DK142704B - Fremgangsmåde til stabilisering af kolloidale egenskaber og smagsegenskaber af drikkevarer under samtidig deaktivering af tilstedeværende enzymer. - Google Patents

Description

(11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1^-2704 \jf&/ DANMARK «"> intci.* c 12 h uat t(21) Ansøgning nr. 26/78 (22) Indleveret den 4 · jUU· 1978 (24) Løbedag 4. jan. 1978 (44) Ansøgningen fremlagt og fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 22. dec. 1980

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Pnontet fra den (71) VYSOKA. SKOLA CHEMICKO-TECHNOLOGICKA PRAHA, Suchbatarova 5* Praha 6, CS.

(72) Opfinder: Vladimir Kubanek, Predmosti 701, Kralupy, Cs: Gabriel a

Basarova, Sidliste 2845, Praha 4, CS: Zdenek Penel, Pionyru 79* Praha Έ, CS: Jiri Budin, Dukelska 6j50, Sezimovo UstT, CS: Eduard Sittler,

Sezimovo UstT 653* CS: Jaroslav Kralicek, Pionyru 1711* PraEa 6, CS: Josef Skach* Lesnicka 8* PraEa 5* CS: Jaroslava Kondelikova, Jaho= dova 18, Praha, CS.

(74) Fuldmægtig under sagens behandling:

Civilingeniør M.Gregersen.

(54) Fremgangsmåde til stabilisering af kolloidale egenskaber og smagsegen= skaber af drikkevarer under samtidig deaktivering af tilstedeværers de enzymer.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til stabilisering af kolloidale egenskaber og smagsegenskaber af drikkevarer under samtidig deaktivering af tilstedeværende enzymer.

I sådanne drikkevarer som øl og vin findes der i større eller mindre grad visse grupper af kolloidale substanser, der er ansvarlige for dannelsen af ikke-biologiske bundfald eller en grumsning i det endelige produkt. Desuden vil oxydationsfor-andringer i visse grupper af sådanne substanser virke til at ændre drikkevarens organoleptiske egenskaber. Under såkaldte prekursorer for kolloidal grumsethed kan specielt nævnes nolypep-tider, polyphenoler og polysakkarider. Dannelsen af kolloidale bundfald eller af grumsethed forøges og fremskyndes ved oxyda-tionsreaktioner, der er fremkaldt ved tilstedeværelse af oxy- 2 142704 gen, visse temperaturbetingelser og nogle metalioner.

Til at forøge den kolloidale stabilitet af drikkevarer af ovennævnte typer er det kendt at anvende forskellige stabilisatorer. Ved stabiliseringsprocesser tilsigter man at fjerne 5 stoffer med høj molekylevægt, hvilke er ustabile i opløsninger. For at reducere koncentrationen af polypeptidiske prekursorer for grumsethed bruges der adsorbenter, som er baseret på sili-kagel og bentonit, og også bundfældningsmidler eller koagulan-ter som tannin og enzymatiske midler, der er egnet til at nedbryde 10 stoffer med høj molekylvægt til komponenter med lav molekylvægt, hvilke sidste er stabile i opløsninger eller endog opløselige.

Til reduktion af polyphenolkoncentrationen findes der adsorbenter, der er baseret på polyvinyl-pyrrolidon og formaldehyd som bundfældningsmiddel. Til at forhindre oxydationsæn-15 dringer i drikkevarerne anvendes der flaskefyldeanlæg, som arbejder under karbondioxydbeskyttelse, og antioxydationsmidler, såsom ascorbinsyre, svovldioxyd og lignende midler.

Adsorbenter som silikageler og bentonitter er uopløselige, og de er tilladelige i forhold til regler til beskyttelse 20 af menneskets sundhed. De tilsættes enten som bestanddele af filtreringsmateriale, f. eks. diatomeejord, eller under modning af produktet eller i samletanke eller tryktanke før påfyldningen på flasker. Adsorbenter, der er baseret på silikagel, er i hovedsagen inaktive med hensyn til både de kemiske og de orga-25 noleptiske egenskaber af drikkevarerne. Brugen af bentonitter medfører hyppigt visse smagsmodifikationer af produktet, f.eks. ved øl en smag af jord og en nedsættelse af skumdannelsen.

Bundfældningsmidler er ikke specifikke stabilisatorer, og deres brug er efter reglerne for beskyttelse af menneskets 30 sundhed i mange lande ikke tilladt i næringsstofindustri - dette gælder f. eks. formaldehyd.

Stabiliseringsmidler, der er baseret på enzymer, omfatter et proteolytisk enzym som væsentlig komponent.

Den aktive komponent i sådanne stabiliseringsmidler er 35 hyppigst papain, der er et teknisk enzym af vegetabilsk oprindelse, eller en anden egnet protease. En katalyseret reaktion afsluttes ved tilsætning af en deaktivator eller ved opvarmning til en temperatur, ved hvilken enzymkomponenten i stabiliseringsmidlet bliver denatureret. Da produktet kan forgiftes af 3 142704 enzymatiske katalyserester, er brugen af opløselige enzymatiske midler også forbudt i næringsmiddelindustri i mange lande. Til trods for dette faktum kan brugen af enzymer nu og da ikke undgås. Som eksempel kan nævnes spaltningen af pektiner med 5 pektinase i juicepressefremgangsmåder eller stabilisering af øl med et proteaseadditiv. Oprindeligt har man brugt enzymer af vegetabilsk eller animalsk oprindelse, f. eks. amylase fra malt eller løbe fra kalvens mavesaft. Under hensyn til den voksende efterspørgsel og den dyre produktion af sådanne enzymati-10 ske præparater foretrækkes der dog nu enzymer af mikrobiel oprindelse i stedet for de tidligere nævnte.

Imidlertid er en langvarig kontakt af visse enzymatiske præparater med det pågældende medium ledsaget af yderligere u-ønskelig fraspaltning af forskellige substrater og også af dap-15 nelse af biprodukter, ved hvilke karakteren af det endelige produkt bliver modificeret. I andre tilfælde stræber man efter blot en partiel degradation af substratet, fordi en yderligere degradation ville ændre produktets smagsegenskaber. Endelig kan en høj koncentration af visse enzymer eller også af visse 20 ledsagende enzymer i næringsmidler være skadelig ud fra et hygiejnisk standpunkt. Det er derfor ønskeligt, at sådanne enzymer, efter at de har fuldført deres gerning, bliver deaktiveret så hurtigt som muligt. Hvad angår produkter, der under yderligere behandling udsættes for temperaturer i nærheden af koge-25 punktet, vil opvarmningen samtidig kunne bruges til deaktivering af enzymerne, idet disses proteiner bliver denatureret ved sådanne høje temperaturer. I visse tilfælde kan man imidlertid kun tillade en pasteurisering i kort tid for at bevare vitaminindholdet, f. eks. i frugtjuicer, eller smagskvaliteten af en 30 drikkevare som f. eks. øl.

Der kendes mange inhibitorer, som er egnede til at standse en uønsket enzymaktivitet, men en tilsætning af sådanne midler til næringsmiddelprodukter kan ikke komme på tale, fordi inhibitorerne for det meste er af toksisk karakter.

35 Den foreliggende opfindelse tager sigte på at angive en fremgangsmåde af den ovennævnte art, ved hvilken man på enkel måde opnår både en stabilisering af drikkevarens kolloidale e-genskaber og dens smagsegenskaber og samtidig en detektivering af tilstedeværende enzymer, og dette opnås ifølge opfindelsen 40 ved, at man går frem som angivet i kravets kendetegnende del.

4 142704

Ved at gå frem på denne måde kan man opnå, at indholdet af polyphenol-prekursorer for kolloidal grumsethed bliver nedsat, og at tilstedeværende enzymer bliver deaktiveret, medens man undgår negative smagspåvirkninger af drikkevaren.

5 Polyætylenterephthalatet kan bruges som den eneste stabi lisator, der tilsættes i et af produktionsgrenene for drikkevarerne, eller det kan bruges i blanding med polybutylenterephtha-lat eller dettes derivater. Det kan bruges som filtermateriale eller som en bestanddel i kombination med andre uorganiske el-10 ler organiske filtermaterialer, der er uopløselige i vand, f. eks. diatomeejord. Endvidere kan polyætylenterephthalatet tilsættes i pulverform før filtreringen, hvorefter det efter en vis virkningstid fraskilles ved filtrering, centrifugering eller sedimentation. Koncentrationen af polyphenoler og enzymer 15 i drikkevaren kan nedsættes ved, at drikkevaren strømmer over væv, der er fremstillet af den pågældende polymere, eller over flader, hvori der er indpresset enten pulverformet eller fibrøst polymer. Andre mulige anvendelser fås ved at lade opløsningen, der skal behandles, strømme gennem søjler, som er fyldt 20 med polyætvlenterephthalat, eller gennem andre passende beholdere, der er fyldt med et adsorberingsmiddel. En polymer adsorbent kan også være indbygget i et anlæg, f. eks. i form af en rørledning, gennem hvilken væskesubstansen skal strømme. Fordelagtigt hindrer man fremmede ting i at trænge ind i drikke-25 varerne, når der udøves en sådan proces.

Ved reduktion af koncentrationen af polyphenolsubstan-ser i drikkevaren bliver ikke blot den kolloidale stabilitet ved at forsinke en bundfældning eller dannelse af grumsning, men også stabiliteten af organoleptiske egenskaber forøget.

30 Ved nedsættelse af koncentrationen af polyphenolbestanddele vil muligheden for oxydation af sådanne blive formindsket. Det er nemlig oxydationsprodukterne af sådanne substanser, der påvirker smagsegenskaberne af de endelige produkter negativt.

Det er en fordel, at proteinsubstanser ikke resorberes ved 35 fremgangsmåden ifølge opfindelsen, men forbliver i de respektive drikkevarer, så at smagsegenskaberne af det endelige produkt ikke bliver påvirket.

Dosis af det anvendte polyætylenterephthalat afhænger af de ønskede egenskaber af den drikkevare, der skal behandles, 40 og af kravet til nedsættelse af koncentrationen af prekursorer 5 142704 for grumsethed elier koncentrationen af uønskelige enzymer, det være sig enzymer af vegetabilsk oprindelse, f.eks. papain, eller af mikrobiel oprindelse, f.eks. bakterielle amylaser, eller pektinaser.

5 Området for aktiviteten af de tilsatte adsorbenter er ik ke begrænset af temperaturen. Behandlingen kan anvendes i en hvilken som helst fase af fremstillingsprocessen og ved en hvilken som helst pH-værdi.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen forklares nærmere ved 10 hjælp af nedenstående forsøg, der illustrerer deaktivering af enzymer med de omhandlede polymere, og nedenstående eksempler på gennemførelse af fremgangsmåden.

Forsøg 1

Deaktivering af alfa-amylase fra BACILLUS SUBTILLIS

Til 2,5 ml af en vandig enzymopløsning, der indeholdt 5 15 enzymenheder pr. milliliter, blev der indtil et rumfang af 5 ml tilsat en vandig pufferopløsning med pH 5,5 og derefter vand til et rumfang på 20 ml. 0,1 g af pulveriseret polyætylenterephtha-lat af 38.100 molekylevægt blev tilsat til opløsningen, hvorefter opløsningen blev omrørt i 5 minutter og til slut filtreret.

20 Et klart filtrat viste ikke nogen amylaseaktivitet. I givet fald kan der anvendes pulveriseret polyætylenterephthalat i kombination med polybutylenterephthalat.

Forsøg 2 Deaktivering af papain

Til en mængde af 100 ml af en vandig enzymopløsning, der indeholdt 0,2 g papainkonc.entrat, som havde 2.250 enzymenheder 25 pr. gram, blev der tilsat 1,5 g modificeret polyætylenterephthalat, der indeholdt 5 mol af isophthalsyre som modificerende komponent, hvorefter opløsningen henstod i 30 minutter. I løbet af dette interval blev enzymaktiviteten praktisk talt nul.

Forsøg 3

Degradering af pektinaseaktivitet 30 Reference forsøg:

Til 7 ml af 1 procents pektinopløsning blev der tilsat en milliliter af pektinaseopløsning, som var fremstillet ved 6 142704 opløsning af 4 mg af et enzymatisk præparat i 2 ml vand, klargjort ved centrifugering. Straks efter blanding blev kuglepas-sageperioden bestemt i Hoppier, faldende-kugle viskosimeter ved en konstant temperatur på 30° C med intervaller på 3 minut-5 ter. Resultaterne var som følger:

Tidsinterval Kuglepassageperiode (minutter) (minutter) 0 2,36 3 2,08 10 6 1,48 9 1,36 12 1,27

Forsøg:

Til 5 ml af en pektinaseopløsning (2 mg/ml) blev der 15 tilsat 0,5 g af et pulveriseret polyætylenterephthalat, i hvilket 41 af terephthalatenhederne var erstattet af adipate enheder, hvorefter opløsningen blev omrørt i ti minutter ved stuetemperatur. Efter at sedimentet var fracentrifugeret, blev en milliliter af den klare opløsning tilsat til 7 ml af 1%’s pek-20 tinopløsning, og viskositeten blev igen målt med tre minutters intervaller ved 30° C. Resultaterne var som følger:

Tidsinterval Kuglepassageperiode (minutter) (minutter) 0 2,39 25 3 2,38 6 2,33 9 2,28 12 2,23

Ved sammenligning med referenceforsøget vil man bemærke 30 en væsentlig nedsættelse af pektinaseaktiviteten.

Eksempel 1

Reduktion af polyphenolkoncentration i øl 10 1 øl blev blandet i 30 minutter med 10 g af en pulveriseret copolymer, der havde molekylevægt på 15.000 og var fremstillet af ætylenglykol af terephthalsyre og 3,9¾ sulfoisophthal-35 syre. Efter filtrering fandt man en nedsættelse på 13,5¾ polyphenolkoncentration .