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Verfahren zur Herstellung von gelierfähigem Pektin aus Rüben
In Anbetracht
des Reichtums der Zuckerrüben an Pektin sind neben vielen anderen Rohstoffen auch
die ersteren vielfach für die Pektinherstellung nerangezogen worden. Es ist aber
bekannt, daß nach den bei der gewerblichen Pektingewinnung allgemein üblichen Verfahren
kein gelierfähiges Pektin aus diesen Ausgangsstoffen zu gewinnen ist. Da aber neueren
Erkenntnissen in der Pektinchemie zufolge die Gelierfähigl;eit eine maßgeblich von
der Molekülgröße abhängige Funktion ist und die direkte Nitrierung von entzuckerten
Rübenschnitzeln ergeben hat, daß die Pektinstoffe in den letzteren in solchen Molekülgrößen
-c,rliegen, die an und für sich eine befriedigende Gelierwirkung gewährleisten müßten,
hat die Patentinh;lberin versucht, durch besondere Maßnahmen bei dlr Extraktion
der Pektinstoffe zu unter normalen Umständen, d. h. auf Zucker- und Säurezusatz
gelierenden Produkten zu gelangen.
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Ausgehend von der Erkenntnis, daß einerseits Rübenschnitzel im Gegensatz
zu den sonst zur Gewinnung gelierfähiger Pektine gebräuchlichen Ausgangsstoffen
einen besonders hohen Stickstoffgehalt aufweisen, andererseits der Zusatz nativer
pflanzlicher Eiweißstoffe zu an sich gut gelierenden Apfelpektinen die Gelierfähigkeit
der letzteren beträchtlich herabsetzt, wird vermutet, daß der Mangel an Geliervermögen
darauf beruht, daß hochmolekulare Eiweißkörper die Carboxylgruppen blockieren und
dadurch keine van der Waal schen Kräfte mehr frei bleiben, die fähig sind, durch
Vernetzung ein Gelgeriist zu bilden. Von diesen Anschauungen ausgehend, mußte es
gelingen, ein gelierendes Pektin zu erhalten, wenn
man die Eiweißkomponente
hydrolysiert, wobei die Hydrolyse so geleitet werden muß, daß sie nicht mit einer
gleichzeitigen Depolymerisierung der Pektin verbunden ist.
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Es wurde nun gefunden, daß bei Einhaltung niedriger Temperaturen,
die eine wesentliche Schonung des Pektins gewährleisten, und langdauernder Einwirkung
verhältnismäßig starker Säurekonzentrationen das Eiweiß in genügendem Maße hydrolysiert
wird, ohne daß das Pektin dadurch wesentlich geschädigt wird.
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Diese Hydrolyse kann sowohl bei starken Säurekonzentrationen in verhältnismäßig
kurzer Zeit als auch durch Einwirkungen von geringeren Wasserstoffionenkonzentrationen
über eine längere Zeit erreicht werden. Wesentlich ist dabei nur, daß man bei niedriger
Temperatur arbeitet, um einen Säureabbau des Pektins weitgehend hintanzuhalten,
der sich bei höheren Temperaturen insbesondere in einer Entmethoxylierung auswirkt.
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Es ist zur Herstellung von Pektinpräparaten bereits vorgeschlagen
worden, pektinhaltiges Material mit einer solchen Menge Mineralsäure, daß die Masse
im wesentlichen fest bleibt und eine Wasserstoffionenkonzentration entsprechend
einem pa-Wert von höchstens I,o hat, auf eine 500 c nicht überschreitende Temperatur
zu erhitzen, bis das Pektin in eine mit Metallionen, insbesondere Calcium, fällbare
Form übergeführt ist, und alsdann das Pektin mit Wasser bei höheren Temperaturen
aus der mit Säure behandelten Masse zu extrahieren. Nach diesem Verfahren, das in
den Punkten Wasserstoffionenkonzentration, Hydrolysierungstemperaturund Hydrolysendauer
weitgehende Übereinstimmung mit demjenigen gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist,
gelingt es zwar, aus Apfeltrestern durch Calciumsalze als Calciumpektinat fällbares
Pektin mit gelatinierenden Eigenschaften herzustellen. Auf Rüben als Ausgangsstoff
angewandt, gelingt es danach aber, weder Pektin mit Geliereigenschaften, noch solches,
das mit Calcium als Calciumpektinat fällbar ist, herzustellen.
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Der beim Gegenstand unserer Erfindung angestrebte Effekt, nämlich
die Extraktion gelierender Pektinstoffe aus Rübenschnitzeln, kann demgegenüber nur
dann erreicht werden, wenn die Hydrolyse mit der Extraktion von vornherein verbunden
wird, also sofort große Mengen stark saurer Flüssigkeiten auf die Schnitzel zur
Einwirkung gebracht werden und die Extraktionstemperatur im Verlauf des gesamten
Verfahrens, im vorerwähnten bekannten Verfahren werden für die Extraktion Temperaturen
bis 75t angewandt, grundsätzlich unterhalb 50° gehalten wird.
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Während es somit nach den bisher bekanntgewordenen Arbeitsweisen
nicht möglich ist, gut gelierfähige Pektinstoffe aus entzuckerten Rübenschnitzeln
zu gewinnen, gelingt dieses, wenn man dieselben bei Säurestufenwerten von PF unterhalb
2 mit mindestens der zehnfachen Menge Säurelösung bei niederen Temperaturen der
Hydrolyse unterwirft, wobei die Dauer der Hydrolyse von dem jeweiligen Säurestufenwert
in dem Sinne abhängig ist, daß eine geringe Säurekonzentration eine längere Dauer
der Hydrolyse erforderlich macht und umgekehrt.
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Voraussetzung für den sachgemäßen Verlauf der Extraktionshydrolyse
ist nur, daß die Temperatur von 50° C nicht oder zum mindesten nicht wesentlich
überschritten wird, da andernfalls mit einer mehr oder weniger weitgehenden Schädigung
der Pektinstoffe durch Abspaltung von Methoxylgruppen gerechnet werden muß.
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Ausführungsbeispiele 1. 80 g entzuckerte Rübenschnitzel werden mit
IOOO ccm 20i0iger Salzsäure eingemaischt und unter gelegentlichem Umrühren I8 Stunden
bei 40° C der Hydrolyse überlassen. Alsdann wird mittels Koliertuch der Hydrolysenauszug
von den ausgelauchten Schnitzeln durch scharfes Abpressen getrennt. Aus dem dabei
anfallenden Pektindünnsaft werden die Pektinstoffe in bekannter Weise mit Alkohol
gefällt und getrocknet. Mit 1,5 g dieses alkoholgefällten Pektins wird ein Gelee
nach Lüers, »Über die Messung der Gelierkraft von Apfelpektinic, in der Zeitschrift
»Die Obst- und Gemüseverwertungs-Industrie«, Nr. 33 vom 15. 8. I940., gekocht. Die
Zerreißfestigkeit dieses Gelees beträgt 1090 g.
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2. IOO g Rübentrockenschnitzel werden mit I500 ccm 5 0/0iger Salzsäure
unter zeitweiligem Umrühren 24 Stunden bei einer Temperatur von maximal 280 C extrahiert.
Nach gutem Abpressen und Filtrieren wird der Hydrolysendünnsaft mit Alkohol gefällt
und das allroholgefällte Pektin getrocknet.
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Mit r,5 g dieses Trockenproduktes wird ein Lüers-Gelee gekocht. Die
Zerreißfestigkeit desselben beträgt 1050 g.
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3. 80 g entzuckerte Rübentrockensehnitzel werden mit IOOO ccm I°/Oiger
Salzsäure 40 Stunden bei 40° C hydrolysiert. Aus dem sauren Absud werden die Pektinstoffe
wie bei den Beispielen I und 2 angegeben gewonnen. Ihre Zerreißfestigkeit nach L
ü er s beträgt goo g.