BE1018166A3 - Werkwijze voor het behandelen van soyabonen. - Google Patents

Abstract

Werkwijze voor het behandelen van soyabonen, daardoor gekenmerkt dat volvette soyabonen worden gebruikt, en dat ze met minstens één enzyme worden behandeld dat achteraf door thermische behandeling wordt gedesactiveerd.

Description

Werkwijze voor het behandelen van soyabonen

De huidige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van soyabonen.

Meer speciaal is de uitvinding bedoeld voor een werkwijze om volvette soyabonen om te zetten in hoogwaardige tussenproducten en/of voedingsstoffen.

Klassiek zijn volvette soyabonen eerst te reinigen, en vervolgens gedurende uren te laten conditioneren in een vochtig milieu om onthulling te vergemakkelijken.

Vervolgens worden de bonen gebroken en onthuld en dan op walsen tot vlokken omgevormd.

Deze vlokken worden dan verder met hexaan of alcohol behandeld teneinde de olie eruit te extraheren, vervolgens gedroogd, waarna alle restanten van het solvent er terug grondig uit dienen te worden verwijderd.

De ontvette vlokken worden dan meestal verder verwerkt tot soyabloem, soya proteïne concentraat, of soya proteïne isolaat.

Hierbij worden verschillende werkwijzen toegepast die een aaneensluiting van processen omvatten, zoals onder andere malen en zeven; meerdere temperatuursbehandelingen; uitwassen met water; extractie onder isoëlektrische condities; extractie met water-alcohol mengsels; behandeling onder alkalische condities gevolgd door ultracentrifugatie; behandeling van de bovendrijvende vloeistof onder zure condities; opnieuw oplosbaar maken van neergeslagen proteïnes, enz.

Wij merken hier speciaal op dat dergelijke behandelingen meestal vertrekken van in water gesuspendeerde ontvette soyabonen, of derivaten ervan, waarbij het watergehalte klassiek ligt tussen 80 en 95%, en dat dit water er achteraf terug dient uit te worden verwijderd.

Het is eveneens bekend, bijvoorbeeld uit US 4.100.024, om polypeptides te maken van soya proteïne door deze te hydrolyzeren met behulp van enzymen. Dit gebeurt dan door te vertrekken van een substraat, zoals soya proteïne concentraat of soya proteïne isolaat, vervaardigd zoals hierboven beschreven, en door dit vervolgens in suspensie te brengen in water aan een concentratie gelegen tussen 5-20 gewichts %, er vervolgens een proteïnase aan toe te voegen in een concentratie van 4-25 Ansons per kilogram soya proteïne, en verder te werken in alkalisch milieu.

Na het bereiken van de beoogde hydrolysegraad wordt het enzyme gedesactiveerd door toevoeging van een voedingszuur, waarna de bovendrijvende vloeistof, bestaande uit polypeptides, wordt afgezonderd.

Als enzyme gebruikt men het proteïnase van Bacillus licheniformis, bij een pH van 7.5-8.5, en bij een substraat concentratie van 8-15%, tot een hydrolysegraad van 9.5 tot 10.5% bereikt is.

Als voedingszuur en desactivator van het enzyme wordt citroenzuur gebruikt.

Nadelen van dergelijke werkwijzen zijn dat de soyabonen eerst dienen te worden ontvet, dat de extractie met hexaan en alcohol gevaarlijk is en speciale apparatuur en voorzorgsmaatregelen vereist, en tevens hoge installatie-en werkingskosten met zich meebrengt, dat de opeenvolgende verwerkingmethodes sterk energieverbruikend, tijdrovend en milieubelastend zijn, en dat ze bovendien negatieve effecten kunnen hebben op de voedingswaarde, smaak of kleur van het eindproduct.

De overmaat aan water dient eveneens achteraf speciaal te worden verwijderd hetgeen hoge energiekosten en bijkomende installatie- en verwerkingskosten met zich meebrengt, en bovendien sterk milieubelastend is.

Het bekomen van een consistent eindproduct levert meestal heel wat moeilijkheden op.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden doordat zij voorziet in een werkwijze waarbij volvette soyabonen worden gebruikt, die met minstens één enzyme worden behandeld dat achteraf door thermische behandeling wordt gedesactiveerd.

Voordeel van deze werkwijze is dat de soyabonen niet eerst dienen te worden ontvet waardoor ze hun maximale voedingswaarde, smaak en kleur behouden, en op zeer efficiënte wijze, energiebesparend en milieuvriendelijk kunnen worden verwerkt.

Ook zijn voor het toepassen van de uitvinding minder dure en gecompliceerde installaties nodig en kan op veel kortere tijd het beoogde resultaat worden bereikt met inzet van minder arbeidskrachten.

Bovendien garandeert de enkelvoudige, respectievelijk meervoudige, enzymatische ontsluiting van de volvette soyabonen een hogere verteerbaarheidsgraad, niet alleen voornamelijk bij kleinere dieren, maar ook bij vissen in het algemeen.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van de werkwijze voor het behandelen van soyabonen.

Volgens een voorkeurdragend kenmerk van de uitvinding worden volvette soyabonen eerst gebroken, onthuld, fijngemalen of fijngebroken.

Vervolgens worden ze met warm water bevochtigd tot een vochtgehalte van maximaal 25%w wordt bereikt, dit in tegenstelling tot de klassieke verwerkingmethodes waarbij meestal een suspensie dient te worden gemaakt die 70-95 % water bevat.

Hiertoe maakt men met voordeel gebruik van een mixer, menger of drukcontainer, waarbij bij voorkeur onder een druk van 1 bar wordt gewerkt, en bij een temperatuur die ligt tussen de 60 en 80°C.

Eens de gewenste vochtigheidsgraad van maximaal 25% bereikt wordt, wordt aan de opgewarmde massa een proteïnase, in dit geval papaine, toegevoegd.

Dit laatste wordt getrokken uit de latex van de vrucht van de plant Carica papaya, of Vasconcellea cundinamarcensis, en is een breedspectrum enzyme.

Het is in staat, zowel peptides, als eiwitten te hydrolyseren.

Dit papaine heeft bijvoorbeeld een concentratie van 60-200 TU/mg en werkt best bij neutrale pH.

Teneinde dit te bereiken wordt de pH afgesteld door aan het bevochtigingswater, hetzij natriumhydroxide, hetzij zoutzuur toe te voegen, al naargelang de vereisten en de oms tandigheden.

De optimale temperatuur voor de enzymatische hydrolyse ligt bijvoorbeeld tussen de 60 tot 80°C, en wordt voor een tijdsduur van minimum 15 tot 20 minuten aangehouden.

Het voortschrijden van de reactie kan gemakkelijk worden gevolgd door in functie van de tijd de viscositeit op te volgen die afneemt naarmate de hydrolyse verder doorgedreven wordt.

Bij de reacties die door het enzyme worden veroorzaakt zijn, kan men onder andere een proteolytische activiteit onderscheiden waarbij eiwitten naar peptides en eventueel aminozuren worden gesplitst, gevolgd door een esterase activiteit waarbij uit esters een vrije carboxylgroep en een alcoholgroep worden vrijgezet, en tenslotte nog een amidase activiteit, waarbij amide bindingen gesplitst worden in vrije carboxylgroepen en amines.

Dit macereren en enzymatisch ontsluiten van de volvette soyabonen geschiedt bij voorkeur in een daarvoor ontworpen processor, die voorzien is van een roerwerk waardoor de massa continu in beweging wordt gehouden, die bovendien temperatuurregelbaar is via een dubbele wand, en, in voorkomend geval, eveneens onder een lichte overdruk van maximaal 3 bar kan worden geplaatst.

Deze gemacereerde enzymatisch behandelde soyabonen verlaten in een voorkeurdragende uitvoering deze processor en worden vervolgens in een doorlopende processtroom naar een tweede processor gebracht, die in voorkomend geval, onder de eerste is aangebracht, en waarin een tweede enzymatische bewerking wordt uitgevoerd.

Deze tweede processor kan eveneens gevormd worden door een afgescheiden zone, of compartiment, of onderverdeling van de eerste processor waarvan hij een integraal deel uitmaakt, en hoeft dus niet noodzakelijk volledig gescheiden te zijn of onder de eerste processor te zijn aangebracht.

In deze tweede processor (of in een afgescheiden zone van de eerste) wordt aan de warme en vochtige massa een tweede enzyme toegevoegd en wel onder de vorm van alfa-galactosidase.

Hierdoor worden de slecht verteerbare oligosachariden, zoals bijvoorbeeld raffinose, stachyose en verbascose in oplosbare sucroseverbindingen omgezet.

Dit enzyme is in staat zijn activiteit uit te oefenen op een massa die een vochtgehalte heeft van minder dan 25%, wat in ons geval van toepassing is.

Na deze dubbele, enzymatische behandeling ondergaan te hebben, wordt de massa blootgesteld aan een thermische behandeling door ze voor een periode van minstens 15 tot 20 minuten op te warmen tot 90-100°C, waardoor de gebruikte enzymes verder worden gedesactiveerd.

Op deze wijze wordt nuttig gebruik gemaakt van technische enzymes met zeer grote werkingskracht, die op producten met laag vochtgehalte kunnen werken, en op korte tijd een eindproduct met hogere verteringswaarde kunnen leveren.

In een andere voorkeurdragende uitvoeringsvorm wordt de massa bekomen door toepassen van de enzymatische ontsluiting van de proteïnes, zoals beschreven in de eerste stap, of deze verkregen in de omzetting van de onoplosbare suikers, zoals beschreven in de tweede stap, of nog de massa verkregen door een combinatie van beide hoger beschreven werkwijzen, verder verwerkt door het materiaal te expanderen zodat nog een bijkomende thermische afwerking erop kan worden uitgevoerd.

In een andere uitvoeringsvorm wordt dit materiaal, zoals hoger beschreven, al dan niet geëxpandeerd, tot korrels geperst.

In een andere uitvoeringsvorm wordt dit materiaal, al dan niet in de vorm van geperste korrels, in een banddroger met warme lucht van minimum 90°C gedroogd, en nadien in een koeler tot omgevingstemperatuur terug afgekoeld.

Hierbij wordt typisch een eindvochtgehalte bekomen dat lager ligt dan 10%, en een typisch vrijwatergehalte van 0,4 tot 0,8 %, waarbij de pdi (proteïne dispersibility index) typisch tussen 18 en 22% ligt, met een antitrypsine waarde die lager is dan 5500 TlU/mg, met een urease waarde van om en bij de 0.02, en een vrij oliegehalte van bijvoorbeeld minimum 92%.

In een andere uitvoeringsvorm wordt het materiaal bekomen volgens de uitvinding, verder verwerkt tot hoogwaardige voedingsstoffen, bijvoorbeeld tot vismeelvervanger op plantaardige basis.

Hiertoe wordt onder meer DHA; en/of inuline en/of tarwegluten; en/of aminozuren; en/of enzymatisch voorbehandelde soyaschroten en/of gelijkwaardig materiaal in de vereiste concentraties en mengverhoudingen volgens klassieke procédés toegevoegd.

Een dergelijk hoogwaardig vismeel op plantaardige basis heeft het voordeel dat het duurzamer is dan het dierlijke derivaat, geen contaminanten of schadelijke sporenelementen bevat, zoals bijvoorbeeld zware metalen of gechloreerde koolwaterstoffen, een hoge DHA- (docosahexaenoic acid) waarde heeft, en een lage EPA- (eicosapentaenoic acid) waarde.

Bovendien wordt op bovenstaande wijze volgens de uitvinding een plantaardige vismeelvervanger verkregen die zeer consistent is, zowel in kwaliteit, als in prijs, met maximale tracebility van alle gebruikte grondstoffen die op volledig, niet genetisch gemodificeerde producten kunnen berusten.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven uitvoeringsvorm(en), doch een dergelijke werkwijze volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (12)

1. Werkwijze voor het behandelen van soyabonen, daardoor gekenmerkt dat volvette soyabonen worden gebruikt, en dat ze met minstens één enzyme worden behandeld dat achteraf door thermische behandeling wordt gedesactiveerd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de soyabonen in gemalen of gebroken toestand worden bevochtigd en dat hun vochtgehalte na bevochtiging daarbij niet hoger ligt dan 35%, beter nog niet hoger dan 30 %, en bij voorkeur niet hoger dan 25%.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 tot 2, daardoor gekenmerkt dat ze worden behandeld met minstens één enzyme dat in staat is om, zowel peptides, als eiwitten te hydrolyseren.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat dit enzyme papaine is.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat het wordt ingezet in een concentratie van 40-300 TU/mg, beter nog van 50-250 TU/mg, beter nog van 60-200 TU/mg. 6. -Werkwijze volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat het wordt ingezet bij een pH gelegen tussen 6,5 en 8, beter nog gelegen tussen 6,8 en 7,5, beter nog tussen 6,9 en 7,1.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat de pH wordt ingesteld door toevoegen ofwel van natriumhydroxide, ofwel van zoutzuur respectievelijk. 8. -Werkwijze volgens conclusies 4 tot 7, daardoor gekenmerkt dat de inwerking van het enzyme plaats vindt bij een temperatuur bij voorkeur gelegen tussen 40 en 90°C, nog beter tussen 60 en 80° C. 9. -Werkwijze volgens conclusies,4 tot 8, daardoor gekenmerkt dat de inwerking van het enzyme plaatsvindt onder een druk van bij voorkeur 0,5 tot 3 bar, nog beter van 0,8 tot 2 bar, nog beter van 1 tot 1,2 bar. 10. -Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het enzyme gedesactiveerd wordt door het bloot te stellen aan een temperatuur van 80 tot 110°C, beter nog van 85 tot 105°C, beter nog van 90 tot 100°C, en dit voor een tijdsduur van 45 tot 60 minuten, beter nog van 30 tot 45 minuten, beter nog van IQ tot 30 minuten. ‘ 1 11. -Werkwi j ze volgens conclusie 1 tot 2, daa,rdoor gekenmerkt dat ze worden behandeld met minstens één 'enzyme dat in staat is oligosachariden, in het bijzonder verbascose, raffinose en stachyose om te zetten in oplosbare suikerverbindingen.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat dit enzyme alfa-galactosidase is.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 tot 12, daardoor gekenmerkt dat het enzyme gedesactiveerd wordt door het bloot te stellen aan een temperatuur van 80 tot 110°C, beter nog van 85-105°C, beter nog van 90 tot 100°C, en dit voor een tijdsduur van 45 tot 60 minuten, beter nog van 30 tot 45 minuten, beter nog van 10 tot 30 minuten.

14. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat verschillende enzymes in opeenvolgende stappen worden gebruikt.

15. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de gemalen of gebroken soyabonen in contact worden gebracht met minstens een eerste enzyme dat, zowel de peptiden, als de eiwitten hydrolyseert, en/of vervolgens met minstens één tweede enzyme dat oligoschariden omzet in oplosbare suikers, en dat de enzymes tenslotte door temperatuursverhoging worden gedesactiveerd.

16. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het eerste enzyme papaine is, en het tweede alfa-galactosidase.

17. Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat de enzymes worden gedesactiveerd door ze bloot te stellen aan een temperatuur van 80 tot 110°C, beter nog van 85 tot 105°C, beter nog van 90 tot 100°C, en dit voor een tijdsduur van 45 tot 60 minuten, beter nog van 30 tot 45 minuten, beter nog van 10 tot 30 minuten. 18. -Werkwijze volgens één van de voorgaande conclusies waarbij aan de behandelde volvette soyabonen DHA; en/of inuline en/of tarwe gluten; en/of aminozuren en/of enzymatisch voorbehandelde soyaschroot en/of gelijkwaardige producten worden toegevoegd. 19. -Werkwijze volgens conclusie 18 daardoor gekenmerkt dat het eindproduct tot een vervangend vismeel op plantaardige basis wordt omgevormd.