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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Behandeln von pflanzlichem Protein, insbesondere auf ein Verfahren zum Behandeln von pflanzliches Protein enthaltenden Materialien, um einen Futterzusatz er- höhten Nährwertes für Tiere zu erhalten.
Es sind bereits verschiedene Verfahren zum Behandeln von pflanzlichem Protein, insbesondere Protein aus Sojabohnen, bekanntgeworden, mit welchen bezweckt wird, die Eigenschaften eines solchen pflanzlichen
Proteins im Hinblick auf seine spätere Verwendung als Futtermittel bzw. als Futtermittelzusatz zu verbes- sern. Es ist beispielsweise bekanntgeworden, Sojamehl in Anwesenheit von Wasser wärmezubehandeln, bei- spielsweise zu kochen. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Sojamehl zu rösten. Sowohl beim Kochen als auch beim Rösten von Sojamehl wird sowohl dessen Schmackhaftigkeit als auch dessen Nährwert verbes- sert.
Es ist auch bekannt, Sojamehl durch Behandeln mit Säuren in ein Produkt mit für Kälber höherem Nähr- wert umzuwandeln, indem eine verdünnte wässerige Suspension von Sojamehl durch Zusetzen von Phosphor- säure und Salzsäure auf einen pH-Wert von 4, 0 gebracht, die angesäuerte Suspension unter Rühren 5 h auf 37 C erwärmt und die so behandelte Suspension auf 40C gekühlt und bei dieser Temperatur bis zum Verfüt- tern an Kälber gelagert wird. Es wird berichtet, dass durch eine solche Behandlung von Suspensionen von
Sojamehl der Nährwert des Sojamehls für junge Kälber erhöht wird.
Es ist auch schon bekannt, Sojamehl mit wasserfreiem Chlorwasserstoff bzw. mit wasserfreiem Ammo- niak zu behandeln, indem in eine mit trockenem Sojamehl beschickte Trommel aus rostfreiem Stahl unter langsamen Drehen der Trommel langsam wasserfreier Chlorwasserstoff oder wasserfreier Ammoniak ein- geleitet wird. Der Nährwert des so behandelten Sojamehls ist höher als jener des unbehandelten Sojamehls.
Obzwar durch Kochen oder Rösten von pflanzlichem Protein, insbesondere Sojamehl, ein einen höheren Nährwert und verbesserten Geschmack besitzendes Produkt erhalten wird, ist ein so hergestelltes Produkt doch noch nicht völlig zufriedenstellend, da es von Kälbern nicht gut verdaut bzw. verwertet wird und auch zum Verfüttern an mit nur einem Magen ausgestattete Tiere (monogastrische Tiere) nicht optimal geeignet ist. Das Behandeln pflanzlicher Proteine mit wässerigen Säuren ist zeitraubend und insofern in der Praxis nicht in wirtschaftlicher Weise durchführbar, als hiebei nur unter Schwierigkeiten lagerbare und transportierbare Suspensionen erhalten werden. Derartige wässerige Suspensionen könnten zwar getrocknet werden, jedoch werden durch diesen zusätzlichen Arbeitsgang und die hiefür erforderliche Einrichtung die Herstellungskosten erhöht.
Das Behandeln von pflanzlichen Proteinen mit wasserfreiem Chlorwasserstoff bzw. mit wasserfreiem Ammoniak ist schwierig zu regeln und führt unter Umständen zu einem Produkt verringerter Schmackhaftigkeit.
Es besteht somit noch immer Bedarf nach einem einfachen und billigen Verfahren zum Behandeln von pflanzlichen Proteinen, durch welches die Schmackhaftigkeit, der Nährwert und die Verdaubarkeit des Proteins soweit erhöht wird, dass es als Tierfutter bzw. als Tierfutterzusatz gut geeignet ist.
Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Herstellen eines Futtermittels oder Futtermittelzusatzes aus pflanzliches Protein enthaltendem Material, z. B. Sojabohnen, bei welchem das pflanzliche Protein enthaltende Material zerkleinert und in Anwesenheit einer physiologisch annehmbaren Säure, z. B.
Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure oder einem Gemisch hievon, und von Wasser unter erhöhtem Druck erwärmt wird, und ein solches Verfahren ist gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erhöhung des Nährwertes der pH-Wert des zerkleinerten, pflanzliches Protein enthaltenden Materials mittels einer geniessbaren Säure auf einen Wert von 1, 0 bis 5, 5 gebracht und der Wassergehalt des angesäuerten proteinhaltigen Materials auf einen Wert von 10 bis 30 Gew.-% eingestellt wird, worauf das erhaltene Gemisch 1 bis 60 min auf eine Temperatur von 135 bis 2320C erhitzt und hiebei bei einem zumindest dem Sattdampfdruck des Gemisches bei Arbeitstemperatur entsprechenden Druck gehalten wird.
Durch diese bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck vorgenommene Behandlung des angesäuerten und wasserhaltigen Proteinsubstrats ergibt sich ein höherer Nährwert und eine bessere Verdaubarkeit des Proteinmaterials als ber blouser Behandlung des Proteinmaterials in Anwesenheit von Säure und Wasser einerseits oder durch blosse Wärmebehandlung des Proteinmaterials unter Druck anderseits erzielbar wäre. Durch Behandelndes pflanzliches Protein enthaltenden Ausgangsstoffes im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens wird ein Futtermittel bzw.
Futtermittelzusatz erhalten, dessen Schmackhaftigkeit, Nährwert und Verdaubarkeit gegenüber der Schmackhaftigkeit, dem Nährwert und der Verdaubarkeit des pflanzliches Protein enthaltenden Ausgangsstoffes oder des in an sich bekannter Weise, beispielsweise durch Rösten, durch Er- hitzen einer angesäuerten undverdünnten wässerigen Aufschlämmung oder durch Behandeln mit wasserfreiem Chlorwasserstoff bzw. wasserfreiem Ammoniak bei Normaldruck und Raumtemperatur, behandelten Protein enthaltenden Ausgangsstoffes wesentlich erhöht ist.
Die den Nährwert des Proteinmaterials erhöhenden Umsetzungen laufen, wie anzunehmen ist, mit einer vom Arbeitsdruck, von der Arbeitstemperatur, der Konzentration der Säure im Proteinsubstrat und dem Feuchtigkeitsgehalt des Proteinsubstrats abhängigen Geschwindigkeit ab, wobei der Umsetzungsgrad von der Umsetzungsdauer abhängig ist. Es ist weiters anzu-
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nehmen, dass die erwähnten Variablen untereinander abhängig sind und die Behandlungsintensität des pflanzliches Protein enthaltenden Materials durch Wahl des Wertes jeder der Variablen innerhalb der oben bzw. später noch angegebenen Grenzen beeinflusst werden kann.
Mit der franz. Patentschrift Nr. 2. 127. 483 ist bereits vorgeschlagen worden, die Verdaubarkeit eines i eiweissreichen Produktes pflanzlichen oder tierischen Ursprungs dadurch zu erhöhen, dass fein zerkleinertes oder pulveriges, eiweissreiches Material tierischen oder pflanzlichen Ursprungs mit einer physiologisch tolerierbaren, wasserlöslichen und sauer oder alkalisch reagierenden Substanz zusammen mit soviel Wasser vermischt wird, dass das erhaltene Gemisch kräftig gerührt werden kann, und dass das erhaltene Gemisch bei einem Druck von zumindest 1, 3 at und einer Temperatur von zumindest 90 C gerührt wird, jedoch wer- ) den bei diesem bekannten Verfahren die Säuren in Form von einem pH-Wert von 4 besitzenden wässerigen Lösungen oder Salze von Säuren in Form von einem pH-Wert von weniger als 6 besitzenden wässerigen Lösungen eingesetzt,
so dass die angesäuerten proteinhaltigen Materialien stets einen pH-Wert von mehr als 5, 5 besitzen und damit die Umwandlung der im Protein enthaltenden Material enthaltenen Stoffe schon aus diesem Grunde nicht so weit fortschreiten kann wie im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens, wozunoch kommt, , dass im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens ein einen Wassergehalt von 10 bis 30 Gew.-% enthaltendes, also ein dem Augenscheine nach festes Produkt erhalten wird, wogegen beim Verfahren gemäss der franz. Patentschrift Nr. 2. 127. 483 ein mit viel Wasser rührfähig gemachtes Gemisch zu verarbeiten ist und dementsprechend ein flüssiges und gegebenenfalls noch zu trocknendes Produkt erhalten wird.
Pflanzliche Proteine enthaltende Stoffe enthalten Enzyme und häufig auch verschiedene wachstumshemmende Stoffe. Aus Sojabohnen hergestellte Produkte enthalten die Harnstoff in Ammoniak und Kohlendioxyd spaltende Urease und den den Abbau von Proteinen durch die proteolytisch wirkenden Enzyme, beispiels - weise Trypsin, des Magen- und Darmtraktes hemmenden Trypsininhibitor. Auf die Anwesenheit von Urease kann einfach aus der auf das Entstehen von Ammoniak zurückzuführenden Änderung des pH-Wertes geschlossen werden. Da Urease analytisch leicht qualitativ und quantitativ bestimmt werden kann und in der Wärme inaktiviert wird, wird das Ergebnis einer Wärmebehandlung häufig durch zeitlich aufeinanderfolgende Bestimmungen der Ureasewirkung im behandelten Stoffgemisch beurteilt.
Obzwar die Erfindung nicht auf eine bestimmte Theorie eingeschränkt werden soll, ist doch anzunehmen, dass im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens im wesentlichen drei Vorgänge zu einer Verbesserung des Geschmacks, des Nährwerts und der Verdaubarkeit des erfindungsgemäss hergestellten Futtermittels bzw. Futtermittelzusatzes beitragen, u. zw. werden die Proteine in einen weniger löslichen Zustand übergeführt, die Aktivität des Trypsininhibitors und anderer im Sojabohnenmehl enthaltener und die Verwertung des Sojabohnenmehl als Nährmittel beeinträchtigender Faktoren verringert und nicht abgebaute oder zum Teil abgebaute Oligosaccharide zu niedrigmolekularen Zuckern, darunter Monosacchariden, abgebaut.
Aus zahlreichen natürlichen proteinhaltigen Pflanzenmaterialien, beispielsweise Sojabohnen oder Baumwollsamen, können die Proteine leicht mittels Wasser extrahiert werden, jedoch werden diese Proteine unter Wärmeeinfluss denaturiert und hiebei in irreversibler Weise in Produkte anderer physikalischer Eigenschaften, vor allem in Produkte geringerer Löslichkeit übergeführt, womit die Extrahierbarkeit der Proteine verringert wird. Das Ausmass der Löslichkeitsverringerung der Proteine wird in der Regel durch den Dispergierbarkeitsindex (imfolgendenals PDI, Protein dispersibillty index, bezeichnet) gemessen, mit welchem die Menge der durch Wasser extrahierbaren Proteine in Prozent der Gesamtmenge an Proteinen angegeben wird. Eine Methode zum Bestimmen des PDI ist in American Oil Chemists'Society (AOCS) mit der "Official Method Ba 10 bis 65" angegeben.
Das Ausmass des Proteinabbaus wird auch durch das Ausmass der Verringerung der Enzymaktivität, beispielsweise der Verringerung der Ureaseaktivität, der Aktivität des Trypsininhibitors oder der Lipoxygenaseaktivität, bestimmt. Im allgemeinen wird mit sinkendem PDI auch das Protein in grösserem Ausmass abgebaut und die Verdaubarkeit des Materials durch monogastrische Tiere aber auch durch Kälber erhöht. Bei unbehandeltem Sojabohnenmehl kann der PDI nahezu 100 betragen, wogegen für im Handel erhältliches geröstetes Sojabohnenmehl der PDI nur 20 betragen kann. Falls jedoch das Sojabohnenmehl einen PDI von weniger als etwa 10 besitzt, sinkt der Nährwert des Sojabohnenmehls stark ab.
Falls Sojabohnenmehl in erfindungsgemässer Weise behandelt wird, wird, am PDI gemessen, ein stärkerer Abbau erzielt und auch die Urease und der Trypsininhibitor stärker inaktiviert.
Es ist aber auch von besonderer Bedeutung, dass im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens Oligosaccharide, vor allem Stachyose, Raffinose und Saccharose, zu niedrigmolekularen Zuckern hydrolysiert werden.
Es wird angenommen, dass in erfindungsgemässer Weise hergestellte Futtermittel bzw. Futtermittelzusätze auf Tiere vor allem deshalb besser wachstumsfördernd wirken, weil die Proteine weitgehender in den unlöslichen Zustand (Verringerung des PDI) übergeführt werden, der Trypsininhibitor und andere die Ernährung störende Bestandteile stärker abgebaut und der Gehalt an leichter verdaubaren Monosacchariden erhöht wird. Es ist bekannt, dass junge Kälber Stachyose, Raffinose und Saccharose nur schlecht verdauen.
Durch Abbau dieser in Sojabohnen vorliegenden komplexen Zucker wird die Verdaubarkeit des Futtermittels
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bzw. Futtermittelzusatzes und die Verwertbarkeit wesentlich erhöht. Durch Abbau der Oligosaccharide zu Monosacchariden bzw. zu weniger komplexen Zuckern kann auch Blähungen entgegengewirkt werden.
ImRahmendes erfindungsgemässen Verfahrens kann im allgemeinen ein beliebiges proteinhaltiges Pflanzenmaterial verarbeitet werden, jedoch ist das erfindungsgemässe Verfahren besonders zum Behandeln von proteinhaltigen Sojaprodukten geeignet, weshalb im Folgenden die Erfindung vor allem im Zusammenhang mit der Behandlung von Sojaprotein erläutert wird, jedoch ist die Erfindung nicht auf die Behandlung von Sojaprotein eingeschränkt.
Das im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens zu verarbeitende pflanzliche Protein bzw. proteinhaltige Pflanzenmaterial soll zweckmässig in Form eines Mehles vorliegen. Falls Sojabohnenmehl verarbeitet wird, kann dieses mit seinem natürlichen Fettgehalt (vollfettes Sojamehl), mit verringertem Fettgehalt aberauchinvon Fettbefreiter Form verarbeitetwerden. Sojamehlverringerten Fettgehaltes kann aus den durch Auspressen des Öls aus Sojabohnenmehl mittels Schneckenpressen anfallenden Presskuchen oder aus zur Gänze von Fett befreitem Sojabohnenmehl durch Zusatz von Fetten hergestellt werden. Falls einem Sojabohnenmehl niedrigen Fettgehaltes Öl zugesetzt wurde, wird ein solches Sojabohnenmehl als nachgefettetes Sojabohnenmehl bezeichnet.
Mit Lecithin versetztes Sojabohnenmehl wird häufig dadurch hergestellt, dass dem Sojabohnenmehl ein Gemisch aus Öl und Lecithin zugesetzt wird.
Von Fett befreites Sojabohnenmehl wird aus den durch Extrahieren von Sojabohnen mittels Lösungsmitteln erhaltenen Extraktionsrückständen hergestellt. Alle der erwähnten Sojamehle werden in der Regel aus geschälten Sojabohnen hergestellt.
Die erwähnten drei Arten von Sojamehlen besitzen annähernd folgende Zusammensetzung.
EMI3.1
<tb>
<tb>
Bestandteil <SEP> Fettfreies <SEP> Sojamehl <SEP> ver- <SEP> Voll- <SEP>
<tb> Sojamehl <SEP> ringerten <SEP> fettes <SEP>
<tb> Fettgehaltes <SEP> Sojamehl
<tb> Protein <SEP> (N <SEP> # <SEP> 6,25) <SEP> 50,5 <SEP> 48,0 <SEP> 41,0
<tb> Wassergehalt <SEP> 6,0 <SEP> 6,0 <SEP> 6,0
<tb> Fett <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> 20, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Faserstoffe <SEP> 3, <SEP> 0 <SEP> 2, <SEP> 8 <SEP> 2, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Asche <SEP> 6,0 <SEP> 5,7 <SEP> 4, <SEP> 9 <SEP>
<tb> Kohlenhydrate <SEP> 30, <SEP> 5 <SEP> 33, <SEP> 8 <SEP> 27, <SEP> 6 <SEP>
<tb> Oligosaccharide, <SEP> insgesamt <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 14, <SEP> 5 <SEP> 12, <SEP> 3 <SEP>
<tb> einzelne <SEP> Oligosaccharide <SEP> :
<SEP>
<tb> Saccharose <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> 8, <SEP> 0 <SEP> 6, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Raffinose <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 1, <SEP> 1 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Stachyose <SEP> 5, <SEP> 6 <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP>
<tb>
Die Teilchengrösse des proteinhaltigen Pflanzenmaterials ist nicht besonders wichtig. Es können grober Schrot und Flocken verwendet werden, obzwar es vorzuziehen ist, ein Material geringerer Teilchengrösse einzusetzen, um dessen Verarbeitung zu erleichtern. Bei Verwendung eines feinkörnigeren Ausgangsstoffes können die erfindungsgemäss behandelten Teilchen in einem zum Neutralisieren desselben verwendetenalkalisehen Neutralisationsmittel leichter verteilt und von diesem durchtränkt werden.
Aus diesen Gründen wird vorzugsweise ein Ausgangsstoff verwendet, in welchem als grösste Teilchen Teilchen mit einer Korngrösse von l, 19 mm vorliegen.
Als geniessbare Säure wird zweckmässig Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure oder ein Gemisch von zumindest zwei dieser Säuren, vorzugsweise Salzsäure und/oder Phosphorsäure, verwendet. Die geniessbare Säure wird hiebei zweckmässig in solcher Konzentration eingesetzt, dass durch Vermischen des Sojamehls mit der Säure ein angesäuertes Sojamehlsubstrat mit einem Wassergehalt von weniger als 30 Gew.-% erhalten wird, also das Sojamehlsubstrat im wesentlichen wie ein trockener Stoff gehandhabt werden kann.
Die geniessbare Säure wird dem Sojamehl in solcher Menge zugesetzt, dass eine 10 Gew.-% Sojamehlfeststoffe enthaltende wässerige Dispersion des mit Säure versetzten Sojamehls einen pH-Wert von etwa 1, 0 bis 5, 5 besitzt.
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Der Wassergehalt des Sojamehlsubstrats ist hiebei zweckmässig so einzustellen, dass dieses Substrat zu
Beginn der Wärme- und Druckbehandlung einen Wassergehalt von zumindest etwa 10 Gew.-% und weniger als etwa 30 Gew.-% besitzt. Falls zunächst ein Überschuss an Wasser eingesetzt und das erhaltene Sojamehlsub- strateinen Wassergehalt von mehr als etwa 30 Gew.-% besitzt, muss dieses überschüssige Wasser durch an- schliessendes Trocknen entfernt werden, womit sich eine unwirtschaftlichere Arbeitsweise ergibt.
Vorzugs- weise wird als geniessbare Säure eine Mineralsäure verwendet, die in der Regel zumindest etwa 1-normal, vorzugsweise zumindest etwa 5-normal ist. Handelsübliche konzentrierte Salzsäure ist etwa 12-normal, wo- gegen handelsübliche Phosphorsäure etwa 25-normal ist.
Während das angesäuerte Sojamehl auf erhöhter Temperatur gehalten wird, wird es unter Überdruck gesetzt, welcher zumindest gleich ist dem der niedrigsten brauchbaren Arbeitstemperatur entsprechenden
Dampfdruck des Wassers. Der Arbeitsdruck kann sich durch Erhitzen des Sojamehlsubstrats in einem ge- schlossenen System von selbst einstellen und wird durch den Dampfdruck bei der Arbeitstemperatur bestimmt.
Die Anwesenheit von Wasser während des Erhitzens ist aller Wahrscheinlichkeit nach wesentlich dafür, dass das erfindungsgemäss behandelte pflanzliche Protein geschmacklich verbessert wird, einen höheren Nährwert erhält und leichter verdaubar wird. Es ist weiters anzunehmen, dass der beim Erhitzen entstehende Wasser- dampf in Anwesenheit der Säure die saure Hydrolyse und den Abbau des Proteins begünstigt, wobei durch
Wahl des Arbeitsdruckes während des Erhitzens das Ausmass der Hydrolyse und die Behandlungsintensität des Substrats in solcher Weise beeinflusst werden kann, dass ein Material optimaler Schmackhaftigkeit, opti- malen Nährwerts und optimaler Verdaubarkeit erhalten wird. Durch Wahl des Arbeitsdruckes kann auch we- sentlich dazu beigetragen werden, dass das Substrat gleichmässig behandelt wird.
Im allgemeinen wird während des Erhitzens bei einem Druck von zumindest etwa 2, 1 atü gearbeitet, was einem Erhitzen im geschlossenen System auf eine Temperatur von 134, 90C entspricht. Der Arbeitsdruck kann aber auch äusserst hoch gewählt werden, wenn erfindungsgemäss ein qualitativ besseres pflanzliches
Protein hergestellt werden soll. Ohne schädliche Wirkungen in Kauf nehmen zu müssen, kann der Arbeits- druck auf zumindest 700 atü erhöht werden. Höhere Arbeitsdrücke als dem Wasserdampfdruck bei der ge- wählten Arbeitstemperatur entspricht, können durch Einführen eines Inertgases in ein geschlossenes System oder auf mechanischem Wege, beispielsweise durch Auspressen des Gemisches durch eine enge Düse, ein- gestellt werden.
Das nach dem Erhitzen vorliegende Produkt kann, soferne es eine geringe Menge an Säure enthält, wie es beispielsweise durch Einstellen des pH-Wertes von Sojamehl auf einen pH-Wert von 4 bis 5, 5 erhalten wird, ohne neutralisiert zu werden, direkt verwendet werden, jedoch ist es auch möglich, das nach dem Er- hitzen vorliegende Produkt mittels geniessbaren Alkalien wie Natriumhydroxyd, Natriumcarbonat, Kalium- hydroxyd, Kaliumcarbonat, Kalziumhydroxyd u. dgl. zu neutralisieren. Falls im Rahmen des erfindungsge- mässen Verfahrens in einem stärker sauren Milieu gearbeitet wird, beispielsweise der pH-Wert eines Soja- mehlsubstrats im Bereiche von etwa 1, 0 bis 4 liegt, wird das erhaltene Produkt neutralisiert und verwendet oder neutralisiert, getrocknet und gelagert.
Vorzugsweise wird im Rahmen des erfindungsgemässen Verfahrens das Sojamehlsubstrat durch eine
Strangpresse, beispielsweise eine Strangpresse nach Wenger, gefördert. In einer Strangpresse nach Wenger ist eine konische Förderschnecke in einem mit einem Heizmantel ummantelten Gehäuse gelagert. Die Schnecke nimmt das strangzupressende Material an ihrem den grösseren Durchmesser besitzenden Ende auf und för- dert es zu einer am dünneren Ende der Schnecke gelegenen Düse, durch welche hindurch das Material angepresst wird. Während des Förderns des Materials entlang der Schnecke wird das Material unter Druckanstieg verdichtet, wobei auch die Temperatur des Materials durch die entstehende Reibungswärme und durch ein durch den Heizmantel hindurchgefördertes Heizmittel erhöht wird.
Beim Verpressen von wasserhaltigem Material entwickelt sichnach Erreichen des Siedepunkts des Wassers Dampf, womit der Druck innerhalb der Strangpresse zumindest auf den der Temperatur des Materials entsprechenden Wasserdampfdruck ansteigt. Beim Hindurchpressen des Gemisches durch die Düse der Strangpresse wird der Druck Im Gemisch stark erhöht. Beim Verarbeiten von angesäuerten, wasserhaltigen, pflanzlichen Proteinmaterialien können an der Düse der Strangpresse Drücke von etwa 70 bis etwa 700 atü auftreten.
Nachdem das Sojamehl in der oben angegebenen Weise in Anwesenheit einer Säure unter Druck wärmebehandelt wurde, kann es unmittelbar als Futtermittelzusatz verwendet werden, dessen Schmackhaftigkeit, Nährwert und Verdaubarkeit besser ist als für den Ausgangsstoff und dessen Nährwert häufig zumindest das Zweifache des Nährwertes des Ausgangsstoffes beträgt. Der Futtermittelzusatz kann so wie er nach der Wärme- und Druckbehandlung anfällt, unmittelbar verwendet oder auch getrocknet werden. Bei Herstellung einiger Futtermittel erwies es sich als wünschenswert, den Futtermittelzusatz zu neutralisieren, jedoch ist eine solche Neutralisation nicht stets erforderlich. Das Neutralisieren kann durch Aufsprühen einer konzentrierten alkalischen Lösung auf das behandelte Sojamehl vorgenommen werden.
Vorzugsweise wird soviel an Neutralisationsmittel eingesetzt, dass der pH-Wert des Endproduktes etwa 5, 0 bis etwa 7, 5 beträgt. Für die meisten Zwecke ist es erwünscht, das erhaltene Produkt zu vermahlen, um vorhandene Klumpen zu zer-
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kleiner und ein Endprodukt einheitlicher Korngrösse zu erhalten.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird im folgenden durch den Erfindungsgegenstand nicht einschränkende Ausführungsbeispiele näher erläutert.
EMI5.1
1 : 227 kgwurde durch Zusetzen eines Gemisches aus Salzsäure und Phosphorsäure angesäuert. Hiebei wurden
3 Gew.-Teilehandelsüblioherkonzentrierter Salzsäure und l Gew.-Teil handelsüblicher konzentrierter Phos- phorsäure miteinander vermischt und das erhaltene Säuregemisch dem Sojamehl in einer solchen Menge zu- gesetzt, dass der pH-Wert des angesäuerten Sojamehlsubstrats 4, 2 betrug.
Das so erhaltene angesäuerte Sojamehlsubstrat wurde in die Mischkammer einer Strangpresse nach Wenger eingebracht und durch gleichzeitiges Zuführen von Wasser und Wasserdampf in die Strangpresse auf einen Wassergehalt von etwa 20 Gew.-% gebracht, wobei die Strangpresse durch Hindurchleiten von Wasser- dampf durch den Heizmantel der Strangpresse beheizt und damit das angesäuerte Sojamehlsubstrat auf sei- nem Wege vom Aufgabeende der Strangpresse zur Düse der Strangpresse von einer Temperatur von 1350C auf eine Temperatur von 162, 70C erhitzt und über den grössten Teil seines Förderweges innerhalb der Strang- presse auf der zuletzt angegebenen Temperatur gehalten wurde. Die Verweilzeit des Substrats in der Strang- presse betrug etwa 3 min.
Das Sojamehl trat aus der Strangpresse mit einer Temperatur von etwa 162, 7 C und einem Druck von etwa 210 atü aus.
Im Anschluss an die obigen Arbeitsschritte wurde das aus der Strangpresse ausgepresste Material mit Natriumhydroxyd auf einenpH-Wert von 5, 5 neutralisiert. Der so erhaltene Futtermittelzusatz wurde sodann auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8 Gew.-% getrocknet, worauf das erhaltene trockene Produkt auf Mehlfein- heit vermahlen wurde. Zwischen dem als Ausgangsstoff eingesetzten Sojamehl und dem erhaltenen Futter- mittelzusatz bestanden die folgenden Unterschiede hinsichtlich des Gehaltes an Sacchariden.
EMI5.2
<tb>
<tb>
Gew.-%
<tb> Saccharide <SEP> Vor <SEP> der <SEP> Be-Nach <SEP> der
<tb> handlung <SEP> Behandlung <SEP>
<tb> Stachyose <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 1,0
<tb> Raffinose <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Saccharose <SEP> 8, <SEP> 2 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Glucose-1, <SEP> 0
<tb> Fructose-0, <SEP> 7 <SEP>
<tb> Galactose-0, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Wie sich aus der obigen Tabelle ergibt, wurde beim Arbeiten nach Beispiel 1 ein wesentlicher Teil der im Ausgangsstoff vorliegenden Oligosaccharide und Disaccharide zu einfacheren Stoffen abgebaut.
Der in der oben angegebenen Weise aus Sojamehl hergestellte Futtermittelzusatz wurde zu einem Futtermittel verarbeitet, das
EMI5.3
<tb>
<tb> 25 <SEP> Gew.-% <SEP> des <SEP> wie <SEP> oben <SEP> hergestellten <SEP> Futtermittelzusatzes
<tb> 10 <SEP> Gew.-% <SEP> tierisches <SEP> Fett
<tb> 60 <SEP> Gew. <SEP> -% <SEP> Molke <SEP> und
<tb> 5 <SEP> Grew.-% <SEP> vitaminhaltiges <SEP> Gemisch
<tb>
enthielt und über einen Zeitraum von einem Monat an Kälber verfüttert wurde.
Der in der oben angegebenen Weise aus Sojamehl hergestellte und einen PDI von 15 besitzende Futtermittelzusatz wurde mit einem einen PDI von 30 besitzenden gerösteten Sojamehl verglichen, das ebenfalls zu einem Futtermittel der oben angegebenen Zusammensetzung (25 Gew.-% gerostetes Sojamehl) verarbeitet wurde. Auf Grund der Fütterungsversuche zeigte sich, dass ein in erfindungsgemässer Weise behandeltes Sojamehl enthaltendes Futtermittel eine um zumindest 25% höhere Gewichtszunahme ermöglichte als ein unter Verwendung von nicht in erfindungsgemässer Weise behandeltem Sojamehl hergestelltes Futtermittel.
Der in der oben angegebenen Weise aus Sojamehl hergestellte Futtermittelzusatz wurde zum Herstellen eines Futtermittels für Kälber verwendet. Im Rahmen der durchgeführten Versuche wurde die Gewichtszunahme von Kälbern, welche mit einem ausschliesslich von Molkereiprodukten abgeleiteten Milchersatzprodukt versorgt wurden, mit der Gewichtszunahme von Kälbern verglichen, welche mit einem 15 Gew.-% des in der oben angegebenen Weise behandelten Sojamehls enthaltenden Milchersatzprodukt versorgt wurden.
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Beide Milchersatzprodukte enthielten 24 Gew.-% Protein und 10 Grew.-% tierisches Fett.
Nach 6 Wochen Versuchsdauer wurde an den Kälbern im Durchschnitt folgende Gewichtszunahme festgestellt.
EMI6.1
<tb>
<tb> Futtermittel <SEP> durchschnittliche <SEP> Gewichtszunahme
<tb> pro <SEP> Kalb <SEP> In <SEP> kg
<tb> Vergleichsfutter <SEP> (ausschliesslich <SEP> Milchproteine) <SEP> 16, <SEP> 62 <SEP>
<tb> Versuchsfutter <SEP> (enthält <SEP> 15 <SEP> Gew.-%
<tb> erfindungsgemäss <SEP> modifizierten <SEP> Sojamehls <SEP> 20, <SEP> 70 <SEP>
<tb>
Aus den obigen Angaben ist zu entnehmen, dass in erfindungsgemässer Weise behandeltes Sojamehl einen Futtermittelzusatz darstellt, welcher in an Kälber zu verfütternden Milchersatzprodukten die aus Milch stammenden Eiweissstoffe zu ersetzen imstande ist.
Beispiel 2 : Ein mittels Lösungsmitteln von Fett befreites Sojabohnenmehl wurde durch Zugabe eines Gemisches von Salzsäure und Phosphorsäure angesäuert, wobei das Gemisch der Säuren durch Vermischen von 3 Gew.-Teilen handelsüblicher konzentrierter Salzsäure und 1 Gew.-Teil handelsüblicher konzentrierter Phosphorsäure hergestellt und das so hergestellte Säuregemisch dem Sojabohnenmehl in solcher Menge zugesetzt wurde, dass das Gemisch einen pH-Wert von 4, 2 und einen Wassergehalt von 10 Gew.-% besass.
Das so hergestellte Gemisch wurde mit einer Temperatur von 135 C in einer Menge von 1362 kg/h in eine Strangpresse eingebracht, deren Heizmantel mittels Dampf beheizt wurde und in welcher das Gemisch über nahezu den gesamten Förderweg innerhalb der Strangpresse auf einer Temperatur von 1630C gehalten wurde. Die Verweilzeit des Gemisches in der Strangpresse betrug etwa 3 min. Das Gemisch wurde aus der Strangpresse über eine 20 Löcher von 0, 95 cm aufweisende Siebplatte mit einer Temperatur von 163 C und einemDruckvon etwa 70 kg/cm ausgepresst, wobei die aus der Siebplatte austretenden Stränge mittels eines rotierenden Messers zu Granulat zerteilt wurden, das leicht zu einem groben Pulver zerrieben werden konnte.
Das so erhaltene Material wurde anschliessend mit wässeriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 5, 5 gebracht, dann auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 8 Gew.-% gebracht und schliesslich zu einem Mehl vermahlen. Bei der chromatographischen Untersuchung des erhaltenen Produktes wurden folgende Gehalte desselben an Sacchariden festgestellt :
EMI6.2
<tb>
<tb> Gew. <SEP> -%
<tb> Saccharide <SEP> vor <SEP> der <SEP> Behandlung <SEP> nach <SEP> der <SEP> Behandlung
<tb> Stachyose <SEP> 5, <SEP> 5 <SEP> 1, <SEP> 0 <SEP>
<tb> Raffinose <SEP> 1, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP>
<tb> Sucrose <SEP> 6, <SEP> 9 <SEP> 4, <SEP> 1 <SEP>
<tb> Hexosen <SEP> 0, <SEP> 3 <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP>
<tb>
Aus der obigen Analyse ergibt sich, dass bei Behandlung des Sojabohnenmehl nach dem erfindungsgemässen Verfahren der grösste Teil der Oligosaccharide und der Disaccharide zu einfacher gebauten Zuckern abgebaut wurde.
Das in der oben angegebenen Weise hergestellte Produkt wurde zu einem an Kälber zu verfütternden Futtermittel entsprechend der folgenden Aufstellung verarbeitet :
EMI6.3
<tb>
<tb> Bestandteil <SEP> Gew. <SEP> -%
<tb> wie <SEP> oben <SEP> hergestelltes <SEP> Produkt
<tb> (PDI <SEP> = <SEP> 15) <SEP> aus <SEP> Sojamehl <SEP> 25
<tb> tierisches <SEP> Fett <SEP> 10
<tb> Käsemolke <SEP> 60
<tb> Vitaminkozentrat <SEP> 5
<tb>
EMI6.4
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Vergleichs zwecken an andere Kälber ein Futtermittel verabreicht wurde, welches an sich die oben angege- bene Zusammensetzung besass, jedoch statt des in erfindungsgemässer Weise hergestellten und einen PDI von 15 besitzenden Produktes ein handelsübliches geröstetes Sojabohnenmehl mit einem PDI von 30 enthielt.
Nach
Ablauf der einmonatigen Fütterungsperiode wurde an den mit einem ein in erfindungsgemässer Weise hergei stelltes Produkt enthaltenden Futtermittel gefütterten Kälbern eine zumindest um 25% grössere Gewichtszu- nahme festgestellt als bei mit dem zu Vergleichs zwecken verwendeten Futtermittel gefütterten Kälbern.
Das in der oben angegebenen Weise behandelte Sojabohnenmehl wurde in einem Anteil von 15 Gew.-% als
Futtermittelzusatz in einem Futter für Kälber verwendet, welches 24 Gew.-% Proteine und 10 Gew.-% tieri- sches Fett enthielt. Zu Vergleichszwecken wurde an andere Kälber ein Futtermittel des gleichen Proteingehalts und des gleichen Gehaltes an tierischem Fett verfüttert, wobei das in diesem Futtermittel enthaltene Protein ausschliesslich aus Molkereiprodukten stammte.
Nach einer Fütterungsdauer von 6 Wochen wurden an den Kälbern folgende Gewichtszunahmen festgestellt :
EMI7.1
EMI7.2
<tb>
<tb> Futtermittel <SEP> Durchschnittliche <SEP> Gewichtszunahme
<tb> pro <SEP> Kalb
<tb> Ausschliesslich <SEP> Proteine <SEP> aus
<tb> Molkereiprodukten <SEP> 16, <SEP> 6 <SEP> kg
<tb> Futtermittel <SEP> mit <SEP> einem <SEP> Gehalt
<tb> von <SEP> 15 <SEP> Gew.-% <SEP> in <SEP> erfindungs <SEP> ge- <SEP>
<tb> mässer <SEP> Weise <SEP> behandeltem <SEP> Sojabohnenmehl <SEP> 20, <SEP> 6 <SEP> kg
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Es zeigt sich somit, dass in erfindungsgemässer Weise behandeltes Sojabohnenmehl einen Futterzusatz darstellt, welcher dazu geeignet ist, das in Milchersatzprodukten für Kälber enthaltene und aus Molkerei- produkten gewonnene Protein zu ersetzen.
Ohne aus dem Rahmen der Erfindung zu treten, kann das erfindungsgemässe Verfahren in verschiedener
Weise abgeändert werden. Hiebei ist insbesondere zu bedenken, dass die Erhöhung des Nährwertes von der eingesetzten Menge an Säure, dem Ausmass des Erhitzens und der Höhe des während des Erhitzens eingehal- tenen Arbeitsdruckes abhängt. Auch wenn einige Arbeitsbedingungen ausserhalb der in der Beschreibung an- gegebenen Bereiche gewählt werden, kann eine gewisse Verbesserung des Nährwertes von pflanzlichen Pro- teinen erzielt werden, die, selbst wenn sie nur gering sein sollte, für gewisse Zwecke durchaus ausreichend sein kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Herstellen eines Futtermittels oder Futtermittelzusatzes aus pflanzliches Protein enthaltendem Material, z. B. Sojabohnen, bei welchem das pflanzliche Protein enthaltende Material zerkleinert und in Anwesenheit einer physiologisch annehmbaren Säure, z. B. Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Milchsäure, Zitronensäure oder einem Gemisch hievon, und von Wasser unter erhöhtem Druckerwärmtwird, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Erhöhung des Nährwertes derpH-Wert des zerkleinerten, pflanzliches Protein enthaltenden Materials mittels einer geniessbaren Säure auf einen Wert von 1, 0 bis 5, 5 gebracht und der Wassergehalt des angesäuerten proteinhaltigen Materials auf einen Wertvon10bis 30 Gew.-% eingestellt wird,
worauf das erhaltene Gemisch 1 bis 60 min auf eine Temperatur von 135 bis 2320C erhitzt und hiebei bei einem zumindest dem Sattdampfdruck des Gemisches bei Arbeitstemperatur entsprechenden Druck gehalten wird.