DE19835718C2

DE19835718C2 - Verfahren zur Herstellung von stabile FE·2··4·-Kationen enthaltenden wäßrigen Getränken aus unstabile Fe·2··4·-Kationen enthaltender Quellwässern

Info

Publication number: DE19835718C2
Application number: DE19835718A
Authority: DE
Inventors: Lydia Jakubowicz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-07
Filing date: 1998-08-07
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2018-08-08
Also published as: DE19835718A1

Description

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden wäßrigen Getränken, wie Frucht- und Cola-Limonaden, Fruchtsaft- oder Nektargetränken, wie auch von Früchtetees, aus Fe²⁺-Kationen enthaltenden Quell wässern, Eisensäuerlingen, die als "Stahlquellen" oder "Vitriolquellen" bekannt sind.

Die "Stahlquellen" enthalten die Fe²⁺-Kationen als Eisen(II)hydrogencarbonat, dagegen die weniger häufigen Vitriolquellen als Eisen(II)sulfat. Diese Quellwässer mit einem Gehalt auch anderer Kationen, vor allem als Ca- und Mg-hydrogencarbonat, müssen am Badeort selbst frisch getrunken werden, da die in ihnen enthaltenen Fe²⁺-Kationen zur Oxidation neigen, was zum Ausfallen nach einer gewissen Zeit eines braunen Niederschlags von Eisenoxidhydrat führt. Diese Tatsache schließt eine längere Aufbewahrung sowie den Transport in Flaschen und Angebot im Handei dieser eisenhaltigen Mineralwässer aus. Ein weiterer Nachteil ist ihr metallischer Nachgeschmack ("Römpp Chemie Lexikon", 9. Auflage, Bd. 2, 1990, Seiten 1092, 1098). Der gemessene pH-Wert der "Stahlquellen" beträgt ca 5,5.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die unstabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Quellwässern in stabile Fe²⁺-Kationen enthaltende Getränke zu überführen, so dass diese auch beim Transport in Flaschen und nach längerer Aufbewahrungszeit keine Ausfällung von Eisenoxidhydrat zeigen.

Gelöst wird diese Aufgabe alternativ durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 oder das Verfahren gemäß Anspruch 6.

Die Ansprüche 1-5 und 7-8 beinhalten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahren nach den Ansprüchen 1 bzw. 6.

Ascorbinsäure fällt im Sinne der Erfindung nicht unter den Begriff Genusssäuren.

Im Rahmen durchgeführter Experimente wurde festgestellt, daß es möglich ist aus diesen eisenhaltigen Quellwässern Fruchtsaft-, Fruchtnektar-, Limonadengetränke wie auch Früchtetees mit stabilem Fe²⁺-Kationengehalt herzustellen. Erfindungsgemäß werden die in diesen eisenhaltigen Quellwässern enthaltenen für das Ausfallen des Niederschlags verantwortlichen Hydrogencarbonatanionen durch Zusatz von synthetischen "Genußsäuren", wie z. B. Citronen- Wein- und Gluconsäure aus der Hydrolyse des Gluconodeltalactons, von Phosphorsäure als ausschließlich für coffeinhaltige Cola-Limonaden zugelassener "sauer wirkender Stoff" ("Römpp Lexikon Lebensmittelchemie", 1995, Seiten 333 und 661) wie auch mit natürlichen Fruchtsäuren liquidiert, mit weiterer Erniedrigung des pH-Wertes in den Eisensäuerlingen von 5,5 bis auf optimal 3,0-3,5 für Fruchtsaftgetränke, Nektargetränke, Früchtetees und Fruchtlimonaden, dagegen bis auf ca 2,7 für Cola-Limonaden. Nach der Ansäuerung der "Stahlquellen" ist das zur Oxidierung neigende Eisen(II)hydrogencarbonat, abhängig von der angewandten Säure, als Eisen(II)citrat, -gluconat, -tartrat, -phosphat in der Wasserbasis enthalten.

Da, wie bekannt, die Ascorbinsäure ein starkes Redukton ist ("Römpp Chemie Lexikon", 9. Auflage, Bd. 1, 1989, Seite 265), ist es günstig Ascorbinsäure für die Vertiefung der Fe²⁺- Kationenstabilität in die Quellwasserbasis der Getränke individuell oder günstiger zusätzlich einzuführen.

In den nachfolgend beschriebenen Experimenten wird gezeigt, wie es möglich ist die Fe²⁺- Kationenstabilität in den Stahlquellen zu erzielen und aus diesen stabile Fe²⁺-Kationen enthaltende Getränke mit einwandfreiem Geschmack zu erhalten. Die Experimente wurden mit einer in Bad Schwalbach entnommenen größeren Wasserprobe aus der "Stahlquelle" durchgeführt. Diese Stahlquelle besitzt die nachstehende chemische Zusammensetzung: Freies CO₂ (chemisch) 2.563 mg/l, Chlorid 65,2 mg/l, Hydrogencarbonat 514 mg/l, Calcium 82,7 mg/l, Magnesium 49,4 mg/l, Eisen(II) 32,5 mg/l, Natrium 15,8 mg/l, Kalium 1,8 mg/l. Die "Stahlquelle" ist frisch entnommen noch farblos und besitzt einen metallischen Nachgeschmack.

Experimenteller Teil mit Zahlenbeispielen

1. Stabilisierung des Fe²⁺-Kationengehalts in der Schwalbacher "Stahlquelle". Liquidierung des HCO₃ ^--Gehalts durch Einführen verschiedener "Genußsäuren" mit einem Überschuß der angewandten Säuren zur theoretisch benötigten Säurenmenge.
- 1. a). mit Citronensäure: 1 Mol HCO₃ ^- (61 g) benötigt für seine Liquidierung theoretisch 1/3 Mol Citronensäure (64 g), 514 mg/l benötigt theoretisch 539,2 mg/l Citronensäure bis zu einem pH-Wert 4,3. Zur Erzielung eines pH-Wertes von 4,0 wurde in 0,75 l Stahlquelle in einer Flasche mit Verschluß 0,7 g Citronensäure gelöst. Der gemessene pH-Wert betrug 4,0. Der Geschmack war säuerlich, weiterhin leicht metallisch.
- 2. b). mit Gluconodeltalacton: Durch die Hydrolyse des Pulvers im wäßrigen Medium entsteht nach ein paar Stunden Gluconsäure. 1 Mol HCO₃ ^- (61 g) benötigt für seine Liquidierung theoretisch 1 Mol Gluconsäure (Gluconodeltalacton- M = 178,4), 514 mg/l benötigt 1501,04 mg/l Gluconodeltalacton. In 0,75 l Schwalbacher Stahlquelle wurde 1,8 g Gluconodeltalacton aufgelöst. Nach ca 6 Stunden betrug der pH-Wert 4,0. Der Geschmack war leicht säuerlich, weiterhin schwach metallisch.
- 3. c). mit Weinsäure: 1 Mol HCO₃ ^- (61 g) benötigt für seine Liquidierung ½ Mol Weinsäure (75 g). 514 mg HCO₃ ^-/l benötigt 632 mg. In 0,7 l Stahlquelle wurde 0,7 g Weinsäure aufgelöst. Der pH-Wert betrug 4,0. Nach Auflösen von 1,0 g Weinsäure in 0,7 l betrug der pH-Wert 3,5. Der Geschmack war säuerlich, weiterhin leicht metallisch.
2. Dieselben Proben wie unter 1, a, b, c, aber mit zusätzlicher Einführung von je 350 mg/l Ascorbinsäure. Der pH-Wert erniedrigte sich von 4,0 auf ca 3,5.
3. Herstellung von drei Orangenfruchtsaftgetränken durch Einführen von 100 ml Orangensaft und 15 g Zucker (2 Teelöffel) in 200 ml der in Proben 1, (a, b, c) erhaltenen angesäuerten Schwalbacher Stahlquelle mit einem pH-Wert von 4,0 und stabilem Fe²⁺- Gehalt. Der Fe²⁺-Kationengehalt in den erhaltenen Fruchtsaftgetränken erniedrigte sich um 33% auf ca 20,6 mg/l, der pH-Wert auf 3,5. Es wurden drei sehr schmackhafte Orangenfruchtsaftgetränke ohne metallischen Nachgeschmack erhalten.
4. Herstellung von 3 Orangenfruchtsaftgetränken durch Einfuhren von 100 ml Orangensaft und 15 g Zucker in 200 ml der in Proben 2 (a, b, c) erhaltenen angesäuerten zusätzlich Ascorbinsäure enthaltenden Schwalbachen Stahlquelle mit einem pH-Wert von ca 3,5 und stabilem Fe²⁺-Gehalt. Der Fe²⁺-Kationengehalt erniedrigte sich um 33% auf ca 20,6 mg/l, der Gehalt an synthetischer Ascorbinsäure auf 233 mg/l, der pH-Wert auf ca 3,0. Es wurden drei sehr schmackhafte Orangenfruchtsaftgetränke ohne metallischen Nachgeschmack angereichert mit Ascorbinsäure, erhalten.
5. In 200 ml der Lösung 750 ml Schwalbacher Stahlquelle mit 0,7 g Citronensäure (pH = 4) wurde 200 ml eines Johannisbeernektars (mit einem Fruchtsaftgehalt von ca 32% und einem Ausgangs pH-Wert 3,0) und 2 Teelöffel Zucker eingeführt. Der Fe²⁺-Gehalt im erhaltenen Fruchtsaftgetränk (mit 16% Johannisbeersaft) erniedrigte sich auf ca 16,1 mg/l. Das erhaltene Fruchtsaftgetränk mit einem pH-Wert von 3,5 war geschmacklich sehr gut, ohne metallischen Nachgeschmack.
6. In 200 ml der Lösung 750 ml Schwalbacher Stahlquelle mit 0,7 g Citronensäure (pH = 4) wurde 200 ml eines Sauerkirschnektars (mit einem Fruchtsaftgehalt von 50% und einem Ausgangs pH-Wert 3,0) und 2 Teelöffel Zucker eingeführt. Der Fe²⁺-Gehalt im erhaltenen Fruchtsaftgetränk (mit 25% Sauerkirschsaft) erniedrigte sich auf ca 16,1 mg/l. Das erhaltene Fruchtsaftgetränk war sehr gut, ohne metallischen Nachgeschmack.
7. Aus 500 ml gesüßtem Johannisbeernektar mit einem Fruchtsaftgehalt 32,5% wurde das Wasser abgedampft um ca 200 ml konzentrierten gesüßten Fruchtsaftes mit hohem natürlichem Säuregehalt zu erhalten. 100 ml des erhaltenen konzentrierten Fruchtsaftes wurde mit 200 ml Schwalbacher Stahlquelle pH 5,5 vermischt. Es wurde erneut ein Johannisbeernektar mit ca 30% Fruchtgehalt und einem pH-Wert von 3,5 erhalten. Zuckerzusatz war unnötig. Der Fe²⁺-Kationengehalt im eisenhaltigen Johannisbeernektar betrug ca 21,6 mg/l. Der Geschmack war intensiv fruchtig, ohne metallischen Nachgeschmack.
8. Herstellung von zwei Fruchtlimonaden mit einem Orangenlimonadengrundstoff der Firma Kajo, der Citronensäure als Säuerungsmittel, Süßungsmittel und andere Zusätze enthält.
- 1. a). 980 ml Schwalbacher Stahlquelle, Ausgangs pH-Wert 5,5 wurde mit 20 g des Limonadengrundstoffs vermischt. Der pH-Wert der erhaltenen Limonade betrug 3,5, der Fe²⁺-Kationengehalt erniedrigte sich auf 31,8 mg/l. Die erhaltene Limonade hatte einen guten fruchtigen Geschmack, aber noch leicht metallisch.
- 2. b). 1000 ml Schwalbacher Stahlquelle wurde mit 500 ml Trinkwasser verdünnt, dadurch der Fe²⁺-Kationengehalt auf 21,6 mg/l erniedrigt. Die Verdünnung könnte auch mit einem enteisenten Mineralwasser erfolgen.
Zu 980 ml des verdünnten Gemisches wurde 20 g des Limonadengrundstoffes "Kajo" hinzugefügt und vermischt. Der Geschmack der erhaltenen Limonade war schon nicht mehr leicht metallisch, sehr gut (Fe²⁺-Gehalt 21,2 mg/l). Diese Limonade müßte günstigerweise zusätzlich mit freier Kohlensäure (CO₂) versetzt werden.
9. Ein Limonadengrundstoff für Cola-Limonaden stand nicht zur Verfügung. Es könnte aber nach vorgegebener Rezeptur ähnlich wie unter 8 aber mit Zusatz von Zucker und eventueller zusätzlicher Kohlendioxidversetzung mit Verdünnen dieses Limonaden grundstoffes mit Schwalbacher Stahlquelle anstatt mit Trinkwasser eine Fe²⁺-Kationen enthaltende Cola-Limonade hergestellt werden, in welcher ein Fe²⁺-Kationengehalt von ca 30 mg/l noch keinen metallischen Nachgeschmack hervorrufen würde.
10. Herstellung von Fe²⁺-Kationen enthaltenden Früchtetees aus in kaltem Wasser löslichen granulierten Früchteteepulvern. Diese Früchteteepulver enthalten bereits Citronensäure, Ascorbinsäure, Zucker sowie pulverförmige Früchteteeextrakte.
- 1. a). In 250 ml Schwalbacher Stahlquelle pH 5,5 wurde 17 g (4 Teelöffel) eines pulver förmigen granulierten "Wildfruchttees" unter schwachem Schäumen gelöst. Es wurde ein rötliches süßsaures klares Getränk mit einem pH-Wert von ca 3,5 erhalten. Bei einem Fe²⁺-Gehalt von 30,4 mg/l wurde noch ein schwacher metallischer Nachgeschmack festgestellt.
- 2. b). 150 ml Schwalbacher Stahlquelle wurde mit 100 ml Trinkwasser verdünnt. Der Fe²⁺- Gehalt erniedrigte sich auf 21,7 mg/l. Zu dieser Mischung wurde a). 13 g, b). zusätzlich 4 g Wildfruchttee hinzugefügt. Es wurden zwei sehr gute süßsaure Früchtetees (unter b intensiver im Geschmack) ohne metallischen Nachgeschmack bei einem Fe²⁺- Kationengehalt von ca 19,5 mg/l erhalten.
Die Früchtetees könnten als eisenhaltige "Eistees" in Flaschen im Handel angeboten werden.
11. Es wurde die Stabilität der Fe²⁺-Kationen in Schwalbacher "Stahlquelle" sowie der mit synthetischen Genußsäuren und zusätzlich mit Ascorbinsäure angesäuerten "Stahlquelle"- Proben verglichen. In der "Stahlquelle" ohne Ansäuerung wurde nach ca 3 Tagen eine Trübung mit Ausfallen kleiner Mengen eines braunen Niederschlags festgestellt. Die angesäuerten Proben sowie die angesäuerten zusätzlich Ascorbinsäure enthaltenden Proben blieben unbegrenzt farblos und glasklar.
Auch in Proben in die ausschließlich nur größere Mengen von Ascorbinsäure (mehr als 350 mg/l) hinzugefügt wurden, wurde kein Ausfallen eines braunen Niederschlags beobachtet. Es wird aber als günstiger erachtet, die Ascorbinsäure zusätzlich ins angesäuerte Medium der Schwalbacher Stahlquelle hinzuzufügen.
12. In 3 l Schwalbacher "Stahlquelle" (pH 5,5) wurden 3,6 g Citronensäure und 1,2 g Ascorbinsäure aufgelöst. Aus dieser stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Vorratslösung mit pH 3,5 wurden zwei Limonadengetränke und ein Fruchtteegetränk hergestellt.
- 1. a). In 980 ml der Lösung wurde 20 g des Orangenlimonadengrundstoffes der Firma Kajo eingeführt. Der pH-Wert der erhaltenen Limonade betrug 3,0, der Fe²⁺-Gehalt 31,8 mg/l. Nach zusätzlicher Süßung mit 5 g Zucker wurde eine schmackhafte Limonade mit nur sehr leichtem metallischem Nachgeschmack erhalten.
- 2. b). 500 ml der Lösung wurde mit 100 ml Mineralwasser "Hirschquelle" verdünnt, davon 590 ml entnommen und 10 g desselben Limonadengrundstoffes eingeführt. De Fe²⁺-Gehalt betrug 26,5 mg/l, der Ca²⁺- und Mg²⁺-Kationengehalt entsprechend erhöht. Es wurde eine schmackhafte Limonade ohne metallischen Nachgeschmack, pH 3,5, erhalten.
- 3. c). 250 ml der Lösung wurde mit 250 ml Trinkwasser verdünnt. Danach wurde in diesem Gemisch 30 g "Wildfruchttee" aufgelöst. Der Fe²⁺-Gehalt im erhaltenen Früchtetee betrug 15,3 mg/l. Nach zusätzlicher Süßung wurde ein schmackhaftes Getränk, pH 3,0, ohne metallischen Nachgeschmack erhalten.
Die restliche stabile Lösung wurde für die Herstellung von Gemischen mit verschiedenen Fruchtsäften aufbewahrt.
Diese Lösung könnte nach zusätzlicher Versetzung mit Kohlensäure dem Verbraucher für die eigene Herstellung verschiedener Fe²⁺-Kationen enthaltender Getränke angeboten werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Getränken aus unstabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Quellwässern,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in den Quellwässern enthaltenen unstabilen Fe²⁺-Kationen in stabile Fe²⁺- Kationen überführt werden durch Zusatz

- von synthetischen Genusssäuren,
- von natürlichen sauren Fruchtsäften,
- von Limonadengrundstoffen mit einem Gehalt von Citronensäure oder Phosphorsäure oder
- von pulverförmigen Früchtetees mit einem Gehalt von Citronensäure,

wobei die Säuerungsmittel in einer Menge zugesetzt werden, dass sich nach der Ansäuerung ein pH-Wert in den Quellwässern von 2,5-4,3 einstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich synthetische Ascorbinsäure als Reduktionsmittel zugesetzt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass als synthetische Genusssäuren Citronensäure, Gluconsäure aus der Hydrolyse des Gluconodeltalactons oder Weinsäure eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die natürlichen Fruchtsäfte aus Sauerkirschen, Johannisbeeren oder Citrusfrüchten stammen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man zunächst durch Zugabe von synthetischen Genusssäuren, bevorzugt mit zusätzlicher Zugabe von synthetischer Ascorbinsäure, eine stabile Fe²⁺-Ionen enthaltende Vorratslösung herstellt und aus dieser stabilen Vorratslösung durch Zusatz von Fruchtsäften oder deren Konzentraten, Limonadengrundstoffen, oder pulverförmigen Früchtetees fertige Getränke hergestellt werden.

6. Verfahren zur Herstellung von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Getränken aus unstabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Quellwässern, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Quellwässern enthaltenen unstabilen Fe²⁺-Kationen durch Zusatz von synthetischer Ascorbinsäure in einer Menge, dass das Verhältnis Fe²⁺ : Ascorbinsäure 1 : 10-30 beträgt, in stabile Fe²⁺-Kationen überführt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fe²⁺- Gehalt in den Quellwässern durch Zusatz von Trink- oder enteisentem Mineralwasser erniedrigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der CO₂- Gehalt in den eisenhaltigen Quellwässern durch Zusatz von Kohlendioxid vergrößert wird.

9. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Herstellung von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Fruchtlimonaden, Colalimonaden, Fruchtsaftgetränken, Fruchtnektargetränken sowie von stabile Fe²⁺-Kationen enthaltenden Früchtetees.