HU220089B

HU220089B - Eljárás gyümölcsöt és zöldséget tartalmazó élelmiszer előállítására fektin-metilészteráz felhasználásával és az így előállított termékek

Info

Publication number: HU220089B
Application number: HU9401988A
Authority: HU
Inventors: Pierre Clément Louis Fauquembergue; Catherine Marie Thérése Grassin
Original assignee: Dsm N.V.
Priority date: 1992-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 2001-10-28
Also published as: DK0624062T3; PL304693A1; NZ258574A; CA2128249A1; BR9305818A; US5639494A; DE69312474T2; HU9401988D0; IL107791A; AU5650594A; GR3025049T3; ZA938949B; AU672662B2; EP0624062A1; EP0624062B1; ES2107171T3; US5939110A; WO1994012055A1; HUT67664A; DE69312474D1

Abstract

A találmány tárgya eljárás gyümölcsöt vagy zöldséget tartalmazó,megnövelt viszkozitású élelmiszer előállítására, amely abban áll, hogy– pektin-metil-észterázt adnak a gyümölcshöz vagy zöldséghez vagy ezekpulpjához a pektin demetoxilizéséhez hatékony mennyiségben; – adottesetben kalcium-kloridot is adagolnak; – hagyják, hogy a gyümölcs-vagy zöldségeredetű demetoxilezett pektin gélt képezzen; és – az ígykezelt gyümölcsöt vagy zöldséget a kívánt élelmiszerformába hozzák. Atalálmány az így előállított élelmiszerekre és egy pektin-metil-észteráz alkalmazásával történő almazselé-- előállítási eljárásra isvonatkozik. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás gyümölcsöt vagy zöldséget tartalmazó, megnövelt viszkozitású élelmiszerek előállítására pektin-metil-észterázzal (E.C.3.1.1.11, a továbbiakban pektin-észteráz) történő enzimes kezeléssel. Az eljárás során a gyümölcsöket vagy zöldségeket pektin-észterázzal kezeljük, melynek során a gyümölcsben vagy zöldségben lévő, nagyfokban metoxilezett pektin in situ demetoxileződik, és a demetoxilezett pektin gélt képez, az így kezelt gyümölcsöket vagy zöldségeket ezután a kívánt élelmiszerformává, így például dzsemek, gyümölcszselék, kompotok, mártások és levesek, alakítjuk. A találmány továbbá az így előállított élelmiszerekre is vonatkozik.

A találmány további tárgyát képezi egy módosított eljárás almazselé előállítására, melynek során az előkezelt alma felfőzése előtt pektin-észterázt adagolunk.

A gyümölcs- és zöldségdzsemeket és zseléket általában úgy állítják elő, hogy az előkezelt gyümölcsöt felfőzik és ezután lehűtik. A gyümölcsben lévő pektin megkocsonyásodik, és ez adja meg a dzsem és a zselé Teológiai jellemzőit.

Főként a pektin felelős az ilyen gélek képződéséért, ami kocsonyásító tulajdonságának köszönhető, A pektin gélképző ereje számos feltételtől függ, főként

- a szárazanyag-tartalomtól vagy brixtől,

- a gyümölcs vagy zöldség pH-jától,

- a természetesen jelen lévő pektin koncentrációjától és

- a pektin metilezettségi fokától.

A gyümölcsök és zöldségek ehető részében a sejtfalak fő alkotórészét a pektinek képezik. A középlemez, amely a sejtfalak között helyezkedik el, főként protopektinből áll, amely a pektin oldhatatlan formája. A pektinek intracelluláris kötőanyagoknak tekinthetők, és kolloid természetüknek megfelelően a növények vízháztartásának szabályozásában fontos funkciójuk van. Vízkötő kapacitásukat erősen növeli a hidrofil- és karboxilcsoportok mennyisége. A növények tetemes mennyiségű pektint tartalmazhatnak. Közölték, hogy például a citromhéj szárazanyagának 30%-a lehet pektin, a narancshéj 15-20% pektint, az almahéj pedig körülbelül 10% pektint tartalmaz [K. Norz: Zucker und Süsswaren Wirtschaft 38, 5-6 (1985)].

Kémiai szempontból a pektin metoxilezett poligalakturonsav-maradékokból áll. A pektineket észterezettségi fokuk és polimerizációs fokuk alapján különböző osztályokba sorolják.

A pektineket észterezettségi fokuk alapján két csoportba osztják:

1. nagyfokban metoxilezett pektinek 50%-nál nagyobb észterezettségi fokkal, és

2. kisfokban metoxilezett pektinek 50%-nál kisebb észterezettségi fokkal.

Mindkét csoport képes gél képzésére, azonban ezen gélek képződési mechanizmusa különbözik. A nagyfokban metoxilezett pektinek a kolloid pektin-agglomerátumok dehidrációja és elektromos töltésének semlegesítése révén képeznek géleket. A gélesedésre stimulálólag hat, ha a pH 3 körüli (ez a szóbanforgó gyümölcstől vagy zöldségtől függ), és ha a cukortartalom - ami a víztelenítéshez szükséges - a szárazanyag több, mint 60 tömeg%-át teszi ki. A gyümölcstől függően a gyakorlatban ez gyakran azt jelenti, hogy mind cukrot, mind nagyfokban metoxilezett pektint kell hozzáadni, hogy klasszikus, magas cukortartalmú dzsemeket kapjunk. A nagyfokban metoxilezett pektint tartalmazó zselékben a szerkezetképző kölcsönhatások a hidrogénkötések képződésén alapulnak.

A pektin-észterázok hidrolizálják a pektin metilészter-kötéseit, ami kisfokban metoxilezett, előnyösen gélesítő pektinek előállítását eredményezi [FR-A 2 405 263; Dr. Gasztonyi Kálmán: Az élelmiszerkémia alapjai (Mezőgazdasági Kiadó, Budapest, 1979, 323-324 oldal)].

A kisfokban metoxilezett pektinek csak kalciumionok vagy más kétértékű kationok jelenlétében képesek gélek képzésére. A kisfokban metoxilezett pektinekkel való gélképzés ionos kölcsönhatásokon alapul. Az alma például természetesen tartalmaz kalciumionokat, nem szükséges cukrot hozzáadni azért, hogy megfelelő kocsonyásító tulajdonságokat kapjunk. Ebben az esetben a cukor mennyisége és a pH csak a gélesedés sebességét és hőmérsékletét befolyásolja. Tehát a kisfokban metoxilezett pektinek alkalmasak alacsony cukortartalmú dzsemek és zselék előállítására.

A gyakorlatban azonban a gyümölcsökből és zöldségekből származó pektin általában nagyfokban metoxilezett, és ez szükségessé teszi nagymennyiségű cukor hozzáadását a megfelelő Teológiai tulajdonságok elérése érdekében. Ezenkívül a metoxilezettség foka a gyümölcs és zöldség szüretelése és feldolgozása között eltelt idővel változik. Ennek az a következménye, hogy a termelt dzsemek és zselék viszkozitása különböző lesz, ha az eljárás feltételeit állandóan tartjuk.

A találmány alapja az a felismerés, hogy a pektinmetil-észteráz felhasználható gyümölcsöket vagy zöldségeket tartalmazó élelmiszerek előállításában. Részletesebben, a gyümölcsöket vagy zöldségeket pektin-metil-észteráz hozzáadásával kezeljük, a kezelt gyümölcsöket vagy zöldségeket ezután dzsemek, gyümölcszselék, kompotok, mártások és levesek előállítására használjuk.

Az enzimes kezelés során a nagyfokban metoxilezett pektinek in situ demetoxileződnek, és az ilyen módon kapott, kisfokban metoxilezett pektinek kalciumfiiggő módon gélesítenek. Ez a gélesítés nem kívánja meg cukor hozzáadását.

A fentiek alapján a találmány tárgya egy eljárás gyümölcsöt vagy zöldséget tartalmazó, megnövelt viszkozitású élelmiszer előállítására, mely abban áll, hogy

- pektin-metil-észterázt adunk a gyümölcshöz vagy zöldséghez vagy ezek pulpjához a pektin demetoxilezésére;

- adott esetben kalcium-kloridot is adagolunk;

- hagyjuk, hogy a gyümölcs vagy zöldség eredetű, demetoxilezett pektin gélt képezzen; és

- az így kezelt gyümölcsöt vagy zöldséget a kívánt élelmiszerformába hozzuk.

A találmány tárgyát képezik még a pektin-metilészteráz felhasználásával előállított élelmiszerek, elsősorban dzsemek és zselék is.

HU 220 089 Β

A találmány továbbá egy, a pektin-észteráz használatát magában foglaló almazselé-előállítási eljárásra is vonatkozik. A találmány arra is vonatkozik, hogy hogyan javítjuk az egyesült államokbeli standard almazselé-előállítási eljárásban pektin-észteráz használatával az almazselé tulajdonságait, továbbá hogy hogyan javíthatjuk e standard eljárást egy kis módosítással, ami abból áll, hogy tárolótankot iktatunk be az eljárás egy bizonyos fázisában.

Az alábbiakban röviden ismertetjük az ábrát.

Az 1. ábrán az Amerikai Egyesült Államokban használt almazselé-előállítási eljárás vázlatos folyamatábrája látható. Az 1) és 2) tárolótank jelenti a standard eljárásban javasolt módosítást.

A találmány tehát lényegében a pektin-észteráz felhasználására vonatkozik gyümölcsöt és zöldséget tartalmazó élelmiszerek előállításában. A találmány szerinti eljárásban pektin-észterázt adunk a gyümölcshöz vagy zöldséghez vagy az ezekből készített pulphoz a pektin demetoxilezése céljából, továbbá adott esetben kalcium-kloridot is adagolunk, hogy a keverék megkocsonyásodjon. Ezután az így kezelt gyümölcsöt vagy zöldséget olyan módon formázzuk, hogy megkapjuk a kívánt élelmiszert.

Előnyös, ha alapanyagként olyan gyümölcsöket vagy zöldségeket választunk, amelyek nagyfokban metoxilezett pektineket tartalmaznak.

A találmányt előnyösen gyümölcs- és zöldségdzsemek, zselék, kompotok, mártások és levesek előállítására használjuk.

Bemutatjuk, hogy a nyers gyümölcs- vagy zöldségtermékek pektin-észterázzal kezelhetők, és hogy a kezelés következtében a pektin metoxilezettségi foka csökken, és a kapott pektin a gyümölcsben vagy zöldségben lévő kalcium jelenlétében kocsonyásít. Ha a gélképződés nem teljes, az enzim hozzáadása előtt hozzáadhatunk nagyfokban metoxilezett pektint vagy hozzáadhatunk kisfokban metoxilezett pektint.

Ez az eljárás jól alkalmazható nagyfokban metoxilezett pektint tartalmazó gyümölcsökre vagy zöldségekre, mint az alma, szamóca, feketeribiszke, narancs, őszibarack, körte, kajszibarack és málna.

A találmányt ismertető példákban szamócát és almát használunk. Az előbbit azért, mivel egy igen népszerű dzsemfajta, az utóbbit nagyfokban metoxilezett pektintartalma végett.

Az eljárás kivitelezéséhez alkalmas pektin-észterázokat különböző forrásokból nyerhetjük.

A találmány szerinti pektin-észteráz növényekből, baktériumokból vagy gombákból származó bármilyen olyan pektin-észteráz lehet, amely alkalmas a nagyfokban metoxilezett pektin lebontására. Előnyös, ha a pektin-észteráz gomba eredetű. Még előnyösebb, ha a pektin-észterázt Aspergillus fajokból állítjuk elő, különösen előnyös az Aspergillus nigerből kapott pektin-észteráz használata.

Egy igen előnyös kiviteli alakban tisztított pektinészterázt használunk. A tisztítást különböző módszerekkel végezhetjük.

A nyersenzimet például folyadékkromatográfiával (ioncserés, gélszűrés, affinitás) tisztíthatjuk [Ishii et al.

(1980), DE 2843351 számú szabadalmi leírás vagy a pektin-depolimerázok szelektív gátlásával (pH-sokk, hő-sokk, kémiai inhibitorok, kémiai vagy szerves oldószeres extrakció) [C. Smythe et al. (1952) 2,599,531 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás]. A találmányban meghatározott alkalmazáshoz szükséges, tisztított pektin-észteráz egy másik forrása a DNStechnológiával előállított pektin-észteráz. A rekombináns DNS-technológia használatát példázza az Aspergillus niger pektin-észteráz expressziós klónozása. Ennek a génnek a cDNS-szekvenciáját Khanh és munkatársai írták le [Nucl. Acids Rés., 18, 4262 (1990)]. Expressziós gazdasejt gyanánt Aspergillus niger használható. Azonban a pektin-észteráz poligalakturonázzal, pektin-liázzal és más pektin-depolimerázokkal való lehetséges szennyeződése szempontjából előnyösebb lehet egy heterológ gazdaszervezet használata a pektin-észteráz termelésben.

Alkalmas gazdaszervezetek közé tartoznak a baktériumok és gombák. Előnyösek a Bacillus, Escherichia, Saccharomyces, Kluyveromyces és Aspergillus fajok.

A találmány szerinti pektin-észterázos kezelés elvégezhető a teljes gyümölcsön vagy zöldségen, elvégezhető továbbá az előzőleg felaprított vagy zúzott gyümölcsön vagy zöldségen is. A gyümölcs vagy zöldség pektin-észterázos kezelését a következőképpen végezzük:

- A pektin-észterázt hatékony mennyiségben hozzáadjuk a nyers vagy előkezelt gyümölcshöz vagy zöldséghez, mennyiségét addig változtathatjuk, ameddig a végtermék viszkozitásán nem észleljük biztos hatását. Az előnyös, hatékony mennyiségek - amint a találmány példáiban bemutatjuk - 30-500 PE egység/kg tartományba esnek. Magától értetődik azonban, hogy a pektin-észteráz hatása nemcsak az enzim hozzáadott mennyiségétől függ, hanem attól is, hogy az enzim mennyi ideig fejti ki hatását.

- A kívánt minőségű zselék eléréséhez célszerű kationokat is hozzáadni. Ebben a leírásban ezt kalciumklorid használatával mutatjuk be. A kalciumionokból is hatékony mennyiséget kell adagolni, amely előnyösen 50-300 ppm.

Az 1. példában 250 ppm-et adagolunk kalciumklorid formájában.

- A reakció hőmérséklete nem kritikus, 10-70 °C között változhat.

- A reakció időtartama sem kritikus. Az alkalmazási feltételek mellett kívánatos, hogy a reakcióidőket gazdasági okok miatt - rövidre szabjuk. Kitűnt, hogy egy körülbelül 10 perces reakcióidő az almazselé minőségében jelentős javulást eredményez.

- Végül a reakciót az enzim hőinaktiválásával állítjuk le. Az inaktiválás egybeeshet a termék sterilizálásával, amit a kiszerelés vagy csomagolás előtt végzünk.

A kezelés következtében növekszik a termék elaszticitása és viszkozitása. Enzimes kezelés után a gyümölcsöket és zöldségeket tejipari, sütőipari vagy cukoripari termékekhez, így joghurtokhoz, jégkrémekhez vagy

HU 220 089 Β desszertekhez adhatjuk. A termékek úgy is felhasználhatók, mint dzsemek vagy zselék. Használhatjuk a termékeket csokoládék, kekszek vagy édességek töltésére vagy egyéb élelmiszertermékek bevonására. Ha fagyasztás előtt kezeljük a teljes gyümölcsöket vagy zöldségeket, a felolvasztás után a gyümölcs és zöldség elaszticitása nő. A pektin-észterázos kezelés felhasználható a teljes gyümölcsök vagy zöldségek elaszticitásának javítására. Használhatjuk a pektin-észteráz kezelést blansírozás vagy főzés előtt, hogy késleltessük vagy megakadályozzuk a gyümölcs vagy zöldség elpuhulását.

Van Búrén és Pitifer közölték [J. Food Sci., 57, 1022-1023 (1992)], hogy a főzés előtt végzett, hideg alkalikus pektin dezészterezés késlelteti a zöldség elpuhulását. Várhatóan az enzimes dezészterezés is késlelteti az említett puhulást.

A kezelt gyümölcs és zöldség fent említett közvetlen felhasználásától eltekintve a kisfokban metoxilezett pektinek alkalmazása csökkenti vagy kiiktatja a cukrok vagy más gélképző anyagok felhasználásának szükségességét. A nagyfokban metoxilezett pektintartalmú gyümölcsök vagy zöldségek pektin-észterázos kezelése után az állagjavító (texturáló) adalékanyagok, mint az exogén pektin vagy a magasabbrendű növényekből, tengeri algákból, állatokból vagy mikroorganizmusokból előállított, kocsonyásító vagy állagjavító anyagok (mint az alginát vagy carrageenan) használatát erősen csökkenthetjük.

A kisfokban metoxilezett pektinekkel készült zselék használatának további előnye a nagyfokban metoxilezett pektinzselékkel szemben, hogy ezek a zselék irreverzibilisek. Ez azt jelenti, hogy hevítés és az ezt követő hűtés nem bontja meg a gélt. A tárolás alatti hevítés és hűtés a felelős a dzsemek jól ismert elfolyósodásáért. Fentiekből nyilvánvaló a szakemberek számára, hogy pektin-észteráz használható minden olyan élelmiszerben, amelyben általában kisfokban metoxilezett pektineket alkalmaznak. Az említett dzsemek és zselék mellett ilyen élelmiszerek például a különböző gyümölcstöltelékek, -mázak és -aszpikok. A kisfokban metoxilezett pektin használata helyett úgy járhatunk el, hogy helyben állítjuk elő ugyanezt, nagyfokban metoxilezett pektinből, pektin-észteráz hatása révén. Részlegesen demetoxilezett pektint elvben a gyártási eljárás minden fázisában előállíthatunk.

A találmányt alma és szamóca pektin-észterázos kezelésével szemléltetjük. Bemutatjuk, hogy a viszkozitás tetemesen növekszik demetoxilező enzim használata után, és ez a hatás még kifejezettebb lesz kalciumklorid adagolása következtében. A zselé elaszticitása, amit egy Stevens-féle állaganalizátor (Stevens Texture Analyzer RHEO 91160 Champlan, Franciaország) segítségével, mint grammokban kifejezett ellennyomást mérünk, a pektin-észterázos kezelés hatására nő. Kalcium-klorid hozzáadására az elaszticitás még inkább nőhet.

Más példákkal bemutatjuk, hogy normál előállítási feltételek mellett, az almazselé viszkozitása pektin-észterázzal való kezelés után megnövekszik.

A pektin-észteráz használata jobb konzisztenciát eredményez, a „flow ring” módszenei való mérés szerint. A konzisztencia az almazselé minőségének fontos ismérve. Az almazselégyártásban a pektin-észteráz használata következtében elért egyéb javulás a jobb ízhatásban nyilvánul meg és abban, hogy nincs szabadon elfolyó gyümölcslé.

Az ipari vizsgálatok eredményéből arra lehet következtetni, hogy a pektin-észteráz gazdaságosan használható anélkül, hogy a jelenlegi gyártási eljárást meg kellene változtatni.

A pektin-észteráz használatának beépítése az egyesült államokbeli jelenlegi standard almazselé-gyártási eljárásba, anélkül, hogy az eljárás megváltozna, a pektinészteráz számára igen rövid reakcióidőt (80-120 másodperc) engedne. A pektin-észteráz még ezzel a rövid reakcióidővel is biztosan kedvező hatást fejtene ki a termék minőségére. Ez arra ösztönzött bennünket, hogy tanulmányozzuk, vajon egy hosszabb pektin-észteráz-reakcióidő milyen hatást gyakorol az almazselé minőségére. A laboratóriumi kísérletek arra mutattak, hogy a reakcióidőnek körülbelül 10 percre való növelése még inkább javítja a készítmény minőségét.

Tehát a találmány, további elem gyanánt, egy módosított eljárást tartalmaz az almazselé előállítására. A módosítás abból áll, hogy tárolótankot iktatunk be az almazselé-gyártási eljárásba abból a célból, hogy növeljük a pektin-észteráz tényleges reakcióidejét. Javasoljuk a tárolótankok nitrogén alatt és szobahőmérsékleten való tartását, ha azok az 1) és 2) helyzetben vannak elhelyezve. Előnyös, ha a tárolási idő körülbelül 10 perc, és ennek megfelelően kell megválasztani a tank űrtartalmát.

A találmány szerinti almazselé-előállítás a következő lépésekből áll:

(1) almamosás;

(2) válogatás, a rossz almák eltávolítása;

(3) hámozás és a magház eltávolítása;

(4) válogatás, a rossz almák eltávolítása;

(5) az alma zúzása, aprítása, szeletelése;

(6) az alma beürítése a főzőüstbe;

(7) az alma főzése gőzfűtéssel;

(8) befejező művelet, azaz a csészelevek, héjak, magok és más, nemkívánt részecskék eltávolítása;

(9) cukor hozzáadása;

(10) kiszerelés.

A találmány szerinti eljárás jellemzője, hogy a zúzás, aprítás és szeletelés után pektin-észterázt adunk az almához, a pektin demetoxilezéséhez szükséges mennyiségben.

Az eljárás egy javított változatában tárolótankot iktatunk be az enzimadagolás után és a gőzfutéses főzés előtt. Előnyös, ha a tárolótankokat nitrogén alatt tartjuk a tárolási idő alatt. Ez az időtartam a hőmérséklettől, az adagolt enzim mennyiségétől és az almazselé kívánt konzisztenciájától függően változik.

A pektin-észteráznak az almazselé-gyártásban való használata kiváló (állandó) minőségű almazselé előállítását teszi lehetővé az egész idény folyamán. Mint már az előzőekben említettük, a metoxilezettség foka a szü4

HU 220 089 Β (5 mm) hatoljon be a gélbe. Párhuzamos kísérleteket végeztünk, amelyek eredményét az 1. táblázatban mutatjuk be.

rét után eltelt idővel változik. Egy standard eljárás használata esetén az almazselé minősége tehát az eljárásban felhasznált gyümölcs frissességétől függ. Az enzimes demetoxilezés állandó és reprodukálható metoxilezettségi fokot és ezáltal állandó minőségű gélt vagy almazselét eredményez.

Az alábbi szemléltető példák semmiképp sem korlátozzák a találmány oltalmi körét.

Kísérleti rész

Pektin-észteráz-aktivitás meghatározása.

Ebben a leírásban egy PE egység az enzim azon mennyiségét jelenti, amely egy mikroekvivalens karboxi-metil-csoportot hidrolizál 1 perc alatt 30 °C-on, pH 4,5 mellett. A szubsztrátum Apple pectin (Ruban Brun) 0,5%-os vizes oldata, amelynek metilezettségi foka 70% feletti.

Egy PE egység=0,98 PE nemzetközi egység (NE). A kísérleteket olyan pektin-észterázzal végeztük, amely előnyösen nem tartalmazott pektin-liáz- és poligalakturonáz-aktivitást. A tisztítás standard módszerekkel elvégezhető, mint ahogy ezt a leírásban megemlítjük.

1. példa

Gyümölcs kezelése pektin-észterázzal és ennek hatása az elaszticitásra.

A kísérletekben szamócát és almát használtunk.

A szamócát - zöld részek nélkül - Waring homogenizátorban homogenizáljuk 30 másodpercig, kis sebesség mellett.

Az almát - 33% Golden Delicious, 33% Red Delicious és 33% Granny Smith - szára nélkül először kis darabkákra aprítjuk. Ezután egy Hobart Mixer-re (N50G modell, 2-es sebesség, Kenwood Company) erősített Roto zúzógép (Kenwood Company) segítségével az almát kinyomjuk. A masszát ezután Waring homogenizátorban (32BLBO modell Kenwood Company, USA) 30 másodpercig (nagy sebesség mellett) homogenizáljuk.

A gyümölcspulpot (a szamócát és az almát azonos módon kezeltük) hatszor 300 g-os adagokra osztjuk, és az adagokat egy-egy Erlenmeyer-lombikba öntjük.

A pulphoz pektin-észterázt (240 PE egység/g) adunk, két különböző koncentrációban. Az 1. táblázatból látható, hogy az 1. és 2. lombik tartalmazza a vakpróbát. A 3. és 4. lombik 240 PE egység/kg-ot, az 5. és 6. lombik 500 PE egység/kg-ot tartalmaz.

A lombikokat vízfürdőbe (50 °C) helyezzük, és mágneses keverővei kevertetjük. Egy óra múlva kalcium-kloridot adunk a 2., 4. és 6. lombikhoz. Az enzimaktivitást úgy állítjuk le, hogy az Erlenmeyer-lombikokat 2,5 percre forró vízfürdőbe helyezzük.

Végül a forró pulpot műanyag poharakba (300 ml) töltjük, és 24 óra hosszat állni hagyjuk szobahőmérsékleten.

A zselék elaszticitását (szilárdságát) Stevens-féle állaganalizátor segítségével mérjük. A készülék egy henger alakú dugattyút (plunger) (TA4 1,5 inch=3,8 cm) vezet a gélbe állandó sebességgel (0,5 mm/sec). A szilárdságot az az erő határozza meg (g-ban), amely szükséges ahhoz, hogy a dugattyú meghatározott mélységbe

1. táblázat

Gélszilárdság ellennyomás g-ban kifejezve 5 mm-re való behatolás esetén.

Lombik	Szamóca	Alma
1 Pulp vakpróba	13	45
2 Pulp vakpróba+250 ppm CaCl₂	13	45
3 Pulp+250 PE E/kg	73	121
4 Pulp+250 PE E/kg+250 ppm CaCl₂	56	250
5 Pulp+500 PE E/kg	126	144
6Pulp+500PE E/kg+250 ppm CaCl₂	117	249

Az 1. és 2. lombikban mért alacsony szilárdság jelzi, hogy nem történt gélesedés.

A 3. lombikban, mind az alma, mind a szamóca esetén, létrejött a gélképződés pektin-észteráz hozzáadása után. Magasabb PE koncentrációkkal nőtt a szilárdság (5. lombik).

Világosan látszik, hogy a kalcium-klorid befolyása a gélképződésre a gyümölcs típusától függ. Az alma viszonylag alacsony kalcium-koncentrációja nyilvánvalóan gátolja a magas koncentrációban jelen lévő pektin gyors gélesedését. A kalcium hozzáadása ezután javítja a zselé állagát és a gélesedés sebességét.

A szamócában a kalcium-koncentráció viszonylag magas, alacsony pektintartalommal kombinálva. A kalcium hozzáadás egy nemoptimális kalcium-pektin arányt eredményez, ami kis elaszticitású gél képződéséhez vezet.

2. példa

A pektin-észterázos kezelés hatása az almazselé viszkozitására üzemi feldolgozási feltételek mellett.

Egy tipikusan nagyüzemi (3-5 tonna) feldolgozása esetén az almát (Golden Delicious) mossuk és aprítjuk. A pulp hőmérsékletét 90 °C-ra emeljük olyan módon, hogy 94 °C-on tartott pulphoz friss pulpot adunk 9:1 arányban [ez az úgynevezett Hot-break (hősokk) eljárás], A pulpot 10-15 percig tartjuk 90 °C-on a további feldolgozás előtt.

A zúzás folyamán Rapidase®¹ 9236 enzimet (GistBrocades, Hollandia) adunk a pulphoz 150 g/tonna és 300 g/tonna mennyiségben. Viszkozitást mérünk úgy, hogy különböző időpontokban mintát veszünk, és a mintákat standard hőmérsékletre hűtjük le. A mintákat ezután fix lejtésű lemezre visszük, és a pulp frontja által bejárt távolságot 1 vagy 2 perc múlva megmérjük. Ez a távolság adja a minta viszkozitásának mértékét. Az eredményeket a 2. táblázatban mutatjuk be.

HU 220 089 Β

2. táblázat

Rapidase 9236 adag	150 g/tonna	300 g/tonna
A mcrcs hőmérséklete	33 °C	21 °C	21 °C
	mért távolság mm-ben
1 perc	1 perc	2 perc	1 perc	2 perc
	után	után
Mérés időpontja PE hozzáadás után
0	40	34	38	29	32
20	35	30	34	30	31
25	30	27	30	25	28
30	30	26	29	27	29
35	30	25	30	28	30
40	31	26	30	29	31
45	33	27	31	30	31
55	34	30	34	28	30

Látható, hogy a pulp 25-40 perc között keveredett el teljesen az enzimmel. Ezután és ezelőtt a pulpban nőtt, illetve csökkent a pektin-észteráz mennyisége.

Ana a következtetésre juthatunk, hogy a pektin-ész- 30 teráz-kezelés növeli a viszkozitást a feldolgozás feltételei mellett. A viszkozitás növekedése 300 g/tonna enzim adagolása esetén kisebb volt a vártnál, és ez a pektin-észteráz túladagolásának és ugyanakkor elegendő mennyiségű kalcium hiányának tudható be. 35

3. példa

Pektin-észteráz felhasználása almazselé előállítására szolgáló ipari eljárásban.

Enezim előállítása: 40

Ebben a példában Aspergillus eredetű pektin-észterázt használunk. Az enzimaktivitás 260 PE egység/g volt.

Viszkozitás mérése:

A viszkozitást az USDA (United States Department 45 of Agriculture) által ajánlott „flow ring” (via flow) módszerrel mérjük.

Szabadon elfolyó gyümölcslé mérése:

A szabadon elfolyó gyümölcslevet vizuálisan értékeljük. Mennyiségét a következőképpen jelöljük: 50 + + + sok szabadon elfolyó gyümölcslé;

+ + közepes mennyiségű, szabadon elfolyó gyümölcslé;

+ kis mennyiségű, szabadon elfolyó gyümölcslé;

- nincs szabadon elfolyó gyümölcslé. 55 ízhatás vizsgálata:

Az ízhatást ízlelés révén osztályozzuk. A következő fokozatokat adjuk meg:

- gyenge ízű;

- közepes ízű; 60

- jo rzu;

- nagyon jó ízű.

Ipari almazselé-előállítás gyártási előirata:

Az ipari almazselé-előállítás gyártási lépéseit az alábbiakban ismertetjük. Az Amerikai Egyesült Államokban rendes körülmények között a leírt eljárást használják. Ez az eljárás az Európában használt eljárástól különbözik. Az eljárás vázlatát az 1. ábrán mutatjuk be.

Almazselé-előállítás gyártási előirata az Amerikai Egyesült Államokban:

Az almazselégyártás az alábbi lépésekből áll:

(1) almamosás;

(2) első válogatás a rossz almák eltávolítására;

(3) hámozás és a magház eltávolítása;

(4) második válogatás a rossz almák eltávolítására;

(5) zúzás aprítás · különböző típusú zúzógépeken; szeletelés .

(6) fenékürítő kocsiban szállítás a főzőüsthöz;

(7) gőzfűtésű főzőüst (duplikátor) - a pulp felhevítése 93-94 °C-ra;

(8) befejező művelet - csészelevelek, héjak, magok és egyéb, nemkívánt részecskék eltávolítása;

(9) gyűjtőtank cukor hozzáadáshoz;

(10) kiszerelővonal.

Kísérletek:

Három vizsgálatot végeztünk ipari méretekben. A pektin-észterázt azalatt adtuk a szeletelt almához, mialatt a fenékürítő kocsit a szállítómű a főzőüsthöz szállította. Ennélfogva a pektin-észteráz valóságos reakcióideje nagyon rövid volt, 80-120 másodperc. A szállítás folyamán a reakció hőmérséklete 60 °C volt. Mint fentebb említettük, az elegyet úgy hevítettük fel, hogy egy 93-94 °C hőmérsékletű eleggyel kevertük 1:9 arányban.

HU 220 089 Β

I. Enzimmel való kontaktus időtartama (max.): 80 másodperc. Közepes minőségű alma, aprítógép: durva részecskékké aprítás 1200 g enzim/tonna alma.

Az adagolás helyének hőmérséklete: 60 °C.

	Konzisztencia (középérték)	Szabadon elfolyó gyümölcslé	ízhatás
Enzim nélkül (tesztelés előtt)	6,37	+ +	nincs vizsgálat
Enzimmel	6,01	+	nincs vizsgálat
Enzim nélkül (a vizsgálat végén)	7,04	+ + +	nincs vizsgálat

II. Enzimmel való kontaktus időtartama (max.): 120 másodperc. Jó minőségű alma, aprítógép: kis részecskékké aprítás 1000 g enzim/tonna alma.

Az adagolás helyének hőmérséklete: 60 °C.

	Konzisztencia (középcrtck)	Szabadon elfolyó gyümölcslé	ízhatás
Enzim nélkül
(tesztelés előtt)	5,9	-	jó
Enzimmel	5,4	-	nagyon jó
Enzim nélkül (a vizsgálat végén)	5,9	-	jó

III. Enzimmel való kontaktus időtartama (max.): 120 másodperc. Jó minőségű alma, aprítógép: kis részecskékké aprítás 600 g enzim/tonna alma.

Az adagolás helyének hőmérséklete: 60 °C.

	Konzisztencia (középérték)	Szabadon elfolyó gyümölcslé	ízhatás
Enzim nélkül (tesztelés előtt)	6,26	+ +	jó
Enzimmel	5,75	-	nagyon jó
Enzim nélkül (a vizsgálat végén)	6,32	+ +	jó

Látható, hogy pektin-észteráz hozzáadásával, az almazselé-gyártási eljárás megváltoztatása nélkül, az almazselé ízét javíthatjuk.

A különböző almazselé-készítmények osztályozásának legfontosabb kritériuma a konzisztencia, ami közvetlen összefüggésben van az almában lévő pektin mennyiségével és minőségével. Az ipari vizsgálatok mutatják, hogy pektin-észteráz használata után javul az almazselé konzisztenciája.

A konzisztencia javulásán kívül az ízhatás javulása is megfigyelhető volt. Ezenfelül, mivel a pektin-észteráz használata következtében szabadon elfolyó gyümölcslé nem keletkezett, ez újabb jelét adta az almazselé minőségi javulásának.

A kiindulási értékek közötti különbségek annak a ténynek tudhatok be, hogy a méréseket három különböző termelőberendezésen végeztük el, az almafajták nem voltak azonosak, és valószínűleg különböző évszakból származtak.

4. példa

A pektin-észteráz hatása a konzisztenciára az enzim különböző adagolása mellett.

A kiszerelővonalról (3. példa, II. vizsgálat) hűtés előtt, 65-70 °C mellett, egy kanna (USA gallon=3,78 liter) almazselét vettünk le.

Négy vizsgálatot végeztünk az almazseléből kivett 500 g-os mintákkal. A vizsgálat abból állt, hogy különböző mennyiségű pektin-észterázt adtunk a mintákhoz. Az elegy eket 60 °C-on tartottuk 10 percig, majd ezután 92 °C-ra hevítettük mikrohullámú sütőben (microwave oven). A konzisztencia és a szabadon elfolyó gyümölcslé mennyiségét a 3. példában leírtak szerint mértük.

Kísérlet	Adagolás	Konzisztencia	Szabadon elfolyó gyümölcslé
1	kontroll	5,70	+
2	200 g/tonna	5,0	-
3	400 g/tonna	4,85	-
4	600 g/tonna	4,50	-

Az eredmények mutatják, hogy az almazselé minősége, ami a konzisztenciával és a szabadon elfolyó gyümölcslé mennyiségével jellemezhető, tovább javul, ha növeljük a reakcióidőt és a pektin-észteráz koncentrációját.

Az 5,5 alatt értékek könnyen elérhetők, és ezt az értéket tekintik lényegesnek a termék árának megállapításánál.

5. példa

A pektin-észteráz hatása a konzisztencia különböző hőmérsékletek mellett.

Az almazselét a kiszerelővonalról vettük le, ahogyan az előző példában leírtuk. Az almazselét (500 g-os minták) a jelzett hőmérsékletre hevítettük, és pektin-észterázt adtunk hozzá 400 g/tonna mennyiségben. A mintákat hagytuk lehűlni. A konzisztenciát, a szabadon elfolyó gyümölcslevet és az ízhatást a 3. példa szerint határoztuk meg.

Kísérlet	Hőmér- séklet	Konzisz- tencia	Szabadon elfolyó gyümölcslé	ízhatás
1	kontroll	5,70	+	jó
2	82 °C	5,45	-	jó
3	75 °C	5,30	-	nagyonjó
4	70 °C	5,0	-	nagyon jó
5	65 °C	gél	-	-
6	60 °C	gél	-	-

HU 220 089 Β

Az eredmények mutatják, hogy a konzisztencia, a szabadon elfolyó gyümölcslé és az ízhatás a pektinészteráz használata következtében javult. Ez a hatás hőmérsékletfüggő, ami az enzim aktivitásokra vonatkozóan várható.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

(1) alma mosása;

1. Eljárás gyümölcsöt vagy zöldséget tartalmazó, megnövelt viszkozitású élelmiszer előállítására, azzal jellemezve, hogy

- pektin-metil-észterázt adunk a gyümölcshöz vagy zöldséghez vagy ezek pulpjához a pektin demetoxilezéséhez hatékony mennyiségben;

- kívánt esetben kalcium-kloridot is adagolunk;

- hagyjuk, hogy a gyümölcs vagy zöldség eredetű demetoxilezett pektin gélt képezzen; és

- az így kezelt gyümölcsöt vagy zöldséget a kívánt élelmiszerformába hozzuk.
(2) válogatás a rossz almák eltávolítására;

2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy alapanyagként nagyfokban metoxilezett pektint tartalmazó gyümölcsöt vagy zöldséget használunk.
(3) hámozás és a magház eltávolítása;

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy gyümölcsként almát, szamócát, narancsot, őszibarackot, körtét vagy fekete ribiszkét alkalmazunk.
(4) válogatás a rossz almák eltávolítására;

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kívánt élelmiszerformát pektin- vagy gélképző anyag vagy állományjavító adalékanyag hozzáadása nélkül készítjük.
(5) az alma zúzása, aprítása vagy szeletelése;

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy pektin-metil-észterázként gomba eredetű pektin-észterázt alkalmazunk.
(6) az alma ürítése a főzőüstbe;

6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy egy Aspergillus gomba eredetű pektin-észterázt alkalmazunk.
(7) az alma főzése gőzfűtésű főzőüstben;

7. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy tisztított pektin-metil-észteráz enzimet alkalmazunk.
(8) befejező művelet, azaz a csészelevelek, héjak, magok és más, nemkívánt részecskék eltávolítása;

8. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a pektin-metil-észterázt 30-500 PE egység/kg alapanyag mennyiségben alkalmazzuk.
(9) cukor hozzáadása;

9. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kalcium-kloridot 50-300 ppm mennyiségben adagoljuk.
(10) kiszerelés, azzal jellemezve, hogy a pektin demetoxilezéséhez hatékony mennyiségben pektin-metil-észterázt adunk az almához az alma zúzása, aprítása vagy szeletelése ((5) lépés) után.

10. Eljárás almazselé előállítására, amely az alábbi lépésekből áll:
11. A 10. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy tárolótankot iktatunk be az enzimadagolási lépés után és a gőzfűtéssel való főzési (7) lépés előtt.
12. Gyümölcsöt vagy zöldséget tartalmazó, megnövelt viszkozitású élelmiszer, azzal jellemezve, hogy az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárással készült.
13. A 12. igénypont szerinti élelmiszer, azzal jellemezve, hogy az élelmiszer almazselé, amely a 10. vagy 11. igénypont szerinti eljárással lett előállítva.