DD141235A3

DD141235A3 - PROCESS FOR CLEANING PROTEIN HYDROLYSATES

Info

Publication number: DD141235A3
Application number: DD19665176A
Authority: DD
Inventors: Hans Geipel; Klaus Rudnick
Original assignee: Hans Geipel; Klaus Rudnick
Priority date: 1976-12-28
Filing date: 1976-12-28
Publication date: 1980-04-23
Also published as: CS189550B1; FI773940A; GB1595499A; SU944529A1; SE7714796L; FR2376158B1; HU180425B; FR2376158A1; YU315277A; DE2751438A1; BG40982A1

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Verfahren zur Reinigung von ProteinhydrolysatenProcess for the purification of protein hydrolysates

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die erfindungsgemäß hergestellten Proteinhydrolysate können verwendet werden zur Herstellung bilanzierter synthetischer Diäten, zur Herstellung von Infusionslösungen, von Aminosäuretabletten zur Behandlung der chronischen Niereninsuffizienz und zur Herstellung von Präparaten zur Behandlung der Phenylketonurie.The protein hydrolysates prepared according to the invention can be used for the preparation of balanced synthetic diets, for the preparation of infusion solutions, for amino acid tablets for the treatment of chronic renal insufficiency and for the preparation of preparations for the treatment of phenylketonuria.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Die in bekannter Weise durch Hydrolyse von Proteinen hergestellten Produkte enthalten neben dem gewünschten Anteil an Aminosäuren, oder auch niedermolekularen Peptiden, praktisch alle bei der Hydrolyse gebildeten Nebenprodukte wie Amine, Ketosäuren, Ammoniumsalze usw. Ein Teil der Begleit stoffe verleihen den Proteinhydrolysaten einen unangenehmen Geschmack, der bei der oralen, Applikation von nachteiliger Wirkung ist. Es ist bereits versucht worden, Hydrolysate geschmacklich dadurch zu verbessern, daß durch Zusatz von Natriumhydroxid die im. Hydrolysat enthaltenen Mengen an Glutaminsäure und Asparaginsäure in die Natriumsalze überführt werden, deren geschmacksverbessernder Effekt bekannt ist. Dieses Verfahren ist durch das amerikanische Patent Nr. 29913o9 geschützt. Nach V/P 7oo9öThe products prepared in a known manner by hydrolysis of proteins contain, in addition to the desired proportion of amino acids, or low molecular weight peptides, virtually all by-products formed in the hydrolysis such as amines, keto acids, ammonium salts, etc. Part of the accompanying substances impart an unpleasant taste to the protein hydrolysates, which in the case of oral, application of adverse effect. It has already been tried to improve the taste of hydrolysates characterized in that by addition of sodium hydroxide in the. Hydrolysate contained amounts of glutamic acid and aspartic acid are converted into the sodium salts, whose taste-improving effect is known. This method is protected by US Pat. No. 2,991,309. After V / P 7oo9ö

kann man die bei der Hydrolyse gebildeten geruchs- und geschmacksbildenden Nebenprodukte durch Abdestillieren einescan be formed by hydrolysis of odor and flavoring by-products by distilling off a

Teils des bei der Hydrolyse im Reaktionsgemisch vorhandenen Wassers - unter gleichzeitigem Ersatz der abdestillierten Was serin en ge --> entfernen. Die übrigen Nebenprodukte v/erden nicht entfernt. In bezug auf die Verwendung solcher Hydro-» lysate ist einerseits die Anwesenheit von Glutaminsäure und Asparaginsäure nicht erwünscht, da sie als nichtessentielle Aminosäuren Ballaststoffe darstellen, andererseits kann durch die bekannten Methoden erfahrungsgemäß keine so vollständige Entfernung geruchs- und geschmacksbildender Nebenprodukte erzielt werden, daß auf die Anwendung von Geschmackskoririgentien verzichtet werden kann» Aber auch dann empfindet noch ein Teil der mit solchen Präparaten behandelten Patienten Abneigungen in bezug auf den verbleibenden Würzegeschmack (Infusionstherapie 3 (1976), 'S.238-241; ebenda S.2i6-22o). Es ist bekannt, unerwünschte Geruchs- und Geschmacksstoffe mittels Extraktion der wäßrigen Proteinhydrolysate aus diesen zu entfernen. Als Lösungsmittel werden dabei entweder natürliche oder synthetische Öle und Fette sowie Ester niederer Fettsäuren mit Alkoholen mit 2 ... 6 C-Atomen (US-PS '3493385? oder Alkohole oder Ketone mit 1...4 C-Atomen (US-PS 2928822) verwendet. In beiden Fällen wird ein geruchs- und geschmacksfreies Enderzeugnis deswegen nicht erhalten, weil sich beim anschließenden Trocknen der wäßrigen Hydrolysate überraschen-" derweise Stoffe bilden, die dem Endprodukt einen unangenehmen Geruch und Geschmack verleihen.Es ist auch bereits bekannt (US-PS 3891772), sprühgetrocknete Eiweiße, nämlich mikrobiologisches Zellmaterial, von ihrem natürlichen Pilzgeruch und «geschmack durch Extraktion der Trockensubstanz, die bis zu 8 % Wasser enthalten kann, mit einer 6o ... 8o %igen wäßrigen Lösung eines aliphatischen Alkohols mit 1 ... 3 C-Atomen zu befreien. Dieses Verfahren kann zur Reinigung eines getrockneten Proteinhydrolysate deswegen nicht benutzt werden, weil das Hydrolysat vollständig aufgelöst werden würde,Part of the water present in the hydrolysis in the reaction mixture - with simultaneous replacement of the distilled What serin en ge -> remove. The remaining by-products are not removed. With regard to the use of such hydrolysates, on the one hand the presence of glutamic acid and aspartic acid is undesirable since they are dietary fibers as nonessential amino acids, on the other hand experience has shown that prior art methods do not achieve complete removal of odoriferous and flavoring byproducts However, even then, some of the patients treated with such preparations may have a dislike for the remainder of the wort taste (Infusionstherapie 3 (1976), p.238-241, ibid. p.2i6-22o). It is known to remove unwanted odors and flavors by extracting the aqueous protein hydrolysates from them. Suitable solvents are either natural or synthetic oils and fats and esters of lower fatty acids with alcohols having 2 to 6 carbon atoms (US Pat. No. 3,493,385) or alcohols or ketones having from 1 to 4 carbon atoms (US Pat In both cases, an odorless and tasteless final product is not obtained because the subsequent drying of the aqueous hydrolysates surprisingly forms substances which give the end product an unpleasant odor and taste. It is also already known (US Pat - PS 3891772), spray-dried proteins, namely microbiological cell material, from their natural fungal odor and taste by extraction of the dry matter, which may contain up to 8 % water, with a 6o ... 8o% aqueous solution of an aliphatic alcohol with 1. 3 C-atoms. This process can not be used to purify a dried protein hydrolyzate because the hydrolyzate is completely a would be dissolved,

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entfernung unerwünschter Geruchs- und Geschmacksstoffe aus Proteinhydrolysaten sowie in der Erhöhung ihrer biologischen Wertigkeit,The object of the invention is the removal of unwanted odor and flavor from protein hydrolysates and the increase of their biological value,

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe, ein für die Extraktion der geruchs- und geschmacksbeeinträchtigenden Stoffe sowie von Ballaststoffen ohne biologische Wertigkeit geeignetes lösungsmittel auszuwählen sowie die Extraktion in einer geeigneten Stufe des Erstellungsprozesses vorzunehmen. Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die auf bekannte Weise hergestellten und als trockene Pulver (sprühgetrocknete Produkte) vorliegenden Proteinhydrolysate mit aliphatischen Alkoholen mit maximal 3 C-A_tomen oder mit Gemischen aus diesen Alkoholen mit niederen Alkanestern niederer Carbonsäuren extrahiert werden. Als Alkohole v/erden vorwiegend Methanol, Äthanol, Propanol oder Isopropanol verwendet. Als niederer Alkanester niederer Carbonsäuren kommt vorzugsweise Essigsäureäthyl ester zur Anwendung. Die praktische Durchführung erfolgt so, daß das durch Sprühtrocknung oder eine ähnliche Methode erhaltene Proteinhydrolysat, mit einem Wassergehalt bis maximal 8 %,mit wenig Methanol oder einem anderen geeigneten Alkohol bis zur Siedetemperatur des betreffenden Alkohols erhitzt wird. Die Trennung des ungelöst gebliebenen Feststoffes vom Lösungsmittel erfolgt durch Absaugen auf einer Nutsche oder durch Zentrifugation. Der Feststoff wird, mit einer geringen Menge des gleichen Alkohols nachgewaschen und an der Luft oder, in anderer geeigneter Weise getrocknet. Das so erhaltene Proteinhydrolysat ist geschmacks- und geruchsfrei und enthält keine Amine, Ammoniumsalze oder Ketosäuren. Die biologische Wertigkeit des erhaltenen Produktes ist entsprechend der Menge der entfernten Nebenprodukte erhöht, indem der Anteil der essentiellen Aminosäuren Aminosäuren gegenüber dem Ausgangsprodukt ansteigt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch angewendet werden bei solchen Hydrolysat en, aus denen im Verlauf des HerstellungsOrozesses durch bekannte Methoden Glutaminsäure undThe invention solves the problem of selecting a suitable for the extraction of odor and taste-impairing substances and fiber without biological value solvent and to carry out the extraction in a suitable stage of the creation process. The solution of the problem is that the protein hydrolyzates prepared in a known manner and present as dry powders (spray-dried products) are extracted with aliphatic alcohols having a maximum of 3 C-A atoms or with mixtures of these alcohols with lower alkane esters of lower carboxylic acids. The alcohols used are predominantly methanol, ethanol, propanol or isopropanol. The lower alkane ester of lower carboxylic acids is preferably ethyl acetate used. The practical implementation is such that the obtained by spray-drying or a similar method protein hydrolyzate, with a water content of up to 8%, with little methanol or other suitable alcohol is heated to the boiling point of the alcohol in question. The separation of the undissolved solid from the solvent is carried out by suction on a suction filter or by centrifugation. The solid is rinsed with a small amount of the same alcohol and dried in air or otherwise. The protein hydrolyzate thus obtained is tasteless and odorless and contains no amines, ammonium salts or keto acids. The biological value of the product obtained is increased according to the amount of by-products removed by increasing the proportion of essential amino acids in the amino acids compared to the starting product. The process according to the invention can also be applied to those hydrolyzates from which, in the course of the production process, glutamic acid and by known methods

Asparaginsäure entfernt bzw* denen das Phenylalanin entzogen wurde.Aspartic acid removed or * where the phenylalanine was withdrawn.

Ausführungsbeispieleembodiments

1. Ein Protein, z.B. Kasein, wird in.bekannter Weise durch Kochen mit z.B. verdünnter Schwefelsäure hydrolysiert, aus der erhaltenen Lösung die Säure entfernt, die Lösung mittels Aktivkohle aufgehellt und durch Sprühtrocknung ein Trockenpulver hergestellt. Das erhaltene Produkt ist bräunlich-gelb gefärbt und besitzt einen würzigen Geschmack und Geruch.1. A protein, e.g. Casein is known in the art by boiling with e.g. hydrolyzed dilute sulfuric acid, the acid removed from the resulting solution, the solution lightened by means of activated charcoal and prepared by spray drying a dry powder. The resulting product is brownish-yellow in color and has a spicy taste and smell.

1oo g eines so erhaltenen Proteinhydrolysats werden mit 2oo ml Methanol unter Rückfluß erhitzt (1o-Minuten), die ungelösten Anteile werden abgesaugt, zweimal mit je 5o ml Methanol gewaschen und an der Luft getrocknet, Ausbeute: 80 g Proteinhydrolysate in Form eines praktisch1oo g of a protein hydrolyzate thus obtained are refluxed with 200 ml of methanol (1o-minutes), the undissolved portions are filtered off, washed twice with 5o ml of methanol and dried in air, yield: 80 g protein hydrolyzates in the form of a practical

farblosen, geruchs- und geschmacksfreien Pulvers Gehalt an essentiellen Aminosäurencolorless, odorless and tasteless powder content of essential amino acids

vor der Behandlung nach der Behandlungbefore treatment after treatment

2,8 % 7,2 % 6,2 0 3,8 % 2,6 % 3,4 % 2.8 % 7.2 % 6.2 0 3.8 % 2.6 % 3.4 %

2 D C? jO /O 2 D C? Yes / O

. 2,3 % , 2.3 %

2_t Die Lösung eines gemäß Beispiel 1 in bekannter Weise hydro™ lysierten Proteins wird mittels eines basischen Ionenaustauschers von Asparaginsäure und Glutaminsäure befreit. Durch Sprühtrocknung wis?d ein Trockenpulver erhalten, das gelb gefärbt ist und einen würzigen Geruch und Geschmack besitzt, 2 _t The solution of a hydrolyzed according to Example 1 in a known manner hydrolyzed protein is freed of aspartic acid and glutamic acid by means of a basic ion exchanger. By spray-drying, a dry powder is obtained which is yellow in color and has a spicy smell and taste.

I00 g eines so erhaltenen Proteinhydrolysate werden mit 2oo ml Äthanol 1o Minuten unter Rückfluß erhitzt, das Unlösliche wird abgesaugt, zweimal mit je 5o ml Äthanol gewaschen und an100 g of a protein hydrolyzate thus obtained are refluxed with 200 ml of ethanol for 1 minute, and the insoluble matter is filtered off with suction, washed twice with 5 × ml of ethanol each time and

Isoleucinisoleucine 2,2 % 2.2 % Leucinleucine 5,8 % 5.8 % Ly sinLy sin , 6,0 % , 6.0 % Threoninthreonine 3,o % 3, o % Histidinhistidine 2,o % 2, o % Valinvaline 2,7 % 2.7 % Phenylalaninphenylalanine 2,3'%2,3 '% Methioninmethionine 1,8 % 1.8 %

der Luft getrocknet.air dried.

Ausbeute: 85 g Proteinhydrolysat, in Form eines farblosen, geruchs- und geschmacksfreien Pulvers.Yield: 85 g protein hydrolyzate, in the form of a colorless, odorless and tasteless powder.

Gehalt an essentiellen AminosäurenContent of essential amino acids

vor der Behandlung nach der Behandlungbefore treatment after treatment

Isoleucin 2,6 % 3,5· % Isoleucine 2.6 % 3.5 ·%

Leucin - . 6,9 % 7,9 % Leucine -. 6.9 % 7.9 %

Lysin 6,5 % 7,5 % Lysine 6.5 % 7.5 %

Threonin 4,ο % 4,6 % Threonine 4, ο % 4,6 %

Histidin 2,5 % 2,8 % Histidine 2.5 % 2.8 %

Valin . 3,5 % 4,2 % Valine. 3.5 % 4.2 %

Phenylalanin 3,5 % 4,1 % Phenylalanine 3.5% 4.1 %

Methionin 2,2 % 2,6 % Methionine 2.2% 2.6 %

3. 1oo g eines gemäß Beispiel 1 durch Hydrolyse und nachfolgende Sprühtrocknung erhaltenen Trockenpulvers werden mit 2o© ml Isopropanol 1o Minuten unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Absaugen des unlöslichen Anteils und Nachwaschen mit 1oo ml Isopropanol wird an der Luft getrocknet.3. 1oo g of a dry powder obtained according to Example 1 by hydrolysis and subsequent spray drying are refluxed with 2o © ml of isopropanol for 1 minute. After aspirating the insoluble fraction and washing with 1oo ml of isopropanol is dried in air.

Ausbeute: 94 g Proteinhydrolysat, in Form eines schwach gelblichen, geruchs- und geschmacksfreien Pulvers. Der Anteil an essentiellen Aminosäuren ist gegenüber dem Ausgangsprodukt um 5 % erhöht.Yield: 94 g protein hydrolyzate, in the form of a pale yellow, odorless and tasteless powder. The proportion of essential amino acids is increased by 5 % compared to the starting material.

4. 1oo g eines gemäß Beispiel 1 durch Hydrolyse und nachfolgende Sprühtrocknung erhaltenen Trockenpulvers werden mit einem Gemisch von 1oo ml Methanol und 1oo ml Essigsäureäthylester 1o Minuten unter Rückfluß gekocht. Nach dem Absaugen des unlöslichen Anteils wird an der Luft getrocknet.4. 1oo g of a dry powder obtained according to Example 1 by hydrolysis and subsequent spray drying are refluxed with a mixture of 1oo ml of methanol and 1oo ml of ethyl acetate for 1o minutes. After sucking off the insoluble fraction is dried in air.

Ausbeute: 92 g Proteinhydrolysat, in Form eines schwach gefärbten, geruchs- und geschmacksfreien Pulvers.Yield: 92 g of protein hydrolyzate, in the form of a pale-colored, odorless and tasteless powder.

Der Anteil an essentiellen Aminosäuren ist gegenüber dem Ausgangsprodukt um 6 % erhöht.The proportion of essential amino acids is increased by 6 % compared to the starting material.

Claims

Claim of invention;

1. A process for the purification of protein hydrolysates from the by-products of their preparation by extraction with organic solvents gekkzeichzeich.net characterized in that in known manner in the form of products of spray drying with a maximum water content of 8 % present hydrolyzates with aliphatic alcohols treated with a maximum of 3 C-atoms or with mixtures of such alcohols with lower alkane esters of lower carboxylic acids. .

2. The method according to item 1, characterized in that as aliphatic ^ alcohols methanol, ethanol, propanol or isopropanol and as alcohol-ester mixture a methanol-ethyl acetate mixture is used «