DE10160042A1

DE10160042A1 - Verfahren zur Aufbereitung einer Fischprotein enthaltenden Ausgangssubstanz

Info

Publication number: DE10160042A1
Application number: DE10160042A
Authority: DE
Inventors: Waldemar Neumueller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-12-06
Filing date: 2001-12-06
Publication date: 2003-06-26

Abstract

Bei einem Verfahren zur Aufbereitung einer Fischprotein enthaltenden Ausgangssubstanz, wobei die Ausgangssubstanz zerkleinert wird und wobei in einem ersten Schritt unter sauren bis neutralen Bedingungen Lipide mit Alkohol aus der zerkleinerten Ausgangssubstanz extrahiert werden und dann in einem zweiten Schritt die zerkleinerte Ausgangssubstanz in einer alkalischen Lösung dispergiert wird, beträgt der Alkoholgehalt der Dispersion der Ausgangssubstanz in der alkalischen Lösung mindestens 20 Gewichts-%, um in dem zweiten Schritt weitere Lipide, die durch einen alkalischen Aufschluss zugänglich werden, mit Alkohol zu extrahieren.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aufbereitung einer Fischprotein enthaltenden Ausgangssubstanz, wobei die Ausgangssubstanz zerkleinert wird und wobei in einem ersten Schritt unter sauren bis neutralen Bedingungen Lipide mit Alkohol aus der zerkleinerten Ausgangssubstanz extrahiert werden und dann in einem zweiten Schritt die zerkleinerte Ausgangssubstanz in einer alkalischen Lösung dispergiert wird.
Tierische Proteine zeichnen sich durch einen günstigen Nährwert in der humanen Ernährung aus. Jedoch haben insbesondere von Landtieren abstammende tierische Proteine durch Krankheiten wie BSE, Schweinepest, Maul- und Klauenseuche im Ansehen der Verbraucher gelitten.
Eine der größten Quellen für tierische Proteine ist Fisch. Aufgrund seines guten Images und seines Nährwerts stellt Fisch mit einer jährlichen Produktion von fast 120 Millionen Tonnen einen wesentlichen Beitrag zur weltweiten Ernährung dar. Davon entfallen etwa 70% auf marinen Fisch und ca. 30% auf Fisch aus Aquakulturen, wobei der Anteil der Aquakulturen ständig anwächst. Grundlage der Fischzucht in Aquakulturen ist wiederum Fischmehl, das aus marinem Fisch gewonnen wird.
Fischmehl wird jedoch zunehmend kritisch gesehen, da die Überfischung der Weltmeere zu einer Verringerung an Fischaufkommen beiträgt, und das Fischmehl fast ausschließlich als Tierfutter verwendet wird. Durch den allgemeinen Rückgang der Verfütterung von Fischmehl ist ein Preisverfall zu beobachten, der letztlich zu einer weiteren Steigerung des Fischfangs führt, um die laufenden Kosten durch höhere Produktivität auffangen zu können.
Eine Möglichkeit, diese Spirale, die zu einer zunehmenden Überfischung der Weltmeere führt, zu unterbrechen, ist die Verwendung von Fischmehl in der humanen Nahrung. Einerseits würde eine Verwendung von Fischmehl in Nahrungsmitteln zu einem höheren Marktpreis führen, der an die gängigen pflanzlichen Nahrungsproteine angelehnt sein könnte, und andererseits würde die direkte Verwendung von Fischmehl in der humanen Nahrung nicht die unsinnige Vernichtung von großen Fischbeständen zur Ernährung von Tieren zur Folge haben. Ein positiver Seiteneffekt würde zusätzlich darin liegen, mit einem preiswerten tierischen Protein den wirtschaftlich schwachen Entwicklungsländern für die weltweite Versorgung einer immer größer werdenden Zahl von Menschen der dritten Welt eine Proteingrundversorgung zur Verfügung zu stellen, die sich an dem Bedarf des Menschen orientiert und dennoch finanzierbar ist.
Der Verwendung von Fischprotein in der humanen Ernährung steht derzeit aber der Geschmack und der Geruch verfügbarer Fischproteine entgegen. Der typische und dominante Fischgeschmack begrenzt den Einsatz auf Fischprodukte, und macht eine breite Verwendung von Fischprotein in der humanen Ernährung praktisch unmöglich.
Aus der US 3,852,260 ist ein Verfahren bekannt, das zur Herstellung eines fettfreien, geschmacklosen und geruchsneutralen Fischproteins dienen soll. Im ersten Schritt dieses bekannten Verfahrens wird der Fisch zerkleinert, gekocht, von Gräten und Inhaltsstoffen, die nicht Muskelmasse sind, befreit und anschließend einer Alkoholextraktion unterzogen, wobei Lipide mit dem Alkohol von der Fischmasse abzentrifugiert und abgepresst werden. Es stellt sich jedoch heraus, dass das bekannte Verfahren, das an ein typisches Verfahren für die Herstellung von Fischmehl angelehnt ist und sich von diesem erst durch die Fettextraktion mit Alkohol unterscheidet, zu einem Fischprotein führt, das nur für kurze Zeit geschmacks- und geruchsneutral ist. Unmittelbar nach der Zerkleinerung des Fisches wirken bereits stark denaturierende und andere oxidative Schritte auf das Protein und das in dem Fisch enthaltene Fischöl, d. h. die Lipide, ein. Mit anderen Worten ist die Grundlage für einen ausgeprägten Fischgeschmack schon vor der Alkoholextraktion gelegt und durch die späte Alkoholextraktion nicht mehr dauerhaft zu beseitigen.
Ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art ist aus der US 4,091,003 bekannt. Hier wird zunächst Vollfisch zerkleinert und in dem ersten Schritt dann mehrfach mit Isopropanol bei Zimmertemperatur extrahiert, um den Lipidgehalt der Fischmasse zu senken. Im Anschluss hieran wird die extrahierte Fischmasse in Wasser so homogenisiert, dass der verbleibende Alkoholgehalt bei nur noch 10% liegt. Dann wird in dem zweiten Schritt der pH- Wert der Suspension mit Natronlauge auf 12 angehoben und die Temperatur der Suspension anschließend für 2 min. auf 80°C erhitzt. Danach wird die Temperatur auf 50°C abgesenkt. Über ein Sieb werden aus der so gewonnenen Dispersion Gräten und andere lösliche Bestandteile abgetrennt. Anschließend werden aus der klaren Lösung mit Kationenaustauschern die Natriumionen abgezogen. Der so enthaltenen entsalzten Lösung wird 0,01 Gewichts-% des Enzyms Trypsin zugesetzt. Nach 30 min Reaktionszeit wird das Enzym mittels Wasserstoffperoxid inaktiviert, womit gleichzeitig die Lösung gebleicht wird. Im Anschluss hieran wird mittels Heißdampf das Isopropanol bei 100°C entfernt. Die verbleibende Proteinlösung wird über Sprühtrocknung getrocknet. Das bekannte Verfahren ist kaum wirtschaftlich realisierbar. Hiergegen stehen die fünfstufige Wäsche der Fischmasse mit Isopropanol, der häufige Wechsel der Temperaturen, der Aufwand für die Ionenaustauschchromatographie zum Entfernen der Natriumionen, d. h. zum Entsalzen, der Einsatz von Enzymen zur Herstellung der Löslichkeit des Proteins und das Strippen des Isopropanols durch Dampf. Konkret betragen allein die Kosten des eingesetzten Trypsins ein Viertel des derzeit erzielbaren Fischmehlpreises. Letztlich reicht auch der betriebene Aufwand nicht aus, das Fischöl vollständig von dem aufbereiteten Fischprotein zu entfernen. Im Ergebnis treten bereits nach relativ kurzer Lagerung des nach dem bekannten Verfahren hergestellten Fischproteins wieder der typische Fischgeruch und Fischgeschmack auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art aufzuzeigen, mit dem es zumindest unter Verwendung von Vollfisch als Fischprotein enthaltende Ausgangssubstanz möglich ist, ein proteinreiches Fischprodukt wirtschaftlich herzustellen, das frei von dem typischen Fischgeruch und Fischgeschmack ist und bleibt. Bei Verwendung von Fischmehl als Fischprotein enthaltene Ausgangssubstanz soll der Fischgeruch und der Fischgeschmack mit geringem wirtschaftlichem Aufwand zumindest deutlich reduziert werden.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass der Alkoholgehalt der Dispersion der Ausgangssubstanz in der alkalischen Lösung mindestens 20 Gewichts-% beträgt, um in dem zweiten Schritt weitere Lipide, die durch einen alkalischen Aufschluss zugänglich werden, mit Alkohol zu extrahieren.
Bei dem neuen Verfahren wird die Extraktion von Lipiden in dem zweiten Schritt, in dem die zerkleinerte Ausgangssubstanz in einer alkalischen Lösung dispergiert wird, fortgesetzt. Durch den alkalischen Aufschluss werden Lipide zugänglich gemacht, die durch den Alkohol dem ersten Schritt, d. h. ohne das Vorliegen alkalischer Bedingungen, noch nicht extrahiert werden konnten. Mit dieser Maßnahme gelingt es tatsächlich, die Lipide so weit zu entfernen, dass sie bei dem fertigen Fischprotein auch nicht langfristig zum Entstehen des ansich typischen Fischgeruchs und Fischgeschmacks führen können.
Wenn die Ausgangssubstanz frischer Fisch ist, der unmittelbar nach dem Zerkleinern mit Alkohol versetzt wird, so dass hierdurch Denaturierungen und andere Oxidationen der Lipide und des Fischproteins sehr frühzeitig unterbunden werden, wird tatsächlich ein Fischprotein erhalten, das weder unmittelbar nach seiner Herstellung noch nach längerer Lagerzeit auch unter Licht- oder Wärmeeinwirkung den gefürchteten Fischgeschmack und Fischgeruch entwickelt.
Um die Lipidextraktion in dem ersten Schritt besonders effektiv zu machen, hat es sich als günstig erwiesen, die Ausgangssubstanz in dem ersten Schritt mit dem Alkohol zu homogenisieren. Dies bedeutet einerseits eine sehr intensive Durchmischung des Alkohols mit der Ausgangssubstanz, so dass der Alkohol möglichst viele der in der Ausgangssubstanz erhaltenden Lipide erreicht. Mit der Homogenisation ist aber auch eine Reduktion der Partikelgröße der Ausgangssubstanz und damit verbunden eine Oberflächenvergrößerung der Ausgangssubstanz verbunden. Günstig sind dabei Partikelgrößen der Ausgangssubstanz nach der Homogenisation von kleiner als 500 µm. Alle Homogenisierungstechniken, die diesen Partikelgrößenbereich führen, sind geeignet. In der praktischen Anwendung erweist sich ein Rotor- Stator-System zur Homogenisierung als wirtschaftlich günstig.
Die Art des zur Extraktion verwendeten Alkohols ist von untergeordneter Bedeutung. Als effektiv und kostengünstig hat sich die Verwendung von Isopropanol (2-Propanol) herausgestellt.
Der Alkoholgehalt in dem ersten Schritt, d. h. bei der ersten Extraktion kann zwischen 20 und 90 Gewichts-% liegen. Vorzugsweise liegt er zwischen 40 und 70 Gewichts-%. Die gleichzeitig einwirkenden Temperaturen sollten zur Steigerung der Effektivität der Extraktion über Zimmertemperatur liegen, gleichzeitig aber auch unter 100°C. Bevorzugt ist ein Bereich von unterhalb 60°C. Bei der konkreten Wahl der Extraktionstemperatur ist darauf zu achten, dass eine möglichst geringe Hitzedenaturierung des vorliegenden Fischproteins erfolgt. Die Extraktionszeit in dem ersten Schritt sollte unter einer Stunde bleiben. Eine Extraktionszeit von etwa 10 bis 15 min. hat sich als ausreichend erwiesen und ist damit bevorzugt. Nach der Extraktionszeit werden der Alkohol und die darin gelösten Lipide abgetrennt. Dies kann durch Zentrifugation und/oder Filtration erfolgen.
In dem zweiten Schritt wird der Alkoholgehalt bei dem neuen Verfahren wieder etwa auf denselben Wert wie bei der Extraktion in dem ersten Schritt eingestellt. Er kann zwischen 30 und 70 Gewichts-% betragen. Bevorzugt ist der Bereich zwischen 40 und 60 Gewichts-%.
Gleichzeitig wird in dem zweiten Schritt der pH-Wert der Dispersion angehoben, wobei er dann zwischen 8 und 12,5 liegt. Bevorzugt ist ein pH-Wert in dem zweiten Schritt in dem Bereich zwischen 11 und 11,5. Die Temperatur der Dispersion in dem zweiten Schritt ist vorzugsweise wieder erhöht und kann dabei zwischen 30 und 70°C liegen. Vorzugsweise liegt sie zwischen 45 und 55°.
Weiterhin ist es günstig, wenn in dem zweiten Schritt nach 5 bis 60 min., vorzugsweise nach 8 bis 12 min. Wasserstoffperoxid zugesetzt wird, wodurch die Dispersion desodoriert und entfärbt wird. Dies geschieht über einen Zeitraum von weiteren 5 bis 60 min., vorzugsweise 20 bis 30 min. Die Konzentration des Wasserstoffperoxids kann in einem Bereich von 0,05 bis 1,0 Gewichts-% liegen. Bevorzugt ist der Bereich zwischen 0,1 und 0,2 Gewichts-%.
Die so aufbereitete Fischprotein enthaltende Ausgangssubstanz kann auf zwei alternativen Wegen zu einem Endprodukt weiterverarbeitet werden. Gemäß der ersten Alternative wird die Dispersion am Ende des zweiten Schrittes durch Zugaben von Säuren neutralisiert. Dann wird der jetzt insgesamt vorliegende Feststoff durch Zentrifugieren konzentriert, was unter Verwendung eines Dekanters erfolgen kann.
Anschließend wird der Feststoff erneut mit Alkohol versetzt, und zwar auf einen Alkoholgehalt zwischen 50 und 70 Gewichts-%, wobei die Temperatur der Dispersion zwischen 50 und 80°C liegt. Nach einer Einwirkzeit des Alkohols von 5 bis 30 min. wird der Feststoff durch Entfernen der verbliebenen Lipide mit dem Alkohol von allen verbliebenen Inhaltsstoffen befreit, die einen neuerlichen Fischgeschmack oder Fischgeruch auslösen könnten.
Der so erhaltene Feststoff kann zur Entfernung des Restalkohols unter Vakuum getrocknet werden. Als günstig hierbei hat sich eine Temperatur von knapp unterhalb 100°C erwiesen. Eine wirtschaftliche Trocknung kann mit Hilfe eines Scheibentrockners erfolgen.
Das am Ende der ersten Alternative stehende Pulver ist völlig geschmacks- und geruchsneutral. Je nach Ausgangssubstanz liegt der Proteingehalt zwischen 50 und 80% der Trockensubstanz. Der Lipidgehalt liegt unterhalb der Nachweisgrenze. Eine Veränderung des Geruchs und des Geschmacks in Richtung auf den befürchteten Fischgeruch bzw. -geschmack ist auch nach Wochen der Lagerung bei Zimmertemperatur und Lichteinwirkung nicht feststellbar.
Bei der zweiten Alternative werden am Ende des zweiten Schrittes die Feststoffe der Dispersion durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren von der alkalischen Lösung abgetrennt, die das alkalisch gelöste Protein enthält. Die Zentrifuge sollte dabei vorzugsweise ein Kraftfeld von mindestens 3500 g erzeugen und die Filtration sollte mindestens mit einem feinen Filter bestückt sein, um einerseits alle Feststoffe abzutrennen, aber um andererseits auch möglichst wenig Protein mit dem Feststoff zu verwerfen. Der Feststoff kann nachgewaschen und als hochwertiger Zuschlag für Tierfutter verwendet und zu diesem Zweck getrocknet werden. Die alkalische Flüssigkeit mit den Proteinen wird mit Säure neutralisiert, wodurch die Proteine ausfallen. Anschließend wird zentrifugiert, um die Proteinfraktion als Feststoff zu separieren. Die überstehende Flüssigkeit kann mit dem Feststoff der letzten Behandlungsstufe als Zuschlag für Tierfutter getrocknet werden.
Um die Proteinfraktion aufzubereiten, wird der Feststoff, der nach der Zentrifugation in einem Dekanter eine Trockensubstanz zwischen 25 und 55% aufweisen kann, so mit Wasser versetzt, dass ihr Alkoholgehalt unter 10% liegt. In einer nachgeschalteten Gegenstromextraktion kann der Alkohol bei unter 60°C, vorzugsweise zwischen 30 und 40°C durch Waschen mit Wasser soweit entzogen werden, dass bei einer anschließenden Sprühtrocknung kein Problem bezüglich des Explosionsschutzes gegeben ist. Konkret kann der Restalkoholgehalt mit einer Hochgeschwindigkeitsdekantierzentrifuge, einem sogenannten Prodekanter, bei einem Kraftfeld von etwa 6000 g auf unter 1% abgesenkt werden.
Das sprühgetrocknete Pulver hat je nach verwendeter Ausgangssubstanz einen Proteingehalt von 70 bis 93% bezogen auf seinen Trockensubstanzgehalt. Das Produkt ist langfristig geruchs- und geschmacksneutral und ist mit den bekannten funktionellen Eigenschaften von Sojaprotein vergleichbar.
Das neue Verfahren wendet die Erkenntnis an, dass eine einschrittige Entfettung der Fischmasse allein nicht ausreicht, um die geruchs- und geschmacksbestimmenden Inhaltsstoffe des Fisches vollständig zu entfernen. Vielmehr ist eine zweischrittige Behandlung unter Alkohol notwendig, wobei der zweite Schritt unter alkalischen Bedingungen erfolgt. Nur so können alle Inhaltsstoffe entfernt werden, die eine spätere Bildung von Aminen, insbesondere des Cadaverins und des Histamins auslösen können. Eine reine Alkoholextraktion denaturiert das vorhandene Protein, wodurch Inhaltsstoffe in den Proteinsträngen eingeschlossen werden, die für die spätere Bildung der geruchs- und geschmacksbestimmenden Amine verantwortlich sind. Das Lösen der Fischmatrix in Alkali allein trennt die gebundenen Lipide nicht ausreichend von dem Protein ab. Erst die zusätzliche Extraktion der alkalisch aufgeschlossenen Proteine mit Alkohol führt zu einem Fischmehl, das geruchs- und geschmacksneutral ist und auch über einen längeren Lagerzeitraum keine Beeinträchtigung hinsichtlich seiner sensorischen Eigenschaften aufweist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Übersicht über die Teilschritte des ersten Schritts und die ersten Teilschritte des zweiten Schritts des neuen Verfahrens,
Fig. 2 die abschließenden Teilschritte des zweiten Schritts des neuen Verfahrens in einer ersten Alternative, und
Fig. 3 die abschließenden Teilschritte des zweiten Schritts des neuen Verfahrens in einer zweiten Alternative.
Das in den Fig. 1 und 2 skizzierte Verfahren zur Aufbereitung einer Fischprotein enthaltenen Ausgangssubstanz beginnt in dem Teilschritt 1 mit einer Zerkleinerung von Vollfisch. Wenn kein Vollfisch sondern Fischmehl verwendet wird, kann der Teilschritt 1 entfallen.
Bei der Verwendung von Vollfisch schließt sich an den Teilschritt 1 sofort der Teilschritt 2 an, in dem Alkohol zugesetzt wird, um vorzugsweise einen Alkoholgehalt im Bereich zwischen 40 und 70 Gewichts-% einzustellen. In dem Teilschritt 3 wird die zerkleinerte Ausgangssubstanz mit dem Alkohol homogenisiert, wodurch eine Partikelgröße der Ausgangssubstanz von kleiner als 500 µm erreicht wird. Nach einer Extraktionsdauer von 10 bis 15 min. wird in dem Teilschritt 4 der Alkohol mit den extrahierten Lipiden durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren von der Ausgangssubstanz abgetrennt. Die Temperatur der Ausgangssubstanz beträgt in dem damit abgeschlossenen ersten Schritt S des Verfahrens vorzugsweise 45 bis 55°C.
In dem sich anschließenden zweiten Schritt 6 des Verfahrens wird in dem Teilschritt 7 zunächst wieder Alkohol zugegeben, um erneut einen Alkoholgehalt einzustellen, der mit 40 bis 60 Gewichts-% dieselbe Größenordnung aufweist wie der Alkoholgehalt bei der Extraktion in dem ersten Schritt S. Dann wird in dem Teilschritt 8 Alkali zugegeben, bis ein pH-Wert von vorzugsweise zwischen 11 und 11,5 erreicht ist. Nach etwa 8 bis 12 min. wird dann in dem Teilschritt 9 Wasserstoffperoxid zugesetzt und die Dispersion wird anschließend für weitere 5 bis 60 min. auf der schon vorher eingestellten Temperatur im Vorzugsbereich von 45 bis 55°C gehalten.
Bei der Verfahrensalternative gemäß Fig. 2 wird die Dispersion anschließend in dem Teilschritt 10 neutralisiert. Dann wird der Feststoff in dem Teilschritt 11 konzentriert. Bei dieser Konzentration des Feststoffs wird nicht nur das Protein aufkonzentriert, sondern auch unlösliche Bestandteile der Ausgangssubstanz, die vorher noch nicht abgetrennt wurden. Bei Vollfisch gehört hierzu beispielsweise Grätensubstanz, die aber auch ihrerseits eine Bedeutung als Ernährungsergänzungssubstanz hat. Der aufkonzentrierte Feststoff wird in dem Teilschritt 12 erneut mit Alkohol extrahiert, und zwar bei einem Alkoholgehalt zwischen 50 und 70 Gewichts-%, wobei die Temperatur zwischen 50 und 80°C eingestellt wird. Nach etwa 5 bis 30 min. werden verbliebene Lipide mit dem Alkohol in dem Teilschritt 13 extrahiert. Hieran schließt sich in dem Teilschritt 14 eine Vakuumtrocknung an. Das so erhaltene Fischmehl ist geschmacks und geruchsneutral und kann auf vielfältige Weise als humane Nahrung eingesetzt werden.
Die Alternative des Verfahrens gemäß Fig. 3 stellt ans Ende der alkalischen Extraktion in dem Teilschritt 15 eine Separation der ungelösten Feststoffe. Damit bleibt eine Flüssigkeit mit darin gelöstem Protein zurück. Diese Flüssigkeit wird in dem Teilschritt 16 neutralisiert, um das Protein auszufüllen, das in dem Teilschritt 17 separiert wird. In dem anschließenden Teilschritt 18 wird der Alkohol durch Gegenstromextraktion mit Wasser entfernt, so dass dann in dem Teilschritt 19 eine Sprühtrocknung des Feststoffs ohne Explosionsgefahr möglich ist. So wird ein hochwertiges Fischprotein mit hohem Proteingehalt erhalten.
Die folgenden Beispiele sollen den Kern der Erfindung noch deutlicher werden lassen:

Beispiel 1

Vollfischkonzentrat aus Makrele

Eine Tonne Makrele mit einer Trockensubstanz von 23% wird zunächst zerkleinert, mit 0,8 Tonnen Isopropanol versetzt und homogenisiert. Die Temperatur der Dispersion liegt zwischen 45 °C und 50°C. Nach dem Homogenisieren wird der pH-Wert mittels Salzsäure auf 5, 5 eingestellt und die Suspension dann 5 min. lang gerührt. Anschließend erfolgt eine Zentrifugation über einen Dekanter. In dem Ablauf befinden sich 4 bis 6% der Fischmasse in gelöster Form. Der ausgetragene Feststoff wird anschließend mit Isopropanol so versetzt, dass ein Alkoholgehalt von 60% erreicht wird. Die Temperatur wird auf ca. 60°C eingestellt. Nach einer Extraktionszeit von 15 min. wird diese Dispersion einer Filterpresse zugeführt. Nach der Filtration wird mit Isopropanol heiß nachgewaschen und der Filterkuchen zur weiteren Behandlung in einen Tank überführt. Dort werden dem Filterkuchen Isopropanol, Wasser und Natronlauge so zugesetzt, dass die Konzentration an Isopropanol, d. h. der Alkoholgehalt, 40 bis 50% beträgt. Der pH-Wert der Suspension wird auf 11,5 eingestellt. Der Feststoffgehalt beträgt 10%. Anschließend wird Wasserstoffperoxid so zugesetzt, dass die Konzentration 0,2 Gewichts-% beträgt. Nach 30 min. wird diese Suspension mit Salzsäure neutralisiert und anschließend dekantiert. Der ausgetragene Feststoff wird mit Isopropanol auf einen Alkoholgehalt von 75% eingestellt. Die Temperatur wird auf 60°C eingestellt. Mittels einer weiteren Filterpresse wird die Dispersion filtriert. Der Filterkuchen wird mit Isopropanol heiß nachgewaschen. Dann wird der Filterkuchen unter Vakuum getrocknet und vermahlen. Es entsteht ein weißes, lagerstabiles, geruchs- und geschmacksneutrales Pulver.

Beispiel 2

Funktionelles Fisch-Isolat aus Makrele

Eine Tonne Makrele mit 23% Trockensubstanz wird zunächst zerkleinert, mit 0,8 Tonnen Isopropanol versetzt und dann homogenisiert. Die Temperatur der Dispersion liegt zwischen 45 und 50°C. Nachdem der Fisch homogenisiert ist, wird der pH-Wert mittels Salzsäure auf 5,5 eingestellt. Diese Suspension wird 5 min. lang gerührt. Anschließend erfolgt eine Zentrifugation über einen Dekanter. In dem Ablauf befinden sich 4 bis 6% der Fischmasse in gelöster Form. Der ausgetragene Feststoff wird nunmehr mit Isopropanol so versetzt, dass ein Alkoholgehalt von 60% erreicht wird. Die Temperatur wird auf ca. 60°C eingestellt. Nach einer Extraktionszeit von 15 min wird diese Suspension einer Filterpresse zugeführt. Nach der Filtration wird der Filterkuchen mit Isopropanol heiß nachgewaschen und zur weiteren Behandlung in einen Tank überführt. Dort wird dem Filterkuchen Isopropanol, Wasser und Natronlauge so zugesetzt, dass der Alkoholgehalt 50 Gewichts-% beträgt, der pH-Wert der Dispersion 12 erreicht und der Feststoffgehalt bei 10% liegt. Die Temperatur sollte 40°C nicht überschreiten. Dann wird Wasserstoffperoxid so zugesetzt, dass die Konzentration 0,15 Vol.-% beträgt. Die Suspension wird dann für 30 min. gerührt, wobei der pH-Wert auf 11,5 sinkt. Anschließend wird über einen Prodekanter zentrifugiert. Das Kraftfeld des Prodekanters beträgt 6000 g. Der abgetrennte Feststoff wird mit einer 50- %igen Isopropanollösung nachgewaschen und erneut zentrifugiert. Die Abläufe der beiden Prodekanter werden zusammengeführt, mit Salzsäure auf pH 6,2 eingestellt und zur Konzentrierung der gelösten Proteine mit einem weiteren Prodekanter zentrifugiert. Der Feststoffaustrag wird mit Isopropanol versetzt, so dass der Alkoholgehalt 70% beträgt. Über eine Filterpresse wird die Suspension konzentriert und nochmals mittels heißem Isopropanol nachgewaschen. Der Filterkuchen wird dann gepresst. Die sich einstellende Trockensubstanz beträgt 55%. Der gepresste Filterkuchen wird zur weiteren Behandlung in Wasser suspendiert und im Gegenstromverfahren mittels zweier Prodekanter, wobei Prodekanter der Firma Flottweg zum Einsatz kommen können, gewaschen. Der Feststoffaustrag des zweiten Prodekanters hat einen Trockensubstanzanteil von 23% und einen Alkoholgehalt von 0,8% bezogen auf die Flüssigkeit. Zur Trocknung wird der Feststoff mit Wasser auf 15% Trockensubstanz eingestellt und auf dem Sprühtrockner getrocknet. Das so erhaltene Pulver hat eine weiße Farbe, ist geruchs- und geschmacksneutral und funktionell. Der Proteingehalt liegt über 90% bezogen auf den Trockensubstanzgehalt. Es eignet sich besonders als Zusatzstoff für alle Formen von Fleischimitaten einschließlich Surimi.

Beispiel 3

Veredelung von herkömmlich erzeugtem Fischmehl zum Einsatz in der Geflügelmast

Eine Tonne dampfgetrocknetes Fischmehl mit einem Feststoffgehalt von 94% TS wird zunächst zerkleinert, mit 2,8 Tonnen Isopropanol versetzt und homogenisiert. Die Temperatur der Suspension wird auf einen Wert zwischen 65°C und 70°C eingestellt. Die Rührzeit der Dispersion liegt bei 30 min. Anschließend wird die Dispersion einer Filterpresse zugeführt, gefiltert und mit heißem 70°C heißem Isopropanol nachgewaschen. Der so entstandene Filterkuchen wird mit 1,3 Tonnen Wasser und Natronlauge sowie weiteren 0,5 Tonnen Isopropanol versetzt. Der Alkoholgehalt liegt dann bei 40%. Der pH-Wert der Dispersion wird auf 12 angehoben, und dann wird über einen Hochdruckdesintegrator homogenisiert. Dabei fällt der pH-Wert auf 11,5 ab. Dann wird Wasserstoffperoxid so zugesetzt, dass eine Konzentration von 0,25 Vol.-% erreicht wird. Nach etwa 30 min. wird diese Suspension über einen Dekanter zentrifugiert. Der Feststoffaustrag wird noch einmal mit Isopropanol aufgenommen und über eine Filterpresse filtriert und gewaschen. Der gewaschene Filterkuchen wird auf einem Scheibentrockner unter Vakuum getrocknet. Das so erhaltene Fischmehl ist von heller Farbe und weist nur noch einen leichten Fischgeruch und Fischgeschmack auf.

Claims

1. Verfahren zur Aufbereitung einer Fischprotein enthaltenden Ausgangssubstanz, wobei die Ausgangssubstanz zerkleinert wird und wobei in einem ersten Schritt unter sauren bis neutralen Bedingungen Lipide mit Alkohol aus der zerkleinerten Ausgangssubstanz extrahiert werden und dann in einem zweiten Schritt die zerkleinerte Ausgangssubstanz in einer alkalischen Lösung dispergiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkoholgehalt der Dispersion der Ausgangssubstanz in der alkalischen Lösung mindestens 20 Gewichts-% beträgt, um in dem zweiten Schritt weitere Lipide, die durch einen alkalischen Aufschluss zugänglich werden, mit Alkohol zu extrahieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssubstanz frischer Fisch ist, der unmittelbar nach dem Zerkleinern mit Alkohol versetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangssubstanz in dem ersten Schritt mit dem Alkohol homogenisiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Partikelgröße der Ausgangssubstanz in dem ersten Schritt kleiner als 500 µm ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkoholgehalt in dem ersten Schritt zwischen 20 und 90 Gewichts-%, vorzugsweise zwischen 40 und 70 Gewichts- %, beträgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Ausgangssubstanz in dem ersten Schritt unter 100°C, vorzugsweise unter 60°C, liegt und dass der erste Schritt eine Dauer von weniger als 1 h, vorzugsweise zwischen 10 und 15 min, aufweist.

7. Verfahren nach einem der Schritte 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die extrahierten Lipide am Ende des ersten Schritts durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren von der Ausgangssubstanz abgetrennt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Alkoholgehalt in dem zweiten Schritt zwischen 30 und 70 Gewichts-%, vorzugsweise zwischen 40 und 60 Gewichts-%, beträgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der pH-Wert in dem zweiten Schritt zwischen 8 und 12,5, vorzugsweise zwischen 11 und 11,5, liegt und dass die Temperatur der Dispersion in dem zweiten Schritt zwischen 30 und 70°C, vorzugsweise zwischen 45 und 55°C, liegt.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zweiten Schritt nach 5 bis 60 min, vorzugsweise nach 8 bis 12 min, Wasserstoffperoxid in einer Konzentration zwischen 0,05 und 1,0 Gewichts-%, vorzugsweise in einer Konzentration zwischen 0,1 und 0,2 Gewichts-%, zu der Dispersion zugesetzt wird und dass der zweite Schritt nach dem Zusetzen des Wasserstoffperoxids für 5 bis 60 min fortgesetzt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Dispersion am Ende des zweiten Schrittes neutralisiert wird und dann der Feststoff durch Zentrifugieren konzentriert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend der konzentrierte Feststoff mit Alkohol auf einen Alkoholgehalt zwischen 50 und 70 Gewichts-% versetzt wird, wobei die Temperatur bei 50 und 80°C liegt, dass die restlichen Lipide nach 5 bis 30 min mit dem Alkohol von dem Feststoff abgetrennt werden und dass der Feststoff anschließend unter Vakuum getrocknet wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Ende des zweiten Schrittes die Feststoffe durch Zentrifugieren und/oder Filtrieren von der alkalischen Lösung abgetrennt werden und dass die alkalische Lösung anschließend neutralisiert wird und dass der dabei ausfallenden Feststoff separiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Feststoff durch Waschen mit Wasser Alkohol entzogen wird und dass der gewaschene Feststoff sprühgetrocknet wird.