DD273195A1 - Verfahren zur detoxifizierung von proteinfraktionen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detoxifizierung von Proteinfraktionen aus pflanzlichen thioglycosidhaltigen Rohstoffen, speziell aus Brassica- und Crambesamen, zwecks Nutzbarmachung fuer die Humanernaehrung. Den proteinhaltigen Extrakten wird waehrend der Extraktion oder nach der Abtrennung der Rueckstaende ein loesliches Schwermetallsalz, vorzugsweise ein Kupfer- oder Eisensalz zugesetzt. Nach dem Erwaermen der Loesungen werden diese einem Membrantrennprozess unterworfen. Durch Ultrafiltration erfolgt eine Konzentrierung der Extrakte und der Proteingehalt und die Reinheit der UF-Retenate werden partiell durch das Konzentrationsverhaeltnis des Extraktes bestimmt. Das Verfahren fuehrt zu einer Detoxifizierung aller in thioglycosidhaltigen Rohstoffen enthaltenden Proteine in Form von Isolaten, Konzentraten und proteinhaltigen Rueckstaenden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detoxifizierung von Proteinfraktionon aus pflanzlichen thioglykosidhaltigen Rohstoffen sowie aus deren Verarbeitungsprodukten, speziell aus Brassica- und Crambesamen, zwecks Erschließung als Rohstoffquelle für die Humanernährung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Bekanntlich stellen thioglykosidhaltige Rohstoffe, wie Brasslca- und Crambesamen sowie deren Verarbeitungsprodukte (Schilfer

und Exiraktionsschrote) aufgrund ihrer vergleichsweise günstigen Aminos$urezusammensetzung wertvolle proteinhaltige

Ausgangsstoffe für die Tier- und auch Humanernährung dar. Dabei Ist jedoch zu berücksichtigen, daß die antlnutritiven Thioglykoslde bzw. deren toxische Spaltprodukte (wie 5-Vinyl-2-

thiooxazplidon (VTO), Isothiocyanate [ITC], Nitrile) vor, während oder nach der Gewinnung von Proteinkonzentraten oder -isolaten aus don genannten Rohstoffen entfernt werden müssen.

Im Schrifttum werden zahlreiche Verfahren zur Eliminierung der genannten Schadstoffe beschrieben. Diese Verfahrensvorschläge lassen sich in physiko-chemische, chemische und enzymatische Behandlungsverfahren unterteilen. Physiko-chemische, auf eine thermische Verflüchtigung und/oder Polymerisation Von Glucosinolat-Spaltprodukten basierende Verfahren weisen den generellen Nachteil einer damit verbundenen drastischen Proteindenaturierung und unerwünschter

anderer Reaktionen von Proteinen, wie Maillard-Umsetzungen, auf, die eine Herabsetzung der Löslichkeit und des nutritiven

Wertes bedingen. Chemische V -fahren der Partial- oder Totalhydrolyse und des desmolytischen Abbaus von Glucosinolaton erfordern

demgegenüber eine technisch nur schwierig zu bewerkstelligende exakte Einhaltung.vorgegobener Versuchsbodingungen, da andernfalls toxische Artefakte Infolge unkontrollierbarer Nebenreaktionen an oder zwischen Proteinen und anderen

Sameninhaltsstoffen, speziell Giucosinoiaten, gebildet werden. Darüber hinaus werden besondere Anforderungen an Werkstoffe hinsichtlich der Korrosionsbeständigkeit gestellt. Enzymatische Verfahren sind wiederum durch lange Inkubationszeiten oder einen nicht vollständigen Abb&u von Giucosinoiaten

gekennzeichnet und setzen einer kontinuierlichen Prozeßführung Grenzen. Extraktive Verfahren sind vor allem aufgrund des hohen Anteils an wasserlöslichen, ernährungsphysiologisch besonders hochwertigen Albuminen in Rapssamen bei

Anwendung wäßriger Extraktionsmedien zum Auslaugen von Schadstoffen mit dem Nachteil hoher Extraktionsverluste

behaftet. Weiterhin sind damit spezielle Anforderungen an die Abwasseraufbereitung verbunden, da derartige Extrakte durch einen erhöhten biologischen Sauerstoffbedarf charakterisiert sind. Der Einsatz wäßrig-organischer Lösungsmittel zur

Schadstoffeliminierung Ist dagegen, insbesondere wegen der erforderlichen Rektivizierung, verfahrenstechnisch aufwendig

und bedingt eine mehr oder weniger starke Proteindenaturierung.

Ein spezielles zusätzliches Problem im Zusammenhang mit der extraktiven Schadstoffeliminierung aus Rapssamen stellt somit

die bei einer Konzentrat- oder Isolatgewinnung aus ökonomischen Gründen einer effektiven Verfahrensgestaltung notwendige

Abscheidung gelöster, einer isoelektrischen Ausfällung nicht ohne weiteres zugänglicher Albumine dar. Eine dazu prinzipiell mögliche Hitzekoa julation im alkalischen Milieu ist für eine Albumingewinnung in der Humanernährung

infolge einer drastischen Protelndenatjrlerung, einer erheblichen Erniedrigung des nutritiven Wertes durch Abbau oder

Umwandlung essentieller Aminosäuren, einer Beeiträchtigunp sensorischer und anderer funktionell Gebrauchseigenschaften

und einer Anreicherung mit Glucosinolatspaltprodukten ungeeignet.

Alternativverfahren der Trennung von Albuminen mit polyanionischen, organischen oder anorganischen Komplexbildnern, wie Hexamethaphosphate, Aluminlumisopolysäuron, Alginate oder Pektinate, erfordern einen relativ hohen Bedarf an Komplexbildnern oder einen zusätzlichen Reinigungsaufwand zwecks Rückgewinnung oder Entfernung des Fällungsreagens.

Aus verfahrenstechnischer Sicht gleichfalls aufwendig ist eine Albumingewinnung durch chemische Modifizierung, wie Acylierung.

Bekannte Verfahren der Ultrafiltration zur Albumingewinnung aus Rapssamen führen im Gegensatz zu einer Reinigung von Rapsglobulinen, beispielsweise zwecks Entfernung von Phytinsäure aus Kochsalzlösungen, aufgrund der hohen Bindurgsaffinität von Albuminen gegenüber Glucosinolatspaltprodukten gleichfalls nicht zu einer Schadstoffsenkung auf die Nulltoleriinzgrenze.

In der PS DD-WP 217701 wird ein Verjähren zur Gewinnung schadstofffreier Proteinfraktionen aus thioglykosidhaltigen Rohstoffen (wie Rapssamen oder deren Verarbeitungsprodukte) cuf der Basis der Ultrafiltration (UF) von proteinhaltigen, vor allem Albumine enthaltenden, Extrakten beschrieben, bei dem eine Konzentrierung des Extraktes in einem Verhältnis von 2:1 bis 12:1, vorzugsweise 4:1 bis 8:1, erfolgt und dem resultierenden Retenat bei einer Proteinkonzentration von 2,0 bis 8,0%, vorzugsweise 3,5 bis 6,0%, während der Ultrafiltration periodisch oder kontinuierlich Wasser oder wäßrige Elektrolytlösungen unter Konstanthaltung der Proteinkonzentration des Retenates zugeführt werden (Diafiltration; DF) und nach Entfernung der Schadstoffe mit dem Filtrat (Permeat) die Albumine enthaltende Fraktion getrocknet; wird.

Der Nachteil dieses Veifahrens besteht darin, daß vor der Proteinextraktion eine Myrosinaseinaktivierung erfolgt und daß der eingesetzte Rohstoff einer schonenden Hydrolyse unterworfen werden muß. Zum anderen ist dabei zu berücksichtigen, daß im Vergleich zum damaligon Stand der Ar.alysentechnik zur Bestimmung der Thioglykoslde bzw. deren Spaltprodukte in den einzelnen proteinhaltigen Fraktionen die nunmehr zur Verfugung stehenden Methoden (HPLC, GC) bzw. Methodenvarianten zur qualitativen und quantitativen Erfassung der genannten Schadstoffe wesentlich empfindlicher und spezifischer sind (Methode zur Bestimmung von freiem VOT und Progoitrin nach Schnaak u. a., 1988; Methode zur Bestimmung von Isothiozyanaten nach Kujawa u.a., 1987).

Spezielle Verfahren sehen auch eine Behandlung entfetteter Samenmehle der Brassica-Spezies mit Schwermetallsalzen vor. So führt nach Jounge und Perlin ein Zusatz von Eisensulfit zu einer Spaltung von Glucosinolaten; die gebildeten Nitrile werden je nach Flüchtigkeit durch eine nachträgliche Dampfbehandlung mehr oder weniger vollständig entfernt. Der erzielte Effekt auf den Futterwert derartig behandelter Produkte ist jedoch infolge der hohen Toxizität nicht flüchtiger Nitrile unbedeutend. Demgegenüber bewirkt eine von Kritik u. a.vorgenommene Kombination einer thermischen Behandlung mit dem Zusatz von Eisen- oder Kupfersalzun bei Crambe-Mehl eine Futterwertverbesserung; jedoch werden auch in diesem Falle beträchtliche Mengen an Nitrilen und Thloamlden gebildet, so daß noch toxische Effekte zu verzeichnen sind. Demzufolge gelten auch für derartige Verfahren die bereits genannten Einschränkungen bezüglich einer vollständigen Detoxifizierung von Brassica-Samen als notwendige Voraussetzung für deren Weiterverarbeitung zu proteinangereicherten Produkten für die Humanernährung.

In der PS DD-WP 235176 wird die Inkrustierung von intakten Brassica-Samen mit Schwermetallsalzen, vorzugsweise mit Kupfer- und Eisensalzen, bei Konzentrationen von 0,25 bis 2,0% und Temperaturen zwischen 40 und 100X, nach dem Tauch-, Sprühoder Wirbelschichtprinzip beschrieben, wodurch nach Weiterverarbeitung (gegebenenfalls Extraktion mit einer wäßrigen Lösung eines Komplexbildners, Trocknung, Fettextraktion) schadstofffreie proteinhaltige Rückstände anfallen. Gemäß der PS DD-WP 235175 werden durch Zusatz von Kupfer- und Eisensaizen In Konzentrationen von 0,5 bis 5 % sowie ei' r thermischen Vor- und Nachbehandlung ebenfalls schadstofffreie Produkte aus Brassica-Samen erhalten. Ein weiteres Verfahren zur Behandlung von pflanzlichen thioglykosidhaltigen Rohstoffen, vorzugsweise von Rapstamen ι jder deren Verarbeitungsprodukten, zum Zwecke der Detoxifizierung basiort auf einer mechanolytischen Behandlung der Rohstoffe oder deren Verarbeitt ngsprodukte unter vorangegangener otfe/gleichzeitiger Einwirkung von Eisen- und Kupfersalzen. Allen Verfahren zur Gewinnung schadstofffreier proteinhaltiger Pro Jukte bzw. Fraktionen aus pflanzlichen thioglykosidhaltigen Rohstoffen sowie aus deren Verarbeitungsprodukten durch Einwirkung von Schwermetallsalzen ist gemeinsam, daß die eingesetzten Salze vollständig oder partiell in den Finalprodukten verbleiben. Vor allem Im Zusammenhang mit dem Einsatz von Kupferionen können sich daraus toxikologische Probleme ergeben. Aber auch Rückstände von Eisenionen führen zu '

unerwünschten Produktveränderunger. {Aroma, Farbe). Die genannten Schwermetallionen sind außerdem potentielle Katalysatoren und kennen auch in dieser Eigenschaft die Produkte bzw. die mit ihnen supplementierten Lebensmittel negativ beeinflussen.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht demzufolge in der Entwicklung eines Verfahrens zur Detoxifizierung von Proteine enthaltenden Fraktionen aus pflanzlichen thioglykosidhaltigen Rohstoffen, vorzugsweise aus Rapssamen oder deren Verarbeitungsprodukten für die Humanernährung unter Ausschaltung der beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die speziellen Bedingungen für ein derartiges Verfahren aufzuzeigen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das erfindungsgemäUe Verfahren zur Detoxifizierung von Proteine enthaltenden Fraktionen aus pflanzlichen thioglukosidhaltigen Rohstoffen, vorzugsweise aus Rspssamen oder deren Verarbeitungsprodukten, durch kombinierte Extraktions·, Separations-, Fällungs-, Erhitzungs- und Membrantrenn-Verfahren, bei denen durch wäßrige Extraktion der eingesetzten Rohstoff» und nachfolgende Feststoff-Flüssigkeitstrennung proteinhaltige Extrakte gewonnen werden, besteht darin, daß während der Extraktion oder nach Abtrennung des Rückstandes den proteinhaltigon Extrakten ein lösliches Schwermetallsalz, vorzugsweise ein Kupfer- oder Eisensalz, zugesetzt wird, die Lösungen erwärmt und danach einem Membrantrennprozeß unterworfen werden, bei dem durch Ultrafiltration eine Konzentration der Extrakte In einem Verhältnis von 2:1 bis 12:1, vorzugsweise 4:1 bis 8:1, erfolgt und den resultierenden UF-Reter-aten bei einer Proteinkonzentration von 2,0 b|s 8,0%, vorzugsweise 3,0 bis 6,0%, während der Ultrafiltration periodisch oder kontinuierlich Wasser oder wäßrige

Elektrolytlösungen unter Konstanthaltung der Proteinkonzentration der Retenate zugeführt werden und nach Enttarnung der Schadstoffe und der Schwermetallionen mit dem Permeat weiter konzentriert und gegebenenfalls diese die Proteine enthaltende Fraktion getrocknet wird.

Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, daß unter den beschriebenen Bedin(|ungen die entstandenen Glucosinolatspaltprodukte tine vergleichsweise größere Bindungsaffinität gegenüber dtn Schwermetallsalzen besitzen, wodurch eine Bindung an die gelösten Proteine, vor allem Albumine, vermieden wird. So entsteht beispielsweise ein löslicher Kupfer-VOT-Komplex, aber auch die Isothiozyanate werden an die zugegebenen Schwermetallionen gebunden. Die Schwermetallsalze wirken somit bifunktionell.

Zum einen führen sie in Abhängigkeit von der Konzentration in bekannter Weise zu einer partiellen bzw. vollständigen Spaltung der Glucosinolate; zum anderen werden durch sie die entstehenden, toxisch wirkenden Spaltprodukte, vor allem VOT und Isothiozyanate (Butenyl-, Penteny!·, Phenyl-Ethyl-ITC) gebunden.

Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es wesentlich, daß solche Membranen eingesetzt werden, die alle gelösten Prodeine retenieren (verbleiben im Retenat), wobei aber gleichzeitig die GlucorJnolate deren Spaltprodukte, die Schwermetallsalze und Schwermetall-Spaltprodukt-Komplexe durch die Membran hindurchtreten (permeieren) und im Permeat enthalten sind. Proteingehalt und Reinheit (Gehalt an Schadstoffen und Schwermetallsalzen) der UF-Retenate werden partiell durch das Konzentrierungsverhältnis des Extraktes bestimmt. Mit Erhöhung des Konzentrierungsverhältnisses nimmt der Proteingehal: der UF-Retenato zu, gleichzeitig verringert sich der Gehalt an toxischen Substanzen und Schwermetallionen. Die entscheidende Reinigung der UF-Retenate wird jedoch durch die unmittelbar im Anschluß an die Ultrafiltration und ohne Unterbrechung des Gesamtprozesses erfolgte Diafiltration (DF) erzielt. Im einzelnen wird dabei so verfahren, daß bei Erreichen eines gewünschten UF-Konzentrierun(|sverhältnisses während der Weiterführung der UF dem UF-Retenat periodisch oder kontinuierlich Wasser oder wäßrige Elektrolytlösungen zugeführt werden, bis alle unerwünschten Bestandteile mit dem DF-Permeat entfernt sind. Es hat sich gezeigt, daß dabei ein Verhältnis von UF-Retenat zu Wasser oder wäßriger Elektrolytlösung von 1:1 bis 1:10, vorzugsweise 1:2 bis 1:5, erforderlich ist (DF-Verhältnis).

Es wird weiterhin als Vorteil angesehen, daß die proteinhaltige Retenatfraktion nach Durchführung der Diafiltration (DF-Retenat) weiter konzentriert werden kann, womit Energiekoston bei nachfolgenden thermischen Konze'itrierungs· und Trocknungsverfahren entscheidend gesenkt werden können. Es ist nämlich bekannt, daß im Hinblick auf die Energieaufwerv lungen Verfahren der Ultrafiltration weitaus günstiger als thermische Verfahren zu bewerten «Ind. Ein zusätzlicher Vorteil des orfindungsgemäß beschriebenen Verfahrens besteht darin, daß keine Laugungsverluste in Form von gelösten Biopolymeren auftreten. Durch den hinsichtlich des Permeatvermögens gezielten Einsatz von Membranen passieren nur niedermolekulare Verbindungen, wie die unter den ^owählten Bedingungen frei vorliegenden, oder an Schwermetallionen gebundene Schadstoffe, sowie Schwermetallionen mit dem Filtrat (Permeat) die Membranen. Das wiederum ist vorteilhaft im Hinblick auf die Abwasserproblematik, de das so anfallende Permeat durch einen vergleichsweise geringen biologischen Sauerstoffbedarf charakterisiert ist.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß weitgehend native Pro'.eine erhalten werden und keine Proteinschädigungen auftreten.

Das erfindungsgemäß beschriebene Verfahren ermöglicht die Gewinnung und Detoxifizieurung aller in thioglykosidhaltigen Rohstoffen enthaltenen Proteine in Form von Isolaten, Konzentraten und proteinhaltigen Rückständen. Die Isolate und Konzentrate sind für die Humanernährung geeignet, während die proteinhaltigen Rückstände als Tierfutter Verwendung finden können. Damit wird eine vollständige Verwertung aller wertbestimmenden Inhaltsstoffe der Rohstoffe erzielt. Fine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Rapsextraktionsschrot (gewonnen durch Entfettung von geschälten Rapssamen) mit einer 0,1 bis 2%igen Kupfersulfatlöuung bei pH-Werten von 3,0 bis 10,0 im Verhältnis von 1:5 bis 1:1515 bis 60min bei 15 bis 60⁰C extrahiert wird. Nach separativer Trennung der Mischung in Rückstand und wäßrigen Extrakt wird der feuchte Rückstand mit Wasser gewaschen. Nach Trennung der Waschwässer fällt \,'.n schadstofffreies Proteinkonzentrat mit einem vergleichsweise geringen Kupfergohalt an. Der Extrakt wird mittels Ultrafiltration in einem Verhältnis von 2:1 bis 12:1, vorzugsweise 4:1 bis 8:1, konzentriert (UF-Retenat), und danach wird kontinuierlich mittels einer Dosierpumpe eine Diafiltration mit Wasser in der Weise durchgeführt, daß die zugeführte Wassermenge der Menge des abfließenden Permeates entspricht, so daß die Proteinkonzentration des Retenates (2,0 bis 8,0%, vorzugsweise 3,5 bis 6,0%) konstant geruhen wird. Das Verhältnis der Gesamtmenge an zugeführ*.em Wasser zur Retenatmenge beträgt 1:2 bis 1:5. Nach Beendigung der Diafiltration wird das Retenat auf einen Proteingehalt < /on 5,0 bis 8,0% weiter konzentriert. Aus dem so behandeln Retenat wird durch Sprühtrocknung ein Albuminisolat gewonnen, das zur Humanernährung geeignet ist. Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß aus kommerziellem Rapsextraktio"&schrot durch Rührextraktion mittels 0,2 bis 2%iger Eisensulfatlösung bei pH-Wert von 3,0 bis 10,0 und Feststoff-Flüssigkeitsverhältnissen von 1:5 bis 1:15 bei 16 bis 60⁰C15 bis 60min vornehmlich die Albumine extrahiert werden. Nach Separierung der Mischung in Extrakt und Rückstand wird letzterer mit Wasser gewaschen und danach durch Extraktion mit 2 bis 5%iger Kochsalzlösung unter Rühren bei Feststoff-Flüssigkeitsverhältnissen von jeweils 1:5 bis * :10 die salzlöslichen Globuline extrahiert und durch festflüssig-Trennung vom Rückstand abgetrennt. Aus letzterem resultiert nach Waschung mit Wasser und Trocknung ein proteinhaltiges, schadstofffreies Produkt mit vergleichsweise geringem Eisengehalt, das als Futtermittel geeignet ist. Nach isoelektrischer Fällung der gelösten Proteine bei einem pH-Wert von 3,5, separativer Trennung des Präzipitat. i vom Überstand und Trocknung fällt ein Globuline enthaltendes, schadstofffreies Protelnisolat mit vergleichsweise geringem Eisengehalt an, das für die Humanernährung geeignet ist.

Der wäßrige Extrakt wird, wie beschrieben, mittels Ultrafiltration konzentriert, das UF-Retenat mit Wasser diafiltriert, das DF-Retenat weiter konzentriert und getrocknet, wobei ein Albuminisolat entfällt, was zur Humanernährung geeignet ist.

Eine dritte Ausführuiigsform dec erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß aus kommerziellem Rapsextraktionsschrot durch ROhrextraktion mittels 0,1 bis 2%iger Kupfersulfatlösung bei pH-Werten von > 7,0 und einem Feststoff· FlOssigkeitsverheitnis von 1:5 bis 1:15 bei 15 bis 6O⁰C15 bis 60 min neben den Albuminen partiell oder vollständig die Globuline extrahiert werden. Nach Separierung der Mischung in Extrakt und Rückstand wird letzterer mit Wasser gewaschen. Nach Abtrennung der Waschwässer und Trocknung fallt ein protoinhaltiges, schpdstof ffreies Produkt mit vergleichsweise geringem Kupfergehalt an, das als Futtermittel geeignet ist. Der Extrakt wird, wie beschrieben, mittels Ultrafiltration konzentriert, das UF-Retenat mit Wasser diafiltriert, das DF-Retenat konzentriert und getrocknet., wobei ein aus Albuminen und Globulinen enthaltenes Proteinisolat anfällt, was zur Humanernährung geeignet ist

Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele nfiher erläutert:

AusfOhrungsbelspiele Beispiel 1

2 kg goschälte Rapssamen (Brass, na pus, Var. Sollux) werden nach Zerkleinerung portionsweise in einer Soxhlet-Apparatur rr ittels Extraktionsbenzin entfettet und danach luftgetrocknet.

Aus 1 kg des so behandelten Extraktionsschrotes (Zusammensetzung Tab. 1) werden die wasserlöslichen Proteine (vorzugsweise Albumine) mit 101 einer 0,25%lgen Kupfersulfdtlösung bei einem pH-Wert von 6,8 unter Rühren 60 min bei 60⁴C extrahiert. Die fert-flüssig-Trennung erfolgt durch Separation. Der feuchte Rückstand wird dreimal nacheinander jeweils mit 31 Wasser unter Rühren gewaschen. Nach einer fest-flOssig-Trennung (Separation) und Gefriertrocknung fällt ein Globulinkonzentrat an (Zusammensetzung Tab. 1).

Der Extrakt (8I, Proteingehalt 1,8%) wird mittels Ultrafiltration (UF) unter Verwendung von CA-Membranen (VEB Zellstoff- und ?ellwollewerke Wittenberge) mit einem Retenierungsvermögen für Moleküle mit einem Molekulargewicht > 1000C (alle gelösten Proteine verbleiben im UF-Retenat) in einr t UF-Plattenmodulanlage (0,2m² Filterflache) auf ein Verhältnis von 1:6 konzentriert. Das dabei resultierende UF-Permeat zeigt gegenüber el.ier 20%igen Trichloressigsäurelösung, einem Fällungsreagenz für gelöste Proteine, eine negative Reaktion.

11 des UF-Retenatee (Proteingehalt 6,1 %) werden ohne Unterbrechung der Ultrafiltration unter Verwendung einer Dosierpumpe kontinuierlich Wasser in der Weise zugegeben, daß das zugeführte Wasser der Menge des abfließenden Permeates entspricht. Dieser, als Diafiltration (DF) bezeichnete Vorgang wird beendet, nachdem das Verhältnis der Gesamtmenge an zugeführten Wasser zur Retenatmenge 4:1 beträgt. Das auf diese Weise behandelte Retenat (DF-Retenat) wird ohne Unterbrechung der Ultrafiltration auf einen Proteingehalt von 6,8% konzentriert und danach sprühgetrocknet. Die Zusammensetzung des resultierenden, hauptsächlich Alumine enthaltenen Produktes, ist in Tab. 1 dokumentiert. Ebenso werden aliquote Teile des Extraktes und des UF-Retenates sprühgetrocknet und analysiert (Tab. 1).

Anmerkung: Als Analysenmethoden sind bei diesem und den nachfolgenden Beispielen folgende Verfahren herangezogen worden

- Bestimmung von VOT und Progoitrin mittels Hochdruck-Flüssigkeitchromatographie,

- Bestimmung der Isothiozyanate mittels Gaschromatographie,

- Bestimmung von Kupfer und Eisen mittels Atomabsorptionsspektroskopie.

Beispiel 2 Aus 1 kg technischem Repsextraktionsschrot (Brase. napus, Var. Sollux) werden mit 101 einer C,4%igen Kupfersulfatlösung bei

einem pH-Wert vcn 8,6 unter Rühren 60min bei 30*C die unter diesen Bedingungen löslichen Proteine (Albumine und teilweite

Globuline) extrahiert. Nach fest-flüssig-Trennung wird der feuchte Rückstand dreimal nacheinander jeweils mit 31 Wasser onter Rühren gewaschen und danach getrocknet. Ec fällt ein hauptsächlich Kohlenhydrate und Proteine (Globuline und Gluteline)

enthaltender Rückstand an, der zur Tierernährung geeignet ist (Zusammensetzung Tab. 2).

Der Extrakt (81, Proteingehalt 2,1 %) wird mittels Ultrafiltration (UF) unter Verwendung von CA-Membranen (VEB Zellstoff- und Zellwollewerke Wittenberge) mit einem Retenierungsvermögen für Moleküle mit einem Molekulargewicht >10000 (alle gelösten Proteine verbleiben im UF-Retenat) in einer UF-Plattenmodulanlage (0,2 m¹ Filter.'läche) auf ein Verhältnis von 1:6 konzentriert. Das dabei resultierende UF-Permeat zeigt gegenüber einer 20%igen Trich!oressigs8ui°elösung, einem Fällungsraagenz für

gelöste Proteine, eine negative Reaktion.

11 des UF-Retenates (Proteingehalt 5,6%) werden ohne Unterbrechung der Ultrafiltration unter Verwendung einer Dosierpumpe kontinuierlich Wasser in der Weise zugegeben, daß das zugeführte Wasse. der Menge dos abfließenden Pi rmeates entspricht.

Die Diafiltration wird beendet, nachdem das Verhältnis der Gesamtmenge an zugeführtem Wasser zur Retenatmenge 4:1 beträgt. Das auf diese Weise behandelte Retenat (DF-Retenat) wird ohne Unterbrechung der Ultrafiltration auf einen Proteingehalt von

6,7 konzentriert und danach sprühgetrocknet. Die Zusammensetzung des anfallenden, Albumine und Globuline enthaltenden

Produktes, ist aus Tab. 2 ersichtlich. Ebenso werden aliquote Teile des Extraktes und des UF-Retenato.i sprühgetrocknet und analysiert (Tab. 2). Beispiel 3 Aus 1 kg technischem Rapsextraktionsschrot (Brnss. napus, Vor. Sollux) werden mit 101 einer 0,8%lgen Eisonsulfatlösung bei

einem pH-Wort von 6,8 unter Rühren 45min bei 55⁰C die wasserlöslichen Protein« (vorzugsweise Albumino) extrahiert. Nach fest-flüssig-Trennung wird der feuchte Rückstand dreimal nacheinander jeweils mit 31 Wasser unter Rühren gewaschen. Aus der so behandelten Fraktion (Rückstand 1) werden durch zweimalige Extraktion unter Rühren mit 4%iger Kochtialzlösung bei einem jeweiligen Feststoff-Flüssigkeits-Verhältnis von 1:5 die salzlöslichen Globuline extrahiert.

Die Trennung des Extraktes vom Rückstand 1 Jf folgt durch Separation. Nach Waschung mit Wasser (zweimal unter Rühren bei

einem jeweiligen Feststoff-Flüssigkeits-Verhfiltnis von 1:5) und Trocknung des Rückstandes (Rückstand 2) resultiert ein hauptsächlich aus Kohlenhydrat und Proteinen (vornehmlich Gluteline) bestehendes Produkt, das zur Tierernährung geeignet ist

(Zusammensetzung Tab. 3). *

Aus dem elektroiythaltigen Extrakt (Proteingehalt 1,4%) worden die darin gelösten Globuline isoelektrisch (pH-Wert 3,6) durch Zusatz von verdünnter SalzsSure gefällt, durch Separation vom Überstand abgetrennt, mit Wasser zweimal bei einem Jeweiligen Feststoff-FIOssigkeits-Verhäitnis von 1 :b gewaschen und als wäßrige Suspension sprühgetrocknet. Die Zusammensetzung des

resultierenden Globulinisolates Ist aus Tab.3 ersichtlich.

Der wäßrige, die Albumine enthaltende Extrakt (8I, Proteingehalt 1,8%) wird mittels 20%igerTrichoressigsäurelösung

nachweisbar).

11 des UF-Retenates (Proteingehelt 5,6%) wird wie im Beispiel 1 beschrieben diafiltriert (Verhältnis Retenatmenge zu zugefügter

Wassermenge 5:1), danach weiter konzentriert (Proteingehalt 7,1 %) und sprühgetrocknet. Die Zusammensetzung des

hauptsächlich Albumine enthaltenden Produktes, ist in Tab.3 dokumentiert.

Ebenso werden aliquote Teile des Extrakte« und des UF-Retenates sprühgetrocknet und analysiert (Tab. 3). Tabelle 1 Zusammensetzung von Rapsproteinprodukten in Abhängigkeit vom technologischen Regime ihrer Gewinnung

Produkt

Protein

Produktionszusammonsetzung

Progoitrin Butenyl-ITC Pentenyl-ITC

Phenyl-Ethyl-ITC

Protein

Produktzusamrnensetzung

Pro(|oitrin Butenyl-ITC Pentenyl-ITC

Phenyl-Ethyl-ITC

Protein-

Produktzusammensetzung

Progoitrin iVtenyl-ITC Pentenyl-ITC

Phenyl-Ethyl-ITC

Cu-

gehalt

Gehalt an natürlich vorkommenden Schadstoffen [ppm]

gehalt

Gehalt an natürlich vorkommend en Schadstoffen [ppm]

gehalt

Gehahan natürlich vorkommenden Schadstoffen [ppm]

Gehalt

1%)

21700 4820 930

410

l%]

17500 68CO 1700

370

i%]

17600 6800 1700

370

[mg/g]

VOT

VOT

n.n. n.n. n.n.

n.n.

VOT

n.n. n.n. n.n.

n.n.

Extraktions

33,6

n.n. n. ;i. n.n.

n.n.

31,5

n.n. n.n. n.n.

n.n.

31,5

0,01

schrot

25

1200 135 43

72

28,5

120

n.n. n.n. n.n.

n.n.

23,7

120

n.n. n.n. n.n.

n.n.

Globulin-

56,9

n.n. n.n. n.n.

n.n.

37,9

n.n.

n.n. n.n. n.n.

n.n.

n.n.

0,07

konzentrat"

39,1

n.n.

n.n. n.n. n.n.

n.n.

56,4

n.n.

85,3

950 95 62

65

1,40

Extrakt"

57,3

n.n.

O

73,1

n.n.

n.n.

n.n. n.n. n.n.

n.n.

0,8f/

UF-Retenat11

78,8

n.n.

n.n.

Zusammensetzung von Rapsproteinprodukten in Abhängigkeit vom technologischen Regime ihrer Gewinnung *

37,7

n.n. n.n. n.n.

n.n.

0,09

DF-Retenat11

n.n.

Zusammensetzung von Rapsproteinprodukten in Abhängigkeit vom technologischen Regime ihrer Gewinnung

Produkt

57,8

n.n.

Produkt

79,4

n.n.

1) getrocknet

n.n.

Tabelle 2

Extraktions

Extraktions

schrot, techn.

Cu-

schrot, techn.

Rückstand 2"

Gehalt

Rückstand1'

Globulin-

[mg/gl

Extrakt"

isolat'

UF-Retenat"

Albumin

0,01

DF-Retenat11

extrakt"

0,15

UF-Retenat11

2,65

1) getrocknet

DF-Retenat"

1,20

Tabelle 3

0,10

1) getrocknet

Fe-

Gehalt

[mg/g]

0,10

0,40

0,20

11,30

7,60

0,60

Claims (1)

1. ^f Verfahren zur Detoxifizierung von Proteine enthaltenen Fraktionen aus pflanzlichen

   thioglykosidhaltigen Rohstoffen, vorzugsweise aus Rapssamen oder deren Verarbeitungsprodukten, durch kombinierte Extraktions-, Separations-, Fällungs-, Erhitzungs- und Membrantrenn-Verfahren, bei denen durch wäßrige Extraktion der eingesetzten Rohstoffe und nachfolgende Feststoff-Flüssigkeitstrennung proteinhaltige Extrakte gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß während der Extraktion oder nach Abtrennung des Rückstandes den proteinhaltigen Extrakten ein lösliches Schwermetallsalz, vorzugsweise ein Kupfer- oder Eisensalz, zugesetzt wird, die Lösungen erwärmt und danach einem Membrantrennprozeß unterworfen werden, bei dem durch Ultrafiltration eine Konzentrierung der Extrakte in einem Verhältnis von 2:1 bis 12:1, vorzugsweise 4:1 bis 8:1 erfolgt und den resultierenden UF-Reten3ten bei einer Proteinkonzentration von 2,0 bis 8,0%, vorzugsweise 3,0 bis 6,0%, während der Ultrafiltration periodisch oder kontinuierlich Wasser oder wäßrige Elektrolytlösungen unter Konstanthaltung der Proteinkonzentration der Retenate zugeführt werden und nach Entfernung der Schadstoffe und der Schwermetallionen mit dem Permeat weiter konzentriert und gegebenenfalls diese die Proteine enthaltende Fraktion getrocknet wird.