DE892107C

DE892107C - VeTfahren zur Aufbereitung wasserhaltiger pflanzlicher lund tierischer Produkte

Info

Publication number: DE892107C
Application number: DENDAT892107D
Authority: DE
Original assignee: H. F. Huber i£x Co., Hamburg-Lokstedt
Publication date: 1953-08-20

Description

Verfahren zur Aufbereitung wasserhaltiger pflanzlicher und tierischer Produkte Wasserhaltige pflanzliche und tierische Produkte lassen sich nach den bisher üblichen Verfahren kaum oder nur auf sehr kostspieligem Wege unter Erhaltung aller wertvollen nativen Eigenschaften in eine haltbare Form überführen.
So müssen vielfach neben Veränderungen der äußeren Struktur auch irreversible Veränderungen des Kolloidgefüges, die sich in herabgesetzter Quellfähigkeit und anderen unerwünschten, strukturellen Eigenschaften zeigen, im Interesse einer genügend weitgehenden Trocknung in Kauf genommen werden. Vor allem läßt sich bei der Mehrzahl der bisher üblichen Verfahren, ein starker Schwund des ursprünglichen Gehalts an hitzelabilen Faktoren, unter denen bisher das Vitamin C wohl die erheblichste Beachtung gefunden hat, nicht vermeiden. Das Vorhandensein zweier Phasen, einer festen (Zellmembran und hochmolekulare Inhaltsstoffe) und einer flüssigen (Zellsaft) bringt es mit sich, daß die jeweils zum Zweck der Trocknung angewandten Verfahren praktisch niemals gleichzeitig die optimaleVerarbeitungsform fürbeide,'Phasen,darstellen.
Weiterhin ist es schwierig, einzelne empfindliche Inhaltsstoffe aus dem mikroheterogenen. Zellverband pflanzlicher und tierischer Gewebe abzutrennen, da die chemischen und physikalisch-chemischen Eigenschaften der zahlreich nebeneinander vorliegenden Zellinhaltsstoffe ihre Isolierung erschweren. In den meisten Fällen ist es unumgänglich, eine Gruppe der Inhaltsstoffe zugunsten einer anderen so zu verändern, daß ihr ernährungsphysiologischer und technologischer Wert weitgehend gemindert wird. So ist z. B. nach den bisher üblichen Verfahren. eine. großtechnische Gewinnung von Zucker aus Zuckerrüben nur möglich nach tiefgreifender Zerstörung der Zellmembranen durch Hitzeeinwirkung. Dies führt neben einer Schädigung der industriell wertvollen Pektinsubstanz der Zellmembran gleichzeitig zu völliger Entwertung hitzelabiler Zellinhaltsstoffe,deren Nutzbarmachung im Interesse einer Rationalisierung der Zuckergewinnung durchaus wünschenswert wäre. Hinzu kommt, daß durch Zerstörung der Zellmembran eine Reihe höhenmolekularer Zellinhaltsstoffe, deren Abtrennung bei der Zuckerreinigung besondere Schwierigkeiten macht, in den Saft hineingelangen.
Bei der Gewinnung von Kartoffelstärke durch Reibsem der Kartoffeln und anschließendes Ausschwemmen der Stärkekörner werden die sauerstoffempfindlichen Inhaltsstoffe, vor allem Vitamin C, zerstört. Außerdem ist bei diesem Vorgehen eine unerwünschte Verfärbung des Zellsaftes nicht zu vermeiden. Zur Gewinnung einer rein weißen Stärke ist deshalb wiederholtes Ausschwemmen und Waschen der Rohstärke unumgänglich. Die Beseitigung der hierdurch entstehenden Abwässer ist ein nur auf kostspieligem Wege zu lösendes Problem, da die großen Mengen Abwässer wegen der Fischvergiftungsgefahr nicht in Flußläufe eingeleitet werden dürfen. Neben dem Vitamin C gehen auf diese Weise eine ganze Reihe wertvoller Inhaltsstoffe der Kartoffelknolle, wie Vitamin. Bi und B2, Solanin, lösliche Kohlehydrate, Aminosäure, und Mineralstoffe, in Anbetracht der unvermeidlichen Verdünnung mit Waschwasser der menschlichen Ernährung völlig verloren. Weiterhin lassen sich. hierbei die hochmolekularen biologisch wertvollen. Eiweißstoffe und die Zellmembranen in Form der Pülpe nur in einer Beschaffenheit gewinnen, die sie für eine Verwertung in der menschlichen Ernährung ungeeignet machen.
Die Gewinnung fettlöslicher Ithaltssto-ffe aus wasserhaltigem Produkten pflanzlicher und tierischer Herkunft, z. B. von Carotin aus Karotten, Linol-und Linolensäure aus Kartoffeln, auf dem üblichen Wege der Extraktion; wird durch das gleichzeitige Vorhandensein des Zellsaftes erschwert, der eine Reihe die Extraktion störende Stoffe, wie Zucker, Salze und Eiweißstoffe, enthält. Eine vorhergehende Trocknung und Zerkleinerung des Ausgangsmaterials ist daher nicht zu vermeiden und wiederum mit Verlusten an ernährungsphysiologischen Qualitätswerten verbunden.
Die Gewinnung wirkstoffhaltiger Produkte, wie beispielsweise hormonhaltiger Präparate aus endokrinen Drüsen; wird häufig durch das gleichzeitige Vorhandensein störender Begleitstoffe in den aufzubereitenden Geweben erschwert. Deshalb ist oft eine besonders kostspielige Vorbehandlung, die zudem eine Auswertung anderer-Begleitstoffe unmöglich oder unrationell macht, erforderlich.
In allen diesen und anderen Fällen bietet die Einschaltung eines Fraktionierungsprozesses im Sinn der Erfindung erhebliche Vorteile. Die Fraktionierung wird dadurch erreicht, daß durch Gefrierenlassen und durch anschließendes Auftauen der wasserhaltigen Naturprodukte eine leichte Abtrennung des Zellsaftes aus den Geweben, etwa durch Abpressen, ermöglicht wird. Beide Fraktionen, kurz Preßrückstand oder Rückstand und Zellsaft genannt, lassen sich nunmehr auf die jeweils schonendste und rationellste Weise weiterverarbeiten. ' Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daß man wasserhaltige pflanzliche und tierische Produkte unter weitgehender bis praktisch vollständiger Erhaltung der Zellmembranen gegebenenfalls wiederholt in an sich bekannter Weise gefrieren und auftauen läßt und sodann in Zellsaft, der im wesentlichen nur die wasserlöslichen Bestandteile enthält, und in Rückstand, vorzugsweise durch Abpressen des Zellsaftes, zerlegt.
Das aufgetaute Gut kann in geeigneten Behältern mit der erforderlichen Menge einer Lösung, welche einen Stabilisator z. B. für Vitamin C enthält, bedeckt und unter Abschluß atmosphärischer Luft abgepreßt werden.
Der Rückstand kann unter Erhaltung der zellulären Feinstruktur grob zerkleinert und zu grütze-, grieß- oder mehlförmigen Produkten aufgearbeitet werden. Das Zerkleinern erfolgt meistens nach dem Trocknen oder während des Trocknens; unter Umständen kann aber auch die frische Preßmasse gemahlen werden.
Der Rückstand kann bei -gewöhnlicher Temperatur, zweckmäßig in einem trockenen indifferenten Gasstrom oder aber, je nach den Arbeitsbedingungen oder der Beschaffenheit des Gutes, während einiger Sekunden in einem trockenen indifferenten Gasstrom unter Hitzeeinwirkung getrocknet werden.
Der zerkleinerte und getrocknete Rückstand kann im Windsichten von den Schalenteilchen befreit werden.
Der durch Gefrierentsaftung gewonnene Rückstand zeigt die besondere Eigenart, auch ohne Wärmeeinwirkung schon an trockener Luft den restlichen Wassergehalt bis zu einem Grade zu verlieren, der eine praktisch unbegrenzte Haltbarkeit gewährleistet. Dies gewährleistet eine besonders schonende Trocknung und Erhaltung besonderer struktureller und biologischer Eigenschaften; dies ist im Hinblick z. B. auf Rohstoffe für die pharmazeutische Industrie von Bedeutung. Die durch die Lufttrocknung bedingte Energieeinsparung kompensiert die für den Gefriexprozeß erforderlichen Aufwendungen schon zu einem Teil.
Andererseits lassen sich die schädlichen Einwirkungen höherer Temperaturen auf die Beschaffenheit der hitzelabilen Inhaltsstoffe sowohl des Gewebesaftes als auch der festen Gewebezellbestandteile weitgehend ausschalten. Gefrierentsaftete Masse läßt sich durch geeignete Vorrichtungen, z. B.. Pneumatrockner, mit nur einige Sekunden langer Hitzeeinwirkung trocknen.
Die Auswertung des Verfahrens gestattet, viele im Frischzustand leicht verderbliche Naturprodukte in eine haltbare Form überzuführen. Hierdurch wiederum läßt sich in vielen Fällen die die Betriebe oft sehr belastende Kampagnegebundenhei.t landwirtschaftlicher Industrien beseitigen. Vor allem aber ermöglicht die Gefrierentsaftung eine rationelle industrielle Nutzbarmachung solcher landwirtschaftlicher Produkte, deren Erzeugung an sich sehr lohnend wäre, aber aus Gründen leichter Verderblichkeit bisher nicht zweckmäßig war (Tropen).
In der Enzymologie ist es bekannt, das Ausgangsmaterial wechselnd gefrieren und auftauen zu lassen:, danach unter Zerstörung der Zellmembranen mittels scharfen Sandes und ähnlichem zu zerkleinern und anschließend zu extrahieren. Durch das Gefrieren- und Auftauenlassen sollen die Zellmembranen mürbe oder brüchig gemacht und dadurch ihre Auflösung und Zerstörung durch die mechanische Einwirkung von scharfem Sand usw. verstärkt werden. Hierbei wird nicht Wert auf die Gewinnung sämtlicher Inhaltsstoffe des Ausgangsgutes gelegt, sondern lediglich. die Abtrennung des Zellsaftes angestrebt. In Anlehnung an diese rein analytischen Verfahren wurde bereits versucht, di.e Saftausbeute bei der Verarbeitung von Obst und Gemüse unter Zerstörung der Zellmembranen zu erhöhen.
Bei vorliegendem Verfahren werden die Zellmembranen nicht durch mechanische Einwirkung, z. B. mittels scharfen Sandes, zertrümmert oder zerstört, sondern bleiben weitgehend; bzw. praktisch vollständig erhalten.
Durch alternierendes Frieren und Auftauen wird die Permeabilität der Zellmembranen derart verändert, daß sie für den Zellsaft abnorm durchlässig werden, nicht aber für im Zellsaft suspendierte höhermolekulare Substanzen, die infolgedessen beim Abpressen wie durch ein feinporiges Filter zurückgehalten werden. Durch Ausnutzung dieser Filterwirkung erreicht man, daß einmal ein klarer Saft gewonnen und zum anderen eine unerwünschte Ausschwemmung höhermolekularer Zell.inhaltsst.off:e vermieden. wird. Diese Filterwirkung der Zell-, membranen ist bei den bekannten Verfahren nicht vorhanden, weil dort die Zellmembranen, zerstört oder zertrümmert werden und damit die Voraussetzungen für die Filterwirkung fehlen.
Erfindungsgemäß lassen sich, neben der Beseitigung von Wasser einerseits die die Verwendbarkeit einschränkenden Begleitstoffe, z. B. Geschmacksstoffe, Farbstoffe, Zucker, lösliche Eiweißstoffe, Salze, abtrennen, andererseits die hitzelabilen und bzw. oder sauerstoffempfindlichen Inhaltsstoffe der Gewebesäfte dadurch rationell gewinnen, daß letztere besonders schonenden Eindampf- usw. Verfahren unterworfen werden können.
Nur dadurch, daß der native Zellverband nicht durch mechanische Zerkleinerung zerstört wird, läßt sich einmal eine schädigende Wirkung des Luftsauerstoffs vermeiden, zum anderen eine scharfe Trennung der hochmolekularen sauerstoffübertragenden Fermentsysteme vom Zellsaft durch die Filterwirkung der zwar hinsichtlich der Wasserdurchlässigkeit veränderten., aber mechanisch, nicht zerstörten Zellgewebe ermöglichen. Dadurch läßt sich ein Gewebesaft mit besonderen ernährungsphysiologisch, pharmakologisch und technologisch wichtigen Eigenschaften, z. B. Zuckersäft, gewinnen.
Durch Abtrennung des größten Teils des Gewebesaftes werden der Wassergehalt des entsafteten Materials und damit die im Gewebesaft gelösten Geschmacksstoffe, Farbstoffe, farbbildenden Stoffe, Giftstoffe oder sonstigen, eine Verwendung bzw. weitere Verarbeitung beeinträchtigenden Stoffe entfernt und somit Produkte erhalten, die nicht gesundheitsschädlich sind, sich leicht verarbeiten lassen und vielseitig verwendbar sind. Beispiel Sorgfältig verlesene und gereinigte Kartoffeln werden bei Temperaturen von vorzugsweise - ro bis - i8° C eingefrostet und anschließend durch Behandlung mit temperiertem Wasser, vorzugsweise zo bis 3o° C, aufgetaut. Der Auftauprozeß soll möglichst schnell vor sich gehen; die Temperatur des aufgetauten Materials soll aber nach erfolgtem Temperaturausgleich zweckmäßig nicht höher als 1ö bis r5° C liegen. Die sofort anschließende Abpressung erfolgt zweckmäßig in einer hydraulischen Presse, die mit einem Behälter ausgestattet ist, der eine Abdeckung des auszupressenden Materials mit einer Stabilisatorlösung (Vitamin-C-Erhaltung) erlaubt. Der Saft darf nicht mit Vitamin-C-zerstörenden Metallen oder Metalllegierungen in Berührung kommen. Eine Verwendung von Preßtüchern, wie sie bei den Packpressen üblich ist, führt zu weitgehender Zerstörung sauerstoffempfindlicher Inhaltsstoffe und ist zur Gewinnung von Vitamin-C-haltigen Saftkonzentraten nicht geeignet. Möglichst unmittelbar im Anschluß an das Auspressen wird der Saft unter Vakuum, vorzugsweise bei Temperaturen von 3 5 bis 5o° C, eingeengt und gegebenenfalls im Zerstäubungstrockner getrocknet. -Der Preßrückstand wird möglichst bald nach dem Auspressen in einer Mühle grob zerrissen. Die Masse wird in dünner Schicht ausgebreitet und im trockenen Luftstrom, am vorteilhaftesten aber in einem sogenannten Pneumatrockner getrocknet. In einem Windsichter oder auf einem Schüttelsieb wird die eigentliche Kartoffelmasse von den Schalen befreit.
In dieser und ähnlicher Weise können. andere landwirtschaftliche Massenerzeugnisse, wie Möhren, Rhabarber usw., aufbereitet werden.
Zur Herstellung gelierender Massen, wie Fruchtgelees, Marmeladen, Geleefrüchten usw., ist es wichtig, daß Saft und pektinhaltige Rückstände getrennt,. zum Zweck der Erhaltung von hitzelabilen Aroma- und. Wirkstoffen bzw. der Gelierkraft, Duellfähigkeit usw., auf jeweils günstigst-Art in eine haltbare und bzw. oder in eine für die Weiterverarbeitung geeignete Form übergeführt werden, um dann erst vereinigt und bzw. oder mit anderen Bestandteilen kombiniert zu werden. Hierdurch bietet sich die Möglichkeit, z. B. Geleefrüchte und Konfitüren mit besonders guten geschmacklichen und strukturellen Eigenschaften herzustellen. Um die volle Gelierkraft zur Entfaltung zu bringen, muß bei dem bisher üblichen Vorgehen der Saft einer qualitätsbeeinträchtigenden Hitzeeinwirkung mit unterworfen werden. Erfindungsgemäß dagegen wird zunächst die pe:ktinhaltige Komponente bis zur Entfaltung der vollen Gelierkraft gekocht, und im Abschluß daran. erst der schonend eingeengte Saft in Konzentratform zugesetzt. Weiterhin ist zu beachten, daß die getrennte Konservierung in Form von Saftkonzentrat und ametrocknetem oder eingepülptem Preßrückstand vorteilhafter ist als die bisher übliche Pülpe- b:zw. Gefrierkonservierung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Aufbereitung wasserhaltiger pflanzlicher und tierischer Produkte, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gut unter weitgehender bis praktisch vollständiger Erhaltung der Zellmembranen gegebenenfalls wiederholt in an sich bekannter Weise gefrieren und auftauen läßt und sodann inZellsaft, der irrwesentlichen nur die wasserlöslichen Bestandteile enthält, und in Rückstand, zweckmäßig durch Abpressen des Zellsaftes, zerlegt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, d:aß das aufgetaute Produkt in geeigneten Behältern mit einer Stabilisatorlösung, z. B. für Vitamin C, bedeckt und unter Abschluß atmosphärischer Luft abgepreßt wird.
3. Verfahren nach. Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand unter Erha1tung der zellulären Feinstruktur grob zerkleinert wird.
4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand bei gewöhnlicher Temperatur, zweckmäßig in einem trockenen indifferenten Gasstrom, getrocknet wird.
5. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückstand während einiger Sekunden, zweckmäßig in einem trockenen indifferenten Gasstrom, unter Hitzeeinwirkung getrocknet wird.
6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zerkleinerte und getrocknete Rückstand im Windsichter von den Schalenteilchen befreit wird.
7. Verfahren zur Gewinnung fettlöslicher Inhaltsstoffe aus wasserhaltigen Produkten nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das durch Gefrierentsaftung vorbehandelte: Gut der Extraktion mit Lösemitteln unterworfen wird.