DD246025A1

DD246025A1 - Verfahren zur enzymatischen apfelsaftklaerung

Info

Publication number: DD246025A1
Application number: DD28711686A
Authority: DD
Inventors: Andreas Leuchtenberger; Christine Wardsack; Heinz Ruttloff
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1986-02-18
Filing date: 1986-02-18
Publication date: 1987-05-27

Abstract

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur enzymatischen Klaerung von Apfelsaft mittels eines pektinolytisch aktiven traegerfixierten Mycels des Schimmelpilzes Aspergillus niger, das zur Konservierung bei 25 bis 30C eingefrostet und in dieser Form mindestens ein Jahr gelagert werden kann. Nach Auftauen und etwa zweimaligem Waschen ist das Mycel zur Apfelsaftbehandlung an einem beliebigen Ort einsetzbar. Erfindungsgemaess ist der behandelte pektinasehaltige Apfelsaft zur Klaerung von frischem Rohsaft einsetzbar. Durch Verschnitt von Rohsaft mit behandeltem pektinasehaltigem Apfelsaft - zunaechst im Verhaeltnis 3:1, bei nachfolgenden Behandlungsschritten (mindestens 2 bis 3) im Verhaeltnis 1:1 - wird bei 28 bis 32C und einer Umwaelzung mit 60 l Luft/h im Verlaufe von 60 min eine Klaerwirkung erzielt.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Depektinisierung und Klärung von Apfelsaft und anderen Obstsäften.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In der obstverarbeitenden Industrie werden seit geraumer Zeit zur Depektinisierung und Klärung von Apfelsaft und anderen Obstsäften pektinolytische Enzympräparate verwendet (DE-OS 2607532, CD-PS 752331). Durch Entwicklungeines kontinuierlichen technologischen Ablaufes konnte dieser Prozeß weiter optimiert werden (DD-PS 147500, FR-PS 2112598, US-PS 3795521, DE-OS 2154500). Da bei all diesen Verfahren lösliche Enzyme Verwendung finden, die nach einmaligem Einsatz inaktiviert werden, bedeutete die Einführung immobilisierter Enzyme und deren mehrfache Verwendung eine weitere Verbesserung. Nach einem Verfahren von REYNOLDS (DE-OS 2112740) erfolgt z.B. die Apfelsaftklärung mit an Polyethylenscheiben fixierter Polygalakturonase. Einen ausführlichen Literaturüberblick sowie Ergebnisse eigener Untersuchungen zu dieser Verfahrensweise beinhaltet eine Arbeit von SCHAWALLER (Dissertation A, Agrarwiss. Fakultät der Humboldt-Universität Berlin 1983). Wegen des relativ großen Aufwandes bei der Trägerfixierung sowie der unzureichenden Stabilität der immolbilisierten Enzyme hat sich diese Technologie jedoch großtechnisch noch nicht in dem gewünschten Maße durchgesetzt.

Sowoht zur Produktgewinnung als auch zum Zwecke von Stoffwandlungsreaktionen spielen in jüngster Zeit zunehmend immobilisierte Mikroorganismen eine Rolle. Hinsichtlich der Nutzung derartiger Mikroorganismen für die Obstsaftklärung liegt bisher nur eine Patentschrift von LEUCHTENBERGER, WARDSACK und RUTTLOFF vor (WP A23 L/2828540). Danach erfolgt die Klärung von Apfelsaft durch zeitweiligen Kontakt mit trägerfixiertem Mycel des pektinolytisch aktiven Schimmelpilzes Aspergillus niger in einem entsprechenden Kulturgefäß unter geeigneten Bedingungen. Der Vorteil gegenüber allen vorher genannten Verfahren besteht in der direkten Nutzung der Enzymwirkung ohne das die Enzyme vorher isoliert bzw. fixiert werden müssen. Ein Mangel dieses Verfahrens besteht darin, daß es die Anzucht von entsprechendem Mycel in einem Fermentor voraussetzt, was nicht in jedem obstverarbeitenden Betrieb möglich und ökonomisch vertretbar ist.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die o.g. Nachteile der Apfelsaftklärung mit trägerfixiertem Mycel durch geeignete Verfahrensschritte zu mindern und damit den Klärungsprozeß ökonomischer zu gestalten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der Erfindung besteht darin, auf einem in einem Spezialfermentor installierten Träger eine Mycelschicht des Schimmelpilzes Aspergillus niger anzuzüchten, dieses Mycel anschließend einzufrosten und es an einem beliebigen Ort zu beliebiger Zeit zum Zwecke der Apfelsaftklärung einzusetzen. Ein derartig behandelter Apfelsaft kann anschließend noch zur Klärung von frischem Apfelsaft genutzt werden.

Die Anzucht des Mycels erfolgt zweckmäßig nach dem von LEUCHTENBERGER et al. dargelegten Verffahrensablauf gemäß der Patentanmeldung WP A23 L/2828540. In einem Kulturgefäß werden Sporen des Stammes Aspergillus niger R₁^u — hinterlegt in der Zentralen Stammsammlung der DDR, dem Zentralinstitut für Mikrobiologie und Experimentelle Therapie in Jena, unter der Bezeichnung ZIMET 43692 — in einem für die Pektinasesynthese durch Schimmelpilze gebräuchlichen Nährmedium in Gegenwart einer Trägermatrix aus hitzebeständigem Material zur Keimung gebracht. Bei Einhaltung der vorgegebenen Bedingungen (10²-i0⁴ Sporen je ml Nährlösung, 28 bis32°C, 1 bis 31 Luft je 1 Medium je min, Verhältnis Medienvolumen: Trägeroberfläche 0,5 bis 10 ml Medium je cm²) lagern sich die Sporen an der Trägeroberfläche an und bilden auf dieser im Verlaufe von 5 bis 7 Tagen eine kompakte Mycelschicht aus.

Erfindungsgemäß wird nach dem Ablassen des Anzuchtmediums die an dem Träger befindliche Mycelmasse in einen verschließbaren Behälter gegeben bzw. in Folie eingewickelt und nachfolgend, vorzugsweise bei —25 bis —30⁰C, in einer Kühltruhe eingefroren. In diesem Zustand ist das Mycel bis zu einem Jahr ohne wesentliche Beeinträchtigung seiner Wirkung lagerfähig. Im Bedarfsfalle wird es bei etwa 10 bis 25°C aufgetaut. Nach zweimaligem Waschen (ca. 30 min) zwecks Entfernung von Medienresten ist das Mycel zur Apfelsaftbehandlung einsetzbar. Der Pektinabbau im Saft erfolgt bei 28 bis 32°C, einer Belüftung von ca. 6Ol Luft/h und einer Verweilzeit von 30 bis 60min am vorteilhaftesten. Das Mycel kann für 4 bis 5 Apfelsaftbehandlungen verwendet werden.

Es ist des weiteren möglich, den auf diese Weise depektinisierten enzymhaltigen Apfelsaft zum Klären von frischem Rohsaft zu verwenden. Dies geschieht erfindungsgemäß, indem 3 Teile frischen Rohsaftes mit einem Teil behandelten Apfelsaftes verschnitten werden. Während einer Verweilzeit von 60 min bei 28bis32°Cund einer Durchmischung mit 60I Luft/h wird eine ausreichende Klärwirkung erzielt. Ein derart behandelter Saft kann bei Mischung mit frischem Rohsaft im Verhältnis 1:1 erneut zur Klärung genutzt werden. Dieser Vorgang ist noch zwei- bis dreimal wiederhojbar. Das Verfahren wird nachfolgend an Beispielen erläutert.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Nach dem Auftauen des zuvor in 200ml Kulturflaschen mit 50ml Nährmedium angezüchteten und eingefrorenen Mycels sowie zweimaligem Waschen mit sterilem Wasser werden 50 ml Apfel-Rohsaft zugegeben. Die Ku Iturf laschen werden 30 min bei 28 bis 32⁰C auf einem Rotationsschütteltisch (220 U/min) geschüttelt. Die durch die vom Mycel ausgeschiedenen Pektinasen bewirkte Viskositätserniedrigung des Saftes beträgt beim 1. Durchgang 88 bis 90%, bei zwei- bis dreimaliger Wiederholung des Prozesses etwa 80%.

Beispiel 2

In einem Rohrfermentor mit 21 Nährmedium auf einem Träger angezüchtetes Mycel, das bei -3O⁰C 3 Monate gelagert wurde, wird in einem Behälter bei Zimmertemperatur aufgetaut und zweimal gewaschen. Nach Zugabe von 21 Rohsaft wird bei 28 bis 32°C und einer Luftzufuhr von 60 l/h nach 60 min ein Viskositätsabfall auf 80% und damit eine Klärwirkung erzielt.

Beispiel 3

In 200ml-Kulturflaschen werden 75ml Rohsaft mit.25ml depektinisiertem Apfelsaft verschnitten. Die Kulturflaschen werden bei 28bis32°Cauf dem Rotationsschüttler (220 U/min) geschüttelt. Nach 60min ist eine Viskositätserniedrigung um 85% festzustellen. 25 ml dieses geklärten Saftes werden erneut mit 75 ml Rohsaft gemischt und den oben genannten Bedingungen ausgesetzt. Die Erniedrigung der Viskosität beträgt nach 60min 80%.

Beispiel 4

In einer Kulturflasche werden 50 ml Rohsaft und 50 ml depektinisierter Apfelsaft 60 min bei 28 bis 32⁰C auf dem Rotationsschüttler geschüttelt. Die Viskositätserniedrigung liegt bei 88%. 50 ml dieses behandelten Saftes werden nochmals mit 50 ml Rohsaft verschnitten. Nach 60min ergibt sich ein Wert von 87%. Der Verschnitt läßt sich noch dreimal durchführen. Die dabei erzielte Viskositätserniedrigung beträgt 85% bzw. 80%.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Verfahren zur Apfelsaftklärung durch Behandlung von trubstoffhaltigem Saft mit trägerfixiertem Mycel eines pektinolytisch aktiven Schimmelpilzes, vorzugsweise mit Aspergillus niger, unter vorgegebenen Bedingungen, vorzugsweise bei Temperaturen von 28 bis 32°C unter Schütteln, Rühren und/oder mit einer Belüftung von 6Ol Luft/h über 30 bis 60 min und einer Saftmenge von 0,5 bis 10ml je cm² Mycel, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Mycel zuvor in eingefrorenem Zustand längere Zeit gelagert und dann aufgetaut und seiner Verwendung zugeführt wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung zur Depektinisierung und Apfelsaftklärung beendet wird, sobald die Viskositätsabnahme des Saftes mindestens 80% beträgt.
3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das angezüchtete trägerfixierte Mycel vor dem Einfrosten zur Vermeidung von Kontaminationen durch Fremdkeime nach Abschluß der Anzucht in einem Kulturgefäß sofort in Folie ' gewickelt und/oder in einen verschließbaren Behälter gegeben wird.
4. Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfrieren des Mycels bei -25 bis -30T erfolgt.
5. Verfahren nach den Punkten 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das aufgetaute Mycel zwecks Entfernung von Medienresten zweimal 30 min in sterilem Wasser gewaschen wird.
6. Verfahren nach den Punkten 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der enzymhaltige depektinisierte Apfelsaft anschließend zur Depektinisierung von frischem Rohsaft eingesetzt wird.
7. Verfahren nach Punkt 6, dadurch gekennzeichnet, daß 3 Teile von unbehandeltem mit einem Teil von depektinisiertem Apfelsaft versetzt werden und die Klärung bei 28 bis 32°C im Verlauf einer Stunde erfolgt.
8. Verfahren nach den Punkten 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß nochmals ein Teil Rohsaft mit drei Teilen eines zuvor depektinisierten Apfelsaftes verschnitten wird.