ist kein Pektin mehr nachweisbar.

Nun werden 2 kg eines Natrium-Calcium-Bentonits in vorgequollenem Zustand zugesetzt und gut vermischt. Während der darauf folgenden Stunde wird der Saft im Abstand von 15 Minuten durchgerührt. Anschließend wird 1 1 15%iges Kieselsol (Ha/idelsprodukt »Klärmittel C«) zugegeben und gut vermischt.

Die sich bildende Flockung wird 1 Stunde absitzen gelassen. Um den Adsorptionseffekt für Feintrub zu erhöhen, wird noch einmal kurz aufgerührt und dann wieder absitzen gelassen. Nach 5 Stunden Standzeit hat sich die Flockung abgesetzt und der überstehende Saft ist klar.' Er wird abgezogen, filtriert und in einem Vakuumverdampfer zu einem blanken Konzentrat eingedickt.

Beispiel 3

Trübes, pektinhaltiges Zitronensaftkonzentrat von 35° Bx wird mit entmineralisiertem Wasser auf 8° Bx rückverdünnt.

Die Behandlung mit Pektinase und Flockungsmitteln erfolgt wie in Beispiel 2, jedoch wird sofort nach dem Einmischen von Bentonit das Kieselsol zugesetzt.

Der erhaltene, blankfiltrierte Saft wird zu einem Getränk aufgearbeitet, pasteurisiert und auf Flaschen gefüllt.

Beispiel 4

10001 frisch gepreßter Zitronensaft wird auf der Passiermaschine von Grobtrub befreit und bei 15° C mit 200 g Pektinasepräparat atis Aspergillus wentii innerhalb 15 Stunden entpektinisiert.

Anschließend werden die durch dns abgebaute Pektin entstabilisierten Trubpartikel mittels einer Zentrifuge entfernt.

Danach wird der Saft mit 0,5 kg vorgequollene.n Natrium-Caicium-Bentonit pro 1000 1 versetzt. Der Bcnionit adsorbiert einen Teil des, vorwiegend entstabilisierten. Trübes und setzt sich innerhalb 10 Stunden ab. Der leicht trübe überstehende Saft wird abgezogen und pasteurisiert. Nach Aufarbeitung zu einem trüben Getränk wird pasteurisiert und in Flaschen abgefüllt. Das Getränk neigt während der Lagerung nicht zur Ausbildung von Flockungen und Bodensatz und bleibt homogen trüb.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von klarem oder trübem, flockungsbestärdigem Citrussaft, bei dem

a) der Saft mit einer Pektinase vom Polygalacturonase-Pektinesterasetyp solange behandelt wird, bis der Alkoholtest negativ ausfällt,

b) nach der Pektinase-Behandlung Na-Ca-Bentonit zugesetzt wird und nach dem Absetzen dekantiert und

c) gegebenenfalls zur weiteren Klärung vor dem Dekantieren ein Kieselsol zugesetzt wird,