CH679546A5 - - Google Patents
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Description
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CH 679 546 A5
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Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von trubstabilem, trübem Saft aus pflanzlichen Produkten durch Zufügen von Filter-Rückstand, wobei der trubstabile Saft zur Herstellung von Getränken geeignet ist.
Als pflanzliche Rohstoffe zur Gewinnung dieser Säfte kommen insbesondere Obst, Beeren, Trauben, Citrusfrüchte und Gemüse in Betracht.
Die bekannten Verfahren dieser Art werden hauptsächlich zur Herstellung von kaltsterilen, trüben Säften mittels Membranfiltration eingesetzt. Dabei entsteht zwangsläufig ein klarer Saft als Zwischenprodukt. Solche Verfahren stellen eine interessante Verwertungsmöglichkeit für das Retentat bei der Fruchtsaftklärung mittels Ultra- oder Mikro-filtration dar. Der zu trübende Saft und das beizufügende Retentat können, aber müssen nicht vom gleichen Produkt stammen. Bei Citrus-Früchten ist es beispielsweise bekannt, das Retentat aus der Membranfiltration als Trübungsmittel zu verwenden.
Ferner ist die kaltsterile Herstellung von trübem Fruchtsaft, insbesondere Orangensaft allgemein bekannt. Dabei erfolgt die Kaltsterilisierung mittels Ultrafiltration und eine eventuelle Konzentrierung mittels Umkehr-Osmose. Das Retentat (Pulp) aus der Ultrafiltration wird z.B. pasteurisiert und zum Permeat aus der Ultrafiltration, resp. zum Konzentrat aus der Umkehr-Osmose hinzugefügt.
Nachteilig bei diesen bekannten Verfahren ist, dass das dem Klarsaft zur Trübung zugefügte Retentat relativ rasch wieder aussedimentiert. Das Aussedimentieren wird sogar festgestellt, wenn der ursprüngliche Saft vor der Membranfiltration hinreichend trubstabil war. Diese Problematik ist besonders bei der Anwendung der bekannten Verfahren für Obstsäfte kritisch, da solche Säfte im Gegensatz zu Citrusfruchtsäften vom Markt praktisch nicht akzeptiert werden. Der Grund hierfür ist, dass naturtrübe Obstsäfte weitgehend trubstabil sind und der Verbraucher sich an diese Säfte gewöhnt hat. Dagegen ist bei Citrusfrüchten ein Schütteln vor dem Gebrauch nicht anstössig.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Trubstabilität des trüben Saftes zu erhöhen und das Aussedimentieren der dem Saft zugefügten Trübungsmittel zu verhindern.
Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Filter-Rückstand wenigstens einer Zerkleinerung unterzogen und mit wenigstens einem Stabiiisierungsmittel vermischt wird.
Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind den Patentansprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung und der schematischen Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Schema des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung trubstabiler, trüber Säfte aus Klarsaft und
Fig. 2 eine andere Ausführung des Verfahrens zur Herstellung trubstabiler, praktisch kaltsteriler, trüber Säfte.
Wie die Fig. 1 zeigt, wird der aus Obst, Beeren, Trauben, Citrusfrüchten oder Gemüsen gewonnene Rohsaft über eine Leitung 1 einer Ultrafiltrationsanlage 2 zugeführt. In der Ultrafiltrationsanlage 2 erfolgt eine Kaltsterilisierung des Rohsaftes. Hierzu können auch andere Querstrom-Membranverfah-ren, vorzugsweise jedoch Ultra- oder Mikrofiltra-tion mit nachgeschalteter Sicherheits-Mikrofiltra-tion (Filterkerzen), eingesetzt werden. Ferner ist es möglich, zur Kaltsterilisierung das Verfahren der Steril-Schichten-Filtration, eventuell mit nachgeschalteter Sicherheits-Mikrofiltration, anzuwenden.
Das Permeat der Ultrafiltrationsanlage 2 wird als kaltsteriler Klarsaft über eine Leitung 3 in eine Mischvorrichtung 4 geleitet. In der Mischvorrichtung 4, die beispielsweise aus einem Statisch-Mi-scher bestehen kann, werden dem Klarsaft über eine Leitung 5 Filter-Rückstände, vorzugsweise das Retentat der Ultrafiltrationsanlage 2 zugeführt, um die gewünschte Trübung des Klarsaftes zu erhalten. Es können auch Filter-Rückstände aus anderen Filtrations-Anlagen verwendet werden. Bevor der Filter-Rückstand in die Mischvorrichtung 4 gelangt, wird er in einer Zerkleinerungsvorrichtung 6 feinstzerkleinert. Unter Feinstzerkleinerung wird eine Zerkleinerung in der Partikelgrösse, wie sie mittels bekannter Verfahren zum Nassmahlen erzielt wird, verstanden. In der Zerkleinerungsvorrichtung 6 wird vorzugsweise vorwiegend auf eine Partikelgrösse < 75 um feinstzerkleinert. Dabei ist der notwendige Zerkleinerungsgrad weitgehend auch abhängig von der Struktur und Dichte der Partikel. Als Mittel für die Feinstzerkleinerung werden vorzugsweise Nasszerkleinerungsverfahren verwendet, wie sie zur Verfeinerung und Homogenisierung von Dispersionen und der Hersteilung von Emulsionen eingesetzt werden. So können z.B. Kolloid-Mühlen, Homogenisatoren, wie Hochdruck-Ho-mogenisatoren oder Microfluidizer zur Anwendung kommen. Die Zerkleinerung kann auch durch eine vorgängige Enzymbehandlung, z.B. mittels Ceilula-se-Enzyme, unterstützt werden.
Neben dem Filter-Rückstand werden in die Mischvorrichtung 4 auch noch Stabilisierungsmittel über eine Leitung 7 eingebracht. Aufgabe der Stabilisierungsmittel ist es, die Agglomeration der feinst-zerkleinerten Partikel zu verhindern.
Ohne Zusatz von Stabilisierungsmittel sedimen-tieren die Trubpartikel nach relativ kurzer Zeit wieder aus. Das gleiche würde passieren, wenn ohne Feinstzerkleinerung neben den Trübungsmitteln nur Stabilisierungsmittel dem Saft zugegeben werden. Als Stabilisierungsmittel werden neben gesetzlich zugelassenen bekannten saftfremden vorzugsweise solche Mittel verwendet, die in pflanzlichen Produkten, insbesondere in den verwendeten pflanzlichen Rohstoffen, vorkommen. Ein Beispiel hierfür ist die Verwendung von Pektin als Stabilisierungsmittel.
In die Mischvorrichtung 4 können ausserdem noch zur Herstellung trüber Säfte mit fibrilen Stof-
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fen über eine Leitung 8 fibrile Stoffe eingeleitet werden. Nach dem Mischvorgang in der Mischvorrichtung 4 wird als Ergebnis ein trubstabiler, trüber Saft über die Leitung 9 abgeführt.
In der Praxis ist situationsbedingt die Reihenfolge obiger Schritte auch anders wählbar. So ist die Feinstzerkleinerung auch bereits schon in der Ul-trafiltrations-Anlage möglich, z.B. durch Einbau von entsprechenden Einrichtungen im Umwälz-Kreislauf und z.B. Durchführung der Feinstzerkleinerung am Ende der Filtration.
Eine weitere Anwendungsmöglichkeit des erfindungsgemässen Verfahrens ist das Trüben von rückverdünnten Klarsaft-Konzentraten. Anstelle des kaltsterilen Klarsaftes wird als Ausgangsmaterial Klarsaft-Konzentrat aus einem Konzentratlager 10 über eine Leitung 11 in die Mischvorrichtung 4 eingeleitet. Über eine Leitung 12 wird dem Klarsaft-Konzentrat Wasser zugefügt (Fig. 1). Dabei kann es sich sowohl um thermisch konzentrierten Kaltsaft als auch um sogenanntes Kalt-Konzentrat handeln, das z.B. mittels Ultra- oder Mikrofiltration kalt geklärt, kalt sterilisiert und z.B. mittels Mem-bran-Verfahren, insbesondere Umkehr-Osmose, kalt konzentriert wird. Im letzteren Falle ist ein «Trottenmost»-ähnlicher trüber Saft herstellbar. Vorzugsweise wird hier der Saft vor dem Konzentrieren oder sogar vor dem Klären, z.B. mittels Membranverfahren wie Pervaporation oder Umkehr-Osmose, kalt entaromatisiert und das Aroma ebenfalls mittels Membranverfahren angereichert und dann getrennt vom Konzentrat gelagert.
Diese Anwendung dient unter anderem der einheitlichen Herstellung und Einlagerung von klaren Saft-Konzentraten während der Erntekampagne und zum Trüben der Säfte nach Bedarf bei der Auslagerung. Dadurch werden Fehlplanungen durch falsche Marktprognosen vermieden. Dieses Vorgehen kann sich besonders lohnen, wenn für den Vertrieb vorwiegend klare Säfte verlangt werden und die Klärung der Säfte mittels eines kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Verfahrens, z.B. mittels Ultrafiltration erfolgt.
Als weiterer Anwendungsfall kommt die Herstellung von Säften mit unterschiedlichem Trubgehalt bezogen auf einen bestimmten Zuckergehalt in Betracht. Dadurch ist es möglich, trübe Säfte auf einfache Art und Weise mit unterschiedlichem Trubgehalt auf den Markt zu bringen. Dies gilt auch für die erfindungsgemässe Herstellung von kaltsterilen, trüben Säften und das Trüben von rückverdünntem Klarsaft-Konzentrat sowie für weitere Fälle.
Durch besonders hohe Trub-Konzentrationen lassen sich auch sogenannte Diät-Mittel mit erhöhtem Anteil an unverdaulichen Ballaststoffen herstellen. Solche Purrées eignen sich z.B. auch als Lebensmittel-Zusätze z.B. zu Yoghurts.
Neben Klarsaft kann auch trüber Saft als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemässe Verfahren verwendet werden. Der Grund hierfür ist die Herstellung von pulpösem Saft bzw. Purrée aus Saft mit relativ geringem Trubgehalt, z.B. Obstsaft. Je nach Trubstabilität des Ausgangssaftes ist es hier angezeigt, auch den Ausgangssaft einer
Feinstzerkleinerung zu unterwerfen. In gewissen Fällen ist dies zusammen mit dem Trübungsmittel, das zusätzlich zugefügt wird, möglich.
Das zuzufügende Trübungsmittel wird vorzugsweise in Flüssigkeit dispergierter Form verwendet. Diese Form ist für eine Feinstzerkleinerung besonders gut geeignet. Auch weitere Behandlungsschritte sind damit auf einfache Art und Weise möglich. Alternativ zur flüssigen Form des Trübungsmittels können auch Trockenprodukte verwendet werden.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung von trubstabilem, praktisch kaltsterilem, trübem Saft dargestellt. Bei Anwendung von Querstrom-Verfahren für die Kaltsterilisierung lässt sich das Retentat aus der vorgängigen Ultrafiltrationsanlage 2 oder einer anderen Querstromfiltra-tionsanlage als Trübungsmittel einsetzen. Das Retentat wird über eine Leitung 13 in einen Puffer 14 eingebracht und je nach Bedarf in einer Vorbehandlungsstufe 15 vorbehandelt. Dies geschieht beispielsweise durch Reinigung von unerwünschten Stoffen, wie Geschmacksstoffe, eventuell Alkohol etc., durch Bieichen, Konzentrieren oder Sterilisieren. Eine entsprechende Reinigung ist besonders wichtig, wenn Saft und Retentat nicht vom gleichen pflanzlichen Produkt stammen. Die Reihenfolge der einzelnen Behandlungen ist offen und muss der gegebenen Situation angepasst werden.
Das Bleichen, insbesondere von Retentat aus der Membranfiltration, ist im allgemeinen relativ schwierig, da es sich um polymere Oxydationsprodukte handelt. Aus diesen Gründen müssen im allgemeinen relativ hohe Konzentrationen an Bleichmitteln resp. besonders starke Bleichmittel eingesetzt werden, die wieder praktisch restlos entfernt oder in unschädliche Verbindungen umgewandelt werden müssen. Um die Effizienz der Bleichungsre-aktion zu verbessern, wird das Bleichmittel vorzugsweise vor und/oder mit der Feinstzerkleinerung, die in diesem Fall im Prozessablauf vorgezogen wird, hinzugegeben. Die Bleichmittel bzw. Umwandlungsprodukte daraus werden vorzugsweise mittels Membranfiltration durch Diafiltration gewaschen.
Als Verfahren zur Reinigung, zum Bleichen oder Konzentrieren eignen sich besonders Membran-Querstrom-Verfahren, wie z.B. Diafiltration mit Reinigungswasser für die Reinigung des Retentats, eventuell verbunden mit einer Konzentrierung der Dispersion. Zum Bleichen wird vorzugsweise eine Diafiltration mit z.B. geschwefeltem Wasser als Bleichmittel eingesetzt, und zum Konzentrieren werden relativ grossporige Membranen für hohen Flux verwendet.
Das in der Vorbehandlungsstufe 15 gereinigte und gebleichte Retentat wird anschliessend in die Feinstzerkleinerungsvorrichtung 6 eingebracht. Alternativ zum Retentat aus dem Puffer 14 kann auch über eine Leitung 16 das Retentat der Ultrafiltrationsanlage 2 in die Feinstzerkleinerungsvorrich-tung 6 eingeleitet werden. Nach der Feinstzerkleinerung wird die Dispersion durch Zuführen von Stabilisierungsmittel über eine Leitung 17 stabilisiert, um eine Agglomeration zu verhindern. Zusätz-
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lieh werden der Dispersion über eine weitere Leitung 18 noch fibrile Stoffe zugegeben.
Bevor die Zusatzstoffe, insbesondere Trübungsmittel und Stabilisierungsmittel in die Mischvorrichtung 4 gelangen, werden sie in einer Leitung 19 zu-sammengefasst und einer der Mischvorrichtung 4 vorgeschalteten Steriiisierungseinrichtung 20 zugeführt und dort sterilisiert. Die Sterilisierung ist z.B. für jede Komponente einzeln oder gemeinsam für alle Komponenten in der Sterilisiereinrichtung 20 möglich. Die Sterilisierung kann beispielsweise mit Hitze, vorwiegend durch Pasteurisieren, durchgeführt werden. Die Wärmebeeinflussung ist gering, da die Dispersion geschmacks- und aromaneutral ist und einen relativ geringen Mengen-Anteil darstellt. Die Sterilisierung kann zwecks qualitativer Verbesserung durch eine komplettkalte Herstellung, z.B. mit Elektroschock-Behandlung, Ultraschall-Behandlungsmethoden, UV-Strahlung, Silberjonen-Behandiung, Hochdruck-Behandlung, etc. erfolgen. Diese Methoden sind zwar relativ teuer, durch die Konzentrierung der Trübungsmittel ist aber die Menge relativ gering. Aus Sicherheitsgründen ist eine Kombination von Kaltsterilisie-rungs-Methoden vorzuziehen.
Die fibrilen Stoffe werden vorzugsweise vor dem Sterilisieren in eine Flüssigkeit, z.B. Wasser, Saft oder kaltsterilen Saft dispergiert. Die Sterilisierung kann isoliert oder zusammen mit den übrigen Zusätzen in der Steriiisierungseinrichtung 20 erfolgen. Beim fibrilen Stoff kann normalerweise auf die Forderung nach Trubstabilität verzichtet werden. Trotzdem ist es wünschenswert, dass die restlichen Trübungskomponenten nicht aussedimentieren.
Wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird auch bei der Ausführung nach Fig. 2 der Rohsaft oder rückverdünntes, trübes Konzentrat in die kalt gefahrene Ultrafiltrationsanlage 2 eingebracht und als kaltsteriler Klarsaft über die Leitung 3 in die Mischvorrichtung 4 eingeleitet und dort mit den sterilisierten Zusätzen vermischt. Der so vermischte Saft verlässt die Mischvorrichtung 4 über die Leitung 9 als praktisch kaltsteriler, trubstabiler, trüber Saft.
In Sonderfällen, z.B. für hohe Lagerzeiten, Lagerung bei erhöhter Temperatur etc., können die Methoden der Kalt-Sterilisierung auch in einer der Mischvorrichtung 4 nachgeschalteten Kalt-Sicher-heitssterilisierung 21 durchgeführt werden.
Aufgrund der sehr niedrigen, durch die Vorbehandlung bedingten Keimzahl vor der Sterilisierung liegt der Aufwand für die anschliessende Kalt-Si-cherheitssterilisierung auch für ein Massenprodukt noch in einem wirtschaftlich vertretbaren Rahmen.
Zur Herstellung von kaltsterilem, trubstabilem und trübem Saft (Fig. 2) kann als Ausgangsmaterial auch rückverdünntes Klarsaft-Konzentrat verwendet werden. In diesem Falle wird das Klarsaft-Konzentrat über eine Leitung 22 mindestens einer Steril-Mikrofiltrationsanlage 23, die als Sicherheits-Filter ausgeführt ist, zugeführt und über eine Leitung 24 direkt in die Mischvorrichtung 4 eingeleitet.
Das im erfindungsgemässen Verfahren zur Trübung verwendete Retentat der Querstromfiltra-
tionsanlage ist ein nicht fibriles ziemlich komplexes Produkt, das nicht nur Cellulose enthält. Neben in der ursprünglichen Form unerwünschten Stoffen, wie z.B. oxydierte Polyphenole, die eine unerwünschte Bräunung des Retentats verursachen und die durch Bleichung reduziert werden, enthält das Retentat auch wertvolle Eiweiss-Stoffe.
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung von trubstabilem, trübem Saft aus pflanzlichen Produkten durch Zufügen von Filter-Rückstand, wobei der trubstabile Saft zur Herstellung von Getränken geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter-Rück-stand wenigstens einer Zerkleinerung unterzogen und mit wenigstens einem Stabilisierungsmittel vermischt wird.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Filter-Rückstand Retentat aus einer Querstromfiltration von aus pflanzlichen Produkten gewonnenem Rohsaft zugeführt wird.3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zerkleinerte Filter-Rückstand eine Partikelgrösse aufweist, wie sie durch Feinstzerkleinerung beim Nasszerkleinern erzielt wird.4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass neben Klarsaft auch trüber Saft als Ausgangsmaterial dient.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangssaft ebenfalls einer Zerkleinerung unterworfen wird.6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trübungsmittel von in Flüssigkeit dispergierter Form verwendet wird.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass vorwiegend auf eine Partikel-Grösse < 75 um zerkleinert wird.8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zerkleinerung Nasszerkleinerungsverfahren verwendet werden, wie sie zur Verfeinerung und Homogenisierung von Dispersionen und/oder zur Herstellung von Emulsionen eingesetzt werden.9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Zerkleinerung Kolioid-Mühlen, Homogenisatoren, Hoch-druck-Homogenisatoren und Microfluidizer eingesetzt werden.10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Stabilisierungsmittel solche Mittel verwendet werden, die in pflanzlichen Produkten vorkommen.11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Stabilisierungsmittel die in den verwendeten pflanzlichen Rohstoffen vorkommenden Mittel verwendet werden.12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Stabilisierungsmittel Pektin verwendet wird.13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Retentat in einem Puffer (14) gesammelt wird und durch Reinigung51015202530354045505560657CH 679 546 A5von unerwünschten Stoffen durch Bleichen, Konzentrieren oder Sterilisieren vorbehandelt wird.14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bleichmittel vor und/oder mit der im Prozessablauf vorgezogenen Zerkleinerung zugegeben wird.15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion nach der Zerkleinerung mit Stabilisierungsmitteln stabilisiert wird.16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleichmittel, respektive Umwandlungsprodukte daraus, mittels Membranfiltration durch Diafiltration gewaschen werden.17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung, zum Bleichen und Konzentrieren Membran-Querstrom-Verfahren verwendet werden.18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Retentat kalt sterilisiert wird.19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalt-Sterilisation des Retentats mittels Elektroschock-Behandlung und/oder Ultraschall-Behandlungsmethoden und/ oder UV-Strahlung und/oder Silberionen-Behandlung und/oder Hochdruck-Behandlung erfolgt.20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zum Trüben von rückverdünntem Klarsaft-Konzen-trat eingesetzt wird.21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Klarsaft-Konzentrat aus kalt geklärtem oder kalt sterilisiertem Kalt-Konzen-trat besteht.22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Saft vor dem Konzentrieren oder vor dem Klären kaltentaromatisiert und das Aroma angereichert und dann getrennt vom Konzentrat eingelagert wird.23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis22, dadurch gekennzeichnet, dass der Trubgehalt des trubstabilen Saftes an dessen Zuckergehalt an-gepasst wird.24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis23, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an unverdaulichen Ballaststoffen des trubstabilen Saftes erhöht wird.25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis24, dadurch gekennzeichnet, dass der trubstabile Saft nach Zufügen des Filterrückstandes mit sterilisierten fibrilen Stoffen vermischt wird.51015202530354045505560655
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