DE4226260C1 - Verfahren zur Herstellung eines trinkbaren Kleieextraktes - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines trinkbaren Kleieextraktes. Die Vorteile von Lebensmitteln in Form von Vollkornprodukten sind allgemein bekannt, denn sie enthalten außer Vitaminen und Mineralstoffen auch noch Ballaststoffe. Der Trend zu Vollkornprodukten hat in den letzten 10 bis 15 Jahren an Bedeutung gewonnen.

Neben den Ballaststoffen sind im Vollkorn Mineralstoffe, Spurenelemente und der Vitamin-B-Komplex, vor allem Thiamin und Niacin enthalten. Diese ernährungsphysiologisch wertvollen Getreidekorninhaltsstoffe sind jedoch nicht gleichmäßig im Getreidekorn verteilt, sondern sind überwiegend in den äußeren Schichten des Getreidekornes enthalten, z. T. sogar ausschließlich in den äußeren Kornschichten. Unter Berücksichtigung botanischer Kriterien gehören zu den verzehrbaren äußeren Bestandteilen des Getreidekornes somit die drei Schichten der Fruchtschale, die zwei Schichten der Samenschale, die gesamte Aleuronschicht und je nach mühlentechnischer Aufbereitung mehr oder weniger die äußeren Schichten des Endosperms dazu. Diese gesamte Fraktion wird mühlentechnisch als Kleie bezeichnet. In Abhängigkeit von der mühlentechnischen Verfahrensweise können Cerealienkleien auch einen verminderten Fruchtschalenanteil haben. Besonders wichtig ist, daß sie auch mit oder ohne Keimlingsanlage angeboten werden. Solche Cerealienkleien, insbesondere jedoch Weizenkleie, werden zur Ballaststoffanreicherung in verschiedensten Materialienprodukten heute bereits verbreitet auf dem Lebensmittelsektor eingesetzt.

Cerealienkleien haben jedoch einen relativ niedrigen Gehalt an extraktgebenden Inhaltsstoffen. Dadurch ergibt sich, daß eine höhere Ansatzmenge als in der Mehlkörperverarbeitung notwendig ist. Ferner wird die Verarbeitung noch erschwert, da Cerealienkleien einen hohen Gehalt an cellulytischer und hemicellulytischer Fraktion beinhalten. Darüber hinaus haben unbehandelte Kleieprodukte häufig einen herben und nachhaltigen kratzenden Geschmack sowie den typischen kräftigen Getreidegeruch. Diese Eigenschaften sind für die Lebensmittelherstellung und insbesondere für die Getränkeherstellung problematisch.

Aus diesem Grunde werden zur Extraktgewinnung für Getränke ungekeimte oder gekeimte Vollkorngetreidekörner, Endospermmehle oder Grieße mit oder ohne Kleiefraktion verwendet. Diese Stoffe können als ausgemischte oder nichtausgemischte Getreiderohstoffe zur Extraktgewinnung für Getränke eingesetzt werden. Es werden jedoch niemals die Kleien hierfür allein verwendet. Es ist jedoch bekannt, daß gerade Cerealienkleien mit Keimlingsanlage die eigentlichen Träger der ernährungsphysiologisch wertvollen Getreidekorninhaltsstoffe sind.

Aus der US-PS 47 31 246 ist ein Verfahren bekannt, um trinkbare Kleieextrakte mit höherem Ballaststoffgehalt, aber nicht mit einem entsprechenden Vitamingehalt zu erhalten. Bei diesem Verfahren werden jedoch die viskositätsbringenden α-Glucane, die β-Glucane sowie die Pentosane und übrigen Hemicellulosen nicht abgebaut, so daß der Kleieansatz nicht filtrierbar ist. Aus diesem Grunde arbeitet man bei dem vorbekannten Verfahren mit einem thermischen Druckaufschluß und/oder starker mechanischer Zerkleinerung. Man hält auf diesem Wege zwar filtrierbare Kleieextrakte mit höherem löslichen Ballaststoffgehalt, jedoch wird die Bioverfügbarkeit der Vitamine minimiert bis annulliert.

Aus der DE 37 41 991 ist es bekannt, die löslichen Ballaststoffe im Endprodukt zu erhöhen. Dieses bekannte Verfahren, es handelt sich um einen Keimgetreidetrunk, der nicht auf die Kleiefraktion abgestimmt ist. Der Keimprozeß führt zu einer hohen Kornauflösung, d. h. die während der Keimung gebildete Gruppe der Hemicellulasen baut Hemicellulosen bereits während der Keimung und im Maischprozeß ab. Deshalb kann gekeimtes Getreide nach der Stärkeverzuckerung problemlos filtriert werden. Da aber das Endosperm nur wenig Vitamine und Mineralstoffe enthält, jedoch 80% des Gesamtkornes ausmacht, sind die hieraus gewonnenen trinkbaren Extrakte arm an Mineralstoffen und Vitaminen, jedoch reich an Maltose.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines trinkbaren Kleieextraktes zu schaffen, der aus Cerealienkleien hergestellt und als Zuschlagsstoff für Lebensmittel, insbesondere für Getränke verwendet werden kann und der einen dem Rohstoff entsprechenden Gehalt an in Lösung gegangenen Ballaststoffen sowie den Hauptteil der Mineralstoffe und Vitamine des Getreidekorns enthält.

Die gestellte Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch das saure Ansetzen der Cerealienkleie wird der kratzende und herbe Geschmack sowie der kräftige Getreidegeruch vermieden. Die Menge der Genußsäure bzw. der Genußsäuren richtet sich nach der Kleieeinwaage bzw. nach dem Mischungsverhältnis. Da das Wasser-Säuregemisch auf eine Temperatur unterhalb von 100°C erwärmt wird, bevor die Cerealienkleie zugeschlagen wird, werden die Produktenzymaktivitäten schlagartig inaktiviert, die Vitamine werden aber geschont. Die Herstellung des Kleieextraxtes erfolgt in drei Stufen. Die erste Stufe kann als Vorbereitungsstufe angesehen werden, in der der Kleieansatz hergestellt wird. In der zweiten Stufe wird durch Hinzugabe der Enzympräparate der enzymatische Abbauprozeß durchgeführt. In der dritten Stufe werden die nichtlösbaren Feststoffe abgetrennt und gegebenenfalls durch Hinzugabe von Aktivkohle die Farbe aufgehellt sowie der Korngeschmack vollends gelöscht. Damit die Vitamine geschont werden, die Vollverzuckerung der α-Glucane aber gesichert ist, wird in der zweiten Inkubationsstufe der Kleieansatz auf eine Temperatur von ca. 60°C erwärmt. Die angegebene Zeitdauer ist notwendig, damit die Vollverzuckerung erfolgen kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch die geschickte Verknüpfung der einzelnen Verfahrensschritte wird ein äußerst hochwertiger Kleietrunk geschaffen, der für die gesamte Lebensmittelbranche verwendbar ist. Dieser Kleietrunk enthält nicht nur Mineralstoffe, Vitamine und Ballaststoffe, sondern auch Glucose und weitere Zusatzstoffe. Er kann demzufolge nicht nur zur Getränkeherstellung, sondern auch beispielsweise unter Einbeziehung des entsprechenden Obstes für Konfitüren, Marmeladen und dergleichen verwendet werden. Der Kleietrunk kann auch in gewissem Umfang als Süßungsmittel verwendet werden.

Als Genußsäure wird Zitronensäure allein oder zusammen mit Äpfelsäure verwendet.

Als Cerealienkleie ist besonders Reiskleie geeignet, da der Kleieanteil eines Reiskorns eine für die Extraktgewinnung und eine ernährungsphysiologisch besonders günstige Zusammensetzung hat. Die Kleie als Rohprodukt kann aus Schälmühlen bezogen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind durch die Unteransprüche aufgezeigt. Anhand der nachfolgenden Aufstellung wird erläutert, welche Bestandteile 1 Liter Reiskleietrunk enthält.

1 Liter Reiskleie-Trunk (Endprodukt) enthält:

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend noch näher erläutert. Einem Liter Trinkwasser wird zunächst soviel an Genußsäure oder Genußsäuren, bevorzugt jedoch Zitronensäure zugesetzt, daß der pH-Wert im Produktansatz während des gesamten Prozeßverlaufes sowie im Endprodukt stets zwischen pH 4,5 und pH 4,0, vorzugsweise jedoch pH 4,4 beträgt. Der Säurebedarf richtet sich nach der Kleieeinwaage. Je nach dem Kationen-/Anionengehalt kann im Bedarfsfalle das Trinkwasser zuvor aufbereitet werden. Anschließend wird das angesäuerte Wasser auf ca. 90°C aufgeheizt. In das angesäuerte, heiße Wasser werden 200 g bis 350 g Reiskleie-Trockensubstanz, bevorzugt jedoch 280 g bis 300 g in langsamer Schüttung oder portionsweise, jedoch bei ständigem Rühren eingegeben. Die Temperatur wird während der Zugabe kontrolliert, daß sie nicht unter 85°C absinkt. Das Wasser-Kleiegemisch wird dann anschließend zum Kochen gebracht. Die Kochzeit des mit Reiskleie versetzten Wasser-Säuregemisches liegt zwischen 20 Minuten und 45 Minuten. Im Normalfall reicht jedoch eine Kochzeit von 30 Minuten aus. Anschließend wird dieser Kleieansatz auf eine Temperatur unter 50°C abgekühlt. Zweckmäßigerweise liegt dann die Temperatur zwischen 46°C und 48°C. Wenn diese Temperatur erreicht ist, werden bis zu drei Enzympräparate dem Kleieansatz zugeschlagen. Diese Enzympräparate können von einschlägigen Herstellern handelsüblich bezogen werden. Sofern mehrere Enzympräparate zugeschlagen werden, erfolgt die Zugabe separat. Die Menge liegt zwischen 0,3 ml und 1 ml, vorzugsweise jedoch bei 0,6 ml pro Enzym. Jedes Enzympräparat wird zweckmäßigerweise in dem Kleieansatz vorgelöst und dann dem Gesamtansatz unter Rühren zugesetzt. Jedes Enzympräparat wird in ca. 3% des Kleieansatzes vorgelöst. Die Inkubation mit den hemicellulytisch und amylolytisch wirksamen Enzymen erfolgt unter fortgesetztem Rühren des Ansatzes in zwei Stufen. Die erste Inkubation erfolgt bei einer Temperatur zwischen 48°C und 50°C über eine Zeitdauer von 1 Stunde bis zu 2,5 Stunden, bevorzugt jedoch über eine Zeitdauer von 2 Stunden. Anschließend wird der Kleieansatz langsam erwärmt, wobei die Temperatursteigerung 0,5°C pro Minute beträgt. Diese zweite Haltestufe dauert mindestens 30 Minuten und maximal 2,5 Stunden. Normalerweise reicht jedoch eine Zeit von 1,5 Stunden aus. In der ersten Inkubationsstufe werden vor allem die viskosen Substanzen abgebaut, die zweite Inkubationsstufe führt zur Vollverzuckerung der α-Glucane. Dabei wird auf einen enzymatischen Eiweißabbau verzichtet.

Nach Abschluß der Inkubation wird der Kleieansatz auf 85°C aufgeheizt. Dadurch werden die zugesetzten Enzyme vollständig inaktiviert. Bei dieser Temperatur kann der Kleieansatz filtriert werden oder mit Hilfe eines Dekanters wird der Feststoffanteil von der Extraktlösung abgetrennt. Die auf diesem Wege erhaltene Extraktlösung wird nicht gekocht, sondern im Bedarfsfalle nur bis 100°C erhitzt und direkt filtriert, damit das bei dieser Temperatur unlöslich gewordene restliche Calciumcitrat voll ausgeschieden wird. Zur weiteren Klärung des Kleietrunkes ist es vorteilhaft, wenn eine Abkühlung auf eine Temperatur kurz oberhalb des Gefrierpunktes erfolgt, vorzugsweise auf eine Temperatur von 2°C. Bei dieser Temperatur können die zuvor gelösten, jetzt jedoch festen oder zähflüssigen Bestandteile ausgeschieden werden, damit das Endprodukt als ein verstärkt blankes Produkt angesehen werden kann. Die auszuscheidenden Bestandteile bilden einen Bodenkörper. Zur Löschung des Korngeschmackes und zur Farbaufhellung kann dem Produkt vor Filtration in der Kälte auch noch Aktivkohle zugeschlagen werden.

Claims (14)

1. Verfahren zur Herstellung eines trinkbaren Kleieextraktes, dadurch gekennzeichnet, daß Trinkwasser mit mindestens einer Genußsäure versetzt und dieses Wasser-Säuregemisch auf eine Temperatur von ca. 90°C erwärmt wird, dem erwärmten Wasser-Säuregemisch nach einem vorgegebenen Mischungsverhältnis Cerealienkleie zugesetzt wird, das mit Kleie angereicherte Wasser-Säuregemisch zum Kochen gebracht wird, wobei die Kochzeit zwischen 20 und 45 Minuten liegt, nach dem Kochen des Kleieansatzes eine Abkühlung auf eine Temperatur unter 50°C erfolgt, nach Abkühlung des so gebildeten Kleieansatzes zwecks eines enzymatischen Abbauprozesses mindestens ein Enzympräparat mit cellulytisch, hemicellulytisch und amylolytisch wirksamen Enzymen bei ständigem Rühren des Kleieansatzes in zwei Inkubationsstufen zugesetzt wird, nach der Zugabe der Enzympräparate die erste Inkubation zum Abbau der viskosen Substanzen bei einer Temperatur des Kleieansatzes zwischen 48°C und 50°C über eine Zeitdauer zwischen 1,0 und 2,5 Stunden erfolgt, in der zweiten Inkubationsstufe der Kleieansatz auf 60°C erwärmt wird, wobei diese Temperatur zur Vollverzuckerung der α-Glucane über eine Zeitdauer von 0,5 bis 2,5 Stunden aufrechterhalten wird, und nach erfolgter Inkubation zur Bildung des Kleieextraktes die nichtlösbaren Feststoffe abgetrennt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert des Trinkwassers durch Zugabe der Genußsäure bzw. der Genußsäuren auf einen Wert zwischen 4,5 und 4,0, vorzugsweise auf 4,4 eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Genußsäure Zitronensäure oder Zitronensäure zusammen mit Äpfelsäure ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Wasser-Säuregemisches während der Zugabe der Cerealienkleie im wesentlichen gleichbleibend ist, jedoch nicht unter 85°C absinkt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Trinkwasser zu Cerealienkleie zwischen 5 : 1 bis 2,8 : 1, vorzugsweise bei 3,3 : 1 liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kochzeit des mit Cerealienkleie versetzten Wasser-Säuregemisches bei 30 Minuten liegt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Kochen des Kleieansatzes eine Abkühlung auf eine Temperatur zwischen 46°C und 48°C erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum enzymatischen Abbauprozeß bis zu drei Enzympräparate eingesetzt werden und jedes Enzympräparat in einer relativ geringen Menge des Kleieansatzes vorgelöst und dann unter Rühren des Kleieansatzes diesem zugesetzt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Zugabe der Enzympräparate die erste Inkubation zum Abbau der viskosen Substanzen bei einer Temperatur des Kleieansatzes zwischen 48°C und 50°C über eine Zeitdauer von über 2 Stunden erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der zweiten Inkubationsstufe die Temperatursteigerung 0,5°C pro Minute beträgt und daß die Endtemperatur von 60°C zur Vollverzuckerung der α-Glucane über eine Zeitdauer von über 1,5 Stunden aufrechterhalten wird.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach der zweiten Inkubationsstufe zur vollständigen Inaktivierung der zugesetzten Enzyme der Kleieansatz auf 85°C aufgeheizt wird, und daß bei dieser Temperatur die Gewinnung des Kleieextraktes durch Ausscheidung des Feststoffanteiles erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Klärung der Kleietrunk kurz oberhalb des Gefrierpunktes, vorzugsweise auf 2°C abgekühlt wird, und daß zur weiteren Klärung die zuvor gelösten nunmehr festen oder zähflüssigen Bestandteile ausgeschieden werden.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Abtrennung des Feststoffanteils in der Kälte zur Farbaufhellung und zur Löschung des Korngeschmacks dem Produkt Aktiv-Kohle zugeschlagen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Cerealienkleie Reiskleie verwendet wird.