DE4431395C1 - Verfahren zur Herstellung von ölhaltigen, trubstoffstabilen Halbfertigerzeugnissen aus Früchten mit ölhaltigem Fruchtfleisch, insbesondere Sanddornbeeren und ihre Verwendung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von ölhaltigen, trubstoffstabilen Halbfertigerzeugnissen aus Früchten mit ölhaltigem Fruchtfleisch, insbesondere Sanddornbeeren, bei dem frische oder gefrostete und wieder aufgetaute Sanddornbeeren in Mühlen oder Kollergängen grob zerkleinert werden.

Die Erfindung betrifft ferner auch die Verwendung der ölhaltigen und trubstoffstabilen Halbfertigerzeugnisse.

Bekanntlich enthalten Sanddornbeeren insgesamt bis zu 7% Öl aus gesättigten und ungesättigten Fettsäuren in Form von Mono-, Di- und vorzugsweise Triglyciden, das zum Teil in flüssigen Sanddornbeerenerzeugnissen verbleibt und teilweise in Form von freien Öltröpfchen, teilweise an Trubstoffpartikel gebunden vorliegt.

Bisher wurde zur Sanddornverarbeitung zu Saft das Pressen eingesetzt. Dabei werden die Sanddornbeeren entweder zusammen mit den sie tragenden Ästchen oder nach Abtrennung von diesen zerkleinert, in Preßtüchern eingeschlagen und in Packpressen oder mit diesen vergleichbaren Pressen zur Gewinnung des Saftes abgepreßt, der eine Emulsion darstellt, in der nur wenige Fruchtfleischteile suspensiert sind. Diese Emulsion ist über Zentrifugieren in Öl, eine wäßrige Phase und Schlamm trennbar.

Das im Saft verbleibende, an den wenigen Fruchtstoffpartikeln hängende Öl führt zum Aufschwimmen der Trubstoffpartikel, besonders nach Verdünnung mit Wasser und Zucker. An der Oberfläche der Getränke bildet sich eine relativ feste, sehr schlecht wieder suspendierbare Schicht, die der Oxydation ausgesetzt ist und sich dadurch geruchlich und farblich verändert.

Es ist aus der DD-Patent 275 775 A3 ein Verfahren zur verbesserten Verarbeitung von Rohsaft aus Sanddornbeeren durch Trennen des ölhaltigen Rohsattes in eine Öl-Wasser- Phase und in eine weitgehend ölfreie wäßrige Saftphase und anschließende getrennte und/oder kombinierte Verarbeitung für Lebensmittel-, diätische- und pharmazeutische Zwecke bekannt.

Die Phasentrennung des unmittelbar nach dem Pressen der Sanddornbeeren anfallenden Rohsattes oder eines mechanisch und thermisch behandelten Rohsaftes erfolgt danach mittels Membrantrennverfahren. Nach einer getrennten Zwischenlagerung oder nach getrennter Konzentrierung und Zwischenlagerung werden die getrennten Phasen, Phasenkonzentrate und/oder weitere Säfte bzw. Saftkonzentrate in gewünschten Mengenverhältnissen vermischt und schließlich entweder zu stabilisiertem Sanddornbeerensaft bzw. -mischsaft oder zu instantisierten Sanddornbeerensaftpulver bzw. -mischpulver unter Zusatz von Saccharose und viskositätserhöhenden Hydrokolloiden oder Hydrokolloidgemischen aus wasserlöslichen Polysacchariden und/oder wasserlöslichen Proteinen bzw. Proteinpartialhydrolysaten verarbeitet.

Diese bekannte technische Lehre hat den Nachteil, daß sie vom Pressen ausgeht und mit dem Pressen auch nur eine geringe Ausbeute erreicht wird.

Die ernährungsphysiologisch wichtigen Feststoffe und Öle verbleiben zum größten Teil im Rückstand. Die höhermolekularen Stoffe wie Pektin können somit für die Weiterverarbeitung nicht wirksam werden. Dadurch wird die Trubstabilität ohne Zusatzstoffe stark gemindert.

Aus der CH-PS 675 730 A5 ist ein Verfahren zur Gewinnung von Ölen aus Naturprodukten durch Extraktion mit Wasser als Transportmittel bekannt. Das Rohmaterial wird mindestens durch Zerkleinerung und Zellaufschluß aufbereitet und das dabei frei werdende Öl durch Zuführen von Wasser zumindest teilweise emulgiert. Die Trennung des dann anfallenden Öl/Wassergemisches von den nicht löslichen Protein und Zellmaterial wird mittels Querstromfiltration durchgeführt.

Bei diesem bekannten verfahren erfolgt der Zellaufschluß des Rohmaterials physikalisch und/enzymatisch und/oder chemisch. Für den physikalischen Aufschluß werden Druck- Homogenisatoren mit hohen Kavitationskräften oder Kolloidmühlen eingesetzt. Der enzymatische Aufschluß erfolgt mindestens teilweise mittels Cellulase-Enzymen. Der physikalische Aufschluß wird durch Zugabe von Pektinase-, Amylase- oder Proteinase-Enzymen gefördert. Grundsätzlich führt der Einsatz von Wasser zu einer mehr oder minder starken Erhöhung des Wassergehaltes in den Rückständen nach der Ölgewinnung und mindert damit ihren Wert bei der Weiterverarbeitung zu Nahrungs- und/oder Futtermittel.

Gleichzeitig wird dadurch das Abwasser mit organischen Verunreinigungen relativ stark belastet, was wiederum den Aufwand für die Wasserreinigung erhöht.

Das Sanddornöl bleibt an den Trubstoffen gebunden, so daß dieses Öl nicht mit Wasser ein Emulsion bildet und aus dieser abgetrennt werden kann.

Bei diesem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Sanddornbeeren in ihrer Gesamtheit zu verarbeiten und den im Sanddornfruchtfleisch verbleibenden Ölanteil gleichmäßig und über lange Zeit beständig in den für die Erzeugung von Säften eingesetzten Halbfertigprodukten homogen zu verteilen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Verfahren der eingangs genannten Art durch einen Verfahrensablauf gelöst, indem

• a) die zerkleinerten Beeren solch einer Mazeration unterworfen werden, daß die kolloidal gelösten Stoffe wie Pektin freigesetzt bzw. noch unlösliche Stoffe wie Propektine hydrolisiert und gleichzeitig die enthaltenen freigesetzten Öle auf die Feststoffe verteilt und an diese intensiv gebunden werden,
• b) dieses gewonnene Mazerat in eine feste Phase der nichtintegrierbaren Fruchtbestandteile wie Beerenschalen und -samen und in eine flüssige Phase der Suspension/Emulsion getrennt wird,
• c) die abgetrennte flüssige Phase homogenisiert, entlüftet und weitestgehendst stabilisiert wird,
• d) die abgetrennte feste Phase bei Temperaturen zwischen 10°C und 60°C, vorzugsweise 20°C, im Masseverhältnis 1 : 1 bis 1 : 2 mit einem Gemisch aus 70 bis 100%igen, vorzugsweise 80 bis 96%igen Alkohol oder Keton, der 1 bis 5 C-Atome enthält, Rest Wasser 10 bis 15 min. intensiv gemischt bzw. gewaschen wird, die flüssige Waschphase dann abgetrennt, wobei die Alkohole und Ketone zurückgewonnen werden und die gewaschene feste Phase sodann bei Temperaturen von 40°C bis 90°C über 5 Sekunden bis 2,5 Stunden dealkoholisiert und anschließend in Schalen und Fruchtfleischbestandteile sowie Samen durch Windsichter getrennt wird, die mit Leichtbenzin bzw. Hexan oder durch Kaltpressung der Samen entölt werden,
• e) die bei der Dealkoholisierung abgetrennten Aromastoffe und/oder entölten Rückstände der festen Phase wahlweise in die Mazerationsstufe zurückgeführt werden

und

• f) die bei der Rückgewinnung der Alkohole oder Ketone zurückbleibende wäßrige Zucker- und Säurelösung in die aus dem Mazerat abgetrennte flüssige Phase der Trennstufe zurückgeführt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, eine thermisch-mechanische Mazeration durch Passieren und/oder turbulentes Rühren mit pulsierenden Druck von ± 0,3 bar um Normaldruck bei Temperaturen zwischen 85 und 95°C, vorzugsweise 90°C bis 95°C, über 0,25 bis 1 Stunde, vorzugsweise 0,5 Stunden, durchzuführen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Mazeration nur mechanisch mit Passieren und turbulentem Rühren über 0,3 bis 1 Stunden, vorzugsweise 0,5 Stunden, durchgeführt. Dies wird immer dann zu wählen sein, wenn Mazerate ohne Hitzeeinwirkung gewonnen werden sollen.

Das Passieren geschieht vorzugsweise in mehreren hintereinander geschalteten Passiermaschinen, deren Lochdurchmesser von Maschine zu Maschine abgestimmt ist, wobei die Sequenz der Durchmesser vom größeren Durchmesser zum kleineren Durchmesser geht.

In der ersten Passiermaschine werden die groben Schalenteile und größeren Körner auf der Siebtrommel zurückgehalten. Je nach Erfordernis der angestrebten Teilchengröße im Mazerat wird der Durchmesser der Siebtrommeln entsprechend zu wählen sein.

Als besonders vorteilhaft hat sich als kleinster Durchmesser von 0,8 mm erwiesen.

Gute Ergebnisse in der Freisetzung der im Sanddornbeerenfruchtfleisch enthaltenen kolloidalen Stoffe wie Pektin werden mit der thermisch-mechanischen Mazeration im turbulentem Milieu bei pulsierenden Druck erreicht. Die bisher nichtlöslichen Ausgangsstoffe, vor allem Propektine, können unter den beschriebenen Bedingungen durch eine Hydrolyse zur Freisetzung vorbereitet werden.

Ganz besonders überraschend war es, daß es gelingt, die Öle gleichmäßig und homogen auf alle Feststoffpartikel zu verteilen.

Eine überaus gleichmäßige Verteilung der Sanddornbeerenöle in den Feststoffen und deren Bindung an diese wird erreicht durch die erfindungsgemäße Mazeration mit entsprechender Temperaturbehandlung und wenn Zahnkolloidmühlen eingesetzt werden, wobei gleichzeitig eine Homogenisierung und Entlüftung, vorzugsweise Entgasung unter Vakuum, vorgenommen wird.

Der dichteste Teil der festen Phase und die Suspension/ Emulsion des Mazerates werden vorteilhafterweise voneinander getrennt durch ein Zentrifugieren mit 5000 g bis 10 000 g, vorzugsweise 7500 g bis 8000 g.

Die Trennung der festen Phase aus Passiermaschine und Zentrifuge in ihre Bestandteile Schalen und Fruchtfleisch sowie Samen nach der Trocknungsstufe geschieht durch Windsichten, vorzugsweise Fliehkraftsichten, das in der Getreidereinigung üblich ist.

Durch den Einsatz der alkoholischen Trocknung werden oxydative Vorgänge weitestgehendst vermieden und alle in der festen Phase eingeschlossenen alkohollöslichen Stoffe, vor allem Zucker und Säure benutzt.

Die Zerkleinerung der Sanddornfrüchte bis auf eine Teilchengröße von etwa 2 mm erfolgt derart, daß die einzelnen Pflanzenzellenteile verletzt und geöffnet werden.

Vorzugsweise wird dies mit Schlagen, Reißen oder Reiben in Hammermühlen oder ähnlichen Mühlen durchgeführt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen ölhaltigen, trubstoffstabilen Halbfertigerzeugnisse für die Herstellung von Getränken, Getränkezusätze und Fruchtzubereitungen, vorzugsweise für Milchprodukte.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und erfindungswesentliche Merkmale ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel:

Beispiel

100 kg gefrostete Sanddornbeeren werden aufgetaut, in der letzten Phase des Auftauens in einer Gebläsewaschmaschine gewaschen und danach in einer Obstmühle zerkleinert, bei weitgehender Schonung der Samen. Die so hergestellte Obstmaische wird aus einem Vorratsbehälter mit Hilfe einer Schraubenpumpe in einen Schneckenwärmeaustauscher gefördert und in diesem in 10 Minuten von 10°C auf 85°C erhitzt. Die so erhaltene Beerenmaische wird über eine Grobpassiermaschine (Samenabscheider) von etwa 15 kg Samen und wenigen groben Beimengungen, beispielsweise Holzteile getrennt und anschließend in einem Rührwerksbehälter in turbulentem Milieu bei pulsierendem Druck bei ± 0,3 bar um Normaldruck 85°C 10 Minuten behandelt und anschließend über zwei Passiermaschinen mit einer Sieblochung von 0,5 mm und 0,3 mm heiß fein passiert. Die Rückstandsmenge betrug etwa 1,5 kg. Das so erhaltene Mazerat wird auf 30°C bis 40°C gekühlt, scharf separiert zur Abtrennung von etwa 1,3 kg Samenbruchstücken und feiner Schalenteile, danach über eine Kolloidmühle, Entlüftungs- und KZE-Anlage aseptisch in Tanks unter Stickstoffatmosphäre eingelagert. Das so hergestellte Sanddornmazerat hat sich über eine Lagerzeit von 2 Jahren bei Umgebungstemperatur weder in der Farbe noch im Gehalt an Vitaminen und Fettsäuren signifikant verändert.

Die insgesamt 18 bis 20 kg festen Rückstände aus Passiermaschine und Separator werden mit 84 Masse-% Ethanol im Masseverhältnis 1 : 1 etwa 15 Minuten bei Umgebungstemperatur intensiv gemischt, danach über einen Zentrifugalabscheider in etwa 26 kg ethanolhaltige Flüssigkeit und 12 kg ethanolhaltige Feststoffe getrennt. Das Ethanol wird über die Destillation aus der flüssigen Waschphase zurückgewonnen. Der vor allem zucker- und säurehaltige Destillationsrückstand wird in das Mazerat zurückgeführt.

Das Ethanol des Feststoffes wird aus diesem über einen Vakuumtrockner zurückgewonnen. Es fielen danach 9 kg getrocknete Rückstände, vorwiegend Samen für die Ölgewinnung an.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung von ölhaltigen, trubstoffstabilen Halbfertigerzeugnissen aus Früchten mit ölhaltigem Fruchtfleisch, insbesondere Sanddornbeeren, bei dem frische oder gefrostete und wieder aufgetaute Sanddornbeeren in Mühlen oder Kollergängen grob zerkleinert werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) die zerkleinerten Beeren solch einer Mazeration unterworfen werden, daß die kolloidal löslichen Stoffe wie Pektin freigesetzt bzw. noch unlösliche Stoffe wie Propektine hydrolisiert und gleichzeitig die enthaltenen freigesetzten Öle auf die Feststoffe verteilt und an diese intensiv gebunden werden,
• b) dieses Mazerat in eine feste Phase der nichtintegrierbaren Fruchtbestandteile wie Beerenschalen und -samen und in eine flüssige Phase der Suspension/Emulsion getrennt wird,
• c) die abgetrennte flüssige Phase homogenisiert, entlüftet und weitgehendst stabilisiert wird,
• d) die abgetrennte feste Phase bei Temperaturen von 10°C bis 60°C, vorzugsweise 20°C, im Masseverhältnis 1 : 1 bis 1 : 2 mit einem Gemisch aus 70 bis 100%igen, vorzugsweise 80 bis 96%igen Alkohol oder Keton, der 1 bis 5 C-Atome enthält, Rest Wasser 10 bis 15 min. intensiv gemischt bzw. gewaschen, die flüssige Waschphase abgetrennt und die gewaschene feste Phase dann bei 40°C bis 90°C über 5 Sekunden bis 2,5 Stunden dealkoholisiert und sodann in Schalen und Fruchtfleischbestandteile sowie Samen durch Windsichter getrennt wird, die anschließend mit Leichtbenzin bzw. Hexan oder durch Kaltpressen der Samen entölt werden,
• e) die bei der Dealkoholisierung abgetrennten Aromastoffe und/oder entölten Rückstände der testen Phase wahlweise in die Mazerationsstufe zurückgeführt werden

und

• f) die bei der Rückgewinnung der Alkohole oder Ketone zurückbleibende wäßrige Zucker- und Säurelösung in die aus dem Mazerat abgetrennte flüssige Phase zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine thermisch-mechanische Mazeration durch Passieren und/oder turbulentes Rühren mit pulsierendem Druck mit etwa ± 0,3 bar um Normaldruck bei Temperaturen zwischen 85°C und 95°C, vorzugsweise 90°C bis 95°C über 0,25 bis 1 Stunde, vorzugsweise eine halbe Stunde, durchgeführt wird oder daß eine mechanische Mazeration durch Passieren und turbulentes Rühren über 0,3 bis 1 Stunde, vorzugsweise 0,5 Stunden, durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fruchtfleisch durch Schlagen, Reißen oder Reiben in Hammermühlen oder ähnlichen Mühlen zerkleinert wird und daß das Passieren über Grob- und Feinsiebe mit einem Lochdurchmesser von 2,0 mm bis 0,8 mm erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß die Trennung der festen Phase (dichteste Teil der festen Phase) von der flüssigen Phase (Suspension/Emulsion) mittels Zentrifugieren mit 5000 g bis 10 000 g, vorzugsweise 7500 g bis 8000 g, durchgerührt wird, wobei die Sanddornöle gleichmäßig auf die Feststoffe verteilt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennte flüssige Phase mittels Zahnkolloidmühlen homogenisiert und unter Vakuum entgast bzw. entlüftet wird.

6. Verwendung des nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gewonnenen ölhaltigen trubstoffstabilen Halbfertigerzeugnisses für die Herstellung von Getränken aller Art, Fruchtzubereitungen, vorzugsweise für Milchprodukte.