Von der Früchteannahme bis zur Maischebehandlung

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1 Informationsmaterialien über den ökologischen Landbau und zur Verarbeitung ökologischer Erzeugnisse für die Aus- und Weiterbildung im Ernährungshandwerk und in der Ernährungswirtschaft (Initiiert durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz im Rahmen des Bundesprogramms Ökologischer Landbau) BLE 2010 Fruchtsafttechnik Von der Früchteannahme bis zur Maischebehandlung C3 Vorbereitung der Früchte Autorin: Gliederung 1 Vorbereitung der Früchte Früchteannahme Innerbetrieblicher Transport Obstwäsche Verlesen Entstielen, Abbeeren, Entsteinen Einmaischen (Zerkleinern)... 4

2 1 Vorbereitung der Früchte In der Fruchtsaftherstellung gelten die Verfahrensschritte von der Warenannahme über die Wäsche, das Verlesen, gegebenenfalls Entstielen, Abbeeren, Entsteinen bis zum Einmaischen für Früchte genauso wie für Bio-Früchte. Einziger Unterschied, außer der Rohware aus ökologischem Anbau: Bei Bio-Verbandsware (Demeter, Bioland etc.) ist der Einsatz von Enzymen zur Maischebehandlung bei wenigen Obstsorten eingeschränkt. Laut EG- Rechtsvorschriften für den ökologischen Landbau ist der Einsatz von Enzymen jedoch gestattet, wenn sie gentechnisch unverändert sind. Beim innerbetrieblichen Transport und Einmaischen werden hier nur die zurzeit üblichen Verfahren bei Bio-Fruchtsaftherstellern in Deutschland bzw. ihren Lieferanten erwähnt. 2 Früchteannahme Das zur Verarbeitung angelieferte Obst soll aus qualitativen, aber auch aus technologischen Gründen möglichst bald verarbeitet werden. Kernobst kann kurze Zeit im Freien auf Halden oder in Flachsilos gelagert werden. Stein- und Beerenobst darf nur wenige Tage in Kühllagerräumen in kleinen Behältern lagern. Günstiger ist es, die Rohware sofort nach der Anlieferung zu verarbeiten. 3 Innerbetrieblicher Transport Der Transport erfolgt von der Rohwarenannahme oder den Silos für die Zwischenlagerung zur Waschanlage und von dort zur Obstmühle. Zur Auswahl stehen unterschiedliche Fördersysteme: a) Schwemmkanal Ein Schwemmkanal ist für unempfindliches Obst wie Äpfel und Birnen geeignet. Das Obst wird in der drei- bis vierfachen Menge Wasser auf gering geneigten Kanälen (Gefälle weniger als 1,5 %) befördert. b) Gurtförderer Gurtförderer sind Kunststoffgurte oder mit Textileinlagen gemuldete Gummigurte. Das Obst wird über Trommelantrieb horizontal oder in einem schräg aufsteigenden Aufstiegswinkel bis zu 45 Grad befördert. Gleichzeitig werden die Früchte durch Bebrausen mit Wasser oder im Gegenstrom gewaschen. 2 BLE 2010

3 c) Schneckenförderer Schneckenförderer können in horizontale, schräge oder vertikale Richtung fördern. Die Kraftübertragung erfolgt durch eine umlaufende Schnecke, die das Gut vorwärts schiebt. 4 Obstwäsche Vor der Wäsche muss mechanisch geerntetes Obst durch ein Gebläse von Laubblättern und Gras befreit werden, da sonst Geruchs- und Geschmacksfehler im Saft auftreten würden. Beim Waschen soll das Obst von anhaftendem Schmutz wie Erde und Insektenexkremente gereinigt und Steine entfernt werden. Sie sinken durch ihr Eigengewicht einfach ab. Um die Wirkung des Reinigens zu erhöhen bzw. die Keimgehalte der Früchte zu reduzieren, werden teilweise auch Bürsten und Waschmittel eingesetzt. Weitere wesentliche Einflussfaktoren sind die Dauer des Waschgangs, die Temperatur, der ph-wert und der Härtegrad des Waschwassers. Es gibt keine Waschmaschine, die für alle Obstarten gleichermaßen geeignet ist. a) Kernobst Beim Transport im Schwemmkanal lösen sich bereits Teile des Schmutzes. Beim Transport im Schneckenförderer wird durch das Aneinanderreiben der Früchte der anhaftende Schmutz abgetragen und durch die der Fördereinrichtung entgegengesetzte Frischwasserströmung ausgetragen. b) Stein- und Beerenobst Das Gut wird wegen seiner Empfindlichkeit nur im Bedarfsfalle gewaschen. Der Wasserdruck muss sehr gering sein, da die Früchte sonst beschädigt werden. Trauben, Kirschen und auch Beeren werden auf einem Drahtgutförderer mit Wasser abgebraust. 5 Verlesen Die Qualität des Rohmaterials beeinflusst entscheidend die Qualität des Safts sowohl in mikrobiologischer als auch in geschmacklicher Hinsicht. Demnach ist die Aussortierung aller faulen, zerschlagenen und unreifen Früchte sowie Fremdkörper unbedingt erforderlich. Die Aussortierung von ungeeigneten Früchten, zum Beipsiel mit Faulstellen, erfolgt entweder manuell auf Verlesebändern oder automatisch über Fotozellen. Bei den Verlesebändern ist 3 BLE 2010

4 von entscheidender Bedeutung, wie langsam sie laufen. Optimal sind Rollverlesebänder, auf denen die Früchte gewendet werden, so dass Mängel tatsächlich erfasst werden können. 6 Entstielen, Abbeeren, Entsteinen Vor der weiteren Verarbeitung müssen aus qualitativen und technologischen Gründen Steinobstarten entstielt und/oder entsteint sowie Beerenobst abgebeert werden. 7 Einmaischen (Zerkleinern) Die reifen, gewaschenen und verlesenen Früchte werden grob zerkleinert, so dass die Zellwände schon teilweise zerstört werden und ein Maische-Brei entsteht. Beim Transport des zerkleinerten Obstes mittels Maischepumpen zu den Entsaftungsanlagen und zum Maischeerwärmer wird es weiter zerkleinert. Die Art und der Umfang der Zerkleinerung des Obstes üben einen entscheidenden Einfluss auf die Entsaftung aus (Dauer des Entsaftungsvorganges, Saftausbeute, Trubstoffgehalt, Geschmack). Je umfangreicher die Zerkleinerung ist, umso mehr Zellen werden beschädigt, was für die Saftausbeute umso günstiger wäre. Andererseits wird dadurch die Abtrennung des Saftes von den Feststoffen deutlich erschwert, hohe Trubstoffgehalte im Saft ergeben zusätzliche Klärungskosten. Die Zerkleinerung des Obstes kann durch mechanische (Obstmühlen), thermische (Thermobreak bzw. Gefrieren) oder enzymatische (Maischefermentierung) Verfahren erfolgen. Auch kombinierte Verfahren werden eingesetzt. Bei der Herstellung von Bio-Fruchtsaft, insbesondere der Ware unter Verbandslabeln wie Demeter oder Bioland, werden thermische und enzymatische Verfahren zum Einmaischen derzeit nur in Ausnahmefällen besonderer Obstsorten angewendet. 7.1 Mechanische Verfahren Aus den zahlreichen möglichen mechanischen Verfahren zum Einmaischen werden hier die derzeit in der Herstellung von Bio-Fruchtsäften in Deutschland üblichen Verfahren aufgeführt. 4 BLE 2010

5 7.1.1 Quetschmühlen Dies ist ein Mühlentyp, der für die Zerkleinerung von Trauben, also Beeren- und Steinobst, Verwendung findet. Das Gut wird über zwei gegenläufig rotierende Walzen mit gezahnter Oberfläche und unterschiedlichem Durchmesser geführt. Die differenten Umdrehungsgeschwindigkeiten bewirken neben dem Quetschen auch ein Aufreißen der Früchte Rätzmühlen Diese Mühlen werden vor allem zur Zerkleinerung von Kernobst eingesetzt. In der Mühle wird das Obst durch einen mehrflügeligen Rotor gegen die Wand des zylindrischen Mahlraumes geschleudert und entlang des Mantels befördert. Gut zerkleinert durch gezähnte Messer fällt das Gut durch Schlitze aus dem Mahlraum. Je nach erwünschtem Zerkleinerungsgrad und der Textur der Früchte werden Messer unterschiedlicher Zähnung verwendet und die Partikelgröße gesteuert Hammermühlen Durch Hammermühlen wird Kernobst durch Schlag und Reibung zerkleinert. Die Hämmer sind in mehreren Reihen übereinander an einem Rotor angeordnet und von einem zylindrischen Siebmantel umschlossen. Der Zerkleinerungsgrad wird durch Form und Anzahl der Hämmer und die Größe der Sieblöcher beeinflusst. 7.2 Thermische Verfahren Thermobreak Durch Erhitzung der Früchte auf etwa 80 C werden die Zellwände durchlässiger, und damit wird der Saftaustritt erleichtert. Als Wärmeaustauscher werden meist kontinuierlich arbeitende Maschinen, bei denen das Gut mittels einer oder zweier Vollschnecken in einem Trog transportiert wird, verwendet. Die Wärmezufuhr erfolgt direkt und/oder indirekt. Es muss jedoch beachtet werden, dass durch das Einleiten von Dampf in die Maische (direkte Erhitzung) beachtliche Mengen an Kondenswasser (10 bis 15 % der Saftmenge) in die Maische gelangen. Bei den interviewten maßgeblichen Bio-Fruchtsaftherstellern in Deutschland wird dieses Verfahren zurzeit nur zur Farbgewinnung bei Sauerkirschen und schwarzen Johannisbeeren angewendet Gefrieren Bei langsamem Gefrieren (Gefriergeschwindigkeit < 0,2 cm/h) von Früchten (< - 5 C) kommt es zur Bildung relativ großer Eiskristalle, die eine mechanische Beschädigung der Zellwände 5 BLE 2010

6 verursachen. Dadurch wird nach dem Wiederauftauen der Früchte der Saftaustritt bedeutend erleichtert. Bei den interviewten maßgeblichen Bio-Fruchtsaftherstellern in Deutschland wird dieses Verfahren zurzeit nicht angewendet Maischebehandlung Der Pressvorgang wird sehr stark von den obsteigenen Pektinen beeinflusst. Bei einigen Früchten, wie z.b. Johannisbeeren, wird die Maische deshalb über einen Wärmeaustauscher indirekt erwärmt, so dass sie besser verflüssigt wird und damit die Saftausbeute beim Pressen ansteigt. 7.3 Enzymbehandlung Neben der thermischen Behandlung kann die Maische auch enzymatisch behandelt werden, um den Pressvorgang zu erleichtern. Die Enzyme tragen ebenfalls zur besseren Verflüssigung der Maische bei. Enzyme kommen in allen lebenden Zellen vor und sind dort an der Regulierung der biochemischen Abläufe entscheidend beteiligt. Durch das Pasteurisieren werden alle zelleigenen Enzyme inaktiviert, was zu einer Stabilisierung des Safts hinsichtlich der Farbe, des Aromas und der Vitamine führt. Enzyme können aber auch in der Verarbeitung der Maische zugesetzt werden, um die zelleigenen Pektine, Cellulose und Hemicellulose teilweise oder vollständig abzubauen. Diese Enzymbehandlung führt zur Verbesserung der Saftausbeute und der Verbesserung der Filtrierbarkeit des Saftes neben den bereits erwähnten Stabilisierungseffekten. Die Demeter-Verarbeitungsrichtlinien sehen den Einsatz von Enzymen nur bei schwierig zu pressenden Früchten vor. Dazu zählen Brombeeren, Stachelbeeren und Johannisbeeren. Um diese Früchte überhaupt pressen zu können, ist eine Erhitzung der Maische auf 120 C erforderlich. Durch die Anwendung von Enzymen kann hier aber die thermische Belastung verringert werden. Was sind Enzyme? Das Wort "Enzym" kommt aus dem Griechischen und heißt "Gärstoff" (früher auch als Ferment (lat.) bezeichnet). Enzyme sind aktive, hochmolekulare Eiweißkörper, die eine Vielzahl von biochemischen Reaktionen bewirken (katalysieren). Sie sind folglich Biokatalysatoren, d.h., sie verursachen eine Reaktion, werden aber selbst dabei nicht verbraucht. Sie kommen in allen lebenden Zellen vor, können aber auch als Enzympräparate in Verarbeitungsprozes- 6 BLE 2010

7 sen genutzt werden. Auch in Mikroorganismen sind sie für alle Stoffwechselreaktionen verantwortlich, so dass es solche Lebensmittel wie Brot, Bier, Wein, Sauerkraut, Rohwurst und andere letztendlich nicht ohne Enzyme geben würde. Diese Lebensmittel bezeichnet man deshalb auch als fermentierte Lebensmittel. Kritische Stimmen zum Einsatz von Enzymen bei der Lebensmittelherstellung Bei der Maischebehandlung mit Enzymen in der Fruchtsaftindustrie kann es beim Abbau des Pektins zu Galakturonsäure auch zur Bildung von Methanol kommen (Alkohol, der vor allem die Augen schädigt!). Da Enzyme Eiweißstoffe sind, besteht die Gefahr, dass allergische Reaktionen (wie bei anderen Eiweißen auch) ausgelöst werden. Deshalb wird die Deklaration der Verwendung von Enzymen vorgeschlagen. Mikroorganismen und Enzyme sind zwar als Zusatzstoffe eingeordnet, brauchen aber bislang nach gültigem Lebensmittelrecht nicht deklariert zu werden. Einige Enzyme werden auch aus tierischem Material wie zum Beispiel Kälberlab gewonnen. Strenge Vegetarier sollten das beachten. 7 BLE 2010