CH510061A

CH510061A - Verfahren zur Herstellung leicht löslicher Proteine

Info

Publication number: CH510061A
Application number: CH299465A
Authority: CH
Inventors: Sair Louis
Original assignee: Griffith Laboratories
Priority date: 1964-03-05
Filing date: 1965-03-04
Publication date: 1971-07-15
Also published as: FR1432858A; DE1492965A1; BR6567624D0; GB1050867A; ES310135A1; US3440054A; NL6503489A; NL140717B

Description

Verfahren zur Herstellung leicht löslicher Proteine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung leicht löslicher Proteine durch Behandlung von natürlichen hydratisierbaren Proteinen mit Alkalien, sowie eine Verwendung der nach diesem Verfahren hergestellten Verfahrensprodukte zur Herstellung von Nahrungsmitteln.

Solche Proteine werden als hydrophile Proteine bezeichnet, um sie von solchen Proteinen zu unterscheiden, die nicht hydratisierbar sind, beispielsweise die Skleroproteine, die im Haar, in Nägeln, Horn, Hufen usw. vorkommen.

Proteine haben im Allgemeinen einen makromolekularen Aufbau mit kurzen und langen Ketten, die Gemische von langen und kurzen Ketten von Aminosäuren enthalten. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften dieser Proteine sind abhängig von der Struktur der Moleküle, mit dem Resultat, dass in der Natur eine grosse Vielfalt solcher Proteine vorkommen. Eine kleine Anzahl natürlicher Proteine ist wasserlöslich.

Solche, die nur eine beschränkte Löslichkeit aufweisen, können leichter löslich gemacht werden, indem man den pH-Wert des isoelektrischen Punktes der minimalen Löslichkeit erhöht. Dies kann dadurch geschehen, indem man das Protein mit Alkali zur Reaktion bringt, beispielsweise mit den Hydroxyden der Alkalimetalle, Alkalien der Erdmetalle und Ammonium, sowie in wässrigem Medium entsprechende Hydroxyde abgebende Alkalimetallkarbonate bzw. -phosphate und -polyphosphatsalze.

Eine Anzahl Proteine sind temperaturempfindlich und werden bei höheren Termperaturen denaturiert, d. h. sie verlieren ihre Löslichkeit sowie wenigstens teilweise ihr Lösungsvermögen. Ein klassisches Beispiel der Denaturierung ist die Koagulation des Eialbumins zu Eiweiss. Vor der Koagulation ist das Protein vollständig löslich in Wasser. Nach der Koagulation ist es unlöslich in Wasser. Das Myosin ist ein anderes Beispiel eines denaturierbaren Proteins.

Bis anhin ist es gebräuchlich, hydrophile Proteine, wie Kasein, Soyabohnenprotein und dergl. mit Alkali zur Erhöhung der Löslichkeit in Wasser zu behandeln.

Einer der Gründe zu einer solchen Behandlung ist die Herstellung von Leimen und Klebemitteln. Ein anderer Grund ist die Erzeugung proteinhaltiger Esswaren.

Dies wird gewöhnlich durch Einleitung des Proteins in Wasser erreicht, manchmal bei seinem isoelektrischen Punkt, worauf man dann das Alkali beifügt, bis die gewünschte Erhöhung des pH-Wertes eintritt. Zufolge des Aminosäuregehaltes kann der pH-Wert gesteigert werden. Diese Erhöhung kann stattfinden bis unterhalb des neutralen pH-Wertes 7, oder bis zur Erreichung des letzteren oder darüber hinaus, denn es ist kein genauer Endpunkt bei der Neutralisierung vorhanden.

Diese Praxis wird in Anwendung bei Kasein erläutert. Das Protein des Kaseins findet als solches nur wenig Verwendung. Zum Gebrauch wird es durch Erhöhung seiner Löslichkeit in der Regel mit Natriumhydroxyd behandelt, wenn seine Verwendung für Nahrungsmittel beabsichtigt ist. Ist abgerahmte Milch günstig erhältlich, wird das Kasein in der Regel durch Anwendung einer Säure ausgefällt, setzen gelassen und gewaschen, worauf die wässrige Suspension, die einen nahe oder beim isoelektrischen Punkt liegenden pH-Wert zwischen 4 und 4,4 aufweist, beim gewünschten pH-Wert neutralisiert wird. Anschliessend wird die wasserhaltige Masse durch Versprühen oder in einer Trommel getrocknet. Wenn der pH-Wert einer Lösung den neutralen Wert von 6,5-7,5 erreicht hat, ist die Lösung viskos und kann weiter behandelt werden.

Die Konzentration ist auf einen zwischen 140/0-200/0 liegenden Wert begrenzt.

Ist hingegen abgerahmte Milch ungünstig im Preis, wird handelsübliches Kasein, das in der Form eines getrockneten Kaseins im Zustand seines isoelektrischen Punktes erhältilch ist, in Wasser suspendiert und zwar im Gewichtsverhältnis von 1 Teil Kasein bis zu 5-7 Teilen Wasser, worauf durch Wärmeanwendung pasteurisiert, anschliessend der pH-Wert eingestellt und das Produkt wie beschrieben getrocknet wird.

Die Trocknung von Proteinen, wie solche vorstehend erwähnt sind, macht die Verdampfung erheblicher Mengen von Wasser bezogen auf das in der zu behandelnden Masse enthaltene Protein notwendig, wobei zusätzliche Schwierigkeiten dadurch entstehen, dass es sich bei den Produkten um dicke und viskose Lösungen handelt. Bei einer Konzentration von 20 /o in Wasser ist die Viskosität des Alkali-Metall-Kaseinates derart, dass es sehr schwierig zu trocknen ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung der erwähnten Nachteile bei der Herstellung neutralisierter Proteine, die bei der Verarbeitung von dicken oder viskosen Lösungen sich einstellen, durch die Herabsetzung der bei der Herstellung getrockneter neutralisierter Proteine zu verdampfenden Wassermenge auf ein Minimum.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man in Wasser lösliche Alkalien mit festen hydrophilen Proteinen in Anwesenheit von Wasser in einer Menge zusammenbringt, dass sich während und nach der Reaktion eine feuchte krümelige bis frei fliessende Masse bildet, wobei der Anteil des Wassers zur Durchführung der Reaktion des gesamten Anteils von Alkali mit dem Protein vorgängig der Zerlegung des letzteren ausreicht, worauf man das nicht gebundene Wasser durch Trocknen entfernt.

Das erfindungsgemässe Verfahren bezieht sich, wie gesagt allgemein auf die Verwendung hydrophiler Proteine. Im besonderen ist nachstehend Bezug genommen auf die Behandlung von Proteinen für Nahrungsmittel, wie Kasein oder Sojabohnen-Protein. Solche Proteine lassen sich als Zusätze für Nahrungsmittel und als Emulgierungsmittel verwenden, insbesondere Natriumund Calzium-Kaseinate bei der Herstellung von Fleischprodukten.

Eine analytische Methode wurde zur Entwicklung des erfindungsgemässen Verfahrens erdacht, die auch zur Durchführung des Verfahrens von Nutzen ist. Bekanntlich ist Natriumhydroxyd lösbar in Athylalkohol von 96 Vol.-O/o, während dies bei Natriumkaseinat nicht der Fall ist. Wenn ein handelsübliches Kasein aus drei Komponenten in festem Zustand vorliegt, kann aus NaOH und freiem Wasser eine Probe mittels Alkohol extrahiert und gefiltert werden. Das Filtrat wird mit Säure bis zu einem Endpunkt mit Phenolphthalein titriert. Daraus ergibt sich der Gehalt des nicht zur Reaktion herangezogenen NaOH in der Masse.

Es wurde gefunden, dass, wenn handelsübliches Kasein mit 60/o-120jo Feuchtigkeitsgehalt mit einer neutralisierenden Menge von NaOH zu einer 500/obigen Lösung behandelt wird, nur eine graduelle Neutralisierung stattfindet. Zur Veranschaulichung diene, dass, wenn man 4 ml einer 500/obigen Natriumhydroxydlösung 100 g solches Kasein beifügt und nach 1 Std. auf NaOE-I analysiert, etwa 250/0 des NaOH unwirksam geblieben sind. Dies lässt die Schlussfolgerung zu, dass die eingeleitete Neutralisierung an der Oberfläche der trockenen Partikel der Masse eine Barriere erzeugte, die das Eindringen der Natriumhydroxydlösung in das Innere herabsetzt und auf ein Minimum beschränkt.

Wenn die vorstehende Verfahrensweise befolgt wird und die Masse während einer Nacht stehen gelassen wird, konnte festgestellt werden, dass das Alkali reagiert hat. Wenn aber ein trübes, einen Geruch ver breitendes, Ammoniak enthaltendes Produkt vorliegt, zeigt dies an, dass eine Zersetzung von Protein stattgefunden hat als Folge einer schwachen Wirkung von freiem kaustischem Soda auf das neutralisierte Kasein.

Aus dieser Tatsache ergibt sich die Notwendigkeit einer Neutralisierung, die sich nicht über längere Zeiträume erstreckt und bald nach der Beigabe der Alkalilösung zur festen Masse des Proteins beendet sein muss, bevor also eine Zersetzung eintreten kann. Die vorliegende Erfindung basiert auf der Entdeckung, dass freies Wasser im Kasein zu neutralisieren ist, wenn eine rasche und vollständige Reaktion erreicht werden soll. Dies kann dadurch erzielt werden, indem zuerst das Kasein befeuchtet wird, sei es mit Wasser oder mit einer neutralen nicht reaktionsfähigen wässrigen Flüssigkeit, vorzugsweise vor der Beimischung des Alkali, oder aber beim Gebrauch einer verdünnten wässrigen Alkalilösung.

Die neutralisierte Masse enthält sämtliches Wasser des befeuchteten Anteils des handelsüblichen Kaseins, nämlich das zum Anfeuchten verwendete Wasser und das Wasser der Alkalilösung.

Um eine leicht zu trocknende halbtrockene krümelige Masse von neutralisiertem Kasein zu erzeugen, muss diese wenigstens 6O0/o, vorzugsweise aber 80 /o feste Bestandteile aufweisen. Ausgenommen des Wassergehaltes des handelsüblichen Proteins, kann der übrige Anteil am Wassergehalt auf verschiedene Arten erzeugt werden, z. B. indem man zuerst das Protein befeuchtet und dann das trockene feste lösliche Alkali oder das gelöste Alkali beimischt, oder indem man das trockene lösliche Alkali dem Protein und dann das Wasser beifügt, oder indem man ausreichend verdünntes Alkali dem Wasse beigibt.

Wenn handelsübliches trockenes Protein nicht zum Gebrauch vorgesehen ist, wie dies im Falle der Verwendung von aus Frischmilch hergestelltem Protein oder von festern Soyaprotein, suspendiert in Wasser der Fall ist, wird das verwendete gefilterte oder dekantierte Protein gewöhnlich beim oder nächst seines isoelektrischen Punktes teilweise getrocknet, derart, dass soviel nicht gebundenes Wasser zurückbleibt, das derjenigen Wassermenge entspricht, die sonst dem trockenen Protein beigefügt werden müsste.

Die Hydratisierung von trockenem Kasein als Ergebnis der Anwesenheit von nicht gebundenem Wasser hat die Bildung von Wasserkanälen innerhalb der Kaseinkörper zur Folge, in welchen Kanälen gelöstes Alkali zur Neutralisierung fliessen kann. Gleichzeitig werden diese Kanäle durch zugeführtes Wasser einer alkalischen Lösung erweitert.

Die zur Durchführung einer vollständigen Reaktion mit handelsüblichen Proteinen, wie Kasein, erforderliche Wassermenge ist vom ursprünglichen Feuchtigkeitsgehalt, von der Granulation des Proteins und anderen Faktoren abhängig. Wenn handelsübliches Kasein mit einem Wassergehalt von 7,60/o verwendet wird, ergibt sich ein Wassergehalt gemäss Tabelle I zur Durchführung einer vollständigen Reaktion ohne Zersetzung.

Es wurden zu Versuchszwecken verwendet:
100 g Kasein bei folgenden Partikelgrössen:
Bei Maschen 20 Oa/l
Bei Maschen 40 31 1e
Bei Maschen 60 56 /o
Durch Maschen 60 13 X
Die in der Tabelle I angegebene Wassermenge wurde zuerst eingeführt, um eine einheitliche Hydratisierung des Kaseins durchzuführen und eine freifliessende Masse zu erzielen. Anschliessend wurde der feste Anteil von 500/0 Natriumhydroxydlösung beigegeben.

Nach 10 Min. wurde eine Probe extrahiert und auf freies Alkali titriert, wie dies im Kopf der Tabelle angeführt ist. Die verwendete Menge O,ln Schwefelsäure in ml entspricht einer 10 g wiegenden Probe. Die Ergebnisse sind auch in der Fom des Geruches nach einer Standzeit von 24 Std. wiedergegeben.

Tabelle I Beispiel ml. H20 ml. NaOH-Lösung Titer Geruch 1 0 3,5 2,1 stark ammoniakalisch 2 3 3,5 5,1 stark ammoniakalisch 3 5 3,5 1,6 stark ammoniakalisch 4 7 3,5 1,3 leicht ammoniakalisch 5 10 3,5 0,4 gut 6 18 3,5 0 gut
Beim Gebrauch von Kasein, wie solches bei den Versuchen nach der Tabelle I verwendet wurde, ergibt sich, dass beim Beispiel No. 5, bei welchem 1 Teil Wasser für 10 Teile Kasein verwendet wurde, die kaustische Sodalösung rasch neutralisiert und eine Zersetzung verhindert wird. Diese Verfahrensweise stellt das bevorzugte Verfahren dar, da es leicht verarbeitbare Massen ergibt. Eine vollständige Neutralisierung kann auch rasch erreicht werden, wenn man das Alkali zuerst beimischt, vorzugsweise, wenn es trocken ist, wie dies bei Calziumhydroxyd der Fall ist, worauf das Wasser beigegeben wird.

Die gesamte Wassermenge wird zum Lösen des Alkalis und der zugegebenen Lösung verwendet. Da aber das Verhältnis des Alkalis gegenüber dem Protein ansteigt und dasjenige des freien Wassers gegenüber dem Protein zurückgeht, oder beides zusammen, ergeben sich bestimmte Grenzen, bei welchen sich die Reaktion nicht mehr rasch genug vollzieht und frei von Zersetzungen ist. Die Grösse der Partikel des Proteins beeinflussen ebenfalls die genannten Grenzen. Gegebene Proteine bestimmter Partikelgrösse ermöglichen durch einfache Experimente die Bestimmung der Grenzen für das ausgewählte Verfahren, die Beträge des zu verwendenden Wassers und des Alkalis.

Um aber solche empirische Versuche vermeiden zu können, empfiehlt es sich zunächst genügend Wasser beizufügen, beim Gebrauch kaustischer Soda sich auf eine 500/oige Lösung festzulegen und dadurch mehr Wasser für die erste Befeuchtung des Proteins zu verwenden.

Die nachstehende Tabelle II, die eine Fortsetzung der Beispiele der Tabelle I bringt, zeigt die Ergebnisse von Versuchen, bei denen eine 500/obige Natriumhydroxydlösung kombiniert mit verschiedenen Wassermengen verwendet wurde.

Tabelle 17 Beispiel NaOH-Lösung Geruch ml. 50/o ml.

No. Lösung H20 Nach 24 Std.

7 3,5 3 schlecht
8 3,5 7 schlecht
9 3,5 10 gut 10 3,5 12 gut
Wird als Alkali Calziumhydroxyd verwendet, das eine niedrigere Löslichkeit in Wasser besitzt, ist es möglich das trockene Protein mit dem trockenen Calziumhydroxyd zuerst zu mischen und dann das Wasser beizufügen.

Es wurde weiter festgestellt, dass, wenn die krümelige neutralisierte Masse unter hohem Druck mechanisch verdichtet wird, deren physikalische Form verändert werden kann und zwar von undurchsichtig bis glasartig , wenn der totale Wassergehalt gesteigert wird. Es wurde ferner gefunden, dass die glasartigen Formen bessere emulgierende Eigenschaften als die nichtglasartigen Formen besitzen, obwohl beide Formen die gIeichen Verhältniszahlen zwischen dem wirksamen Alkali und dem Protein aufweisen. Es wird vermutet, das die Menge des freien Wassers in Verbindung mit dm Druck den loci der Neutralisation innerhalb des Moleküls ändert, woraus sich die verschiedenen Eigenschaften der Erzeugnisse ergeben.

Die nachstehende Tabelle III zeigt die Resultate des Druckes auf gleiche neutralisierte Proteinproben, die sich voneinander nur im Wassergehalt unterscheiden. 100 g handelsüblichem Kasein (Herkunft New Zealand) in der Grössenordnung von 30-Maschen wurde eine Wassermenge entsprechend der Kolonne 2 beigefügt, worauf jeder Probe 4 ml 500/obige Natriumhydroxydlösung beigegeben wurde. Kolonne 3 zeigt den Wassergehalt, bestimmt durch Ofentrocknung bei 1000 C während der Nacht nach vollständigem Wasserentzug an. In Kolonne 4 sind die visuellen Eigenschaften der Produkte nach der Formierung von Kügelchen mittels einer Laboratoriumpresse bei Anwendung eine Druckes von 1050 hg/cm2 während 5 Min. angeführt.

Tabelel III 1 2 3 4 Beispiel ml H2O /o H2O Kügelchen 11 0 13,3 Weiss-undurchsichtig 12 3 15,3 Weiss-undurchsichtig 13 6 17,4 Weiss-undurchsichtig 14 12 21,3 Weiss-undurchsichtig, am Licht leicht durchscheinend an dünnen Stellen 15 24 27,9 Weiss-undurchsichtig, am Licht leicht durchscheinend an dünnen Stellen 16 30 31,8 etwa 60 /o weiss-un durchsichtig mit durchscheinenden
Stellen 17 35 33,8 100/o undurchsichtig 90 /o durchsichtig 18 40 37,0 990/o undurchsichtig 1O/o undurchsichtig 19 50 40,0 100 /o undurchsichtig - sehr hartes
Kügelchen 20 60 44,0 1000/o undurchsichtig.

Das Kügelchen ist viel weicher als das jenige der Probe 19.

Die Stärke des Druckes auf ein halbtrockenes neutralisiertes Protein ermöglicht die teilweise Bestimmung der Wassermenge, die zur Erzielung eines glasartigen Produktes aus einem neutralisierten Protein erforderlich ist. Gemäss Tabelle III waren bei Verwendung einer Laboratoriumpresse mit kleiner Aufnahmekapazität 35ml Wasser für - 100 g Kasein erforderlich, um ein durchscheinendes Produkt zu erzielen. Das Material der nachstehenden Beispiele 21-23 wurde zwischen Druckrollen einer handelsüblichen Hochdruckrollenpresse hindurchgepresst, wobei es sich gezeigt hat, dass die Durchsichtigkeit des Materials auch bei einem beträchtlich kleineren Wassergehalt erreicht werden kann.

Beispiele 21, 22 und 23
Die nachfolgenden Reihen zeigen die Wirkung bei erhöhter Wassermenge auf Grund der Basisformel:
Gewichts teile handelsübliches getrocknetes Kasein 100 50 /o Natriumhydroxyd
NaOH 1,67
Wasser 1,67
Wasser (siehe nachstehend) X
Eigenschaft der
Beispiel Teile X neutralisierten Masse
21 2,61 freifliessend
22 7,85 stärker freifliessend
23 13,05 Tendenz zur Annahme eines leimartigen
Aussehens.

Das Wasser wurde dem Kasein beigegeben und während 10 Min. gemischt, bis das Produkt vom wässrigen Zustand in einen trockenen Zustand wechselte.

Alsdann wurde das Alkali zugegeben und während 10 Min. gemischt, während welcher Zeit die Reaktion beim Beispiel 21 noch unvollständig war. Das Produkt wurde dann sofort zwischen schweren Quetschrollen hindurch geschickt, die es in der Form von Blättern verliessen. Es wurde gefunden, dass die Verdichtung der Masse vor der Neutralisation eine Beschleunigung der Reaktion zur Folge hat.

Eine Nachprüfung der Moleküle über die Neutralisierung hat diese Annahme bestätigt. Die erhaltenen Blätterwiesen die nachstehenden Eigenschaften auf:
Beispiel 21: undurchsichtig
Beispiel 22: teilweise undurchsichtig und durchsichtig
Beispiel 23: durchsichtig und glasartig
Die Blätter wurden im Luftstrom bis auf etwa 70/o H2O getrocknet und gemahlen, so dass sie ein 80 Maschensieb passierten. Das Material wies folgende Eigenschaften auf:
Tabelle IV O/o Vergleichbare
Feuch- /o Viskosität Beispiel pH tigkeit Protein in Centipoise 21 6,9 6,2 89,0 190 22 6,8 8,0 88,5 550 23 6,8 8,3 86,8 1450 Kontrolle* 7,0 4,2 89,7 270 * Ein sprühgetrocknetes Natriumkaseinat.

Die Unterschiede in der Viskosität dieser drei Präparate zeigen, wie ein neutrales Kasein durch den Feuchtigkeitsgehalt im halbtrockenen Zustand verändert werden kann und wie das Protein unter Druck in ein lichtundurchlässig - bis - lichtdurchlässiges Blatt übergeführt werden kann.

Die drei Produkte der Beispiele 21-23 werden nachstehend verglichen mit sprühgetrocknetem Natriumkaseinat bei Verwendung als Emulgiermittel zusammen mit feingehacktem Fleisch. Der Vergleich ist folgender:
Beispiel 21: geringwertig
Beispiel 22: vollwertig
Beispiel 23: vollwertig
Die vollwertigen emulgierenden Eigenschaften der Produkte gemäss den Beispielen 22 und 23 sind auf ihre erhöhten Viskositäten zurückzuführen.

Beispiel 24a, 24b und 24c
Ein Natriumkaseinat wurde wie folgt hergestellt:
Gewichts teile
New Zealand-Kasein 100
Wasser 30
NaOH-Lösung:
Wasser 2,5
NaOH 2,5
Das Wasser wurde in das Kasein gegeben und solange stehen gelassen, bis sich eine freifliessende Masse bildete. Anschliessend wurde die halbe Menge der Alkalilösung beigemischt. Es entstand eine feuchte nicht klebrige angeschwollene Masse, die nach etwa 30 Min. zu einer freifliessenden Masse wurde. Hierauf wurde der Rest der Alkalilösung beigefügt und die gleichen Bedingungen wiederholt. Das Produkt wurde hierauf einem grossen Druck ausgesetzt und es bildete sich eine glasartige Masse, die bei 600 C während 8 Std. getrocknet und alsdann gemahlen wurde.

Zur Prüfung des erhaltenen Produktes wurde eine Fleischwurst gemäss der Formel X wie folgt hergestellt: gedörrtes Rindfleisch 9 kg entfettetes Rinderherz 9 kg
Schweinefett 27 kg zerkleinertes Eis 18 kg
Natriumchlorid 1,1 kg
Mischsalz 0,11kg
Natriumchlorid 90 /o
Natriumnitrit 60/o
Natriumnitrat 4 /o
Natriumerythorbat 24,7 g
Gewürze 226,8 g
Verschiedene Natriumkaseinate wurden beim Emulgieren des Fleisches zum Vergleich verwendet, von denen jeweils 3,5 Gew.-Teile für die Formel X verwendet wurden. Als Kontrolle war eine Probe ohne beigefügtes Protein vorgesehen.

Beispiel 24a: Kontrolle
Beispiel 24b: Sprühgetrocknetes Natriumkaseinat
Beispiel 24c: Glasartiges Natriumkaseinat
Die drei Emulsionen wurden in länglichen Kännchen von 0,5 cm3 (21 oz.) Inhalt eingegeben, verschlossen und bei 71" C während 90 Min. erhitzt, während 1 Std. stehen gelassen und dann im Kühlschrank einer Temperatur von 30 C ausgesetzt. Am nächsten Tag wurden die Kännchen geöffnet und der Prozentsatz der geläuterten Brühe wie folgt ermittelt:
Beispiel 24 O/o Brühe a 19,78 b 5,86 c 3,19
Aus diesen Feststellungen ergibt es sich, dass glasartiges Natriumkaseinat ein besserer Emulgator ist als konventionelles sprühgetrocknetes Kaseinat. Das Produkt gemäss dem Beispiel 21 wurde in einem gleichartigen Test verwendet und es wurden 11 /o Brühe gefunden.

Dieser Test bestätigte als Kontrolle, dass das Produkt schwächere Eigenschaften aufweist als konventionelles sprühgetrocknetes Natriumkaseinat und dessen glasartige Form.

De)laturierung.

Wenn das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Protein bei einer die Denaturierung bewir kenden Temperatur erhitzt wird, nachdem das Alkali in Anwesenheit von nicht gebundenem Wasser und vor der Beendigung des Trocknungsprozesses beigefügt wurde, zeigt es sich, dass die Löslichkeit und die befeuchtenden Eigenschaften erheblich reduziert werden.

Derartige denaturierte Natriumkaseinate ergeben ausgezeichnete Proteinzusätze für Produke wie Frühstück Cerealien und dergl., die aus Teig hergestellt werden.

Der Mangel an befeuchtenden Eigenschaften solcher Proteine erweist sich als Vorteil bei der Herstellung des Teiges. Wenig Wasser ist erforderlich, woraus sich eine Verkürzung der Backzeit ergibt.

Beispiel 25
Gewichts teile
Kasein 100
Wasser 30
Ca (OH)2 (trockenes Pulver) 2,9
Das Wasser wird zuerst mit dem Kasein vermischt und nach 20 Min. das Calciumhydroxyd als trockenes Pulver unter beständigem Rühren beigefügt. Die Masse wird hierauf durch Pressen in halbglasartige Kügelchen umgeformt. Die Kügelchen werden dann bei niedriger Temperatur bis auf einen Wassergehalt von 6-8 /o getrocknet und dann gemahlen. Das erhaltene Kaseinat ist ähnlich dem sprühgetrockneten Calciumkaseinat.

Wenn die Kügelchen bei 82" C getrocknet werden, ist das Protein denaturiert und weist einen geringen Feuchtigkeitsgehalt auf, ergibt aber einen ausgezeichneten Proteinzusatz für Zwieback und dergl. Erzeugnisse.

Wenn Calciumkaseinat auf konventionelle Weise durch Einleitung von Calciumhydroxyd in eine Suspension von Kasein in Wasser hergestellt wird, findet eine Erhöhung des pH-Wertes auf 8 bei 2O0/o festen Teilen statt. Die Suspension kann während 60 Min. gekocht werden, ohne dass eine wesentliche Denaturierung des Proteins stattfindet. Wenn hingegen die Herstellung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren erfolgt, sei es mit oder ohne Druckanwendung, wird die Löslichkeit des Produktes stark reduziert beim Trocknen unter Atmosphärendruck bei 930 C.

Die Löslichkeit von Calciumkaseinat wird bestimmt durch Einführung von 1 g des trockenen Produktes in Wasser mit einem pH-Wert von 7,2. Das Produkt hegestellt nach dem erfindungsgemässen Verfahren kann Löslichkeitswerte bis hinunter auf 60/o des totalen Stickstoffgehaltes annehmen, während das konventionelle Produkt eine Löslichkeit zwischen 600/0 und 700/0 des totalen Stickstoffgehaltes aufweist. Das die niedrige Löslichkeit besitzende Calciumkaseinat ist sandförmig mit kleinen oder keinen befeuchtenden Eigenschaften und stellt ein ausgezeichnetes Protein enthaltendes Hilfsmittel dar.

Beispiel 26 - Ein Mischprotein
Gewichts teile
Handelsübliches Kasein 100
Befeuchtetes Soyaprotein * 100
Sprühgetrocknetes Soyaprotein (700/o Proteingehalt) 170
Calciumhydroxyd (trocken) 3 * Suspension in Wasser von 300/0 Trockensubstanz bei pH 4.

Das Wasser des befeuchteten Soyaproteins dient zur Befeuchtung der gemischten Proteine vor der Zugabe des trockenen Calciumhydroxydes. Das Produkt wird zu Kügelchen gepresst und bei einer denaturierenden Temperatur von 820 C getrocknet. Es ergibt ein unlösliches Protein, das sich als Zusatz für Nahrungsmittel eignet. Bei einer weiteren Verarbeitung lassen sich auch Esswaren herstellen.

Wird das neutralisierte oder unvollständig neutralisierte Protein durch Druckanwendung in Flockenform gebracht und die Flocken wenigstens teilweise glasartig oder durchsichtig sind, wie dies beim Durchgang zwischen Druckrollen der Fall ist, welche Flocken ausserdem getrocknet werden, erhalten diese andere nützliche Eigenschaften. Durch Erhitzung der getrockneten Flokken, gleichgültig oder nicht bei einer Temperatur über 100" C, wird die verbliebene Feuchtigkeit zufolge des Kochens ausgetrieben. Bei Anwendung einer trockenen Hitze ergeben sich mit Poren versehene Flocken, die einer Masse von porösen Partikeln beigegeben werden können.

Mittels dieses Verfahrens und bei geeigneter Auswahl des Proteins lassen sich Calcium- oder Natriumsalze des Kaseins oder des Soyaproteins oder von Mischungen von solchen herstellen, die sich bei der Herstellung von Nahrungsmitteln verwenden lassen.

Wenn ein wohlriechendes Material oder ein Gewürz dem Protein beigefügt wird bevor die Flockenbildung stattfindet, oder nachher und bevor getrocknet wird, oder nach dem Trocknen, oder nach dem Aufgehen des Produktes, entsteht durch das Aufgehen ein essbares Produkt entweder durch Anwendung einer trockenen Hitze, oder durch Eintauchen oder Schmoren in Fett. Im letzteren Falle kann ein Aufgehen auf etwa das zehnfache Volumen erreicht werden. Gebraucht man beispielsweise nur Kasein und neutralisiertes Alkali wie kaustische Soda oder Calciumhydroxyd und ein schmackhaftes Material, lässt sich das aufgegangene Protein enthaltende Gut als Imbiss herstellen, das arm an Kohlehydraten ist.

Wenn der Masse vor der Druckanwendung Kohlehydrate, wie Rohrzukker, Glukose, Stärke wie Kartoffelmehl, behandelt oder unbehandelt, oder Mischungen von Kohlehydraten zugegeben werden, lassen sich solche Mahlzeiten herstellen, bei denen das Verhältnis von Protein zum Kohlehydrat variieren kann. Wenn solche Mahlzeiten durch Braten hergestellt werden soll, kann ein Fett der Masse zugefügt werden.

Bei handelsüblichen Kartoffelchips ist der Proteingehalt sehr niedrig, und der Kalorienwert ist sehr stark vom Fettgehalt und in geringerem Masse vom Gehalt an Kohlehydrat abhängig. Auf vorbeschriebene Weise lassen sich mittels Kartoffelchips Mahlzeiten herstellen, die einen besseren, ausgeglicheren Nährwert besitzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zur Herstellung leich löslicher Proteine durch Behandlung von natürlichen hydratisierbaren Proteinen mit Alkalien, dadurch gekennzeichnet, dass man in Wasser lösliche Alkalien mit festen hydrophilen Proteinen in Anwesenheit von Wasser in einer Menge zusammenbringt, dass sich während und nach der Reaktion eine feuchte krümelige bis frei fliessende Masse bildet, wobei der Anteil des Wassers zur Durchführung der Reaktion des gesamten Anteils von Alkali mit dem Protein vorgängig der Zerlegung des letzteren ausreicht, worauf man das nicht gebundene Wasser durch Trocknen entfernt.

II. Verwendung der nach dem Verfahren gemäss Patentanspruch I hergestellten Verfahrensprodukte zur Herstellung von Nahrungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass man durch Trocknen Feuchtigkeit enthaltende Flocken des Verfahrensproduktes herstellt und die Flocken aufgehen lässt.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das Trocknen bei Temperaturen vornimmt, die unterhalb der Denaturierungstemperaturen liegen.

2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man das erhaltene Protein durch Anwendung von Hitze im Verlauf des Trocknens denaturiert.

3. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Alkali ein Alkalimetallhydroxyd verwendet.

4. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man als Alkali ein Erdalkalimetallhydroxyd verwendet.

5. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkali Natriumhydroxyd ist.

6. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkali Calciumhydroxyd ist.

7. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Wasser dem Protein in begrenzten Mengen beifügt, derart, dass das Protein eine feste Form aufweist und nicht gebundenes Wasser enthält.

8. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass man das Wasser einer gleichmässigen Mischung von trockenem Protein und trockenem Alkali in einer Menge beifügt, dass die Masse nicht gebundenes Wasser für die Durchführung der Reaktion enthält.

9. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das nicht gebundene Wasser im Protein enthalten ist.

10. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass man das Alkali in eine wässrige Lösung eingibt.

11. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1- 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Protein Kasein ist.

12. Verfahren nach Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkali in Gewichtsmengen beigefügt wird, die nicht mehr als 40-60 feste Teile enthalten.

13. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass man die Masse vor vollendeter Reaktion vorgängig des Trocknens einer mechanischen Pressung unterzieht.

14. Verfahren nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass man die Masse nach der Reaktion und vor dem Trocknen einer mechanischen Pressung unterzieht.

15. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flocken der Siedetemperatur des Wassers aussetzt.

16. Verwendung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flocken aufgehen lässt, indem man sie in Fett eingibt und braten lässt.