DD256706A1 - Verfahren zur nassmechanischen verarbeitung von roggenfruechten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur nassmechanischen Verarbeitung von Roggenfruechten zur Gewinnung von Staerke, Proteinen, Nichtstaerkepolysacchariden, Schalen und niedermolekularen Kohlenhydraten unter Beibehaltung der wichtigen funktionellen Eigenschaften dieser Hauptinhaltsstoffe. Die erfindungsgemaessen Produkte sind fuer den Einsatz als Bestandteil von Lebensmitteln und von industriellen Hilfs- und Zusatzstoffen geeignet. Erfindungsgemaess wird den zerkleinerten Roggenfruechten in waessrigem Medium Schwefeldioxid in bis zum Erreichen eines vorgegebenen p H-Wert zugegeben, worauf eine Behandlung innerhalb eines bestimmten Temperatur-Zeit-Regimes und verschiedene Fest-Fluessigtrennungen erfolgen, so dass Staerke, Proteine und zuletzt durch eine Fuellung die proteinarmen Nichtstaerkepolysaccharide erhalten werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur naßmechanischen Verarbeitung von Roggenfrüchten zu Stärke, Proteinen, Nichtstärkepolysacchariden, Schalen und niedermolekularen Kohlenhydraten durch Auftrennung der trocken zerkleinerten Roggenkörner, vorzugsweise von Mehlen. Die Erfindung verfolgt den Zweck, die gewonnenen Produkte als Bestandteil von Lebensmitteln und/oder von industriellen Hilfs- und Zusatzstoffen einzusetzen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Neben den Proteinen, die massenmäßig mit etwa 10% vertreten sind, enthält die Trockensubstanz des Roggenkornes über 80% Kohlenhydrate, die sich ungleichmäßig auf die verschiedenen Gewebe des Kornes verteilen. Der größte Anteil, d. h. 60... 65% der Korntrockenmasse (KTM) dieser Kohlenhydrate liegt im Mehlkörper in Form der in Wasser bzw. in verdünnten Alkalilaugen unlöslichen Stärkekörner unterschiedlicher Größe vor. Die kleinen Stärkekörner werden als Fein-und die großen Körner als Grobkornstärke bezeichnet. Die Feinkornfraktion (ΙΟμτη) macht etwa 6... 10% der KTM aus. Weitere, vorwiegend in den Schalen lokalisierte, hochmolekulare Kohlenhydrate sind Cellulosen, /3-Glucane und Pentosane. Niedermolekulare in Wasser leicht lösliche Kohlenhydrate kommen mit etwa 5% der KTM als Oligo- und Monosaccharide, vorwiegend als Fruktose und Glucose vor. Innerhalb der hochmolekularen Nichtstärkepolysaccharide (NSP) machen die Pentosane mit 5...8% der KTM die massenmäßig größte Fraktion aus.

Da diese Kohlenhydrate vorwiegend in der Kornschale und den Zellwänden angereichert sind, ist ihr Anteil in gemahlenen Körnerfrüchten stark vom sogenannten Ausmahlungsgrad abhängig. Auf Grund ihres unterschiedlichen Extraktionsverhaltens unterscheidet man wasserlösliche und wasserunlösliche NSP. Ein Teil der letzteren (bis auf die Cellulose) ist in verdünnter Alkalilauge löslich. Die NSP enthalten in der Regel einen mehr oder weniger großen Anteil komplex oder kovalent mit den Kohlenhydraten verbundene Proteine. Auf Grund der hohen Wasserbindung und der guten Quellfähigkeit besteht ein Interesse, diese Stoffe wie andere pflanzliche Hydrokolloide zur Wasserbindung einzusetzen. Wegen ihrer chemischen Zusammensetzung aus D-Xylose und L-Arabinose besteht ferner die Möglichkeit, Pentosane zur Gewinnung dieser Zucker einzusetzen. In der DE-AS 2 047 504 wird vorgeschlagen einen Teil der wasserunlöslichen NSP innerhalb von 48 Stunden mit verdünnten Alkalilösungen bei 53...55⁰C aus dem zerkleinerten Rohmaterial zu extrahieren und vor Aufarbeitung des neutralisierten Extraktes alle niedermolekularen organischen und anorganischen Stoffe mittels Elektrodialyse zu entfernen. Nachteilig bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens auf Roggen ist der Umstand, daß Roggenstärke bereits bei Temperaturen oberhalb von 50°Cteilweise in Lösung geht. Somit sind weitere Verfahrensschritte erforderlich, die Stärkepolysaccharide wieder von den Pentosanen zu trennen. Aus dem gleichen Grunde kann das für die chemische Industrie in der DE-OS 3405208 vorgeschlagene Verfahren zur Gewinnung von „Hemicellulosen" aus Holz nicht auf Roggenmehl angewendet werden. Hier löst sich in der starken Alkalilauge auch die Stärke. Bei der anschließenden Reinigung mittels Ultrafiltration gelangt sie mit in das Endprodukt. Bei beiden Verfahren sind große Aufwendungen erforderlich, um vor der eigentlichen Isolierung der Pentosane die durch die Neutralisation gebildeten großen Salzmengen zu entfernen.

Zur Gewinnung von Proteinen aus Getreideprodukten werden physikalische und chemische Trennmethoden angewandt. Bei den physikalischen Methoden nutzt man die Unlöslichkeit der Gluteneiweißstoffe in Wasser aus. Das Gluten wird beim „Martin-Verfahren" durch Kneten eines festen Teiges und Auswaschen der Stärke beim „Batter-Prozeß" durch Sieben eines flüssigen Rührteiges isoliert. Beide Verfahren können nur auf sogenannte glutenstarke Mehle angewendet werden, wobei das Gluten sich zu einem festen Teig bzw. zu Glutengerinsel zusammenballen muß. Diese Eigenschaft zeigen nur die glutenstarken Hartweizenmehle. Glutenschwache Weichweizenmehle, die meisten Triticalemehle und auch Roggenmehle lassen sich nach diesem Verfahrensprinzip nicht aufarbeiten. Nachteilig ist weiterhin der Umstand, daß infolge der vielen erforderlichen Auswaschprozesse die wasserlöslichen Proteine im Waschwasser in solch einer niedrigen Konzentration vorliegen, daß sie sich in ökonomischer Weise nicht mehr isolieren lassen und als Stickstoffträger das Abwasser belasten. Bei den chemischen Trennungsmethoden wird das Gluten zusammen mit den anderen Proteinen entweder in verdünnten Säuren, wie z. B. Milchsäure, Essigsäure u.a. oderin verdünnten Alkalien gelöst. Die Stärkekörner werden durch eine oder mehrere Fest-Flüssigtrennungen vom Extrakt abgesondert und daraus durch pH-Veränderung die Proteine ausgeflockt und durch Zentrifugation abgetrennt. Zur Gewinnung reiner Stärken wird in der Regel die Extraktion ein oder mehrmals wiederholt. Ein Nachteil der physikalischen und chemischen Methoden ist der hohe Bedarf an Wasser. So werden z. B. im konventionellen Alkaliprozeß zur Extraktion eines Masseteiles Mehl 5... 10 Masseteile einer etwa 0,1%igen Lösung von Natronlauge in Wasser benötigt. Erhöht man die Natronlaugekonzentration von 0,125% auf beispielsweise 0,5% und reduziert das Flüssigkeitsvolumen von 10 Teilen auf 2,5 Teile je Teil Roggenmehl, dann entsteht nach dem Anteigen eine schwerfließende Masse, aus der sich die Stärke durch einfache Sedimentationsprozesse nicht abtrennen läßt. Nach einer Verdünnung mit der gleichen Wassermenge läßt sich die Suspension zwar im Schwerefeld einer Zentrifuge trennen, aber aus dem proteinhaltigen Extrakt kann infolge der hohen Viskosität des Gluten bei pH6... 7 nach Neutralisation mit Salzsäure nicht koagulieren. Weder eine weitere Verschiebung des pH-Wertes in den sauren Bereich noch Erhitzung des Systems bringt den erwünschten Effekt. In der DE-OS 1911107 wird ein Verfahren zur Abtrennung von Stärke und Proteinen aus zerkleinerten Getreidekörnern beschrieben. Danach werden die Proteinein 0,1 ...0,5 Ma.-%igen wäßrigen Lösungen von Alkalisalzen, wie z.B. Sulfiten, Bisulfiten, Carbonaten oder Chloriden bei konstant gehaltenem pH = 7,2... 7,4 innerhalb von 30min bei Zimmertemperatur gelöst. Nach Abtrennung der Faserfraktion von den Stärkekörnern durch Sieben, werden die Proteine aus dem Extrakt durch Einstellen des pH-Wertes auf den isoelektrischen Punkt bei Temperaturen zwischen 60 und 70⁰C koaguliert und die koagulierten Proteine abgetrennt. Zur Entfernung der wasserlöslichen Salze wird das Protein mehrmals mit Wasser gewaschen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist neben dem hohen Verbrauch an Wasser durch ein Mehl-Wasser-Verhältnis von 1:10 auch der Umstand, daß aus Roggenmehl nur die koagulierbaren Proteinezu gewinnen sind, da beim Eindampfen des von koagulierbaren Proteinen befreiten stickstoffhaltigen Extraktes die Viskosität stark zunimmt.

Zur vollständigen Gewinnung der Roggenstärke läßt sich das in der DE-OS 1911107 beschriebene Verfahren nicht anwenden. Die auf pH = 7,0...7,4 eingestellte Mehlsuspension zeigt nach dem Lösen der Proteine beim mechanischen Abtrennen der Schalen- und Faserfraktion starke Schaumbildung, was die Abtrennung der Stärke mittels Separatoren und Dekantern erschwert. Diese führen in die Suspension Luft unter Schaumbildung ein, so daß die in den Grenzflächen sich befindenden Stärkekörner der

Feinkornfraktion zusammen mit dem Schaum in das Fugat gelangen und nicht als Feststoff im Sediment abgeschieden werden.

Störende Schaumbildung tritt auch auf, wenn man entsprechend dem Verfahren des DRP 739530 vor Abtrennung der Faserfraktion die auf pH = 5,5 bis 6,5 eingestellte Roggenmehlsuspension 4 bis 5 Stunden unterhalb der Verkleisterungstemperatur der Stärke bei 30 bis 35°C behandelt. In einer weiteren Patentschrift DD-WP 156021 wird vorgeschlagen, bei der Isolierung von Getreidestärken die Schaumbildung durch partielle Hydrolyse der NSP teilweise zu unterbinden und Ausbeuteverluste zu verhindern. Dazu wird Roggenmehl mit Wasser im Verhältnis 1:4 suspendiert und der Suspension ein Enzymgemisch bestehend aus einer/3-Glucanase, einer Protease und einer alpha-Amylase in einer Menge bis zu 2% bezogen auf das Roggenmehl zugefügt. Danach kann die so behandelte Mehlsuspension in ein stärkereiches Roggenmehlsediment und ein Fugat, das auch die Feinkornstärke enthält, aufgetrennt werden. Bei Anwendung dieses Verfahrens zur Stärkegewinnung entstehen dadurch Materialkosten, da zur Hemmung der Schaumbildung drei verschieden wirkende Enzyme in hohen Einsatzmengen notwendig sind. Die dabei angewandten erhöhten Temperaturen bis zu 50⁰C führen soweit zur Hydrolyse von Stärke, Proteinen und NSP, daß wichtige funktionell Eigenschaften ganz oder teilweise verloren gehen können. So lassen sich aus dem Fugat weder die Proteine noch die NSP abtrennen. Ein Teil der Stärke wird bereits bei Temperaturen nahe 5O⁰C durch die alpha-Amylase zu Zuckern hydrolysiert und geht als Stärkeausbeute verloren. Infolge des hohen Gehaltes an leicht vergärbaren Kohlenhydraten und an Aminosäuren ist es schwierig, eine Infektion der Fugate durch Mikroorganismen, wie z. B. Milchsäurebakterien auf die Dauer zu vermeiden. Eine Infektion bewirkt pH-Abfall unter einen Wert von 4,0 und führt zu einem Stillstand des notwendigen enzymatischen Abbaus. Zur Vermeidung solcher Infektionen ist der Einsatz von Schwefeldioxid, Peressigsäure oder anderer antimikrobieller Agentien an verschiedenen Stellen des Prozesses notwendig. Die ökonomische Variante der Koservierung mittels Schwefeldioxid kann wegen der pH-Verschiebung in den sauren Bereich in der enzymatisch vorzubehandelnden Mehl-Suspension nicht genutzt werden, weil die zugesetzten Enzyme in diesem Bereich ihre Wirksamkeit verlieren. An dieser Stelle müssen kostenaufwendige, toxikologisch unbedenkliche antimikrobielle Agentien zugegeben werden, die entweder in den Abprodukten verleiben oder mit aufwendigen Methoden daraus zu entfernen sind.

Zur Beschleunigung des ansonsten langsamen und unvollständigen Absetzvorganges der Stärke in einer wäßrigen Roggenmehlsuspension und zur besseren Abtrennung der Proteine, wird mehrfach vorgeschlagen, die Proteine auf enzymatischem und/oder saurem Wege abzubauen. In der dänischen Patentschrift 685540 wird durch pH-Einstellung der wäßrigen Roggenmehlsuspension auf einen Wert < 2,8 die Wirkung roggeneigener Enzyme während der Extraktion unterbunden und gleichzeitig eine partielle saure Hydrolyse der Eiweißstoffe erreicht. In der ungarischen Patentschrift 119501 wird vorgeschlagen, die Roggenproteine mittels Pepsin zu spalten. Die enzymatische Behandlung der Roggenmehlsuspension erfolgt hierbei bei pH 3,3 bis 3,8 innerhalb von 12 Stunden bei 35°C. Nachteilig bei den beiden zuletzt genannten Verfahren ist der Umstand, daß durch den niedrigen pH-Wert 3,8 und die Behandlung bei erhöhter Temperatur die Stärke bereits chemisch modifiziert wird und ihre funktioneile Eigenschaft, beim Aufkochen in Wasser zu quellen und zu verkleistern, verloren hat. Schließlich tritt bei Einwirkung von starken Mineralsäuren auf Roggenmehl eine Verfärbung (Säurerötung) auf, durch welche die Qualität der Zwischen- und Endprodukte negativ beeinflußt wird.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer möglichst vollständigen Isolierung der Hauptinhaltsstoffe der Roggenfrüchte, als Rohstoffe für die Weiterverarbeitung, d.h. von Schalen, Stärke, koagulierbaren Proteinen, NSP und löslichen Kohlenhydraten und weiteren Proteinen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der-Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, spezielle Verfahrensbedingungen und Verfahrensschritte aufzuzeigen, so daß wichtige funktionell Eigenschaften der Hauptinhaltsstoffe während der Isolierung und Gewinnung weitgehend erhalten bleiben und ein ökonomisch vertretbarer Wasserverbrauch möglich wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Lösen der Proteine, der NSP, der Zucker und weiterer Inhaltsstoffe Schwefeldioxid einer wäßrigen Aufschlämmung von zerkleinerten Roggenfrüchten in einer solchen Menge zugesetzt, daß der Anfangs-pH-Wert der Suspension 4,0 bis 5,5 beträgt und während einer Temperierungszeit (Autolyse) von 4 bis 24 Stunden, vorzugsweise 6 bis 8 Stunden bei konstanter Temperatur von 40°C bis 42 ⁰C ein Abfall des pH-Wertes innerhalb des pH-Bereiches von 4,0 bis 5,5 vermieden wird.

Als zerkleinerte Roggenfrüchte können vorteilhaft Mehle mit einem Ausmahlungsgrad von 60 bis 80% und einer Feuchte von 10 bis 13% eingesetzt werden.

Zur Herstellung der Suspension aus den zerkleinerten Roggenfrüchten für die Autolyse ist die Menge des Wassers so bemessen, daß die mit Schwefeldioxid versetzte wäßrige Aufschlämmung 2 bis 3 Masseteile Wasser, vorzugsweise aber 2,4 Teile Wasser, auf ein Masseteil zerkleinerte Roggenfrucht enthält.

Nach erfolgter Autolyse wird die Mischung einer ersten Fest-Flüssigtrennung bei Temperaturen von 35 bis 42⁰C unterzogen. Hierfür sowie für die weiteren Fest-Flüssigtrennungen können Separatoren, Dekanter oder Zentrifugen eingesetzt werden. Das anfallende Fugat, das die wasserlöslichen Inhaltsstoffe der zerkleinerten Roggenfrüchte, vorzugsweise des Mehles enthält, wird gesammelt.

Zum Auswaschen der Feststoffe wird das erhaltene erste Sediment in 0,5 bis 1,0 Masseteile Wasser bezogen auf 1 Teil der ursprünglichen zerkleinerten Roggenfruchtmenge resuspendiert und nach Rühren bei 20⁰C bis 42°C einer 2.Fest-Flüssigtrennung unterworfen. Der 2. wäßrige Extrakt wird mit dem ersten vereint.

Die Feststoffe im Sediment werden zur Extraktion alkalilöslicher Proteine und der NSP ein- oder mehrmals mit einer wäßrigen 'isung von Ätznatron behandelt. Für diese Extraktion ist eine 0,5%ige wäßrige Natronlaugelösung notwendig, wobei 0,5 bis 1,0 \ugsweise 0,8 Teile dieser 0,5%igen Natronlauge bezogen auf 1 Teil der ursprünglichen Roggenmenge zum Einsatz kommen. Malische Suspension wird nach Rühren bei Zimmertemperatur einer 3. Fest-Flüssigtrennung unterzogen.

Das alkalische Fugat wird mit den ersten beiden vereint. Je nach gewünschtem Reinheitsgrad kann diese Extraktion mit Alkali ein- oder mehrmals wiederholt werden. Die Feststoffe werden zur Extraktion salzlöslicher Proteine in 0,5 bis 1, vorzugsweise 0,8 Teile Wasser bezogen auf 1 Teil der ursprünglichen Roggenfruchtmenge resuspendiert und nach Rühren bei Zimmertemperatur durch Zugabe von Mineralsäuren auf einen pH-Wert von 5,5 bis 6,5 eingestellt. Die Verweildauer der Stärke im alkalischen Bereich sollte 4 bis 8 Stunden nicht überschreiten. Nach fortgesetztem Rühren schließt sich gegebenenfalls eine 4. Fest-Flüssigtrennung an.

Die anfallenden Fugate mit den löslichen und gelösten Inhaltsstoffen werden vereint. Zur Koagulation der Proteine wird der pH-Wert der vereinigten Fugate auf 5,5 bis 6,5 eingestellt. Die Koagulation der Proteine erfolgt durch Temperaturerhöhung auf Temperaturen von 30 bis 8O⁰C, vorzugsweise auf 50 bis 70°C. Die abgeschiedenen Proteine werden anschließend abgetrennt und nach bekannten Methoden aufgearbeitet oder getrocknet.

Durch Zugabe eines Fällungsmittels zum protei.narmen Extrakt wird die Fällung der NSP vorgenommen. Dazu werden wassermischbare Alkohole, etwa im Volumenverhältnis 2 bis 3 auf einen Vol.-Teil Extrakt eingesetzt. Die gefällten NSP werden durch Dekantation abgetrennt und aufgearbeitet.

Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, vor der thermischen Trocknung das in der schleimigen Masse gebundene Wasser durch Alkohol zu verdrängen. Aus dem von den NSP befreiten Fugat wird zunächst das Fällungsmittel durch Destillation vollständig abgetrennt und gegebenenfalls zurückgewonnen bevor es durch Wasserentzug zu einem Sirup mit 75 bis 85% Trockensubstanz aufgearbeitet wird. Er enthält hauptsächlich Zucker wie Glucose, Fructose, Maltose und in geringen Mengen Maltotriose neben Aminosäuren und Proteinabbauprodukten. Der anfallende Sirup hat eine honigartige Konsistenz. Die nach der letzten Fest-Flüssigtrennung anfallenden Feststoffe, die aus Stärke und Schalen bestehen, werden nach Resuspendierung in Wasser durch Sieben und Waschen in bekannter Weise in Schalen und Stärke getrennt und aufgearbeitet. Die anfallende Rohstärke hat nach einmaliger Behandlung mit 0,5%iger Natronlauge einen Proteingehalt von nur 1 bis 1,5% und enthält neben der Grobkom- auch die Feinkornstärke. Die gesamte Rohstärke kann durch die in der Stärkeindustrie üblichen Verfahren der Raffination und Trocknung aufgearbeitet, gegebenenfalls aber auch in Korngrößenfraktionen überführt werden. Die im Siebüberschlag verbliebene Schalenfraktion wird gewaschen und getrocknet. Die Erfindung wird durch die folgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Ausführungsbeispiele

1. Gewinnung von Stärke

In einem 500-ml-Zentrifugenglas werden 100g prallgemahlenes Roggenmehl mit einer Feuchte von 10 bis 13% und einem Ausmahlungsgrad von 70 bis 80% mit 220g auf 55°C erwärmten Leitungswasser zu einem homogenen Brei schnell vermischt. Dabei soll die Temperatur der Mischung 45⁰C nicht über und 4O⁰C nicht unterschreiten. Durch Zugabe von 20g einer 1%igen wäßrigen Schwefeldioxidlösung wird der pH auf einen Wert von 4,5 bis 5,5 eingestellt. Während der nachfolgenden 6- bis 8stündigen Autolyse bei einer Temperatur von 40 bis 42°C wird der Ansatz gelegentlich gerührt. Nach Beendigung der Autolyse wird das Autolysat einer I.Fest-Flüssigtrennung in einer Zentrifuge (S70 VEB Zentrifugenbau Leipzig) bei 3000 U/min innerhalb von 20 min und einer Temperatur von ca. 40⁰C unterzogen und das Fugat 1 vom Sediment 1 durch Dekantation getrennt. Zum Waschen wird das Sediment 1 in 80g Leitungswasser suspendiert und 30 min bei Zimmertemperatur gerührt. Danach wird das System einer 2. Fest-Flüssigtrennung unterzogen und in das Fugat 2 und das Sediment 2 getrennt. Das Fugat 2 wird in einem Sammelgefäß mit dem Fugat 1 vereint. Das Sediment 2 wird zum Lösen alkalilöslicher Inhaltsstoffe in 80g 0,5%iger Natronlauge resuspendiert und 60 min bei Zimmertemperatur gerührt. Das System wird einer 3. Fest-Flüssigtrennung unterworfen und in das Fugat 3 und das Sediment 3 getrennt. Das alkalische Fugat (pH 0,5 bis 10) wird im Sammelgefäß mit dem Fugat 1 und 2 vereint. Zur Extraktion salzlöslicher Inhaltsstoffe wird das alkalische Sediment 3 zunächst in 80g Leitungswasser resuspendiert und 30min bei Zimmertemperatur gerührt. Danach wird der Ansatz mit 1,5 bis 2,0 ml 2 N Salzsäure neutralisiert (pH 6,2 bis 6,4) und 30 min bei Zimmertemperatur gerührt. Das System wird einer 4. Fest-Flüssigtrennung unterworfen und in das Fugat 4 und das Sediment 4 getrennt. Das neutrale Fugat wird im Sammelgefäß mit den Fugaten 1,2 und 3 vereint.

Zur Aufarbeitung der Feststoffe wird das Sediment 4 in 100 g Leitungswasser resuspendiert und mit 300 ml Leitungswasser über einem Prüfsieb 50μιη (VEB Metallweberei Neustadt, TGL 7354) gewaschen und getrennt. Die das Sieb passierenden Feststoffe (Rohstärke) werden im Waschwasser gleichmäßig verteilt und einer 5. Fest-Flüssigtrennung unterzogen. Das anfallende Fugat 5 wird verworfen oder zum Anteigen Und Waschen einer neuen Mehlpartie verwendet. Das Sediment 5 (Rohstärke) wird bei 40⁰C im Warmlufttrockenschrank getrocknet.

2. Gewinnung der Schalen

Die bei der Gewinnung von Stärke (Abschnitt 1) auf dem Sieb verbleibenden Schalenbestandteile werden über Nacht in einem Warmlufttrockenschrank bei 40°C getrocknet und in einer Schlagmühle zerkleinert.

3. Gewinnung der Proteine

Der pH-Wert der im Sammelgefäß vereinten Fugate aus Beispiel 1 wird gemessen und gegebenenfalls auf einen pH-Wert von 5,5 bis 6,0 eingestellt. Danach wird das Sammelfugat auf 70"C erhitzt und die Temperatur 5min gehalten. Dabei fallen bei 50°C die Eiweißstoffe in großen Flocken aus. Nach Abkühlen auf Zimmertemperatur wird der Ansatz einer Fest-Flüssigtrennung unterzogen und in einen proteinarmen Überstand und ein proteinreiches Sediment getrennt. Das Sediment (hitzekoagulierbare Proteine) wird in einem Warmlufttrockenschrank bei 4O⁰C getrocknet und die spröde Masse in einer Schlagmühle gemahlen. Stärke: nicht nachweisbar.

4. Gewinnung der NSP

Der Überstand der Proteinfällung aus Abschnitt 3 (Masse ca. 300g) wird unter Rühren schnell in das dreifache Volumen an Methanol gegeben. Die ausgeflockten NSP werden nach Stehen über Nacht auf einer G 3-Fritte vom methanolhaltigen NSP-f reien Extrakt abgesaugt, im Warmlufttrockenschrank bei 8O⁰C getrocknet und in einer Schlagmühle zu einem^eierschalenfarbenem Pulver gemahlen

Stärke ist nicht nachweisbar.

5. Gewinnung der löslichen Roggeninhaltsstoffe

Das im methanolhaltigen NSP-freien Extrakt (aus Abschnitt 4) vorliegende Methanol wird im Rotationskolbenverdampfer abdestilliert und der die Zucker und löslichen Proteine enthaltende Extrakt im Vakuum weiter bis zu einer Trockenmasse von ca.

80% eingedickt. Dabei fällt ein honigfarbener Sirup an.

Aus 100g Mehl erhaltener Sirup 20g, Trockenmasse = 82,6%,

Rohproteingehalt 17,5% in der Trockensubstanz

Hauptkohlenhydratgehalt: Glucose, Fruktose und Maltose.

Claims (6)

1. Verfahren zur naßmechanischen Verarbeitung von Roggenfrüchten zur Gewinnung der Hauptinhaltsstoffe, bei welchem getrocknetes, zerkleinertes Material mit verdünnten wäßrigen Lösungen einer sauren und/oder alkalischen Behandlung bei Temperaturen unterhalb der Verkleisterungstemperatur der Stärke unterworfen und durch eine oder mehrere Fest-Flüssigtrennungen die in Wasser gelösten Stoffe als Fugate gewonnen, die Feststoffe durch Siebung oder andere Klassierverfahren in eine Faserfraktion und eine oder mehrere Stärkefraktionen zerlegt und aufgearbeitet werden, aus den Fugaten die Proteine durch Einstellung des pH-Wertes koaguliert, nachfolgend die Nichtstärkepolysaccharide (NSP) durch Zugabe nichtwäßriger Fällungsmittel ausgeflockt und nach Entfernung dersedimentierbaren Substanz die verbleibenden Zucker und löslichen Proteine als Sirup gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Lösen der Proteine, der Nichtstärkepolysaccharide, der Zucker und weiterer Inhaltsstoffe Schwefeldioxid in wäßriger Lösung den zerkleinerten Roggenfrüchten, vorzugsweise Mehlen, in solcher Menge zugesetzt wird, bis der pH-Wert der Suspension einen Wert von 4,5 bis 5,5 erreicht und daraufhin eine Temperaturbehandlung von 4 bis 24 Stunden, vorzugsweise von 6 bis 8 Stunden beikonstanterTemperaturim Intervall von 40 bis 42°C unter Einhaltung eines pH-Bereiches von 4,0 bis 5,5 vorgenommen wird, worauf eine erste Fest-Flüssigtrennung bei Temperaturen von 35 bis 42°C erfolgt, das Fugat gesammelt wird sowie die Feststoffe zwecks Auswaschens in Wasser resuspendiert werden, worauf nach Rühren bei Zimmertemperatur eine zweite Fest-Flüssigtrennung vorgenommen, das zweite Fugat mit dem ersten vereint wird und die Feststoffe, gegebenenfalls zur Extraktion alkalischer Proteine und Nichtstärkepolysaccharide ein oder mehrmals mit einer wäßrigen Lösung von Ätznatron behandelt werden, die alkalische Suspension nach Rühren bei Zimmertemperatur einer dritten Fest-Flüssigtrennung unterzogen, das alkalische Fugat abgenommen und mit den ersten beiden Fugaten vereint wird und die Feststoffe zur Extraktion salzlöslicher Proteine in Wasser resuspendiert, nach Rühren bei Zimmertemperatur durch Zugabe von Mineralsäure der pH-Wert der alkalischen Suspension auf einen Wert von 5,5 bis 6,5 erniedrigt, nach weiterem Rühren eine vierte Fest-Flüssigtrennung vorgenommen, das Fugat mit den ersten drei Fugateh vereint wird, der pH-Wert der vereinigten Fugate zur Koagulation der Proteine auf pH 5,5 bis 6,5 eingestellt, die Koagulation der Proteine durch Temperaturerhöhung vorgenommen wird, die koagulierten Proteine abgetrennt und aufgearbeitet werden, worauf durch Zugabe eines Fällungsmittels zum proteinarmen Fugat die Fällung der Nichtstärkepolysaccharide vorgenommen wird, diese durch Dekantation von der Lösungsphase abgetrennt und aufgearbeitet werden, aus dem Nichtstärkepolysaccharidefreien Fugat zunächst das Fällungsmittel durch Destillation vollständig abgetrennt und gegebenenfalls zurückgewonnen wird, bevor das Fugat durch Wasserentzug zu einem Sirup aufgearbeitet wird und die nach der letzten Fest-Flüssigtrennung anfallenden Feststoffe nach Resuspendierung in Wasser durch Sieben und Waschen in bekannter Weise in Schalen und Stärke getrennt und aufgearbeitet werden.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Schwefeldioxid versetzte wäßrige Aufschlämmung von zerkleinerten Roggenfrüchten 2 bis 3 Masseteile Wasser, vorzugsweise 2,4 Masseteile Wasser auf einen Masseteil Roggenmehl enthält.

3. Verfahren nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nach der Fest-Flüssigtrennung jeweils anfallenden Feststoffe zur weiteren Extraktion löslicher Stoffe in 0,5 bis 1,0, vorzugsweise 0,8 Masseteile Flüssigkeit, bezogen auf ein-Teil der ursprünglichen Roggenmehlmenge resuspendiert werden.

4. Verfahren nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Extraktion der alkalilöslichen Proteine und Nichtstärkepolysaccharide eine 0,5%ige wäßrige Natronlaugelösung mit einer Verweildauer von maximal 4 bis 8 Stunden eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Koagulation der Proteine bei 30 bis 8O⁰C, vorzugsweise bei 50 bis 70⁰C vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Punkt 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fällung der Nichtstärkepolysaccharide wassermischbare Alkohole in einer Menge von 2 bis 3 Volumenanteilen auf ein Teil Extrakt eingesetzt werden.