CH695979A5

CH695979A5 - Verfahren zur Herstellung von Pektin aus Zitrusfrüchten und bio-zertifizierbares Pektin.

Info

Publication number: CH695979A5
Application number: CH00388/05A
Authority: CH
Inventors: Ernst Schaltegger; Fritz K Jaisli
Original assignee: Obipektin Ag
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-11-15
Also published as: WO2006094413A1; AR055039A1

Description

Technisches Gebiet der Erfindung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von bio-zertifizierbarem Pektin aus Zitrusfrüchten. Das Verfahren erlaubt gleichzeitig auch die Gewinnung von dampfdestilliertem Zitrusöl und von Zitronensäure. Das nach Durchführung der diversen Extraktionen verbleibende Restmaterial ist zur Herstellung von Trübungsmitteln oder als Rinderfutterzusatz geeignet.

Stand der Technik

[0002] Pektin wird typischerweise hydrolisiert und extrahiert aus Zitrusfruchtschalen wie Limonen, Limes, Grapefruits, Orangen, Tangerinen, Mandarinen, etc. Bei einer Plantagenfläche von beispielsweise 5 km<2> und einem Durchschnittsertrag bei Limonen von etwa 9000 Tonnen Frischfrüchten pro km<2> und Jahr fallen etwa 2000 Tonnen getrocknete Schalen mit einem durchschnittlichen Pektingehalt von etwa 33% an.

Dies ergibt etwa 600 Tonnen Reinpektin pro Jahr. Dies ist eine zu geringe Menge, um mit Verfahren nach dem Stand der Technik vor Ort ökonomisch tragbar Pektin herzustellen.

[0003] Da kleine bis mittlere Produktionseinheiten vor Ort meist auch Zitrusöl durch das vorgängige Raspeln der Schalen gewinnen, ist mit einem beträchtlichen Pektinverlust zu rechnen. Bei der danach durchgeführten Saftgewinnung werden die Struktur und Zellwandbestandteile der Früchte nach Abseihung als Rinderfutter verwertet, wobei das darin enthaltene Pektin und meist auch das darin enthaltene Zitrusöl dadurch verloren gehen.

[0004] Das Trocknen von Zitrusschalen macht in der Gesamtenergiebilanz einen beträchtlichen Kostenanteil aus, und die steigenden Energie- und Transportkosten belasten zusätzlich die Rohmaterialkosten.

Im Falle von Zitrusschalen wird ein nur zu 33% verwertbares Material über lange Strecken transportiert. Die Separation, Trocknung, Verpackung, Lagerung sowie der Transport dieser Schalen beinhalten ein erhöhtes Risiko bezüglich bakterieller und pilzverursachter Kontamination und können bis zum Totalverlust ganzer Chargen fuhren.

[0005] Wie aus WO 00/ 09 567, RU 2 116 313, US 5 627 269, US 2 548 895, US 2 586 407 und US 6 787 177 hervorgeht, wird üblicherweise mit einer mineralischen Säure wie Salpetersäure, Schwefelsäure oder Salzsäure angesäuertes Wasser im Bereich von pH 1 bis 3 als Extraktionsmittel verwendet.

Dieses angesäuerte Wasser wird mit zerkleinerten Zitrusschalen versetzt und in einem Temperaturbereich von 60 bis 95 Grad Celsius für eine Zeitspanne von 30 Minuten bis mehreren Stunden leicht gerührt.

[0006] Anschliessend wird das Feststoff-Wasser-Gemisch unter Verwendung verschiedenster Methoden separiert, zum Beispiel Zentrifugieren oder Filtration. Zum Schluss wird der erhaltene Rohsaft noch über einen Polierfilter in einen Klarsaft umgewandelt, woraus dann unter Zugabe von Alkohol das Pektin ausgefällt wird. Um die benötigte Alkoholmenge möglichst gering zu halten, wird der Klarsaft durch Eindampfen aufkonzentriert. Das erhaltene Prezipitat (Pektin), wird nochmals mit Alkohol gewaschen, getrocknet und gemahlen.

Andere Prozessvarianten beinhalten kontinuierliche Gegenstromextraktion in Trögen oder Perkolation in Säulen oder Kesseln.

[0007] Wenn Pektin mit einem hohen Methoxylgehalt (über 100 000 g/mol, Veresterungsgrad über 50%) erhalten werden soll, wird eine saure Extraktion bevorzugt. Ist Pektin mit niedrigem Methoxylgehalt (unter 100 000 g/mol, Veresterungsgrad unter 50%) erwünscht, werden starke Basen wie Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid verwendet.

[0008] Auch der Konzentrationsgrad der verwendeten Säuren und Basen hat auf das molekulare Gewicht der extrahierten Pektine einen Einfluss.

Konzentrationen von 0,01 bis 0,8% ergeben vorwiegend Pektine mit niedrigem Molekulargewicht, während Konzentrationen von höher als 0,8% eher Pektine mit hohem Molekulargewicht lösen. Üblicherweise wird eine Konzentration von 0,3 bis 0,6 Gewichtsprozent verwendet.

[0009] Die Gesamtmenge an extrahierbarem Pektin hängt von mehreren Faktoren ab, wie vom pH-Wert, der Partikelgrösse der Schalen, der Extraktionszeit und der Extraktionstemperatur.

Dieselbe Menge an Pektin kann extrahiert werden bei Verwendung einer hohen Konzentration der Säuren oder Basen, hoher Temperatur in kurzer Zeit, oder niedrigere Säuren- oder Basenkonzentration bei niederer Temperatur über eine längere Zeitspanne.

[0010] Zur Extraktion von Pektinen mit hohem Molekulargewicht werden üblicherweise folgende Prozessparameter angewandt:
Temperatur 60 bis 130 Grad Celsius, vorzugsweise 70 Grad Celsius,
Prozesszeit 30 Minuten bis 10 Stunden, vorzugsweise 5 Stunden,
pH-Wert 1 bis 3, üblicherweise 1,2.

[0011] Die Extraktion von Pektinen mit niedrigem Molekulargewicht wird üblicherweise unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

Prozesstemperatur 90 Grad Celsius,
Prozesszeit 2,5 Stunden,
pH-Wert von 1,8.

[0012] Die Verwendung von mineralischen Säuren und Basen verhindert durch die Nichterfüllung der Minimalkriterien eine Bio-Zertifizierung des Pektins. Ein Ausweg aus dieser Situation öffnet die Verwendung von handelsüblichen Enzymen.

Die Anwendung von Enzymen hat allerdings beträchtliche Nachteile, weil ihre chemische Reaktion sehr schwer steuerbar ist (unerwünschte Nebenreaktionen der Enzyme) und die erzielbaren Pektinausbeuten zu gering sind, um ein kommerziell interessantes Pektin herzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

[0013] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es auch bei kleineren Produktionseinheiten ermöglicht, Pektin vor Ort zu gewinnen.

[0014] Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das es ermöglicht, bio-zertifizierbares Zitruspektin zu gewinnen, und das es weiter ermöglicht, im selben Verfahren bio-zertifizierbare essentielle Öle und bio-zertifizierbares Zitruspektin zu gewinnen.

Der Gehalt an essentiellen Öle im Fruchtsaft ist mit ungefähr 5 Promille, bezogen auf das Frischgewicht der Zitronen, ebenso gross wie dessen Gehalt in den Schalen. Unter bio-zertifizierbarem Pektin wird ein Pektin verstanden, welches ausschliesslich durch Verarbeitung aus biologisch angebauten und bio-zertifizierten Naturprodukten und biologisch zertifizierten Ausfällhilfen gewonnen wird.

[0015] Die EU-Regulation (EEC) Nr. 2092/91, das amerikanische USDA National Organic Program (NOP) und der japanische JAS-Standard bilden die bekannten Grundlagen der Bio-Zertifizierung von landwirtschaftlichen Erzeugnissen, die roh oder verarbeitet sind. Diese stellen die gesetzliche Basis dar für die Mindestanforderungen, welche ein Produkt und der entsprechende Erzeugungsprozess erfüllen müssen, um als "organisch" oder "bio" bezeichnet und vermarktet werden zu können.

Die Einhaltung dieser Anforderungen wird durch unabhängige Zertifizierungsfirmen und Organisationen überprüft, welche dazu akkreditiert werden müssen, in der Schweiz zum Beispiel durch die Schweizerische Akkreditierungsstelle (SAS), in Anwendung von ISO-Norm 65 (EN 45011). Internationale Rahmenstandards wie IFOAM International und der Codex Alimentarius tragen dazu bei, dass Bio-Standards und Bio-Zertifizierungen international weiter harmonisiert werden.

[0016] Die in den Ansprüchen genannte Lösung erfüllt somit insbesondere die folgenden Ziele und bietet entsprechende Vorteile:

Die Produktion vor Ort von kostengünstigem Pektin in Anlagengrössen, die normalerweise zu klein für eine industrielle Produktion sind,
die Einsparung von Trocknungskosten für Zitrusschalen,
die Einsparung von Transportkosten, da die Pektinmenge nur etwa ein Drittel des Gewichts der Zitrusschalen ausmacht,
die Produktion eines bio-zertifizierbaren Pektins, da alle verwendeten Zutaten bio-zertifizierbar sind,
die Erhöhung der Ausbeute an Pektin pro Gewichtseinheit von Rohmaterial, da auch der Schalenabrieb im Falle der Zitrusölgewinnung mit verwendbar ist,
die Erhöhung der Ausbeute an Pektin, da auch die Pektin enthaltenden Innenteile der Zitrusfrucht im Prozess mitverarbeitet werden,
die Produktion von bio-zertifizierbarer Zitronensäure nach Extraktion des Pektins,
die integrierte, vollständige Rückgewinnung des in der Frucht,

das heisst in der Schale und der Pulpe enthaltenen Zitrusöls, das bio-zertifizierbar ist.
als Alternative, die Produktion eines Zitrussaftkonzentrats mit kontrolliertem Gehalt an Pektin, Zitrusöl und Zitronensäure, das bio-zertifizierbar ist,
die Erzeugung von Karotinen, oder von Zitrusöl mit hohem Karotinanteil, die beide bio-zertifizierbar sind,
die Produktion von Trübungsmitteln (cloudifiern) oder Futtermittelzusätzen, die bio-zertifizierbar sind.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung

[0017] Die allgemeine Vorgehensweise bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung nach dem vorliegenden Verfahren ist wie folgt. Zuerst werden die Zitrusfrüchte nach der Ernte gewaschen, sortiert und anschliessend in einer Maschine unter kontinuierlichem Wasserstrahl geraspelt.

Die ausgepressten Raspelspäne und die geraspelten Zitrusfrüchte werden anschliessend zerkleinert. Ist keine separate Schalenölgewinnung geplant, wird von vorneherein die gesamte Frucht zerkleinert. Anschliessend wird die entstehende Fruchtmasse im eigenen Saft unter leichtem Rühren gekocht. Je nach pH-Wert und Pufferung der Fruchtmasse kann zusätzlich Zitrussaft und/oder Zitronensäure zugeführt werden.

[0018] Ist die Produktion von Karotinen erwünscht, wird hier bereits das oben aufschwimmende Zitrusöl durch Dekantieren entfernt und entweder das Zitrusöl nach Reinigung im Rotationsverdampfer unter Vakuum abgetrennt und somit die Karotine auskristallisiert, oder das Zitrusöl wird so weit eingedickt, dass ein mit Karotinen hochkonzentriertes Zitrusöl entsteht,

das nach Trocknung zur Lagerung und Konservierung der Karotine bestens geeignet ist.

[0019] Der pH-Wert der Ganzfruchtmasse liegt zwischen 2.5 und 3. Dieser pH-Wert ist wesentlich höher als bei Verwendung von mineralischen Säuren üblich. Erhöhte Temperatur und längere Kochzeit bringen dennoch mit den konventionellen Verfahren vergleichbare Pektinausbeuten. Bei Gewinnung des Zitrusöls wird die Temperatur auf 100 Grad Celsius erhöht, und der dabei entstehende Dampf schleppt das Zitrusöl in einen Kondensator, wo nach Abkühlung des Kondensates das mitgeschleppte Zitrusöl dekantiert und getrocknet wird. Derselbe Vorgang kann auch unter Vakuum bei wesentlich niedereren Temperaturen durchgeführt werden.

[0020] Nach der Filtration zum Klarsaft wird Alkohol, zum Beispiel Äthylalkohol oder Isopropylakohol, zum Ausfallen des Pektins aus dem Klarsaft verwendet.

Im Falle der Produktion von Bio-Pektin kommt bio-zertifizierter Äthylalkohol als Ausfallmittel zum Einsatz. Dieser Vorgang kann mehrmals wiederholt werden, wobei jeweils der zur Ausfällung verwendete Alkohol wieder im Rotationsverdampfer zurückgewonnen wird. Das nach dem Ausfällen und Entfernen des Pektins und des Alkohols anfallende, an Zitronensäure reiche Restwasser, wird wieder unter Zugabe von frischem Wasser und dem abgetrennten Filterkuchen in einem Behälter unter erhöhter Temperatur gekocht und wie vorgängig angegeben behandelt.

Beispiel

[0021] In einem Extraktionsversuch in einer kleinen Zitronenproduktionsanlage in Südamerika wurde von folgendem Rohmaterial ausgegangen:

[0022] Zusammensetzung der Durchschnittszitrone:
<tb>-<sep>Frischgewicht pro Zitrone:<sep>168 g

<tb>-<sep>Schalenanteil frisch:<sep>53,4 g = 12,5 g (23,4%) Trockenmasse

<tb>-<sep>Pulpe:<sep>114,5 g = 10,7 g (9,3%) Trockenmasse

[0023] In diesem Falle wurde die gesamte Frucht verwendet, wobei vorteilhafterweise diesem hier beschriebenen Verfahren die Schritte des Raspelns der obersten Schalenschicht und der damit einhergehenden Ölgewinnung, die Karotingewinnung aus demselben Material sowie die Gewinnung von Zitronenöl aus der Pulpe zugeschaltet werden könnten.

[0024] Es wurden im Versuch von 18 Zitronen mit einem Gesamttrockensubstanzgehalt, das heisst inklusive Schalen und Pulpe, von 417,6 g oder Gesamttrockensubstanzgehalt des Schalenanteils von 225 g ausgegangen.

Da der Pektinanteil der Pulpe ohne Schale nicht bestimmt wurde, sind die Ausbeuten auf die Schalentrockensubstanz bezogen (siehe Fig. 1 das Bezugszeichen AS).

[0025] Im ersten Schritt wurden die Zitronen mit einer Scheibenmühle zu etwa 5 mm dicken und 1 cm bis 4 cm langen Streifen zerkleinert (10). Im nächsten Schritt (15) der sauren Hydrolyse wurden 3024 g (18 Früchte) dieser Fruchtmasse in ein Extraktionsgefäss eingebracht und mit 1700 g heissem Wasser (16) von ca. 70 Grad Celsius verdünnt, mit einem Stabmixer gemischt, dabei weiter zerkleinert und langsam auf eine Temperatur von 90 Grad Celsius aufgeheizt. Eine Zugabe von zusätzlichem Zitrussaft oder Zitronensäure war nicht notwendig, bleibt aber zur Einstellung eines optimalen pH-Wertes und einer genügenden Pufferung ein vorbehaltener Verfahrensschritt (17).

Die Aufheizzeit von 70 Grad auf 90 Grad Celsius betrug eine Stunde. Die zugeführte Heizenergie wird in Fig. 1 durch das Bezugszeichen (E) gekennzeichnet.

[0026] Insgesamt wurde die Fruchtmasse 2,5 Stunden erhitzt. Das zugesetzte Wasser kann entweder schon mit 70 Grad Celsius zugegeben werden oder während der Zugabe aufgeheizt werden. Anschliessend wurde die heisse verdünnte Fruchtmasse unter Zugabe von 1500 g 90 Grad Celsius heissem Wasser (18) verdünnt.

[0027] Anschliessend wurde die Fruchtmasse ohne Zusatz von Kieselgur abgefiltert (20). Der dabei entstandene Filterkuchen (SR) wurde für eine weitere Extraktion zurückbehalten.

[0028] Das Rohfiltrat wurde über einen Kieselgurfilter zum Klarfiltrat gefiltert und anschliessend das Pektin unter Zugabe (31) der doppelten Menge an Isopropanol von 99%, bezogen auf das Klarfiltrat, ausgefällt.

Nach Abtrennung (35) des Pektins wurde das feuchte Pektin mit Isopropanolvon 70% gewaschen und dann gefiltert. Die beim ersten Abtrennvorgang erhaltene Flüssigkeit sowie die Waschflüssigkeit wurden über Verfahrensschritt (40) weiter aufgearbeitet.

[0029] Das ausgefällte und mit Alkohol gewaschene Pektin wurde während einer Stunde mit 70 Grad Celsius heisser Luft langsam getrocknet (45), anschliessend gemahlen (50) und ergab dann das Produkt P1 spezifiziert in Fig. 1.

[0030] Das nach der Pektinabscheidung gewonnene Filtrat wurde mit Hilfe eines Rotationsverdampfers (40) unter Energiezufuhr (E) eingeengt, d.h. vom Alkohol getrennt und der verbleibende wässrige Rückstand für die zweite Extraktion des Filterkuchens verwendet.

Der abdestillierte und rückgewonnene Alkohol wurde wieder als Ausfällmittel im Schritt (30) verwendet.

[0031] Die zweite saure Hydrolyse (55) wurde mit dem Filterkuchen (SR) zusammen mit dem zurückgeführten wässrigen Rückstand (2200 g) (WR) und unter Zugabe von 200 g heissem Wasser (56) in einem Extraktionsgefäss auf 85 Grad Celsius erhitzt. Die notwendige Erwärmung von 65 Grad Celsius auf 85 Grad Celsius erfolgte langsam im Laufe einer Stunde (E). Das heisse Filterkuchen-Wasser-Gemisch wurde dann 3,5 Stunden auf 85 Grad Celsius gehalten. Anschliessend wurde das Filterkuchen-Wasser-Gemisch mit zusätzlichen 1000 g 85-grädigem Wasser (57) unter Rühren weiter verdünnt. Anschliessend wurde das Filterkuchen-Wasser-Gemisch ohne Zusatz von Kieselgur gefiltert (60).

Der dabei zurückgebliebene Feststoff (61) kann weiterhin zur Herstellung von Trübungsmitteln verwendet werden oder vor Ort als Rinderfutterzusatz dienen.

[0032] Das zweite erhaltene Rohfiltrat wurde über einen Kieselgurfilter zu Klarfiltrat filtriert (65). Anschliessend wurde unter Zugabe der doppelten Menge Isopropanol von 99% (71) das Pektin ausgefällt. Weiterhin wurde das noch feuchte Pektin mit Isopropanol von 70% unter Rühren (Mixer) gewaschen.

Die bei der anschliessenden Filtration angefallene Flüssigkeit wurde in Verfahrenschritt (80) weiterhin aufbereitet.

[0033] Das abgetrennte Reinpektin wurde langsam während einer Stunde bei 70 Grad Celsius Umluft unter Energiezufuhr (E) getrocknet (85), gemahlen (90) und ergab das Produkt P2 in der nachstehenden Tabelle.

[0034] Das Filtrat und der Waschalkohol wurden in einem Rotationsverdampfer unter Energiezufuhr (E) eingeengt, beziehungsweise der Alkohol wurde separiert und zurückgewonnen, und der verbleibende wässrige Rückstand (81) konnte nun für die Zitronensäureherstellung verwendet werden. Der rückgewonnene Alkohol wurde im Weiteren wieder zum Ausfällen von Pektin verwendet (70).

Tabelle 1

[0035]
<tb>Produkt<sep>P1<sep>P2

<tb>Ausbeute (Gramm)<sep>50,0<sep>18,9

<tb>Ausbeute auf Schalen TS (%)<sep>22,8<sep>8,6

<tb>Feuchte (%)<sep>5,4<sep>3,5

<tb>Auswaschausbeute (%)<sep>91,9<sep>90,0

<tb>PGS (%)<sep>77,3<sep>76,2

<tb>Veresterungsgrad (%)<sep>79,0<sep>76,6

<tb>US-SAG (grad)<sep>235<sep>191

<tb>US-SAG/PGS<sep>304<sep>251

<tb>Ausbeute Pektin a 100 (grad) SAG (%)<sep>53,6<sep>16,4

[0036] Im vorab beschriebenen Versuch belief sich die Gesamtausbeute an Pektin zu 100<a> SAG in einem zweistufigen Extraktionsverfahren auf 53,6% plus 16,4% = 70,1%. Bei den Verfahren des Standes der Technik werden Ausbeutewerte unter Verwendung von Zitrusschalen von mehr als 50% Pektin zu 100<a> SAG bereits als gut eingestuft.

[0037] Wie bereits vorab erwähnt, können bei bio-zertifiziertem Zitrusanbau bio-zertifizierte Zitrusöle, sowie unter Verwendung von bio-zertifiziertem Alkohol bio-zertifiziertes Pektin und bio-zertifizierte Trübungsmittel hergestellt werden.

Unter denselben Bedingungen können auch bio-zertifizierte Zitronensäure und bio-zertifizierte Karotine oder Karotinkonzentrate hergestellt werden.

[0038] In einer weiteren besonderen Ausführung des Verfahrens werden die Schalen oder das beim Raspeln anfallende Material mit beim Kochen der Pulpe gewonnenem Zitrusöl versetzt und heiss, in Gegenwart von Wasser gerührt, und anschliessend dekantiert. Dabei tritt ein Grossteil der Karotine der Zitrusschalenaussenhaut in das Zitrusöl über, die anschliessend durch Einengen des Zitrusöls im Hochvakuum-Rotationsverdampfer auskristallisiert werden oder als eingedicktes, mit Karotin angereichertes Zitrusölkonzentrat, Verwendung finden. Das Zitrusöl als Extraktions- und Trägersubstanz ist ein ausgezeichnetes Oxidationsschutzmittel für die Karotine und erhöht ihre Stabilität wesentlich.

Die intensive Farbe der Karotine in den reifen Zitrusschalen hat einen guten Markt als Farbstoff in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie.

[0039] Im Falle, dass nur das Zitrusöl als Nebenprodukt gewonnen werden soll, wird die Kochtemperatur auf etwa 100 Grad Celsius erhöht und über Dampfdestillation das Zitrusöl aus dem Fruchtsaft entfernt. In den Labor- und Industrieversuchen wurde weiterhin festgestellt, dass bei Zugabe von Zitrusöl mit oder ohne Gegenwart von Lösungsvermittlern ebenfalls Pektin in ausreichenden Mengen aus dem Klarfiltrat ausgefällt wird. Das zur Ausfällung verwendete Zitrusöl kann anschliessend durch Waschen mit Alkohol aus dem Pektin entfernt werden und nach Destillation des Alkohols wieder zurückgewonnen werden.

[0040] Die angegebenen Temperaturen und Aufheizzeiten sind beispielhaft und vorteilhaft.

Niedrigere Ausgangstemperaturen als 65 bis 70 Grad Celsius ergeben eine geringere Pektinausbeute. Gleiches gilt für eine niedrigere Endtemperatur als 85 bis 90 Grad Celsius. Höhere Temperaturen benötigen insbesondere eine höhere Energiezufuhr und eine entsprechende Auslegung der Anlagen. Bei der Hydrolyse kann die maximale Temperatur zwischen 80 und 100 deg. Celsius betragen, wobei die Aufheizzeit zwischen 30 Minuten und 2 Stunden betragen kann. Diese ungefähre Temperatur wird dann zwischen 2 und 4 Stunden aufrechterhalten.

[0041] Es ist ferner vorteilhaft, dass neben den vorab gewonnenen Produkten Öl und Farbe als weitere Nebenprodukte Trübungsmittel 61, Zitronensäure (CA) und/oder Vitamin C 81 anfallen, so dass die Zitrusfrucht vollkommen ausgenutzt wird.

Dabei wird der Zitrussaft direkt als Basis für die bei der Pektinherstellung notwendige Säure eingesetzt.

[0042] Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass unter Nutzung des eigenen Saftes der Zitrusfrüchte eine komplette Nutzung der Frucht unter Herstellung folgender Produkte ermöglicht wird.
Zitrusöl kaltgepresst,
Zitrusöl dampfdestilliert,
Reinkarotine, Karotinkonzentrate,
Reinpektin mit hoher Ausbeute,
Trübungsmittel (Cloudifier),
Futtermittel,
Eingedickter Zitrussaft,
Zitronensäure.

[0043] Unter Verwendung von bio-zertifiziert produzierter Früchte sowie von bio-zertifiziertem Äthylalkohol können obige Produkte ebenfalls bio-zertifiziert hergestellt werden.

[0044] Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt erhebliche Kosteneinsparung, da das Rohmaterial (Schalen)

ohne vorherige Trocknung direkt vor Ort auch bei kleinen und mittleren Zitrusproduzenten verwendet werden kann. Da die Verarbeitung des Rohmaterials frisch und unmittelbar nach der Ernte erfolgt, sind alle Produkte hygienisch einwandfrei, frei von Mykotoxinen und wesentlich verlustärmer zu produzieren. Da nunmehr verkaufsfähige Reinprodukte und keine ballastreichen Rohprodukte transportiert werden, sind auch die Transportkosten um einen entscheidenden Betrag geringer. Personalkosten vor Ort sind wesentlich tiefer als in den Verbraucher- oder Industrieländern.

[0045] Die in Industrieländern typisch hohen Energiekosten sind vor Ort marginal, da genug Abfallwärme aus landwirtschaftlicher Trocknung und der Holzkohlegewinnung aus den Zitrusbaumschnitten anfallen, um die gesamte benötigte Prozesswärme zu bestreiten.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es auch, kleine und mittlere Produktionsbetriebe von Zitrusfrüchten in den Pektinmarkt einzuschliessen, die bisher, aufgrund der Grösse und/oder Distanz zu den Pektin produzierenden Industrien, nicht wirtschaftlich eingebunden werden konnten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Pektin aus Zitrusfrüchten, mit den Verfahrensschritten - Erzeugen eines Zitrusfrüchtebestandteile enthaltenden Rohmaterials (10) durch das Erzeugen einer zerkleinerten Fruchtmasse unter Verwendung von Teilen der Frucht oder der ganzen Frucht, - Durchführen einer sauren Hydrolyse (15, 20) Extrahieren des Pektins (25, 30, 35), umfassend die Unterschritte: - des Zugebens (31) eines Ausfällmittels und Ausfällen des Pektins, - des Filtrierens (35) und Waschens des ausgefällten Pektins, dadurch gekennzeichnet, dass die saure Hydrolyse (15, 20) im eigenen Zitrussaft und/oder im eigenen Zitronenöl durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei bei der sauren Hydrolyse zusätzlich Zitrussaft und/oder Zitronensäure zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei in einem nachgeschalteten Verwertungsschritt geraspelte Zitrusrinde gewonnen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ausfällens des Pektins Äthanol oder Isopropanol als Ausfällmittel eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Abfiltrieren (35) des Reinpektins sowie die nach dem Waschen des Pektins erhaltenen Flüssigkeiten in einem Destillator von Ausfällmitteln oder Alkohol getrennt werden und genanntes Ausfällmittel oder Alkohol wieder in dem Schritt des Zugebens eines Ausfällmittels zurückgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der beim Destillierschritt sich ergebende wässrige Rückstand (WR) zusammen mit dem beim Schritt der sauren Hydrolyse abfiltrierten Filterkuchen (SR) zusammen einem zweiten Schritt der sauren Hydrolyse (55, 60) unterworfen wird, dem ein zweites Extrahieren (65, 70, 75) folgt, wobei die zweite saure Hydrolyse (55, 60) im eigenen Zitrussaft und/oder im eigenen Zitronenöl durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der gewonnene Filterkuchen (SR) noch ein drittes, viertes oder fünftes Mal mit der jeweils zurückgewonnenen, zitronensäurereichen und vom Alkohol getrennten wässrigen Flüssigkeit extrahiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem oder mehreren Schritten der sauren Hydrolyse (15, 20, 55, 60) das verarbeitete Rohmaterial mit Wasser (16) versetzt wird, welches 1/4 bis zum 10-fachen des Volumens des Rohmaterials, vorzugsweise zwischen einem Drittel und drei Viertel des Volumens des Rohmaterials, ausmacht.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt der ersten sauren Hydrolyse das Wasser (16) zwischen 40 und 100 deg. Celsius, vorzugsweise zwischen 60 und 70 deg. Celsius aufweist und/oder rasch auf diese Temperatur aufgeheizt wird, dass diese Mischung auf 40 bis 140 deg. Celsius, vorzugsweise zwischen 80 und 110 deg. Celsius und nochmals vorzugsweise zwischen 85 und 95 deg. Celsius, in einer Zeitdauer zwischen 30 Minuten und 2 Stunden, vorteilhafterweise während 30 Minuten bis 10 Stunden, vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 5 Stunden und im Speziellen zwischen 2 bis 2,5 Stunden auf der besagten Temperaturstufe gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Schrittes einer sauren Hydrolyse Verdünnungswasser, vorzugsweise von einem Drittel bis drei Viertel des Rohmaterials, mit derselben Temperatur und unter Rühren der bereits gekochten Fruchtmasse zugegeben wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schritt der zweiten sauren Hydrolyse Frischwasser zum Filterkuchen (SR) der ersten Extraktion zugesetzt wird, wobei die zugesetzte Menge zwischen 10% bis 30% des zurückgeführten, nach Abscheidung des Ausfällmittels oder Alkohols verbleibenden Restwassers, beträgt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schritt der zweiten sauren Hydrolyse das zugesetzte Wasser eine Temperatur zwischen 40 und 100 deg. Celsius, vorzugsweise zwischen 80 und 85 deg. Celsius aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die für die zweite Extraktion verdünnte und aufgeheizte Filterkuchenmasse auf einer Temperatur von zwischen 40 Grad Celsius bis 140 Grad Celsius, vorzugsweise zwischen 80 Grad Celsius bis 110 Grad Celsius und speziell zwischen 80 Grad Celsius bis 85 Grad Celsius gehalten wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur nach Beimischung des Verdünnungswassers zur Filterkuchenmasse in der zweiten Extraktion während 30 Minuten bis 10 Stunden, vorzugsweise zwischen 30 Minuten und 5 Stunden und im Speziellen zwischen 3 bis 3,5 Stunden auf einer Temperaturstufe von 80 bis 85 Grad Celsius gehalten wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die der sauren Hydrolyse unterworfene Fruchtmasse der Extraktionsschritte mit Hilfe von Zentrifugen oder Filtern in ein Rohfiltrat umgewandelt wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den Extraktionen erhaltene Rohfiltrat in einem Polierfilter oder einer Polierzentrifuge, im Falle der Filterung unter Zuhilfenahme von Filterhilfsmitteln wie Kieselgur, in ein transparentes Klarfiltrat umgewandelt wird.

17. Kalt gepresstes bio-zertifizierbares Zitrusöl, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

18. Dampfdestilliertes bio-zertifizierbares Zitrusöl, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

19. Bio-zertifizierbare Karotine, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

20. Bio-zertifizierbares Karotin-Konzentrat, basierend auf Zitrusöl, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

21. Bio-zertifizierbare Zitronensäure, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 unter Verwendung bio-zertifizierter Zitrusfrüchte und unter Verwendung bio-zertifizierter Ausfällmittel aus der nach der zweiten Extraktion verbleibenden, vom Ausfällmittel getrennten, wässrigen Flüssigkeit.

22. Bio-zertifizierbares Trübungsmittel, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 unter Verwendung bio-zertifizierter Zitrusfrüchte und unter Verwendung bio-zertifizierter Ausfällmittel aus den nach der zweiten Extraktion verbleibenden Feststoffen.

23. Bio-zertifizierbare Futtermittelzusätze, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 unter Verwendung bio-zertifizierter Zitrusfrüchte und unter Verwendung bio-zertifizierter Ausfällmittel aus den nach der zweiten Extraktion verbleibenden Feststoffen.

24. Bio-zertifizierbare, eingedickte Zitrussaftpulpe, mit kontrolliertem Gehalt an Zitrusöl, Pektin und Zitronensäure sowie einem vorbestimmten, Eindickungsgrad, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

25. Bio-zertifizierbares Pektin, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16 unter Verwendung bio-zertifizierter Zitrusfrüchte und unter Verwendung bio-zertifizierter Ausfällmittel.