Praktikum Lebensmitteltechnik (Teil Kühn) - Praktikum

1. Invertase

   • Substrat: Saccharose (Haushaltszucker)

   • Produkt: Glucose und Fructose (Invertzucker)

   • Funktion: Spaltung von Saccharose in ihre Monosaccharide, wird oft in der Süßwarenherstellung verwendet.

2. Polyphenoloxidase

   • Substrat: Polyphenole (z. B. Catechine)

   • Produkt: Quinone (führen zur enzymatischen Bräunung)

   • Funktion: Verantwortlich für die Bräunung von Früchten und Gemüse bei Verletzungen oder Schnittstellen.

3. Peptidasen/Proteasen (z. B. Papain, Bromelain, Ficin)

   • Substrat: Proteine

   • Produkt: Peptide und Aminosäuren

   • Funktion: Teilhydrolyse von Proteinen, z. B. als Fleischzartmacher („Tenderizer“).

4. Amylasen

   • Substrat: Stärke (Amylose und Amylopektin)

   • Produkt: Maltose, Glucose (je nach Art der Amylase)

   • Funktion: Abbau von Stärke zur Gewinnung von Glucose, z. B. in der Bierbrauerei und Fruchtsaftherstellung.

5. Pektinasen (z. B. Polygalacturonase, Pektinlyase, Pektinmethylesterase)

   • Substrat: Pektine (Strukturpolysaccharide in Zellwänden von Pflanzen)

   • Produkt: Galacturonsäure, kleinere Pektin-Fragmente

   • Funktion: Abbau von Pektin, um Fruchtsaft zu klären oder die Extraktion zu verbessern.

Endogene Enyzme Endogene Enzyme sind natürliche Proteine, die vom Körper produziert werden und in biochemischen Prozessen wichtige Funktionen zur Stoffwechselregulation und Zellaktivität ausüben.

Zitronensäure kann mit Kupfer-Ionen (Cu²⁺) reagieren. Sie „umhüllt“ die Kupfer-Ionen und bildet einen stabilen Komplex

Die pH -Wert Senkung stört die Aktivität des Enzyms PPO

Ascorbinsäure (Vitamin C) wirkt als Reduktionsmittel. Sie "macht den ersten Schritt der Bräunung rückgängig", indem sie ortho-Chinon zurück zu ortho-Diphenol reduziert.

1. Zerkleinerung:

   • Äpfel werden zerkleinert, um Maische zu erzeugen

1. Maischebehandlung:

   • Enzyme werden zugegeben, um Zellwände aufzubrechen und Saftaustritt zu erleichtern.

2. Pressen:

   • Saft wird aus der Maische gepresst, übrig bleibt Trester.

3. Separation:

   • Trubstoffe werden vom Rohsaft getrennt.

Klären und Schönen

1. Apfelsafttypen:

   • Direktsaft: Wird geklärt, geschönt und direkt pasteurisiert.

   • Konzentrat: Saft wird konzentriert (Wasserentzug), Aromastoffe und Schonungsmittel werden hinzugefügt.

2. Pasteurisation:

   • Beide Saftarten (Direktsaft & Konzentrat) werden haltbar gemacht.

Reaktionstyp: Hydrolyse

• Polygalacturonase spaltet die α-1,4-glykosidische Bindung zwischen den Galacturonsäure-Monomeren.

PME entfernt die Methylgruppen (-CH₃) von den veresterten Carboxylgruppen. Dadurch entsteht freie Galacturonsäure (-COOH) und Methanol (MeOH)

Pektinlyase (PL) spaltet die α-1,4-glykosidische Bindung in Pektin ohne Wasserzugabe (anders als Polygalacturonase).

Beispiel: Destillation – Trennung von Flüssigkeiten basierend auf unterschiedlichen Siedepunkten.

Beispiel: Extraktion – Trennung durch unterschiedliche Löslichkeiten in einem Lösungsmittel.

Beispiel: Destillation – Trennung von Flüssigkeiten basierend auf unterschiedlichen Siedepunkten.

1. Diffusionsprozess:

   • Stoffe bewegen sich entlang eines Konzentrationsgradienten.

2. Treibende Kraft:

   • Konzentrationsunterschied zwischen Feststoff und Lösungsmittel.

3. Extraktionsmittel:

   • Dringt durch osmotische Kräfte und Kapillarkräfte in den Feststoff ein.

4. Löslichkeit:

   • Substanzen lösen sich je nach Polarität im Extraktionsmittel.

5. Massentransfer:

   • Gelöste Stoffe wandern aus dem Feststoff in das Extraktionsmittel.

6. Ziel:

   • Effiziente Überführung von gewünschten Verbindungen aus einem Feststoff in eine Flüssigkeit.

Delta c (Konzentrationsunterschied):

• Großes Delta c: Schnellere Diffusion, effizienter Extraktionsprozess.

• Kleines Delta c: Langsamere Diffusion, weniger effizient

1. Konzentrationsgradient:

   • Treibende Kraft; je größer, desto schneller die Extraktion.

2. Löslichkeit:

   • Abhängig von der Polarität des Extraktionsmittels.

3. Verhältnis Feststoff/Extraktionsmittel:

   • Viel Feststoff = schnelle Sättigung.

4. Partikelgröße:

   • Kleinere Partikel: Kürzere Diffusionswege, größere Oberfläche, aber mögliche Filtrationsprobleme.

5. Temperatur:

   • Erhöht Diffusionsgeschwindigkeit, verbessert Löslichkeit, kann jedoch zu Zersetzung führen.

6. pH-Wert:

   • Beeinflusst Löslichkeit und Stabilität der Zielkomponenten.

Prozess in Stichworten:

1. Eingaben:

   • Extraktionsgut (F): Feststoff oder Ausgangsmaterial mit Zielsubstanzen.

   • Extraktionsmittel (L): Lösungsmittel, das Zielsubstanzen herauslöst.

2. Prozess:

   • Extraktionsmittel löst die Zielsubstanzen aus dem Extraktionsgut.

3. Ausgaben:

   • Extrakt (E): Lösungsmittel mit herausgelösten Zielsubstanzen.

   • Raffinat (R): Zurückbleibender Feststoff oder Rückstand ohne Zielsubstanzen

1. Gleichstrom (a):

   • Flussrichtung von Extraktionsmittel und Feststoff ist gleich.

   • Konzentrationsgradient sinkt schnell, dadurch geringere Effizienz.

   • Extraktion endet, wenn Gleichgewicht erreicht ist.

2. Gegenstrom (b):

   • Flussrichtung von Extraktionsmittel und Feststoff ist entgegengesetzt.

   • Konzentrationsgradient bleibt länger bestehen, daher höhere Effizienz.

   • Bessere Ausbeute der Zielkomponente.

1. Zuckerrübenverarbeitung:

   • Waschen & Zerkleinern: Zuckerrüben werden in Schnitzel geschnitten.

   • Extraktion: Zucker wird aus den Rübenschnitzeln mit Wasser gelöst.

2. Rohsaft:

   • Reinigen: Zugabe von Kalkmilch und Entfernung von Verunreinigungen.

   • Eindampfen: Rohsaft wird zu Dünnsaft konzentriert.

3. Dünnsaft:

   • Weiteres Eindampfen zu Dicksaft.

4. Dicksaft:

   • Kristallisation: Bildung von Kristallzucker und Sirup.

   • Abtrennen: Zucker wird zentrifugiert; Nebenprodukte: Sirup und Melasse.

5. Rohzucker:

   • Affinade: Umkristallisation und Reinigung.

   • Raffinade: Herstellung von hochreinem Raffinadezucker.

Stichpunkte:

• Zugabe von Kalkmilch (Ca(OH)₂): Proteine, Polysaccharide, und Anionen ausgefällt.

• Hitze & pH-Wert 12: Abscheidung unerwünschter Stoffe.

• Behandlung mit CO₂: Bildung von Calciumcarbonat (CaCO₃), dient als Filtermittel.

Chemische Erklärung (in einem Satz):

Kalkmilch (Ca(OH)₂) hebt den pH-Wert an, was Proteine und Verunreinigungen ausfällt,

während CO₂ Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat (CaCO₃) umwandelt, das als Filtermittel weitere Stoffe bindet und einen klaren Dünnsaft liefert.