CH666596A5

CH666596A5 - Verfahren zur herstellung eines geliermittelkonzentrates.

Info

Publication number: CH666596A5
Application number: CH2054/85A
Authority: CH
Inventors: Hans-Joachim Dipl-Ing Radke; Harry Dr-Ing Heinz; Heinz Dipl-Ing Harnack; Gerhard Dipl-Ing Naumann; Werner Dr-Ing Ebert; Duan Dr-Ing Luu; Karl-Heinz Deunert
Original assignee: Zent Warenkontor Obst Gemuese
Priority date: 1984-05-15
Filing date: 1985-05-14
Publication date: 1988-08-15
Also published as: DK192185A; DK192185D0; FR2564291A1; DE3514477A1; ES8604014A1; IT1187820B; IT8567442A0; BE902412A; BR8502253A; ES543141A0

Description

BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Geliermittelkonzentrates auf der Basis von Pektin für die Herstellung von streichfähigen bis gelartigen Nahrungsmitteln sowie zur Qualitätsverbesserung bei flüssigen Obst- und Gemüseerzeugnissen und Getränken. Das Verfahren bezieht sich auf eine komplexe Extraktion von Inhaltsstoffen aus pflanzlichem Material und Aufbereitung des Extraktes.

Bekanntlich werden international Pektinprodukte als Geliermittel bei der Herstellung von verschiedenartigen Gelierprodukten wie Marmelade/Konfitüre, Gelees, Süsswa-renfüllungen u.ä. eingesetzt.

Dabei unterscheidet man je nach Anwendungszweck grundsätzlich Pektin, welches im Zusammenwirken mit einem hohen Trockensubstanzgehalt und Säure eine Gelierfa-higkeit aufweist (hochverestertes Pektin), und Pektin, welches unabhängig vom Trockensubstanzgehalt im Zusammenwirken mit einer bestimmten Kationenkonzentration, vorrangig Calcium, ein Gel bildet (niederverestertes Pektin).

Bekannte Verfahren gehen davon aus, weitgehend reine Pektinpräparate zu liefern. Dazu werden generell die Rohstoffe, vorrangig Zitrus- und Apfeltrester praktisch zuckerfrei gewaschen, wobei die Fruchtsäuren ebenfalls ausgewaschen werden. Zur Sicherung einer ganzjährigen Pektinproduktion werden die Rohstoffe (Trester) getrocknet. (Unveröffentlichtes Material internationaler Pektinfabriken, W. Pillnitz, Gordian 1970, 302—305).

Verschiedene Verfahren der Reinpektinproduktion basieren auf der Pektinkoagulation und -fallung mittels organischen Lösungsmitteln, vorrangig Alkohol (PS 26 791), mittels Aluminiurrichlorid und bzw. über die Bildung von Metallpektinarten mittels Metallcarbonat und anschliessender Ausfallung mit organischen Lösungsmitteln (AS 1 168 750, DE 2 708 404).

Zur Herstellung von Pektinprodukten mit speziellen Geliereigenschaften wurden Verfahren entwickelt, die eine Amidierung von niederverestertem Pektin (DT 2 649 872) bzw. die Herstellung von langsam gelierendem Pektin mit Hilfe ammonialcalischen Alkohols (DT 2 442 980) vorsehen.

Bei der Herstellung von flüssigen Obst- und Gemüseerzeugnissen und Getränken, insbesondere bei Citruserzeug-nissen ist die technisch-technologische Beherrschung der Kolloidsysteme im Produkt ausschlaggebend für die Erzielung einer optisch und geschmacklich hohen Qualität der Fertigerzeugnisse.

Bekanntlich neigen trübe, flüssige Obst- und Gemüseerzeugnisse und auch trubstoffhaltige Getränke dazu, dass nach kurzer Zeit Entmischungen eintreten und sich die Trubbestandteile am Boden des Behältnisses absetzen. Internationale Arbeiten beschäftigen sich mit thermischen, chemischen bzw. enzymatischen Verfahren mit dem Ziel, ein Absetzen der Trubbestandteile während der Lagerung zu verhindern bzw. eine hohe Erzeugnisqualität zu erzielen und zu erhalten. So beschäftigt sich Ch. Reinert im «Beitrag zur Trubstabilität von Orangensäften unter besonderer Berücksichtigung des Einflusses von Pektinesterase und Calziumio-nen» (Dissertation Universität Hohenheim, BRD) mit dieser Spezifik und erreicht durch Zugabe von Calziumionen eine Trubstabilität über längere Lagerzeiten. U. Schobinger («Obst- und Gemüsesäfte» Ulmer-Verlag Stuttgart 1978) empfiehlt zur Herstellung von trüben Kernobstsäften eine gezielte Behandlung mit pektinolytischen Enzympräparaten, während für trubstabile Citrussäfte eine Hitzeinaktivierung der fruchteigenen Pektinmethylesterasen vorgeschlagen wird.

Weiterhin soll eine Trubstabilität erzielt werden durch Zerkleinerung der Trubstoffe, d.h. durch Homogenisation oder durch Zugabe von 0,05% mittelverestertes Pektin. In der Patentschrift DE 2 910 265 wird zur Verbesserung des Aussehens und der geschmacklichen Qualität eine Zugabe von 0,01 —0,1% Xanthangummi und 0,01 —0,14% Natri-umcarboxymethylcellulose (CMC) zu Konzentraten, Säften und rückverdünnten Citrusansätzen vorgeschlagen.

In der Offenlegungsschrift DE 3 145 895 wird ein Verfahren zur Verminderung der Entmischung in Fruchtsaft enthaltenden Produkten beschrieben, welches die Zugabe von niederviskosem Propylenglykoalginat und Natriumcarboxy-methylcellulose als Stabilisatoren vorsieht.

Die Patentschrift DE 2 746 884 sieht zur Herstellung von klaren und trüben flockungsbeständigen Citrussäften die en-zymatische Behandlung, vorzugsweise mit Pektinol C im Einsatz von 50 — 200 g/t Saft vor.

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Die Patentschrift CH 587 024 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gummiharz-Öl-Gemisches als Grundstoff für trübe Fruchtsäfte.

Die bekannten Verfahren haben zum Nachteil, dass zur Sicherung einer hohen Pektinreinheit die Zuckerstoffe aus Pektinrohstoff ausgewaschen werden, also nicht für den Einsatz in Gelierprodukten genutzt werden. Für die Verfahrensentwicklung ist ein hoher technologischer Aufwand erforderlich, der einen ganzjährigen Betrieb der Anlage aus ökonomischen Gründen erforderlich macht, wozu die ganzjährige Bereitstellung von Rohstoffen über die Trocknung zu sichern ist. Hiermit ist ein hoher energetischer Aufwand verbunden. Durch die hohen thermischen Belastungen werden unerwünschte sensorische Veränderungen bei den Inhaltsstoffen, insbesondere bei den Zuckerstoffen, hervorgerufen, so dass auch aus diesem Grunde ein Waschen der Trester erforderlich ist.

Zur Vereinfachung der Anwendung von Pektin, besonders von hochverestertem Pektin, bei der Herstellung von Gelierprodukten wurden Verfahren entwickelt, die das Mischen von Trockenpektin, Zucker und Genusssäure vorsehen (PS 57 807, PS 55 219).

Nachteile dieser Verfahren sind der relativ hohe technologische und energetische Aufwand für das Lösen und/oder Mischen der Trockenkomponenten und das anschliessende nochmalige Eindampfen und Trocknen des Mischpräparates. Weiterhin werden Zucker und Säuren aus dem ursprünglichen Pektinrohstoff nicht genutzt, so dass zusätzlich Kristall bzw. Puderzucker und Genusssäuren erforderlich sind.

Die genannten Verfahren der Trubstabilisierung bei flüssigen Erzeugnissen auf Obst- und Gemüsebasis, insbesondere von Citrussäften und -getränken haben den Nachteil, dass zusätzlich eine thermische bzw. enzymatische Behandlung durchgeführt wird bzw. nicht fruchttypische Stoffe (z.B. CMC) zugesetzt werden.

Solche Massnahmen führen zu sensorisch negativen Veränderungen des Produktes bzw. beeinflussen die Ökonomie der Herstellung negativ auf Grund zusätzlicher Arbeitsaufwendungen und Kosten.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Geliermittelkonzentrates auf Basis Pektin, welches eine hohe Material- und Energieökonomie ermöglicht, in dem unter Ausschluss der Trocknung der Pektinrohstoffe mittels Extraktion neben den Pektinrohstoffen auch Zuckerstoffe und Genusssäuren gewonnen werden und unter Nutzung der Hydrolysesäure ein qualitativ hochwertiges Pektinprodukt hergestellt wird. Mit dem Einsatz dieses Geliermittels bei der Herstellung von Gelierprodukten sind günstige materialökonomische und technologische Effekte, wie Einsparung von Zucker und Genusssäure in der weiterverarbeitenden Industrie verbunden.

Ein weiteres Ziel ist es, dieses Geliermittel als Trubstabi-lisierungsmittel in Obst- und Gemüseerzeugnissen und -getränken, insbesondere in Citrussäften und -getränken einzusetzen.

Damit wird erreicht, dass die Produkte eine höhere Trubstabilität innerhalb der Verbrauchsfrist und gleichzeitig eine höhere sensorische Qualität hinsichtlich der fruchttypischen Aromaintensität und der Mündigkeit des Getränkes erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Geliermittelkonzentrates zur Verfügung zu stellen.

Die Aufgabe wird durch das im Patentanspruch 1 definierte Verfahren gelöst.

Als Ausgangsmaterialien werden vorzugsweise frische Presstrester aus Zitrusfrüchten oder Äpfeln verwendet. Dadurch bleibt die sensorische Qualität des Pektinrohstoffes erhalten. Die Pektinhydrolyse und -extraktion erfolgt bei gleichwichtiger Extraktion der fruchteigenen Zuckerstoffe und Säuren aus dem Pektinrohstoff mit bekannten Extraktionsanlagen, vorzugsweise mit kontinuierlich bzw. quasikontinuierlich arbeitenden Extraktionsanlagen nach dem Gegenstromprinzip.

Das Extraktionsmittel Wasser wird mit Genusssäure, wie z.B. Zitronensäure, Weinsäure, Apfelsäure, Milchsäure z.a. oder einem Genusssäuregemisch oder mit einem stark säurehaltigen Obstsaft oder -konzentrat, wie z.B. Rhabarbersaft, Limettensaft oder einem Gemisch von Genusssäure und Obstsaft/-konzentrat so angereichert, dass unter Berücksichtigung der fruchteigenen Säuren in der Extraktion ein pH-Wert von 2,2 bis 3,0 erreicht wird. Eingesetzt wird eine Säuremenge von 5 bis 15 g/1. Zur Konservierung des Geliermittelextraktes wird dem Extraktionsmittel anteilig Sorbinsäure zugesetzt, so dass im Endprodukte 1,5 mg/kg Sorbinsäure vorliegen.

Das Extraktionsgemisch wird auf eine Temperatur von 60 bis 90 °C, vorzugsweise 70 °C, erhitzt. Die Extraktionsdauer beträgt 1 bis 3 Stunden und kann apparativ eingestellt werden.

Der Extraktion schliesst sich eine «Nachwäsche» mit Frischwasser sowie eine Entwässerung des Extraktionsgutes zwecks Minimierung der Säureverluste an. Diese pektin-, zucker- und säurehaltigen Wässer werden für den Extraktionsmittelansatz verwandt.

Für die Entwässerung des Extraktionsgutes werden bekannte technische Lösungen, vorzugsweise kontinuierlich arbeitende Obstpressen, eingesetzt.

Der so erhaltene Geliermittelextrakt wird einer Feinfiltration unterzogen und thermisch konzentriert. Die Endkonzentration wird auf eine standardisierte Gelierkraft, vorzugsweise auf 120 bis 150° SAG sowie auf konstante Gehalte an Trockensubstanz, vorzugsweise 35% und Säure eingestellt.

Die Trockensubstanzeinstellung erfolgt mit Zucker, womit gleichzeitig der pH-Wert auf über 3,5 eingestellt wird. Die Abfüllung des Geliermittelkonzentrates erfolgt in geeignete Lager- bzw. Transportbehältnisse.

Das so erhaltene Geliermittelkonzentrat wird in streichfähigen Obsterzeugnissen, wie Marmelade, Konfitüre, Jam, in Geleeerzeugnissen und in anderen viskosen Lebensmitteln zur Gelbildung sowie in flüssigen Obst- und Gemüseerzeugnissen und Getränken zur Trubstabilisierung und Ge-schmacksabrundung eingesetzt. Dabei wird bei streichfähigen Obsterzeugnissen das Geliermittelkonzentrat im Anteil von 5 — 20%, vorzugsweise von 8% zugesetzt.

Bei flüssigen Obst- und Gemüseerzeugnissen, Getränken und Getränkeansätzen wird das Geliermittelkonzentrat im Anteil von 0,1 bis 3% zugesetzt.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend mit Ausführungsbeispielen erläutert werden:

1. Beispiel

1000 kg Orangentrester aus der Orangensaftproduktion werden gleichmässig zerkleinert und einem Mischbehälter zugeführt. Die Orangentrester enthalten 10% lösliche Trok-kensubstanz, vorrangig als Fruchtzucker, 3% Pektin sowie 0,8% Säure. Im Mischbehälter werden die Trester anteilig mit Extraktionsmittel versetzt und auf eine Temperatur von 80 °C erhitzt. Das Extraktionsmittel wird mit Zitronensäure auf einen Säuregehalt von 0,6% eingestellt.

Zur Konservierung des Pektinextraktes bis hin zum Fertigerzeugnis wird dem Extraktionsmittel Sorbinsäure im Anteil von 600 g zugesetzt. Die Orangentrester werden im Gegenstrom extrahiert bei einer Extraktionszeit von 90 Minu5

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ten und einer Extraktionstemperatur von 70 "C. Zum Einsatz kommt ein Bandextrakteur. Der Extraktionsmitteleinsatz beträgt 120% zum Extraktionsgut. Anschliessend werden die extrahierten Trester mittels Schneckenpumpe abge-presst.

Der Extraktabzug beträgt ca. 100% zu eingesetztem Extraktionsgut, d.h. 1000 kg und enthält 8% lösliche Trockensubstanz, 1,5% Pektin und 1,5% Säuren.

Der Pektinextrakt wird mittels Vakuumdrehfilter bei 50 C feinfiltriert. Die Temperatureinstellung auf 50 °C erfolgt mittels Plattenwärmeaustauscher. Anschliessend wird der Extrakt auf einer Fallfilmverdampferanlage konzentriert. Man erhält 400 kg Geliermittelkonzentrat mit einer Gelierkraft von 120 SAG. Das Konzentrat enthält 3,8% Pektin, 20,3% lösliche Trockensubstanz als Zuckerstoffe sowie 3,8% Genusssäure.

2. Beispiel

1000 kg Orangentrester aus der Orangensaftproduktion werden gleichmässig zerkleinert und einem Mischbehälter zugeführt. Die Orangentrester enthalten 12% lösliche Trok-kensubstanz, 2,8% Pektin, 0,6% Säure. Im Mischbehälter werden die Trester mit 120% Extraktionsmittel (Wasser), bezogen auf die Trestermenge, versetzt und auf 80 °C erhitzt. Das Extraktionsmittel wird mit Rhabarbersaftkonzentrat auf einen Säuregehalt von 10 g/1 eingestellt. Zur Konservierung des Pektinextraktes sowie des Geliermittelkonzentrates wird dem Extraktionsmittel 900 g Kaliumsorbat zugesetzt. Die Orangentrester werden im Gegenstrom im Bandextrakteur extrahiert bei einer Extraktionszeit von 120 Minuten und einer Extraktionstemperatur von 70 °C und anschliessend mittels Schneckenpresse abgepresst.

Der Extraktabzug beträgt ca. 100% bezogen auf die Menge eingesetztes Extraktionsgut, d.s. 1000 kg und enthält 10% lösliche Trockensubstanz, 1,2% Pektin und 1,0% Säure.

Der Pektinextrakt wird mittels Vakuumdrehfilter bei 50 °C feinfiltriert und in einer Vakuumverdampferanlage konzentriert. Man erhält 330 kg Geliermittelkonzentrat mit einer Gelierkraft von 120° SAG. Das Konzentrat enthält 3,6% Pectin, 30% lösliche Trockensubstanz und 30 g/1 Säure.

3. Beispiel

Herstellung von Orangengelee-Rezeptur-(berechnet auf 100 kg Fertigerzeugnis)

Masseanteil

Anteil Trockensubstanz

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Orangensaft 50 kg 6 kg

Zucker (Kristallzucker) 55 kg 55 kg

Geliermittelkonzentrat 8 kg 2,4 kg

Das Orangengelee wird in Vakuumkochapparaten hergestellt, dabei sind 13 kg Wasser abzudampfen.

4. Beispiel

Herstellung eines Orangennektars-Rezeptur-(berechnet auf 100 kg Fertigerzeugnis)

Masseanteil

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Anteil Trockensubstanz

Orangensaft 52 kg

Zucker 5,5 kg

Zitronensäure 0,300 kg

35 Geliermittelkonzentrat 0,200 kg

Wasser 42 kg

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1. Verfahren zur Herstellung eines Geliermittelkonzentrates für die Gelierung und Trubstabilisierung in Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass Rückstände aus der Zitrussaft- bzw. Apfelsaftgewinnung einer komplexen wäss-rigen Extraktion bei definiertem pH-Wert und definierter Temperatur unterzogen und der so gewonnene Geliermittelextrakt gereinigt und konzentriert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstoffe unmittelbar nach der Primärverarbeitung der Zitrusfrüchte und Äpfel extrahiert werden, ohne dass eine Zwischenkonservierung, wie eine chemische oder thermische Zwischenkonservierung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fruchteigenen Inhaltsstoffe Pektin, Zucker und Säure in einem Extraktionsgang bei einer Extraktionstemperatur von 60 bis 90 °C, vorzugsweise bei 70 °C, bei einem pH-Wert von 2,0 bis 3,0 gewonnen werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrolysesäure die fruchteigenen Säuren angewandt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des pH-Wertes als Hydrolysesäure anteilig Genusssäure zugeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung des pH-Wertes für die Hydrolyse säurereiche Obst- oder Gemüsesäfte, vorzugsweise Rhabarbersaft oder Limettensaft, Obst- und Gemüsekonzentrate oder ein Gemisch von Genusssäuren und säurereichem Obst- oder Gemüsesaft bzw. -konzentrat eingesetzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Geliermittelextrakt mechanisch gereinigt und auf eine standardisierte Gelierkraft von 120 bis 150 SAG thermisch konzentriert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Geliermittelkonzentrat mittels Zucker und Säure auf standardisierte Zucker- und Säuregehalte, vorzugsweise 35% bzw. 3,5 bis 4,0% sowie der pH-Wert auf über 3,5 eingestellt wird.

9. Verfahren zur Herstellung von streichfähigen Obsterzeugnissen, von Geleeerzeugnissen und viskosen Lebensmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geliermittelkonzentrat erhalten nach einem der Ansprüche 1 bis 8 im Anteil von 0,1 bis 20% zugesetzt wird.

10. Verfahren zur Trubstabilisierung, Aromafixierung und Geschmacksverstärkung in flüssigen Obst- und Gemüseerzeugnissen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Geliermittelkonzentrat gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8 in einem Anteil von 0,01 bis 5% zugesetzt wird.