DE4122634A1 - Verfahren zur gewinnung von naturtrueben frucht- und gemuesesaeften - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von naturtrueben frucht- und gemuesesaeftenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung
von naturtrüben Frucht- und Gemüsesäften, wobei eine aus
zerkleinerten Früchten gewonnene Maische in einer Vollman
tel-Schneckenzentrifuge in Fruchtfleischteile und Saft
aufgetrennt wird.
Die Gewinnung von Fruchtsaft wird heute noch meist mit der
konventionellen Methode des Pressens durchgeführt. Auch
andere Verfahren der Entsaftung von Früchten werden viel
fach diskutiert, konnten sich jedoch bisher in der Praxis
nicht durchsetzen.
Auf dem Gebiet des Pressens ist eine intensive Entwicklung
festzustellen. Hervorgerufen durch das Bestreben der Indu
strie nach Rationalisierung der Produktionsvorgänge, konn
ten auf dem Markt ständig neue Systeme eingeführt werden.
Im Zentrum des Interesses steht nach wie vor die vollkon
tinuierliche Saftgewinnung.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, den Preßvorgang theore
tisch und rechnerisch zu erfassen, jedoch werden die heu
tigen Obstpressen aufgrund von empirischen Erfahrungswer
ten gebaut. Während man früher dem angewandten Preßdruck
eine entscheidende Rolle zuschrieb, zeigen zahlreiche Un
tersuchungen, daß der Zerkleinerungsgrad, die Schichtdicke
und die Geschwindigkeit der Druckzunahme die Saftausbeute
entscheidend beeinflussen. Hinzu kommt, daß die einzelnen
Obstarten sich beim Pressen völlig anders verhalten, so
daß man z. B. für Äpfel andere Preßsysteme benötigt als
für Trauben.
Im Laufe der Jahrzehnte sind aufgrund von Beobachtungen
für die einzelnen Fruchtsorten spezielle Verfahrensschrit
te zum Keltern entwickelt worden. Die Verarbeitung von
Obst und Gemüse zu Säften beginnt nach dem Lagern, Waschen
und Sortieren der Früchte mit dem Zerkleinerungsprozeß.
Die dabei erhaltene in einem Vorratsbehälter aufgefangene
und gelagerte Maische wird dann meist durch Pumpen in
Pressen unterschiedlicher Konstruktionen gefördert. Lange
Zeit dominierten hier die Packpressen und altbekannten
Korbpressen. Sie waren zwar betriebssicher, verarbeiteten
auch schwerpreßbares Obst, erforderten aber einen hohen
Personalaufwand. Aus diesem Grunde werden sie heute nicht
mehr eingesetzt.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die bei diesen Pressen
ablaufenden Vorgänge zu automatisieren. Bedeutung erlang
ten die Gunkel-Schenk-Presse, die Lambert-Presse und die
ZAC-Presse.
In der Folgezeit versuchte man, die nach dem Prinzip der
Packpressen arbeitenden Systeme durch eine sogenannte Ho
rizontalautomatik zu ersetzen. Diese haben entweder einen
gelochten oder geschlossenen Preßzylinder, in dem sich ein
beweglicher Preßboden bewegen läßt. Sie gestatten gegen
über den Korbpressen einen rascheren Saftablauf, da sie
einen längeren und infolgedessen engeren Korbzylinder ha
ben. Auch besteht bei ihnen die Möglichkeit, durch Drehen
des Zylinders ein nochmaliges Vorentsaften der Maische in
der Presse durchzuführen und mittels eines Kettensystems
schließlich die zusammengepreßte Maische durch Zurückzie
hen der Böden, d. h. ohne Öffnen der Kelter, aufzulockern.
Infolgedessen erfordern sie weniger Handarbeit als die
früher üblichen Korbpressen.
Ist die Maische aus dem Vorratsbehälter eingefüllt und
eine Pressung erfolgt, so wird der bewegliche Preßboden
zurückgezogen, wobei der Tresterkuchen aufgelockert wird.
Es erfolgen nun weitere Preßstöße in der gleichen Weise;
normalerweise preßt man 4 mal ab. Der Druck auf die Mai
sche kann bei Horizontalkeltern nicht nur in der Weise er
zeugt werden, daß man im Preßkorb einen oder zwei Böden
verschiebt, sondern auch so, daß man im Preßkorb axial ei
nen aufpumpbaren Gummibalg anordnet, der die Maische auf
dem kürzesten Weg mit verhältnismäßig geringem Druck gegen
die Mantelfläche drückt; dabei wird die Maische nicht zu
einem immer kleineren und dichteren Kuchen zusammenge
preßt, sondern in dünner Tresterschicht an die geschlitzte
Wand des Preßkorbes gedrückt und auf diesem Wege ausgewei
tet. Die Folge ist ein sehr guter Saftablauf. Das Prinzip
dieser pneumatischen Horizontalpresse erfährt in der soge
nannten Tankpresse eine Abwandlung: Bei diesem System wird
die Maische in einen liegenden geschlossenen Preßzylinder
gefördert, dessen oberer Teil durch eine dehnbare Gummi
wand flüssigkeitsdicht vom unteren Teil getrennt ist.
Durch Einleiten von Druckluft zwischen Tankoberteil und
Gummiwand wird auf die Maische Druck ausgeübt, wodurch es
zum Saftablauf durch ein Drainagesystem in der unteren
"Tankhälfte" kommt. Obwohl die Einzelschritte des Kelter
vorganges voll automatisiert wurden, arbeiten die bisher
beschriebenen Preßsysteme chargenweise. Den Technologen
und Kaufmann interessiert aber eine vollkontinuierliche
Verarbeitung von Kernobst.
Zu den einfachsten vollkontinuierlichen Pressen gehören
die Schneckenpressen. Für die Gewinnung von Saft werden
Schneckenpressen nur in geringem Umfang eingesetzt; für
die Erzeugung von Fruchtwein und Obstbranntwein haben sie
aber vor allen Dingen in Frankreich Bedeutung.
Zu einem völlig anderen, aber auch automatisch arbeitenden
Pressentyp gehören die Bandpressen. Bei ihnen wird das
auszupressende Gut mit Hilfe von zwei endlosen Bändern in
einen sich stetig verengenden Spalt eingezogen. Die Ent
saftung erfolgt bei den neu entwickelten Typen zwischen
zwei Filterbändern. Diese bestehen aus starken Polyester
garnen und sind mit Metalldrähten verstärkt. Die Filter
bänder dienen als Transport- und Entsaftungselemente.
Die Maische wird zunächst kontinuierlich auf ein Band auf
gegeben und gleichmäßig verteilt. Nach Passieren einer
Seihzone wird sie in einer keilförmigen Druckzone vorent
saftet und gelangt dann mit den Bändern in ein Walzensy
stem, wo die Endpressung erfolgt. Mit den Walzen werden
die Bänder mehrfach umgelenkt. Sie sind zum Teil mit einem
Siebmantel versehen, durch den der Saftablauf erfolgt. Die
Trester werden durch Schaber von den Bändern abgenommen.
In industriellen Großbetrieben ist man zur besseren Aus
nutzung von Kelteranlagen dazu übergegangen, Maische von
weichen Früchten mit geringem Pektingehalt vorzuentsaften.
Zu diesem Zweck läßt man die gemahlenen Früchte eine Zeit
lang liegen. Während des 2- bis 3-stündigen Stehens der
Maische findet ein Abbau von makromolekularen Stoffen der
Beeren durch fruchteigene Enzyme statt. Bekanntlich ist
das Fruchtwasser an diese Stoffe gebunden; nach dem Abbau
kann dann der Most schneller von den Festbestandteilen ge
trennt werden. Zur Vorentsaftung sind eine Reihe von Sy
stemen entwickelt worden. Die einzelnen Konstruktionen
sind recht unterschiedlich; im Prinzip haben sie mehr oder
weniger schräg gestellte siebartige Böden oder Wände, die
es erlauben, ca. 30 bis 50% des Fruchtsaftes vor dem ei
gentlichen Preßvorgang in kürzester Zeit ablaufen zu las
sen. Nach der Vorentsaftung wird die Maische, die nun be
reits ein erheblich verkleinertes Volumen hat, in die
Presse gefördert.
Allen Kelterverfahren ist gemeinsam, daß sie mehr oder we
niger lange dauern. Zwischen Zerkleinerung der Frucht und
der Haltbarmachung des Preßmostes verstreichen unter den
heutigen Bedingungen Zeiträume, die minimal zwischen einer
und mehreren Stunden liegen. Während dieser Zeit kommt es
in der Maische vor allen Dingen zu enzymatischen Umsetzun
gen und Veränderungen. Diese beruhen auf der Wirkung
fruchteigener Enzyme, die in der intakten Frucht die Le
bensvorgänge bewirken.
Bei geerntetem Obst und Gemüse handelt es sich um lebende
Organe oder Organteile von Pflanzen, in denen der Stoff
wechsel zunächst noch weitergeführt wird. Da die Nähr
stoffzufuhr durch die Mutterpflanze aber unterbrochen ist,
kommt es nach und nach zur Auszehrung. Diese ist mit dem
Verlust von Inhaltsstoffen verbunden. Fehlt Sauerstoff, so
bilden sich abnorme Atmungsendprodukte, und schließlich
stirbt das Gewebe ab. In der intakten Frucht unterliegen
die enzymatischen Umsetzungen einem Steuermechanismus, der
fortfällt, wenn die Zellen der Frucht durch Zerkleine
rungsvorgänge zerstört werden. Es kommt dann zu chaotisch
ablaufenden enzymatischen Ab- und Umbaureaktionen, durch
die sich Fruchtinhaltsstoffe verändern.
Enzyme oder Fermente sind von lebenden Zellen gebildete
Stoffe, die wie anorganische Katalysatoren an sich langsam
verlaufende chemische Reaktionen zu beschleunigen oder zu
lenken vermögen. Aus diesem Grunde bezeichnet man sie auch
als Biokatalysatoren. Sie bestehen aus Eiweißkomponenten
und können kolloidal in Lösung gehen. Im Körperhaushalt
der Pflanzen und Tiere spielen sie eine große Rolle beim
Aufbau, Umbau und Abbau von Substanzen und bei der Verwer
tung von Nährstoffen. In der lebenden Zelle werden eine
große Anzahl verschiedenartiger Enzyme gebildet, da jedes
nur ganz bestimmte Reaktionen durchführen kann. Eine klei
ne Menge eines Enzymes kann relativ große Mengen des von
ihm angegriffenen Stoffes, dem sogenannten Substrat, um
setzen, ohne selbst verändert zu werden. Wegen ihrer Ei
weißnatur werden Enzyme durch Wärmeeinwirkung geschädigt.
Die vollständige Denaturierung der Eiweißkomponente führt
zur Inaktivierung, die bereits bei 50°C beginnen kann.
Für einzelne Stoffklassen, oft sogar für die einzelnen
Vertreter, gibt es besondere Enzyme. Selbst die einzelnen
Stufen des Abbaues oder Aufbaues komplizierter Naturstoffe
fallen ganz bestimmten Enzymen zu, so daß der Gesamtvor
gang ein Ineinandergreifen verschiedener Enzymreaktionen
ist.
Zu den fruchteigenen Enzymen, die bei der Lagerung und
Verarbeitung von Obst und Gemüse eine wesentliche Rolle
spielen, gehören die, die Pektinstoffe abbauen und die Po
lyphenole oxidieren. Beide Enzymgruppen bewirken sichtbare
Veränderungen der Frucht oder der Maische. Als sichtbarer
Nachweis der Wirkung von fruchteigenen pektolytischen En
zymen dient das Weich- und Mürbewerden von Kernobst bei
der Lagerung. Das Weichwerden beruht auf dem Abbau von
wasserunlöslichem Protopektin durch fruchteigene Enzyme zu
wasserlöslichem Pektin. Pektinstoffe finden sich in allen
höheren Pflanzen, und zwar vor allem in der primären Zell
wand und der Mittellamelle. Sie halten als Kittsubstanz
die Zellen zusammen und tragen zur Festigkeit des Gewebes
bei. Durch fruchteigene Enzyme kann das Protopektin in
lösliches Pektin übergeführt werden. Infolge dieser Reak
tion wird das Gewebe gelockert, und die Frucht wird weich.
Das wasserlöslich gewordene Pektin kann, unterstützt durch
den pH-Wert, mit dem Zucker reagieren und gelartige Ver
bindungen bilden. Dadurch wird die Preßarbeit erschwert
und die Saftausbeute beim Keltern vermindert. Der Pektin
abbau ist normalerweise aber nicht mit der Spaltung des
Protopektins beendet, auch das dabei gebildete wasserlös
liche Pektin wird durch fruchteigene Enzyme weiter abge
baut. Diesen Umstand kann man sich nun wieder technolo
gisch zunutze machen, indem man nicht nur Kernobstmaische,
sondern auch die von Beeren- und Steinobst vor dem Abpres
sen mehrere Stunden stehen läßt. Dadurch wird die Maische
wieder preßfähig, und man erhält Moste mit niedrigerer
Viskosität, in denen das Pektin weitgehend abgebaut ist.
Wesentlicher Baustein der Pektinstoffe ist die D-Galaktu
ronsäure, die α(1 → 4) glykosidisch zu einer Polyuronid
hauptkette verknüpft ist. Zwei Drittel der Carboxylgruppen
sind mit Methylalkohol verestert. Die Hauptkette kann Sei
tenketten tragen. Neben Cellulose bilden die Pektinstoffe
die Hauptkomponenten der primären Zellwand. Sie sind ver
antwortlich für die Textur von Obst und Gemüse und bilden
die sogenannte Mittellamelle, wie bereits ausgeführt wur
de. Die die Zellwände bildenden und verkittenden polymeren
Substanzen lassen sich zum großen Teil durch Enzyme in die
Bausteine oder niedermolekulare Bruchstücke spalten. Da
durch zerfällt das Fruchtgefüge in eine Flüssigkeit, in
der die Fruchtinhaltsstoffe gelöst und die unlöslichen An
teile suspendiert sind.
Bekanntlich führt eine Oxidation durch Luftsauerstoff zur
Bräunung von Fruchtteilen oder -saft. Diese ist eine wei
tere sichtbare Veränderung von Fruchtinhaltsstoffen. Sie
werden durch fruchteigene Polyphenoloxydase, die in und
unter den Schalen oder Häuten lokalisiert sind, hervorge
rufen. Dabei werden Polyphenole in die chinoide Form über
geführt, die kondensieren kann, wobei schließlich soge
nannte rotbraune Phlobaphene entstehen, die unlöslich wer
den können und Anlaß zu Trübungen und Depotbildung sind.
Unter dem Begriff Polyphenole versteht man ein breites
Spektrum phenolischer Substanzen aus dem Pflanzenreich.
Dabei handelt es sich im wesentlichen um Phenolcarbonsäu
ren und deren Verbindungen und um Flavonoid-Abkömmlinge.
Sie werden auch als Pflanzenphenole bezeichnet. Polyphe
noloxidasen gelangen zu einem kleinen Teil in löslicher
Form, zum weitaus größeren Teil aber an suspendierte Trub
stoffe gebunden, in den Preßmost. Polyphenoloxidasen fin
den sich in Pilzen, Gemüsen und Früchten. Für die Obstver
arbeitung sind vor allem die Tyrosinase und Laccase von
Bedeutung. Tyrosinase kommt in Äpfeln und gesunden Trauben
vor und spielt deshalb im Getränkebereich eine Rolle. Sie
liegt membrangebunden in den Zellen vor. Mit Ausnahme von
Apfeln und Erdbeeren enthalten fast alle heimischen Früch
te und Gemüsesorten Laccase. Weiter ist sie in einigen
tropischen Früchten wie Kiwi und Banane enthalten (Ausnah
me Ananas). Gesunde Trauben enthalten nur Tyrosinase und
keine Laccase, wird jedoch botrytisfaules Lesegut verar
beitet, so enthält der Preßmost dieses Enzym. Je nach Bo
trytisstamm und Fäulnisgrad werden unterschiedliche Mengen
mit unterschiedlicher Enzymaktivität produziert.
Die Laccase ist im Zellsaft löslich. Sie besitzt eine viel
größere Oxidationsfähigkeit als die Tyrosinase und greift
nicht nur die Monophenole und ortho-Diphenole, sondern
auch die meta- und para-Diphenole sowie Diamine und Ascor
binsäure an. Die Polyphenoloxidasen sind Sauerstoffüber
träger, die den Sauerstoff z. B. auf die farblosen Phenol
verbindungen übertragen. Diese werden zu gefärbten Chino
nen aufoxidiert und anschließend durch weitere Dehydrie
rungsreaktionen zu höhermolekularen Kondensationsprodukten
mit verminderter Löslichkeit umgebaut. Durch weitere Oxi
dationen und Kondensationsreaktionen werden die Moleküle
vergrößert, so daß sie vom Saft abgetrennt werden können
oder gar von selbst ausfallen. Die durch Enzymwirkung ge
bildeten Chinone bilden durch rein chemische Kondensati
onsreaktionen die dunkelgefärbten Produkte (Phlobaphene).
Abhängig von äußeren Bedingungen wie Temperatur und Luft
zutritt, pH-Wert und Gesamtsäure sowie Gehalt an Polyphe
noloxidase laufen die Kondensationsreaktionen mit unter
schiedlicher Geschwindigkeit ab. So verfärben sich
Kernobst- und Traubenmaischen und die daraus hergestellten
Säfte relativ rasch.
Die Ausführungen zeigen eindeutig, daß es mit den heute
üblichen Keltermethoden nicht gelingen kann, Frucht- und
Gemüsesäfte ohne enzymatische Veränderungen von Fruchtin
haltsstoffen herzustellen. Der Zerkleinerungsprozeß führt
zum teilweisen Fortfall des Steuermechanismus für die en
zymatisch bedingten Stoffumsätze in der Zelle. Infolgedes
sen kommt es zu chaotischen Ab- und Umbaureaktionen, die
während der Lagerung oder Vorratshaltung, bei der Vorent
saftung der Maische, während des Füllvorganges der Presse
und während des Pressens selbst ablaufen. Die enzymati
schen Reaktionen setzen sich auch im Most fort, da er nor
malerweise nicht sofort erhitzt werden kann um die Enzyme
zu inaktivieren und die Mikroorganismen abzutöten. Die
Wärmebehandlung erfolgt üblicherweise in einem Plattenap
parat, der zwar von Säften mit Feintrub durchströmt werden
kann, aber eine Abtrennung von groben Trubteilchen, die
beim Pressen zwangsläufig mit in den Most gelangen, erfor
derlich macht. Infolgedessen müssen die Säfte vor der Er
hitzung im Plattenapparat gesiebt und/oder separiert wer
den, Bearbeitungsschritte, die auch wieder Zeit erfordern.
Diese wird noch dadurch verlängert, daß vor und nach der
Abtrennung grober Fruchtfleischteilchen Auffang- oder Puf
fergefäße erforderlich sind.
In der DE-PS 9 60 512 ist auch bereits vorgeschlagen wor
den, eine mit bereits abgetrenntem Saft verdünnte Maische
in einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge in Feststoffe und
Saft aufzutrennen. Wegen der vorbeschriebenen zeitlichen
Abläufe der bisher bekannten Kelterverfahren kommt es in
der Maische zu den genannten enzymatischen Umsetzungen und
Veränderungen, die u. a. auch die Effektivität des zentri
fugalen Trennvorganges in einer Vollmantel-Schneckenzen
trifuge nachteilig beeinflußt. Aus diesem Grunde hat sich
dieses Verfahren bisher nicht durchsetzen können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte
Verfahren so weiterzuentwickeln, daß unerwünschte enzyma
tische Umsetzungen und Veränderungen während der Saftge
winnung unterbleiben und die Effektivität der Vollmantel-
Schneckenzentrifuge erhöht wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abtrennung von
unlöslichen Fruchtfleischteilen mit der Vollmantel-Schnek
kenzentrifuge zeitlich unmittelbar nach dem Zerkleinern
der Früchte erfolgt und daß unmittelbar danach eine Inak
tivierung fruchteigener pektolytischer Enzyme und Polyphe
noloxidasen durch Erhitzung des aus der Vollmantel-Schnek
kenzentrifuge ablaufenden Saftes erfolgt.
Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß eine Her
stellung naturtrüber Säfte ohne enzymatische Veränderungen
von Fruchtinhaltsstoffen möglich ist, indem man unter Ver
zicht auf Auffang- und Puffergefäße sowie Pumpen Obst oder
Gemüse unmittelbar nach einer geeigneten Zerkleinerung mit
einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge von der Masse der un
löslichen Anteile abtrennt und den erhaltenen Saft sofort
einer Erhitzung zur Inaktivierung der Enzyme und Abtötung
der Mikroorganismen unterzieht. Es ist also mit dem erfin
dungsgemäßen Verfahren möglich, einen naturbelassenen
Frischsaft zu erzeugen. Durch die Kombination der drei
Verfahrensschritte - Zerkleinerung, Feststoffabtrennung
durch Vollmantel-Schneckenzentrifuge und Erhitzung - bean
sprucht der Keltervorgang nur wenige Sekunden Zeit, so daß
es praktisch zu keinen enzymatischen Ab- und Umbaureaktio
nen kommt. Der aus der Vollmantel-Schneckenzentrifuge ab
laufende Saft kann im Gegensatz zu den bekannten Verfahren
ohne vorherige Siebung und/oder Separierung im Erhitzer
pasteurisiert werden.
Es hat sich weiter überraschenderweise gezeigt, daß eine
Fein- und Feinstzerkleinerung der Früchte vor der Phasen
trennung in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge nicht not
wendig ist. Bei Obst und Gemüse mit harter Textur wie Ap
fel und Karotten genügt eine Vermahlung zu einer "körni
gen" Maische, dabei sollte die Korngröße im Schnitt 3 mm
betragen. Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, daß ein gro
ßer Teil der Zellen des Fruchtgewebes intakt bleibt und
somit der Steuermechanismus für die enzymatischen Reakti
onsabläufe erhalten bleibt. Die Entsaftung der Zellen er
folgt dann erst in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge.
Weiches Obst und Gemüse wie Trauben oder Tomaten brauchen
vor dem zentrifugalen Trennvorgang mittels Vollmantel-
Schneckenzentrifuge nur gequetscht zu werden. Zu diesem
Zweck eignen sich die gebräuchlichen Glatt-, Riffel- oder
Flügelwalzenmühlen. Früchte, deren Farbstoffe in der Scha
le lokalisiert sind, müssen nach der Zerkleinerung erwärmt
werden, damit die Zellen der Hülse für die Farbstoffe
durchlässig werden.
Vollmantel-Schneckenzentrifugen bestehen aus einer mit ho
her Drehzahl laufenden ungelochten Trommel, in der eine
Austragschnecke mit einer Differenzdrehzahl rotiert. Zur
Saftgewinnung wird die Maische unmittelbar nach der Zer
kleinerung der Früchte durch ein zentrales Einlaufrohr in
die Einlaufkammer der Schnecke eingeführt. Von dort werden
die spezifisch schweren unlöslichen Bestandteile der
Früchte an die Innenseite des Trommelmantels geschleudert
und dort abgelagert, während die spezifisch leichte Flüs
sigkeit darüber einen Ring bildet. Durch die mit unter
schiedlicher Drehzahl rotierende Schnecke wird der abge
schiedene Feststoff erfaßt und zum Austragsende transpor
tiert. Der naturtrübe Saft wird durch eine Schälscheibe
erfaßt und unter Druck abgeleitet. Trommel und Schnecke
rotieren in gleicher Drehrichtung, jedoch mit unterschied
licher Drehzahl.
Durch die richtige Kombination der drei Verfahrensschritte
erhält man z. B. aus Äpfeln einen naturtrüben Saft, dessen
Trubbestandteile im Gegensatz zu naturtrüben Säften, die
durch Pressen gewonnen und gelblich-braun gefärbt sind,
von praktisch rein weißer Farbe wie das Apfelfruchtfleisch
sind. Dieser Befund zeigt, daß die Polyphenoloxidasen beim
Keltern praktisch nicht zur Wirkung gekommen sind. Man
kann die Sicherheit gegen Oxidationsreaktionen aber noch
weiter erhöhen, indem man den gesamten Kelterprozeß unter
Schutzgas in einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge in gas
dichter Ausführung vornimmt.
Zur Entfernung der in den Früchten eingeschlossenen Gase
und trotz der Schutzmaßnahmen doch aufgenommenen und gelö
sten Gase können diese durch Entgasung unmittelbar nach
Verlassen der Vollmantel-Schneckenzentrifuge und unmittel
bar vor der Erhitzung oder beim Erhitzungsvorgang selbst
kontinuierlich aus dem frisch gewonnenen Saft entfernt
werden. Obwohl es bereits nur durch schnelles Zerkleinern,
zentrifugales Trennen und Erhitzen gelingt, nicht oxidier
te Säfte herzustellen, können die aufgeführten zusätzli
chen Maßnahmen die Gefahr kleiner Oxidationsreaktionen
weiter vermindern.
Es hat sich nun weiter überraschend herausgestellt, daß
die Viskosität des Saftes für die Stabilität der Trübung
eine absolut untergeordnete Rolle spielt; es kommt viel
mehr darauf an, daß eine bestimmte Menge wasserlösliches
Pektin vorhanden sein muß. Für die Viskosität eines Saftes
spielt die Molekülgröße bzw. das Molekulargewicht der Pek
tinstoffe die entscheidende Rolle, während deren Menge in
dieser Hinsicht von untergeordneter Bedeutung ist. Für die
Trubstabilität liegen die Verhältnisse dagegen umgekehrt:
entscheidend für eine optimale Stabilität ist die Menge an
wasserlöslichen Pektinstoffen und nicht deren Molekularge
wicht. Diese umlagern durch elektrostatische Anziehungs
kräfte den Feintrub des frisch gekelterten Saftes und sind
somit Schutzkolloide. Infolge ihrer elektrostatisch
gleichsinnigen Ladung stoßen sich die Feintrubpartikel ge
genseitig ab und bilden so ein absolut stabiles Gefüge, in
dem es zu keiner nennenswerten Sedimentation kommt.
Es wurde bereits ausgeführt, daß der enzymatische Abbau
von wasserlöslichem Pektin nicht zur Zerlegung in dessen
Bausteine - Galacturonsäure und Methylalkohol - führt.
Normalerweise wird nur etwa 10% der Pektinstoffe zu den
beiden Hauptbausteinen abgebaut, während der Rest in Form
niedermolekularer Bruchstücke vorhanden bleibt. Diese bil
den dann die für die Trubstabilität verantwortlichen
Schutzkolloide.
Schließlich wurde auch überraschend gefunden, daß eine op
timale Trubstabilität erreicht wird, wenn in den Früchten
ca. 2 g/kg wasserlösliche Pektinstoffe bzw. deren Bruch
stücke vorhanden sind. Nach Literaturangaben enthalten Ap
fel ca. 8 g/kg Pektinstoffe. Diese liegen in der reifenden
Frucht zunächst in wasserunlöslicher Form als Protopektin
vor. Bei der Reife und vor allen Dingen bei der Lagerung
nach der Ernte wird es durch fruchteigene Enzyme in was
serlösliches Pektin und dessen Bruchstücke gespalten. Die
ser Abbau hängt im wesentlichen von den Lagerbedingungen
ab. Wartet man nun ab, bis ca. 2 g/kg wasserlösliches Pek
tin vorliegt, so läßt sich aus diesen Äpfeln ein trubsta
biler Saft mit optimalen Eigenschaften nach dem erfin
dungsgemäßen Verfahren herstellen.
Der Trubgehalt und die Partikelgröße des Trubes lassen
sich auf vorteilhafte Weise durch Verwendung einer Teller
zentrifuge einstellen die dem Erhitzer nachgeschaltet
ist. Gegenüber Filtern sind Tellerzentrifugen in der Lage,
aus dem natürlich trüben Fruchtsaft genau die Bestandteile
herauszutrennen, die das spätere Aussehen und den Ge
schmack beeinflussen können. Dabei verbleiben die ge
wünschten Saftbestandteile im Produkt. Ein solches Verfah
ren wird auch als Klassieren bezeichnet. Für die Trübung
und ihre gleichmäßige Verteilung sind die aus dem
Stoke′schen Gesetz bekannten physikalischen Parameter gül
tig. Fruchtpartikel setzen sich demgemäß nur ab, wenn sie
im Durchmesser groß genug sind, ein Unterschied zwischen
Flüssigkeits- und Teilchendichte besteht, die Viskosität
der Flüssigkeit nicht sehr hoch ist und die Erdbeschleuni
gung für das schnelle Absetzen ausreicht. Diese Gesetzmä
ßigkeit ist von Vorteil, wenn aus einem Stoffgemisch nur
die Teilchen herausgetrennt werden sollen, die größer sind
oder eine höhere Dichte haben als die Partikel, die in der
Flüssigkeit verbleiben sollen. Mit Tellerzentrifugen kön
nen deshalb die unerwünschten Trubpartikel durch eine ent
sprechende Einstellung der Zentrifuge aus den Säften ent
fernt werden.
Das mit der Tellerzentrifuge erzielte Ergebnis kann noch
dadurch verbessert werden, daß der Trub zuvor einem Hoch
druck-Homogenisator zugeführt wird, der eine bessere Ver
teilung der Trubpartikel bewirkt.
Aus naturtrüben Fruchtsäften lassen sich durch entspre
chende keltertechnische Maßnahmen auch klare herstellen.
Das ist auch der Fall bei Erzeugnissen, die nach dem er
findungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden. Zu diesem
Zweck werden die naturbelassenen Frischsäfte mit pektoly
tischen Enzympräparaten behandelt. Dabei kommt es zum Ab
bau der wasserlöslichen Pektinstoffe bzw. deren Bruchstük
ke und damit der Schutzkolloide. Dadurch entfällt deren
stabilisierende Wirkung, und die Trubstoffe können sedi
mentieren.
Die für den Pektinabbau nötigen Enzympräparate kann man
aus Mikroorganismen gewinnen, da diese vielfach Enzymsy
steme enthalten, die die gleichen Wirkungen wie die
fruchteigenen entfalten. Mikroorganismen werden in zuneh
mendem Maße die Hauptquelle für industriell hergestellte
Enzympräparate. Wegen der hohen Wachstumsrate ist das Po
tential für die Enzymherstellung faktisch unbegrenzt. Die
Gewinnung geht in der Weise vor sich, daß man die Enzyme
nach Zerstörung der Zellen von ausgewählten und speziell
kultivierten Mikroorganismen aus dem Kulturmedium extra
hiert. Aus dem wäßrigen Rohextrakt werden die Proteine
einschließlich der gewünschten Enzyme ausgefällt. Das Prä
zipitat wird wieder aufgelöst und nochmals gefällt, womit
eine gewisse Reinigung verbunden ist. Der Niederschlag
kann dann abfiltriert oder zentrifugiert und evtl. sogar
getrocknet werden. Zum Teil werden die Präparate auch auf
feste Trägersubstanz aufgezogen. Als Träger dienen heute
im allgemeinen Zuckerstoffe. Es ist aber auch möglich, die
ausgefällten Enzymgemische nach Auflösen in Wasser in
flüssiger Form in den Handel zu bringen.
Aus der geschilderten Methode der Enzymgewinnung geht nun
aber hervor, daß die zur Behandlung von Lebensmitteln an
gebotenen Produkte keinesfalls hochgereinigte Enzyme sind.
Aus diesem Grunde spricht man besser nicht von Enzymen,
sondern von Enzympräparaten.
Nach der Enzymbehandlung können die Säfte in der üblichen
Weise durch Flockungsmittel weiter "vorgeklärt" werden.
Dazu eignet sich die sogenannte "Gelatine-Kieselsol-Schö
nung". Anschließend werden die Erzeugnisse durch
Anschwemm-, Schichten- oder Cross-Flow-Membranfiltration
vollständig geklärt. Im Gegensatz zu den konventionell
hergestellten klaren Säften enthalten die nach dem erfin
dungsgemäßen Verfahren gewonnenen aber keine oxidierten
Fruchtinhaltsstoffe und sind somit in höherem Maße natur
belassen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Frucht
säfte gewinnen, die praktisch keine Veränderungen durch
fruchteigene Enzyme erfahren haben. Dadurch kommt man zu
naturtrüben Produkten mit optimaler Trubstabilität und
ohne oxidierte Fruchtinhaltsstoffe. Diese lassen sich
durch keltertechnische Maßnahmen zu klaren weiterverarbei
ten, in denen Inhaltsstoffe in der Form vorliegen, wie sie
in den Früchten vorkommen, also nicht oxidiert sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur
dargestellt und wird nachstehend näher erläutert.
Das zur Verarbeitung angelieferte Kernobst wird in loser
Schüttung in Silos 1 gelagert und vor dem Zerkleinern in
einem Schwemmkanal 2 gründlich gewaschen. Anschließend
wird das Obst mittels einer Obstmühle 3 zerkleinert und
die so erzeugte Maische über eine geschlossene Leitung 4
unter Zuführung von Zitronensäure über Leitung 5 einer
Vollmantel-Schneckenzentrifuge 6 zugeführt, in der eine
Trennung der Maische in Fruchtfleischanteile und Saft er
folgt. Der Saft wird in einen Erhitzer 7 geleitet zur In
aktivierung der fruchteigenen Enzyme und Polyphenoloxida
sen. In einem nachfolgenden Hochdruck-Homogenisator 8 wer
den die in dem Saft vorhandenen Feststoffpartikel disper
giert und anschließend der Trubgehalt des Saftes und die
Partikelgröße des Trubes mittels einer Tellerzentrifuge 9
auf die gewünschten Werte eingestellt. Danach kann der
Saft eingelagert werden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Gewinnung von naturtrüben Frucht- und Ge
müsesäften, wobei eine aus zerkleinerten Früchten gewonne
ne Maische in einer Vollmantel-Schneckenzentrifuge in
Fruchtfleischteile und Saft aufgetrennt wird, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abtrennung von unlöslichen Frucht
fleischteilen mit der Vollmantel-Schneckenzentrifuge zeit
lich unmittelbar nach dem Zerkleinern der Früchte erfolgt
und daß unmittelbar danach eine Inaktivierung fruchteige
ner pektolytischer Enzyme und Polyphenoloxidasen durch Er
hitzung des aus der Vollmantel-Schneckenzentrifuge ablau
fenden Saftes erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Früchte vor dem Entsaften mit der Vollmantel-Schnek
kenzentrifuge zu einer "körnigen" Maische vermahlen wer
den, deren Korngröße max. 5 mm beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korngröße der Maische 3 mm beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Abtrennung der unlöslichen Frucht
fleischteile in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge unter
Schutzgas erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß zwischen der Abtrennung der unlöslichen
Fruchtfleischteile in der Vollmantel-Schneckenzentrifuge
und der Erhitzung oder während der Erhitzung des Saftes
eine kontinuierliche Entgasung erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß vornehmlich Früchte mit einem Gehalt an
wasserlöslichen Pektinstoffen von ca. 2 g/kg zur Erzeugung
einer optimalen Trubstabilität verarbeitet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Trubgehalt und die Partikelgröße des
Trubes nach der Erhitzung mittels einer Tellerzentrifuge
auf den gewünschten Wert eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
als Tellerzentrifuge eine selbstentleerende Zentrifuge
verwendet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß der Tellerzentrifuge ein Homogenisator vorge
schaltet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die naturtrüben Frucht- und Gemüsesäf
te durch Enzymbehandlung und keltertechnische Maßnahmen
wie Schönung und Filtration zur Erzeugung klarer nicht
oxidierter Produkte geklärt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914122634 DE4122634A1 (de) | 1990-08-28 | 1991-07-09 | Verfahren zur gewinnung von naturtrueben frucht- und gemuesesaeften |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4027101 | 1990-08-28 | ||
DE19914122634 DE4122634A1 (de) | 1990-08-28 | 1991-07-09 | Verfahren zur gewinnung von naturtrueben frucht- und gemuesesaeften |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4122634A1 true DE4122634A1 (de) | 1992-03-05 |
Family
ID=25896285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914122634 Withdrawn DE4122634A1 (de) | 1990-08-28 | 1991-07-09 | Verfahren zur gewinnung von naturtrueben frucht- und gemuesesaeften |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4122634A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10244124A1 (de) * | 2002-09-23 | 2004-04-01 | Satia Gmbh | Wasserhaltiges Medium mit erhöhter Viskosität, Verfahren zur Herstellung und Verwendung |
DE102005037005A1 (de) * | 2005-08-05 | 2007-02-15 | Kurt Mohr | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Frucht-oder Gemüsesaft |
US7316823B2 (en) * | 2001-02-19 | 2008-01-08 | Suntory Limited | Processed mango juice and beverage containing it |
-
1991
- 1991-07-09 DE DE19914122634 patent/DE4122634A1/de not_active Withdrawn
Cited By (4)
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WO2007017200A3 (de) * | 2005-08-05 | 2007-06-14 | Kurt Mohr | Verfahren und vorrichtung zur herstellung von frucht- oder gemüsesaft |
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