DD278058A1

DD278058A1 - Verfahren zur behandlung von oel- und leguminosensamen

Info

Publication number: DD278058A1
Application number: DD32333388A
Authority: DD
Inventors: Gerhard Mieth; Ellen Weigelt; Joachim Pohl; Adelheid Quehl; Manfred Kujawa
Original assignee: Adw Ddr
Priority date: 1988-12-19
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1990-04-25

Abstract

Das obige Verfahren bezieht sich auf eine mikrobielle Behandlung von Oel- und Leguminosensamen, vorzugsweise von Soja- oder Ackerbohnen. Zwecks der Behandlung ist die Gewinnung proteinangereicherter Produkte mit verbessertem Gebrauchswert als funktionelle Lebensmittel-Zusatzstoffe. Auf die eingesetzten Rohstoffe werden unter spezifischen Pufferbedingungen Mischkulturen aus Lactobacillus plantarum und Lactobacillus coryniformis sowie Saccharomyces cerevisiae und Oospora lactis, vorzugsweise in Form von getrocknetem Sauer- und Hefeteig als Starterkultur zur Einwirkung gebracht. Durch die Behandlung erfolgt nicht nur eine Metabolisierung antinutritiver Sameninhaltsstoffe, sondern auch eine Transformation von Polysacchariden in Stickstoffverbindungen.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Öl- und Leguminosensamen, vorzugsweise Soja- oder Ackerbohnen, zwecks Gewinnung proteinangereicherter Produkte mit verbessertem Gebrauchswert als funktioneile Lebensmittel-Zusatzsstoffe.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Proteinangereicherte Produkte aus Öl- und Leguminosensamen in Form von Mehlen, Konzentraten, Isolaten oder Modifikaten spielen bekanntlich als Lebensmittel-Zusatz- und Austauschstoffe infolge einer kostengünstigen Produktion und spezifischer Eigenschaften im zunehmenden Maße eine Rolle, wobei eine mechanische und/oder extraktive Proteinaufkonzentrierung, gegebenenfalls in Verbindung mit einer nachgeschalteten physiko-chemischen, chemischen oder enzymatischen Modifizier. ;ng derzeit Verfahren der Wahl sind.

Im Falle von Samenmehlen sind daneben aber auch spezielle Verfahren einer mikrobiellen Behandlung bekannt, die entweder auf eine sensorische und/oder ernährungsphysiologische Aufwertung, wie auch die Gewinnung von Spezialprodukten mit spezifischem Gebrauchswert abzielen.

Was in diesem Zusammenhang den Einsatz von Milchsäurebakterien und Hefen im Rahmen der mikrobiellen Behandlung von Öl- und Leguminosensamen angeht, so werden diese einmal zur Eliminierung von Flatulenz- und Off-flavour-Bildnern bei Leguminosensamen, speziell Sojabohnen, sowie Glukosinolaten und Phenolsäuren bei Ölsamen, speziell Raps- und Sonnenblumensamen, zum anderen als Aromabildner und Konsistenzgeber bei der Produktion fermentierter Milchproduktanaloga (Joghurt, Käse), Würzmittel (Miso, Natto, Shoyu) und Fleiscnextender (Tempeh) auf Basis von Sojabohnen verwendet.

Ein wosentlichor Nachteil der bishor ausgeübten Fermentation von Öl- und Loguminosonsamon besteht jedoch in tlor Rogel in hohen Nährstoffansprüchen, die im aligomoinen durch onclogene verfügbare Kohlenstoff- und Stickstoffquollon nicht ausreichend gedeckt werden können, zumal polymere Sameninhaltsstoffe, speziell Proteine und Polysaccharide), nicht odor η' ι begrenzt in metabolisierbare oligo- und monomere Bausteine gespalten worden könnon. Damit orwoist sich in der Regel oin Zusatz exogener, in leicht zugänglicher Form vorliegender Nährstoffquollen als ojsentioll für ein diesbezügliches optimales Wachstum von Milchsäurebildnern und Höfen zur Verbesserung des Gebrauchswertes dor eingesetzten Rohstoffe.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Nutzbarmachung von Öl- und Leguminosensamen, das eine Effektivierung des Abbaus und der Motabolisierung sensorisch und/oder ernährungsphysiologisch suspekter Sameninhaltsstoffe boi gleichzeitigem Biomassezuwachs ermöglicht.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Verfahrensbedingungen für eine Behandlung aufzuzeigen, die zu qualitativ hochwertigen, d.h. mit guten sensorischen, anwendungstechnischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften ausgestatteten proteinangereicherten Finalprodukten führen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß werden zur Behandlung von Öl- und Leguminosensamen bekannter Populationen von LactobbUu iaceae, Saccharomycetacea und Endomycetaceae eingesetzt, wobei fetthaltige oder nachträglich entfettete Roh^c'fn, ·;·? . - · Soja oder Ackerbohnen, unter spezifischen Pufferbedingungen einer 6 bis 24stündigen Einwirkung von Mis.. . .-v.cr .uii. Lactobacillus plantarum und LactobacilluscoryniformissowieSaccharomycescerevisiae und Οο^οομ UxA:-:., ν·' τ.<ΐ'v.ci :·- : Form von getrocknetem Sauer- und Hefeteig als Starterkultur, in Mengen von 1,0 bis 10,0Mf..-%, t.-.:üv]en auf "i. (ijJ.. ·>;. '-'. der Rohstoffe, unterworfen werden und als Wachstumsstimulatoren entweder Kohlenhydrat-oDbaugnoo En«··, λ-,ογ .γ^άο ^cIm alternativ da*u exogene Kohlenstoff- und Stickstoffquellen sowie gegebenenfalls zur Bildung ur^osiicher Proienikoiiipt.w. prädestinierte polyanionische Verbindungen zugesetzt werden, und anschließend eine Pasteurisation,/V.ifkrviivptrii"· :r _;; und/oder Trocknung vorgenommen wird.

Wie nämlich befunden wurde, tifmöglicht die Fermentation von Öl- id Lcgurninosensamen mit genannten Ws;.':: >'', ηι.ίι Milchsäurebakterien und Hefen nicht nur eine weitgehende Metaboi ii'-ungantinutritiver Sameninlia'.tti.tof/t u v<ic!i Flatulenz-hervorrufender Oligosaccharide, sondern auch eine T ansformation von Kohlenhydraten, -/ioriall Pf ivabcr.har' ^Λ. ,in Stickstoffverbindungen, so daß proteinangereicherte Finalprodukte mit verbesserten erriahrunysphyMOfiigi*·:'..,*: Eigenschaften resultieren.

Daneben wurde gefunden, daß die erfindungsgemäße mikrobielle Behandlung infolge eine? Abb-.»ys t;nurw!!"5.:i^ · \'o >: von off-Flavour-Kompcnenten, wie auch einer Partialhydrolyse von Proteinen zu einer sonsorischon AfV.^rtnr.ri und Verbesserung der funktionell anwendungstechnischen Eigenschaften der Finalprodukte, speziell dor: cs'i:iike'·. ' "*-.-. Wesentliches Erfindungsmerkmal ist die Einhaltung solcher Pufferbedingungen, die in der 1.Fermen!atic.,«fili-fs«; ΐ·:ι>-> enzymatische Spaltung von Biopolymeren und -oligomeren sowie eine Metabolisierung der Spaltprodukt und ernährungsphysikalisch suspekter Verbindungen bei gleichzeitigem Biomjssezuwachs, in der 2. Farmoritatior .ΐμΐ^ίΐεο hingogori ein Abbruch der Stoffumwandlung infolge Milieuübersäuerung durch freie Milchsäure gewährleisten.

Wie in diesem Zusammenhang weiter gefunden wurde, erweist sich als notwendige Voraussetzung für den erf; .;j Jiigsgemäß zu bewerkstelligenden Ab- und Umbau von Biopolymeren der genannten Art die Aufrechterhaltung eines rolativ konstanten pH-Wertes oberhalb des isoelektrischen Punktes der globulären Proteinhauptfraktionen, vorzugsweise eines Fiereiches zwischen pH 5,0 und 6,0 in der 1. Fermentationsphase, zum anderen die Erniedrigung des pH-Wertes unterhalb des isoelektrischon Punktes der globulären Hauptproteinfraktionen, vorzugsweise auf einen Bereich

zwischen 3,0 und 4,0, während der 2. Fermentationsphase. Im Rahmen der Erfindung besonders geeignete Puffermittel zur Gewährleistung genannter pH-Bereiche sind dabei basische Salze, vorzugsweise Calziumcarbonat und Natriumhydrogencarbonat.

Darüber hinaus wurde gefunden, daß als hinreichende Voraussetzung für die angestrebten Stoffumwandlungen entweder der Zusatz Kohlenhydrat-abbauender cellulytischer und/oder amylolytischer Enzyme, vorzugsweise Cellulasen von Aspergillus terreus und Amylasen von Aspergillus oryzae, in Mengen von 0,01 bis 0,1 Ma.-%, bezogen auf die Trockenmasse der eingesetzten Rohstoffe, oder alternativ dazu den Zusatz von Kohlenstoff- und Stickstoffquellen auf der Basis pflanzlicher oder tierischer Ab- und Nebenprodukte der Verarbeitung von Gemüse, Obst, Hackfrüchten, Getreide, Milch oder Schlachttieren, wie Kartoffelfruchtwasser, Trester, Treber, Getreidequellwasser, Melasse, Molke oder Blutplasma, vorzugsweise Kartoffelfruchtwasser oder Molke, in Masseverhältnissen von 1:5 bis 1:10, bezogen auf die Trockenmasse der eingesetzten Roh- und Hilfsstoffe, anzusehen ist. Die Art und Menge der Wachstumsstimulatoren richten sich dabei vorrangig nach der Zusammensetzung der Rohstoffe, insbesondere dem Gehalt an Kohlenhydraten.

Schließlich wurde gefunden, daß sich ein Zusatz polyanionischer Verbindungen als Komplexbildner für Proteine, vorzugsweise niederveresterte Pektine oc'er Pektinsäure, in Masseverhältnisjen von 1:2 bis 1:5, bezogen auf den Gesamtproteingehalt des Fermentationsansatzes, immer dann als erforderlich erweist, wenn Rohstoffe und/oder Wachstumsstimulatoren eingesetzt werden, die einen relativ hohen Anteil albumärer, durch isoelektrische Präzipitation nicht ohne weiteres zugänglicher Proteinfraktionen enthalten, da andernfalls bei einer der Fermentation nachgeschalteten Proteinanreicherung durch Extraktion und/oder Fällung erhebliche Ausbeuteverluste in Kauf genommen werden müßten. Die Art und Menge der Komplexbildner richtet sich dabei neben der Zusammensetzung der Rohstoffe auch nach dem Gehaltan Mineralctoffen, insbesondere Alkali- und Erdalkalisalzen, im Fermentationsansatz, wobei Erdalkalisalze in der Regel die Komplexbildung begünstigen, Alkalisalze diese hingegen beeinträchtigen

Die Erfindung wird anhand nachstehender Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Ausführungsbeispiele

Beispiel 1

1 kg mittels Hexan entfettetes schalenarmes Sojabohnenmehl (Rohproteinguhalt 50,4%, Schalengohalt 1,3%) wird nach Zerkleinerung auf Teilchongrößen S500μηι mit der 5fachen Menge Kartoffelfruchtwasser (Rohrprotoingehalt 1,1 %) angemaischt, mit 5% einor zu gleichen Anteilen aus Bäcker-Trockensauer und -hefe bestehenden Starterkultur, bezogen auf die Trockenmasse risr Roh- und Hilisstoffe, versetzt, und unter Rühren bei 35°C über 6 h, Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 6,0 und Zusatz von Natriumhydrogencarbonat fermentiert. Nachfolgend wird ohne pH-Wort-Rogulation solange weiterfermentiert, bis sich ein End-pH-Wert von 4,5 einstellt. Der Fermentationsansatz wird danach mittels Phosphorsäure neutralisiert, einer Ul:r<: Hoch-Erhitzung unterworfen und sprühgetrocknet. Das als proteinangereichertes Mehl anfaflende Finalprodukt weist einon Ronproteingehalt von 55,1 % i.T. auf; es ist frei von Raffinose, Stachyose und Hhytinsäure und zeichnet sich durch oino hclie Löslichkeit (NS1100%) bei zugleich niedriger Protease-Inhibitor-Aktivität (TIA 1,9%) aus.

tieispiol 2

1 kg schalenreichor Ackerbohnenmehl (Rohproteingehalt 31,3%, Schalengehalt 14,8%) wird nach Zerkleinerung auf Teilchengrößen < 500μιη mit der 5fachen Menge Molke (Rohproteingehalt 0,6%) angomaischt, mit 3% einer aus 2 Anteilen Bäckertrockensauer und 1 Anteil -hefe bestehenden Starterkultur, bezogen auf die Trockenmasse der Roh- und Hilfsstoffe, sowie 0,05% eines 2U gleichen Anteilen aus Aspergillus terreus und Aspergillus oryzae bestehenden Cellulase-Amylase-Mischenzyms, bezogen auf die Trockenmasse des Rohstoffes, und 3 Masseteilen Apfelpektin mit einein Versetzungsgrad <40%, bezogen auf de-ϊ Rohproteingehalt der Roh- und Hilfsstoffe, vorsetzt, und unter Rühren bei 40°C über 12 h, Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 5,0 uni! Zusatz von Calziumcarbonat fermentiert. Nachfolgend wird solange weiterfermentiert, bis sich ein End-pH-Wert von 4,0 einstellt. Der Fermentationsansatz wird neutralisiert, einer Ultra-Hoch-Erhitzung unterworfen und separiert, der anfallende Rückstand wird sprühgetrocknet.

Das als proteinangereichertes Mehl anfallende Finalprodukt weist einen Rohproteingehalt von 50,2% i.T. auf; es ist frei von P.atfinose, Stachyose und Phytinsäure und zeichnet sich durch eine hohe Löslichkeit (NS1100%) bei zugleich niedriger Protease-Inhibitor-Aktivität (TIA 0,6) aus.

Seispiel 3

1 kg gelbe Süßiupinen (Rohproteingehalt 46,9%, Schalangehalt 12,3%, Alkaloidgehalt 0,1 %) wird nach Zerkleinerung auf Teilchengrößen < 500 pm mit der Brachen Menge Wasser angemaischt, mit 10% Apfeltrockentrester (Rohproteingehalt 0,3%, Pektingehalt 9,7%) versetzt und nach Zusatz von 1 % einer aus einem Antoil Bäcker-Sauer und zwei Anteilen -hefe bestehenden Starierkultur sowie 0,1 % einer Cellulase aus Penicillium verruculosum, bezogen auf die Trockenmasse des Roh- und Hilfsstoffes unter Rühren L>ei 45°C über 10 Stunden unter Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 5,0 durch Zusatz von Citratpuffer fermentiert. Nachfolgend wird eine Separation in feste und flüssige Phase vorgenommen, und der Extrakt wird solange weiter fermentiert, bis sich ein Fnd-pH-Wert von 3,5 einstellt. Das dabei gebildete Präzipitat wird abzentrifugiert, mit der 10fachen Menge Wasser bei pH 3,5 gewaschen, neutralisiert unr* sprühgetrocknet.

Das als proteinangereichertes Mehl anfallende Finalprodukt weist einen Rohproteingehalt von 90,1 % i.T. auf; es ist frei von Raffinose, Stachyose und Phytinsäure und zeichnet sic'i durch eine hohe Löslichkeit (NS1100%) bei zugleich niedriger Protoase- !nhibitor-Aktivität (TIA 4,8) sowie niedrigen Alkaloidguhalt (0,01 %) aus.

Claims

1. Verfahren zur Behandlung von Öl- und Leguminosensamen, unter Einsatz bekannter Populationen von Lactobacteriaceae, Sacchuromycetaceae und Endomycetaceae, gegebenenfalls in Kombination mit einer Proteinanreicherung durch Extraktion und Präzipitation oder Ultrafiltration, dadurch gekennzeichnet, daß von sich aus fetthaltige oder nachträglich entfettete Rohstoffe, vorzugsweise Soja- und Ackerbohnen, unter spezifischen Pufferbedingungen einer 6- bis 24-stündigen Einwirkung von Mischkulturen aus Lactobacillus plantarum und Lactobacillus coryniformis sowie Saccharomyces cerevisiae und Oospora lactis, vorzugsweise in Form von getrocknetem Sauer- und Hefeteig als Starterkultur, in Mengen von 1,0 bis 10,0Ma.-%, bezogen auf die Trockenmasse der Rohstoffe, unterworfen werden, und als Wachstumsstimuiatoren entweder Kohlenhydrat-abbauendo Enzymkomplexe oder alternativ dazu exogene Kohlenstoff- und Stickstoffquellen sowie gegebenenfalls zur Bildung unlöslicher Proteinkomplexe prädestinierte polyanionische Verbindungen zugesetzt werden, und anschließend eine Pasteurisation, Aufkonzentrierung und/oder Trocknung vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Fermentation als Puffermittel basische Salze, vorzugsweise Calziumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat, in Mengen verwendet werden, die in der ersten Fermentationsphase eine pH-Wert-Konstanz oberhalb des isoelektrischen Punktes der globulären Proteinhauptfraktionen, vorzugsweise im Bereich • zwischen pH 5,0 und 6,0, in der zweiten Fermentationsphase hingegen eine pH-Wert-Erniedrigung unterhalb des iscelektrischen Punktes der globulären Proteinhauptfraktionen, vorzugsweise im pH-Bereich zwischen 3,0 und 4,0 gewährleisten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Kohlenhydratabbau cellulytische und/oder amylolytische Enzyme, vorzugsweise Cellulasen von Aspergillus terreus und Amylasen von Aspergillus oryzae, in Mengen von 0,01 bis 0,1 Ma.-%, bezogen auf den eingesetzten Roh- und Hilfsstoff, zugesetzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kohlenstoff- und Stickstoffquellen pflanzliche oder tierische Ab- und Nebenprodukte der Verarbeitung von Gemüse, Obst, Hackfrüchten, Getreide, Milch oder Schlachttieren, vorzugsweise Kartoffelfruchtwasser, Trester, Treber, Getreidequellwasser, Melasse, Molke oder Blutplasma, in Masseverhältnissen von 1:5 bis 1:10, bezogen auf den eingesetzten Rohstoff, zugesetzt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner für Proteine poiyanionische Verbindungen, vorzugsweise niederverestertes Pektin oder Pektinsäure, in Masseverhältnissen von 1:2 bis 1:5, bezogen auf den Gesamtproteingehalt des Fermentationsansatzes, zugesetzt werden.