CH646684A5

CH646684A5 - Verfahren zur entfernung des phenylalanins aus eiweisshydrolysaten oder fleischaromakonzentraten.

Info

Publication number: CH646684A5
Application number: CH948480A
Authority: CH
Inventors: Lajos Dr Szente; Jozsef Dr Szejtli; Manfred Specht; Manfred Dr Rothe
Original assignee: Chinoin Gyogyszer Es Vegyeszet
Priority date: 1979-12-28
Filing date: 1980-12-22
Publication date: 1984-12-14
Also published as: SE8009070L; NO154153C; NO154153B; YU42713B; NO803934L; CA1146167A; CS221284B2; HU194487B; FR2472348A1; IT1143905B; GB2066265B; IT8050465A0; ES8200701A1; DE3049328A1; SE449156B; FR2472348B1; YU326080A; ES498105A0; DK551180A; GB2066265A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung des Phenylalaningehaltes der Proteinhydrolysate oder Fleischaromakonzentrate durch eine Behandlung mit Cyclodextrin-Polymer.

Die an Phenylalanin armen Proteinhydrolysate und die aus den Hydrolysaten hergestellten Produkte wie z.B. die Fleischaromakonzentrate spielen eine wesentliche Rolle im Proteinversehen der Patienten die an Phenylketonuria leiden.

Die Literatur beschreibt einige Versuche die auf die Verminderung des Phenylalanins in Proteinhydrolysaten gerichtet wurden. Partridge, S.M. und Brinley R.C. /Biochem. J., 51,628, 1951/ entfernten Phenylalanin und Thyrosin aus den Proteinhydrolysaten durch chromatographische Methode mit Ionaustauscher-Verdränger /Zeo-Carb 215, Dowey 2 und sulphoniertes Polystyrol Harz/ und man eluierte mit 0,075 N Natriumhydroxyd und 0,15 N Ammoniak.

Die präparative ionaustauscher-chromatographische Methode /Zeo-Carb 225 Harz/ wurde durch Campbell, P.N., Jacobs S. und Werk T.S. /Chem. and Ind. 117, 1975/ weiterentwickelt.

Celretti P. und Montesi G. und Silipardi N. /Arch. Scienze Biol., 11, 554 (1957)/ isolierten das Phenylalanin aus dem Hydrolysat durch eine präparative Methode auf Amberlit-IRC-50 Harz. Die bekannten Verfahren zur Herstellung von an Phenylalanin armen Proteinhydrolysaten haben den Nachteil, dass sie sehr kostspielig sind und der Geschmack der erhaltenen Produkte ist unangenehm.

Der unangenehme Geschmack der phenylalanin-freien Proteinhydrolysate die durch die ionaustauscher-chromato-graphische Methode hergestellt wurden, stammt aus dem Prozess der Hydrolyse. Die Ionaustauscher-Chromatogra-phie benötigt ein salzarmes Proteinhydrolysat, so wird die Hydrolyse nicht mit Salzsäure, sondern mit Schwefelsäure durchgeführt, die als Calziumsalz leicht aus dem System entfernt werden kann.

Es ist weiterhin bekannt, dass in den schwefelsäurigen Proteinhydrolysaten sogenannte Off-Flavor-Komponente entstehen /DE-PS 127 693, Prendestgast, K. Food Trade 44, 14-21.1974/.

In GB-PS 1 091 637 wurde beschrieben, dass ß-Cyclo-dextrin mit verschiedenen bifunktionellen Verbindungen / 5 wie z.B. Epichlorhydrin, Dichlorhydrin, Diepoxybutan, Di-epoxypropylether/vernetzt werden kann und man erhält dadurch ß-Cyclodextrin Polymere.

Es ist weiterhin bekannt, dass ß-Cyclodextrin Polymere mit entsprechenden Verbindungen z.B. mit Aminosäuren xo Cyclodextrin Komplexe bilden.

Aus dem Artikel von Wiedenhof /Stärke, 21,163 (1969)/ erfährt man, dass die komplex-bildenden Eigenschaften der Cyclodextrin Polymere als Basis für ein neues analytisches chromatographisches Verfahren und zwar für die Gelinklu-15 sionschromatographie diente.

Zsadon et. al. /Stärke, 31,11,1979/ beschrieben ein analytisches Verfahren in welchem Phenylalanin, Triptophan und Thyrosin voneinander bzw. gleichzeitig von Aminosäure getrennt werden konnten.

20 Die Trennungsmethoden zur Trennung von aliphatischen und aromatischen Aminosäuren wurden bisher für präparative Zwecke nicht verwendet.

Die bisher bekannten Verfahren betreffen eine analytische Trennung der aliphatischen und aromatischen Amino-25 säuren aus Amin-Säure Gemischen mit Cyclodextrin Polymeren. Das Ziel war also nicht die Herstellung von an Phenylalanin armen Proteinhydrolysaten. Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Entwicklung eines technisch verwendbaren Verfahrens zur Entfernung von Phenylalanin aus Proteinhy-30 drolysaten und Reaktionsprodukten derselben.

Schon längst sollte die Aufgabe gelöst werden eine Methode auszuarbeiten, durch welche aus Hydrolysaten mit einem Totalaminosäuregehalt von 10-30% und NaCl-Gehalt von 10-30% das Phenylalanin entfernt werden kann. 35 Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass unter bestimmten Umständen die Phenylalanin-Isolierung aus hochkonzentrierten Lösungen auch preparativ durchgeführt werden kann.

Die Trennung soll unter solchen Umständen stattfinden, 40 unter welchen das verwendete ß-Cyclodextrin-Polymer gegenüber dem Phenylalanin eine hochspezifische komplexbildende Aktivität aufweist.

Viele Versuche beweisen, dass die Bindung des Phenylalanins und des Thyrosins an dem ß-Cyclodextrin-Polymer 45 von der Konzentration der beiden Aminosäuren in dem Proteinhydrolysat abhängt.

Zur Verminderung des NaCl-Gehaltes der verwendeten salzsauren Proteinhydrolysate kann das Absalzungsverfah-ren gemäss DD-PS 127 693 oder das Elektrodialysis-Verfah-50 ren verwendet werden.

Die Menge des durch 1 g ß-Cyclodextrin Polymer gebundenen Phenylalanins hängt vom Durchmesser der mit dem Polymer gefüllten Säule, der Höhe der Füllung, der Phenyl-alanin-Konzentration der zu behandelnden Lösung, der Ge-55 schwindigkeit der Elution, vom pH und der Temperatur ab.

Wichtig ist die Tatsache, dass die Trennungskapazität der Säule, also die durch 1 g Polymer absorbierte Phenyl-alaninmengemit erhöhender Konzentration des Phenylalanins sich auch erhöht.

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In dem erfindungsgemässen Verfahren soll die Konzentration des zu behandelnden Proteinhydrolysats so eingestellt werden, dass die Menge des Phenylalanins zwischen 0,5 g/1 und 3,0 g/1, und der totale Aminosäuregehalt 65 10-30 Gew.-%, vorzugsweise 20 Gew.-%, der Feststoffgehalt 20-50 Gew.-%, bevorzugt 40 Gew.-% beträgt. Auf 100 Gew.-Teile Proteinhydrolysat gibt man 10-100 Gew.-Teile Cyclodextrin Polymer zu.

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Die zur Trennung des Phenylalanins nötigen Umstände wie z.B. pH-Wert, Temperatur, Säulengrösse, werden wie oben beschrieben ausgewählt. Die durchgeführten Trennungen sind in Tabelle I zusammengefasst.

Beispiel

45 Gew.-Teile des nach DOS 2 927 733 hergestellten ß-Cyclodextrin Polymers werden in Wasser gequollen und in eine chromatographische Säule /70 x 2,5 cm/ gefüllt. Auf das Gelbett appliziert man 100 Teile Kazeinhydrolysat /Feststoffgehalt: 40%, Aminosäuregehalt: 20%, NaCl-Gehalt: 20%, Phenylalaningehalt: 0,15%, pH = 6. Das von der Säule abfliessende erste Volumen wird entfernt. Durch Verwendung von Druck und Vacuum kann das Hydrolysat vollkommen durch die Säule gepresst oder gesaugt werden. Die

Zusammensetzung der von der Säule abfliessenden Lösung ist wie folgt:

Feststoffgehalt: 35%, Aminosäuregehalt: 17%, NaCl-Gehalt: 18%, Phenylalaningehalt: 0,02%.

s Das an Phenylalanin arme Hydrolysat wird auf 1,5% NaCl-Gehalt verdünnt und hat einen angenehmen Fleischbrühe-Geschmack.

Das verwendete ß-Cyclodextrin-Polymer erhält man aus Cyclodextrin oder aus Cyclodextrin enthaltendem Kohlen-lo wasserstoff-Gemisch in Gegenwart von Polyvinylalkohol, oder Polyvinylacetat oder Polyvinyl-alkoholacetat Kopolymer durch Vernetzung mit einem polyfunktionellen Vernetzungsmittel, der mit Cyclodextrin und dem Polymer umgesetzt werden kann. (DOS 2 927 733).

Tabelle I

Komplexbildung des Cyclodextrin-Polymer-Phenylalanins im wässrigen Medium als Funktion der Phenylalaninkonzentration (pH = 7, Säulendurchmesser: 16 mm) Menge des ß-Cyclodextrin Polymers: 0,5 g

Höhe von Säulenfüllung: 2 cm

Phenylalaninkonzentration Menge des aufgebrachten

Gebundene Phenyl-

Menge von Phenylalanin

(mg/100 ml) Phenylalanins (mg)

alaninmenge

gebunden durch 1 g

Cyclodextrinpolymermg

mg

%

50 15 mg (in 30 ml)

1,25

8,3

2,5

100 30 mg (in 30 ml)

1,70

5,7

3,5

150 45 mg (in 30 ml)

2,00

4,4

4,0

Menge des ß-Cyclodextrin Polymers: 1,0 g

Höhe von Säulenfüllung: 4 cm

50 15 mg (in 30 ml

1,75

11,7

1,7

100 30 mg (in 30 ml)

2,95

9,8

3,0

150 45 mg (in 30 ml)

4,00

8,9

4,0

Menge des ß-Cyclodextrin Polymers: 2,0 g

Höhe von Säulenfüllung: 7 cm

50 15 mg (in 30 ml)

3,25

21,7

1,6

100 30 mg (in 30 ml)

4,70

15,7

2,4

150 45 mg (in 30 ml)

7,75

17,2

3,9

Menge des ß-Cyclodextrin Polymer: 3,0 g

Höhe der Säulenfüllung: 10 cm

50 15 mg (in 30 ml)

4,80

32,0

1,6

100 30 mg (in 30 ml)

7,00

23,3

2,3

150 45 mg (in 30 ml)

11,25

25,0

3,8

Claims

646 684 PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Verminderung des Phenylalaningehaltes von Proteinhydrolysaten oder von aus denen hergestellten Fleischaromakonzentraten, dadurch gekennzeichnet, dass man das Proteinhydrolysat oder Fleischaromakonzentrat auf einer mit ß-Cyclodextrin-Polymer gefüllten Säule chro-matographiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phenylalaninkonzentration im zu behandelnden Proteinhydrolysat 0,5-3 g/1, der totale Aminosäuregehalt 10-30 Gew.-%, bevorzugt 20 Gew.-%, der Feststoffgehalt 20-50 Gew.-%, bevorzugt 40 Gew.-% beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 100 Gew.-Teile Proteinhydrolysat durch eine aus Î 0-100 Gew.-Teilen ß-Cyclodextrin-Polymer hergestellten Säule führt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das verwendete ß-Cyclodextrin-Polymer aus Cyclodextrin oder aus einem Cyclodextrin enthaltenden Kohlenwasserstoffgemisch in Gegenwart von Polyvinylalko-hol, Polyvinylacetat oder Polyvinylalkoholacetat Kopolymer durch Vernetzung mit einem mit Cyclodextrin und dem Polymer reagierenden polyfunktionellen Vernetzungsmittel erhält.