DE102006002249B4

DE102006002249B4 - Verfahren zur Gewinnung einer pflanzlichen Proteinfraktion, insbesondere zur Herstellung von pflanzlichem Speiseeis

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Publication number: DE102006002249B4
Application number: DE102006002249A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Eisner; Klaus Dr. Müller; Claudia Pickardt; Andreas Dipl.-Ing. Malberg
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: PROLUPIN GMBH, DE
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2026-01-18
Also published as: NO336729B1; NO20082738L; WO2007082507A2; EP1978818A2; CA2634350A1; KR20080083318A; US8257772B2; US20090011107A1; CN101374418A; WO2007082507A3; DE102006002249A1

Abstract

Verfahren zur Gewinnung einer pflanzlichen Proteinfraktion,
bei dem Pflanzenteile mit Wasser oder einem wasserhaltigen Lösungsmittel versetzt werden, um pflanzliche Proteine aus den Pflanzenteilen zu lösen und/oder dispergieren,
bei dem eine pflanzliche Proteinfraktion aus der auf diese Weise erhaltenen wasserhaltigen Mischung mit einem Trennverfahren abgetrennt wird,
bei dem zur Abtrennung der pflanzlichen Proteinfraktion eine Substanz mit lipophilen Grenzflächen in die Mischung eingebracht wird, an der sich in der Mischung gelöste und/oder dispergierte Proteine mit lipophilen oder amphiphilen Gruppen anlagern, und
bei dem die Substanz mit den angelagerten Proteinen von der Mischung abgetrennt wird,
wobei als Substanz mit lipophilen Grenzflächen Pflanzenöl und/oder Pflanzenfett in die Mischung eingebracht wird.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung einer pflanzlichen Proteinfraktion, insbesondere zur Herstellung von pflanzlichem Speiseeis, bei dem Pflanzenteile mit Wasser oder einem wasserhaltigen Lösungsmittel versetzt werden, um pflanzliche Proteine aus den Pflanzenteilen zu lösen und/oder dispergieren, und bei dem eine oder mehrere pflanzliche Proteinfraktionen aus der auf diese Weise erhaltenen wasserhaltigen Mischung mit einem Trennverfahren abgetrennt werden.
Stand der Technik
Eiskreme und andere kremige Speiseeis-Varianten enthalten tierische oder pflanzliche Fette und Milchprotein und/oder Milchzucker sowie teilweise Eiprotein. Milch- und Eiproteine erfüllen im Speiseeis neben einer eventuell erwünschten Geschmacksgebung insbesondere Funktionen der Texturgebung.
Die Herstellung von Speiseeis erfolgt im Wesentlichen durch Wiegen der Zutaten, Vormischen, Homogenisieren, Pasteurisieren, Abkühlen (+4°C), Reifenlassen, Gefrierenlassen in der Eiserzeugungsanlage, Verpacken und Lagern.
Bekannt sind unter anderem Speiseeis wie z. B. Kremeis (mind. 50% Milchanteil und auf einen Liter Milch mindestens 270 g Vollei oder 90 g Eigelb), Rahmeis (mind. 18% Milchfett aus Schlagsahne), Eiskrem (mind. 10% Milchfett), Einfacheiskrem (mind. 3% Milchfett), Milcheis (Milchanteil mind. 70%) und Eis mit Pflanzenfett (mind. 3% pflanzliches Fett). Allen genannten Eissorten ist gemein, dass sie neben den tierischen oder pflanzlichen Fetten auch Milchprotein und Milchzucker (Lactose) enthalten.
Viele Menschen haben eine Unverträglichkeit gegenüber Milchprodukten oder anderen tierischen Zutaten, so dass sie den Verzehr von Milch- und Sahneeis vermeiden sollten. Für diese Verbrauchergruppe gibt es bislang keine Alternative zu milchhaltigem Speiseeis mit vergleichbarem Genusswert.
Für den Genusswert beim Verzehr von Speiseeis ist die Kremigkeit von besonderer Bedeutung. Die Kremigkeit wird durch den Fettanteil und dessen Einbindung in die Gesamtmatrix mit bestimmt. Darüber hinaus entscheidet die Viskosität der Schmelze über die Kremigkeit des Eises. Eine höherviskose Schmelze wird im Mund als kremiger empfunden, als eine Schmelze mit niedriger Viskosität. Zudem bestimmt das Abschmelzverhalten die organoleptische Empfindung während des Eisgenusses. Ein Speiseeis mit einem langsamen, gleichmäßigen Abschmelzverhalten wird als angenehmer empfunden als ein Speiseeis mit einem heterogenen und z. T. sehr schnellen Abschmelzverhalten. Das Abschmelzverhalten wird unter anderem vom Aufschlag, d. h. dem volumenbezogenen Gasanteil (Luft oder Stickstoff) im Eis bestimmt. Die meisten kremigen Speiseeissorten haben einen Gasanteil von über 40 bis zu 50 Vol.-%. Ein derartiger Aufschlag ist bislang nur mit konventionellen Zutaten erreichbar.
Weitere wichtige Qualitätsparameter sind das Mundgefühl und das Kälteempfinden beim Verzehr. Bei unzureichender Emulsionswirkung und Wasserbindung der Matrix bilden sich größere Eiskristalle, die ein raues Mundgefühl und einen wässrigen Eindruck entstehen lassen. Das Kälteempfinden wird von der Verfügbarkeit des Fettes mitbestimmt.
Kremige Speiseeissorten sind nach dem Stand der Technik nur durch größere Mengen an Fett erreichbar, wobei zur Erreichung des Kremigkeitsgefühls der Fettgehalt größer als 15 Gew.-%, besser größer als 20 Gew.-%, sein sollte.
In bisher bekannten Speiseeis-Zubereitungen mit Pflanzenprotein-Anteilen, vor allem auf Basis von Soja, wurde versucht, die tierischen Emulgatoren durch Pflanzenproteine zu ersetzen. Zum Einsatz kamen hier getrocknete Pflanzenproteine, die in konventionellen wässrigen oder wässrig-alkoholischen Extraktions-Verfahren und nach Trocknung als Pulver gewonnen wurden.
Pflanzen, die zur Gewinnung von Proteinen für Anwendungen in Speiseeis genutzt werden, enthalten je nach Rohstoff zwischen 10 Gew.-% und 50 Gew.-% Protein in der Trockenmasse. Der Proteinanteil in Pflanzen besteht dabei nicht aus einer definierten Substanz. Vielmehr beinhaltet das Gesamtprotein eine Vielzahl von unterschiedlichsten Proteinfraktionen. Jede Proteinfraktion ist dabei aus mehreren 100 bis über 1000 Aminosäuren mit unterschiedlichen Aminosäure-Sequenzen aufgebaut. Die Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur der Proteine verleiht jedem Molekül spezifische Eigenschaften.
So besitzen einzelne Proteinfraktionen besonders gute Eigenschaften als Emulgator oder Gelbildner, als Wasserbinder, Schaumbildner oder Texturverbesserer für Lebensmittel. Je nach Produktionsverfahren fallen alle diese unterschiedlichen Proteinfraktionen als ein Proteinmischprodukt an, das z. B. durch Trocknen einer Proteinlösung gewonnen wird.
Die Gewinnung von Pflanzenproteinprodukten erfolgt bislang fast ausschließlich aus Sojabohnen. Hierbei werden die Bohnen geschält, durch Flockierung oder Zermahlen weiter zerkleinert und das Protein durch Zugabe von Wasser aus den Sojaflocken oder dem Mehl extrahiert. Der wässrige Extrakt kann mit mechanischen Trennverfahren von den ungelösten Feststoffen wie z. B. Fasern abgetrennt und aus dem Extraktions-Prozess geschleust werden. Aus dem Extrakt kann das Sojaproteinprodukt anschließend gefällt, mit Membranverfahren angereichert und/oder getrocknet werden.
Mit Hilfe der beschriebenen Technologie werden die Proteine als ein Proteinprodukt gewonnen, obwohl sie aus verschiedensten Proteinfraktionen mit unterschiedlichen Eigenschaften bestehen. Eine Trennung der Proteinfraktionen nach Emulgator spezifischen, funktionellen Eigenschaften erfolgt nach Stand der Technik bislang nicht. Fraktioniert wird vielmehr nach stofflichen Summen-Parametern wie Fällbarkeit, Löslichkeit oder Molekülgröße.
So gelingt es, Proteinmoleküle aus Extrakten durch Absenkung des pH-Wertes, durch Zugabe bestimmter Salze oder durch Erhitzen umzufalten und in einen wasserunlöslichen Zustand zu überführen. Die Proteinmoleküle lagern sich dabei in Form von Flocken aneinander. Diese können mechanisch von den noch in Lösung befindlichen Proteinen abgetrennt werden.
Ein weiteres Verfahren zur Trennung von proteinhaltigen Suspensionen und Lösungen stellen Filtrations- oder Membranverfahren dar. So können mittels einfacher Filtration suspendierte von gelösten Proteinen abgetrennt werden. Es ist auch möglich, unterschiedlich große Moleküle z. B. durch Ultrafiltration in eine Fraktion aus größeren und in eine Fraktion aus kleineren Molekülen zu trennen. Dabei können die spezifischen Eigenschaften der gewonnenen Fraktionen nur in geringem Umfang an die Anforderungen der Lebensmittelindustrie angepasst werden. Vielfach haben die größeren und die fällbaren Molekülfraktionen bessere Eigenschaften als Emulgator, während die kleinere oder nicht-fällbare Fraktion bessere Eigenschaften als Schaumbildner aufweist.
Aus WO 2004/082397 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Proteine aus einer Lösung mit Hilfe chromatographischer Verfahren aus einer Lösung getrennt werden. Dabei werden die in einer Flüssigkeit befindlichen Proteine (mobile Phase) an der stationären Phase eines Trennsystems, mit Adsorbermaterial gepackte oder dünn beschichtete Röhren (Säulen), vorbeigeleitet. Durch die Wechselwirkung der Proteine mit dem Adsorbermaterial verlängert sich die Durchflusszeit der Proteine in der Säule im Vergleich zu der Zeit, die andere Bestandteile der Flüssigkeit zum Durchfluss durch die Säule benötigen. Dadurch ergibt sich eine Trennung der einzelnen Bestandteile der Flüssigkeit.
Aus der Veröffentlichung „Structure-Function Relationships of Food Proteins with an Emphasis on the Importance of Protein Hydrophobicity” von S. Nakai (veröffentlicht in J. Agric. Food Chem. (1983) 31, 676–683) ist der Zusammenhang zwischen Hydrophobizität und Emulgierfähigkeit von Proteinen bekannt.
In WO 2006/076889 A2 wird ein Verfahren zur Herstellung einer pflanzlichen Proteinzutat für ein Speiseeis beschrieben. Dabei werden Lupinenkerne bereitgestellt und zunächst zerkleinert. Danach wird in einem oder mehreren Proteinextraktionsschritten ein Teil eines in den zerkleinerten Lupinenkernen enthaltenen Lupinenproteins in einer wässrigen Phase gelöst oder zumindest dispergiert. Um die Proteinzutat zu erhalten, wird das Lupinenprotein durch Fällung aus der wässrigen Phase abgetrennt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Gewinnung einer pflanzlichen Proteinfraktion mit besonders guten Emulgier-Eigenschaften anzugeben, die sich insbesondere vorteilhaft als Emulgator bei der Herstellung von pflanzlichem Speiseeis einsetzen lässt.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens können den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung entnommen werden.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden Pflanzenteile, insbesondere geschälte oder ungeschälte Pflanzenkerne, mit Wasser oder einem wasserhaltigen Lösungsmittel versetzt, um pflanzliche Proteine aus den Pflanzenteilen zu lösen und/oder dispergieren. Anschließend wird eine Substanz mit lipophilen Grenzflächen in die auf diese Weise erhaltene Mischung eingebracht oder mit der Mischung in Kontakt gebracht, an denen sich in der Mischung gelöste und/oder dispergierte Proteine mit lipophilen oder amphiphilen Gruppen, im Folgenden auch als Zielproteine bezeichnet, anlagern. Die Substanz mit den angelagerten Proteinen wird mit einem Trennverfahren von der Mischung abgetrennt, um die gewünschte(n) pflanzliche(n) Proteinfraktion(en) zu erhalten. Als Substanz mit lipophilen Grenzflächen wird beim vorgeschlagenen Verfahren Pflanzenöl und/oder Pflanzenfett in die Mischung eingebracht.
Beim dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt somit die Fraktionierung der in Wasser oder einer wasserhaltigen Lösung vorliegenden Mischung aus verschiedenen gelösten und/oder dispergierten Proteinfraktionen durch das Einbringen einer lipophilen Phasengrenze in das Wasser bzw. in die Mischung. Proteine mit einer hohen Affinität zu lipophilen Stoffen lagern sich dabei an die lipophilen Grenzflächen an und können somit von anderen gelösten oder dispergierten Stoffen abgetrennt werden.
Das Verfahren ermöglicht damit eine selektive Gewinnung von grenzflächenaktivem Emulgatorprotein, das sich aufgrund seiner lipophilen oder amphiphilen Eigenschaften an den lipophilen Grenzflächen anlagert. Diese mit dem Verfahren gewonnene Proteinfraktion ist in angereicherter Form vor allem für die Herstellung von pflanzlichem Speiseeis von großem Vorteil, dem sie vorzugsweise mit einem Anteil zwischen 0,5 und 6 Gew.-% zugegeben wird. Die durch das vorliegende Verfahren ermöglichte selektive Fraktionierung der Proteine in eine besonders effiziente Emulgatorprotein-Fraktion ermöglicht die Herstellung von Speiseeis mit besonders positiven Eigenschaften und ansprechenden organoleptischen Eigenschaften.
Überraschenderweise können durch diese Fraktionierung Proteinfraktionen gewonnen werden, deren Emulgierkapazität (Bindungskapazität an Öl in Wasser) pro Gramm Protein um den Faktor 5 im Vergleich zur ursprünglich vorliegenden Proteinmischung gesteigert wird. Die für unterschiedliche Anwendungen benötigte Menge an zusätzlichem Emulgator kann somit auf ein Minimum reduziert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens werden Öltröpfchen oder Fettpartikel genutzt. Die Proteine mit ausgeprägt lipophilen Eigenschaften lagern sich an dieser Oberfläche an, wohingegen sich Proteine mit weniger ausgeprägten lipophilen Eigenschaften nicht oder nur in geringem Maße an die Phasengrenzfläche anlagern. Auch andere Stoffe mit gering ausgeprägten lipophilen Eigenschaften, die sich in der Mischung befinden, wie z. B. Saccharide, Salze oder Fasern, lagern sich nicht oder nur in geringem Maße an die lipophilen Oberflächen an.
Durch das vorgeschlagene Verfahren gelingt es sehr effizient, Proteine mit einem definierten Verhältnis aus lipophilen und hydrophilen Eigenschaften von anderen gelösten oder dispergierten Proteinen abzutrennen. Durch Anpassung der Oberflächeneigenschaften gelingt eine Selektion der Proteine. Da Proteine neben der lipophilen Gruppe auch stets hydrophile Bereiche aufweisen, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren je nach lipophiler Ausprägung der Grenzfläche eine Fraktionierung der Proteine nach ihrem Verhältnis aus lipophilen Gruppen zu hydrophilen Gruppen erreicht werden. Damit lassen sich auch die Eigenschaften des jeweils erhaltenen Proteins für den Einsatz in unterschiedlichen Anwendungen, beispielsweise zur Herstellung von pflanzlichem Speiseeis, gezielt optimieren.
Wenn sich die Zielproteine aus der Mischung an die Oberfläche angelagert haben, wird die verbleibende wässrige Mischung von den lipophilen Substanzen mit den angelagerten Proteinen abgetrennt. Im Falle von dispergierten lipophilen Partikeln oder Tropfen kann die wässrige Phase mechanisch abgetrennt werden. Neben einer Filtration bieten sich hierfür zentrifugale Verfahren an. Voraussetzung für eine gute Abtrennung ist, dass die lipophilen Partikel oder Tropfen eine andere Dichte aufweisen als die umgebende wässrige Mischung.
Da lipophile Adsorber vielfach eine vergleichbare oder etwas geringere Dichte als Wasser aufweisen, ist ein Aufschwimmen der lipophilen Substanzen zusammen mit den angelagerten Proteinen erreichbar. Zur Erhöhung der Dichtedifferenz kann die wässrige Phase hierfür mit löslichen Salzen oder mit Zucker angereichert werden, was eine Erhöhung der spezifischen Dichte der Flüssigkeit zur Folge hat. In einem Zentrifugalfeld können dann die leichteren lipophilen Substanzen zusammen mit den angelagerten Proteinen als Schwimmfraktion von der Flüssigkeit abgetrennt und z. B. mittels Dekanter ausgetragen werden.
Bei dem vorliegenden Verfahren wird als lipophile Substanz bzw. Phase in die wässrige Proteinmischung ein Pflanzenöl oder -fett gegeben. Je nach Partikelgröße der Öl-/Fettphase, die mit technischen Mitteln definiert eingestellt werden kann, steht eine mehr oder weniger große Phasengrenzfläche zur Verfügung. An dieser Phasengrenze lagern sich die lipophilen Zielproteine an und können durch Zentrifugation von der Wasserphase abgetrennt werden. Somit gelingt es, besonders gute Emulgatorproteine aus einer wässrigen Proteinmischung selektiv abzutrennen. Dabei spielt es keine Rolle, an welcher Stelle in der Pflanze sich die Proteine ursprünglich befanden. Proteine mit einem definierten Verhältnis aus lipophilen und hydrophilen Gruppen lagern sich an der Ölphasengrenze an.
Vorzugsweise wird als Pflanzenöl das Öl eingesetzt, das in der späteren Anwendung im Lebensmittel als Ölphase in der Emulsion genutzt werden soll. Ist es z. B. gewünscht, ein Speiseeis mit Rapsöl als Zutat herzustellen, so können für die Fraktionierung besonders vorteilhaft Rapsöltröpfchen, ggf. auch zusammen mit weiteren Bestandteilen der Rapssaat, als lipophile Phasengrenzfläche in der wässrigen Proteinmischung genutzt werden. Die durch die Fraktionierung erhaltene Rapsöl-Protein-Mischung kann dann direkt als Zutat für das pflanzliche Speiseeis verwendet werden.
Das Gleiche gilt für Speiseeis, in dem andere pflanzliche Öle zum Einsatz kommen. Ggf. können dem Öl vor der Anwendung als lipophile Substanz bestimmte Stoffe zugesetzt werden, die in der späteren Zubereitung erwünscht sind. So können Aromen, Farbstoffe, Vitamine, sekundäre Pflanzenstoffe oder andere bioaktive Substanzen zugegeben werden. Im Speiseeis liegen diese Stoffe dann in definierter Konzentration vor.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Phasengrenze direkt mit dem Öl aus der proteinhaltigen Pflanze hergestellt. So kann z. B. das Sojaöl aus der Sojabohne zur Fraktionierung von Sojaproteinen genutzt werden. Hierfür ist es erforderlich, mittels Rührwerken, schnell laufenden Mischeinheiten, wie z. B. Turrax^®, oder mittels Ultraschall Öltröpfchen zu erzeugen, an deren Oberfläche sich die Proteine anlagern können. Bei kleinerer Tröpfchengröße steht mehr Oberfläche zur Anlagerung der Proteine zur Verfügung. Vorzugsweise werden hierbei mit der Misch- oder Zerkleinerungseinrichtung Öltröpfchen mit einer Tröpfchengröße < 100 μm, vorzugsweise < 10 μm, erzeugt.
Allerdings werden durch die größere Menge an Zwickelflüssigkeit zwischen den kleineren Öltröpfchen auch mehr gelöste Proteine ausgetragen, die nicht die spezifischen Eigenschaften von an der Grenzfläche angelagerten Proteinen aufweisen. In diesem Fall ist es hilfreich, die Zwickelflüssigkeit in einem oder mehreren Waschstufen von dem an den Öltröpfchen anhaftenden Emulgatorproteinen abzutrennen. Ein Fachmann ist in der Lage, je nach gewünschter Proteinreinheit durch Wahl der Rühr- oder Ultraschallbedingungen die erforderliche Tröpfchengröße einzustellen und die erforderliche Anzahl an Waschschritten zu nutzen, die für die gewünschte Proteinreinheit die besten Ergebnisse liefert.
Besonders gute Emulgatorproteine werden bei Einsatz von ölhaltigen Pflanzen wie Raps, Palmkernen, Lein oder Sonnenblume erhalten. Es ist aber auch möglich, andere ölhaltige Pflanzen wie z. B. Soja oder Lupine, für die genannte Anwendung zu nutzen. Die Auswahl wird dabei vornehmlich aufgrund der gewünschten organoleptischen Eigenschaften des Speiseeises erfolgen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient das Öl als Absorberfläche und wird nach der Proteinfraktionierung nicht vom Protein abgetrennt. Die feuchte Öl-Protein-Mischung wird dann besonders vorteilhaft direkt in die Eiskrem eingearbeitet. Damit wird das Eis mit Pflanzenöl angereichert und es entsteht eine besonders stabile Eis-Emulsion, bei der auch nach längerer Lagerung im gefrorenen Zustand keine organoleptisch wahrnehmbaren oxidativen Veränderungen auftreten. Zudem bleiben die Proteine in ihrer gelösten, nativen Struktur erhalten. Die vollständige Abtrennung des Wassers, z. B. mittels Trocknung, würde die Proteine verändern und damit die Eisqualität verschlechtern.
Ein reines Protein kann auch gewonnen werden, wenn das Protein zusammen mit Öltröpfchen aus der wässrigen Mischung abgetrennt wird. Nach Trocknung des Wassers kann die dabei erhaltenen Öl-Proteinmischung mit einem lipophilen Lösemittel, wie z. B. Hexan oder Aceton oder andere, behandelt werden, wodurch die Ölphase entfernt wird und das Protein in Reinform gewonnen wird. Dieses reine Emulgatorprotein kann neben dem Einsatz in Speiseeis auch in anderen Lebensmitteln zum Einsatz kommen.
Dies gilt auch für die durch Fraktionierung erhaltene Mischung aus Protein und Pflanzenöl, die neben der geplanten Anwendung in Speiseeis auch für andere Anwendungen als Emulgatorprotein genutzt werden kann. Mögliche Anwendungen für derartige Proteine bzw. Protein-Öl-Mischungen sind z. B. Cremes, Mayonnaisen, Suppen, Soßen, Getränke, Brot, Backwaren, Feinkostprodukte, Salate und Brotaufstriche.
Nach Abtrennung der lipophilen Proteinfraktion aus der wässrigen Mischung verbleiben hydrophile Proteinfraktionen in Lösung. Diese können durch isoelektrische Fällung oder Filtrationsverfahren aufkonzentriert und als ein Proteinisolat gewonnen werden, das sich insbesondere durch hohe Wasserlöslichkeit, Schaumbildeeigenschaften, Gelbildung und viskositätsausbildende Eigenschaften auszeichnet. Dieses hydrophile Proteinprodukt kann vorteilhaft bei der Herstellung von Getränken, geschäumten Lebensmitteln wie z. B. Schokokuss, wasser- und milchbasierten Dessertspeisen oder Backwaren eingesetzt werden.
Je nach Anforderungen an die hydrophile Proteinfraktion können auch verschiedene Schritte mit mehr oder weniger lipophilen Adsorbern in der wässrigen Proteinmischung durchgeführt werden. Hierbei können weitere Fraktionen abgetrennt und die Eigenschaften der mit den Adsorbern ausgetragenen Proteine und der in der Mischung verbleibenden Proteine weiter spezialisiert werden. Bei Kombination verschiedener Adsorber können am Ende ausgeprägt hydrophile Proteine in hochreiner Form als Endprodukt gewonnen werden.
Ausführungsbeispiel
Beispiel 1: Kremiges Pflanzeneis mit vermindertem Fettgehalt
100 g gemahlene, geschälte Sonnenblumenkerne werden mit 400 g einer Zuckerlösung vermischt und der pH-Wert der Lösung mit Natronlauge auf 7,5 eingestellt. Die Mischung wird 4 Minuten mit einem Dispergierwerkzeug verrührt. Hierdurch werden die in den Sonnenblumenkernen enthaltenen Proteine im Wasser gelöst. Das in den Kernen enthaltene Öl wird bei diesem Vorgang neben der wässrigen Phase als lipophile weitere Phase freigelegt und steht damit als Adsorberoberfläche zur Verfügung. An den Öltröpfchen lagern sich vorrangig die Proteine mit besonders guten Emulgatoreigenschaften an.
Danach werden die unlöslichen Bestandteile, vorwiegend Fasern und Schalenreste, durch ein Sieb mit der Maschenweite von 63 μm von der Protein-Öl-Wasser-Dispersion getrennt. Die Emulsionsphase wird nach Zentrifugieren des Filtrats durch Abtragen der oberen Schicht erhalten. Die schwerere flüssige Phase nach der Zentrifugation enthält im Gegensatz zur Emulsionsphase die weniger gut emulgierenden, aber besonders gut wasserlöslichen Proteine und kann zur Gewinnung derselben weiter aufgearbeitet werden. So können diese Proteine z. B. durch Ultrafiltration gewonnen werden.
Der feste Filterrückstand wird noch einmal mit 200 g Zuckerlösung gewaschen und so ein weiterer Anteil an Emulgatorproteinen zusammen mit dem restlichen Öl und weiteren löslichen Bestandteilen gewonnen.
Die vereinigte Emulsionsphase (82 g), die die Emulgatorproteine zusammen mit dem Sonnenblumenöl, enthält, wird mit 400 g Wasser gemischt, um Verunreinigungen wie lösliche Nicht-Emulgatorproteine abzutrennen. Die Mischung wird danach zentrifugiert. Dabei bleiben die Emulgatorproteine am Öl gebunden und können so als aufschwimmende Phase abgetrennt werden. Diese Emulsionsphase wird auf dieselbe Weise nochmals mit Wasser gewaschen, um unerwünschte lösliche Bestandteile abzutrennen. Es werden 82 g einer Emulsion erhalten, die etwa 1,5% Emulgatorproteine und 33% Fett enthält. Zum Schluss wird durch die Zugabe von Wasser der gewünschte Wasser- bzw. Ölgehalt der Emulsion eingestellt.

Die hergestellte Emulsion wird nach der in Tabelle 1 angegebenen Rezeptur zur Herstellung von Speiseeis verwendet. Die Emulsion weist neben dem Stabilisatorprotein bereits einen Fettanteil auf, so dass eine zusätzliche Zugabe von Pflanzenfett entfällt. Dabei wird ein besonders kremiges rein pflanzliches Speiseeis erzielt, das jedoch einen sehr geringen Fettgehalt von nur 8% aufweist. Das Fett ist dabei so gut emulgiert, dass selbst bei langer Lagerung von 6 Monaten keine großen Eiskristalle im Eis entstehen. Somit ist das Eis auch sehr lagerstabil und bleibt über lange Zeit kremig. Tabelle 1: Rezeptur zur Herstellung von pflanzlichem Speiseeis

	Zutaten in g
Emulsion mit Wassergehalt 71%	279
Protein in der Emulsion	3
Wasser in der Emulsion	198
Öl in der Emulsion	78
Wasser zusätzlich	432
Zucker	145
Glucosesirup, trocken	25
Maltodextrin	80
Lupinenprotein	39
Summe	1.000

Beispiel 2: Pflanzeneis mit Sahne-Eis-Charakter
Die Emulsion aus Beispiel 1 wird im Austausch für Sahne in eine Sahne-Eis-Rezeptur eingearbeitet. Aufgrund der guten Emulgatorwirkung des Proteins kann auf den Zusatz von künstlichen Emulgatoren verzichtet werden. Die Stabilität der Emulsion ist bei diesem „Sahneeis” ebenfall sehr gut, eine gute Lagerstabilität ist gegeben.

Claims

Verfahren zur Gewinnung einer pflanzlichen Proteinfraktion, bei dem Pflanzenteile mit Wasser oder einem wasserhaltigen Lösungsmittel versetzt werden, um pflanzliche Proteine aus den Pflanzenteilen zu lösen und/oder dispergieren, bei dem eine pflanzliche Proteinfraktion aus der auf diese Weise erhaltenen wasserhaltigen Mischung mit einem Trennverfahren abgetrennt wird, bei dem zur Abtrennung der pflanzlichen Proteinfraktion eine Substanz mit lipophilen Grenzflächen in die Mischung eingebracht wird, an der sich in der Mischung gelöste und/oder dispergierte Proteine mit lipophilen oder amphiphilen Gruppen anlagern, und bei dem die Substanz mit den angelagerten Proteinen von der Mischung abgetrennt wird, wobei als Substanz mit lipophilen Grenzflächen Pflanzenöl und/oder Pflanzenfett in die Mischung eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz in der Mischung dispergiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Substanz ein Pflanzenöl und/oder Pflanzenfett in die Mischung eingebracht wird, das für eine spätere Speiseeiszubereitung unter Einsatz der abgetrennten pflanzlichen Proteinfraktione benötigt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Pflanzenöl und/oder Pflanzenfett Zusatzstoffe zugegeben werden, die für die spätere Speiseeiszubereitung benötigt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Pflanzenöl zusammen mit den pflanzlichen Proteinen aus den Pflanzenteilen extrahiert und mit einer Misch- oder Zerkleinerungseinrichtung als kleine Öltröpfchen in der Mischung verteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Misch- oder Zerkleinerungseinrichtung Öltröpfchen mit einer Tröpfchengröße < 100 μm erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Misch- oder Zerkleinerungseinrichtung Öltröpfchen mit einer Tröpfchengröße < 10 μm erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Öltröpfchen mit den angelagerten Proteinen nach der Abtrennung von der Mischung einem oder mehreren Waschschritten unterzogen werden, um Zwickelflüssigkeit abzuwaschen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pflanzenteile vor der Zugabe des Wassers oder wasserhaltigen Lösungsmittels einer Flockierung unterzogen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Pflanzenteile aus einer vollfetten Saat mit dem Wasser oder wasserhaltigen Lösungsmittel versetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz mit den angelagerten Proteinen durch ein mechanisches Trennverfahren von der Mischung abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz mit den angelagerten Proteinen als Schwimmfraktion abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung ein die spezifische Dichte der Mischung erhöhender Stoff zugegeben wird, um den Dichteunterschied zwischen der Mischung und der Substanz mit den angelagerten Proteinen zu erhöhen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz mit den angelagerten Proteinen durch Zentrifugation abgetrennt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz mit den angelagerten Proteinen durch ein oder mehrere weitere Trennschritte von den angelagerten Proteinen abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrennung von den angelagerten Proteinen durch Einsatz einer oder mehrerer Flüssigkeiten erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Abtrennung der Substanz mit den angelagerten Proteinen von der Mischung in der Mischung verbleibende Proteine durch isoelektrische Fällung oder Filtration aufkonzentriert und als Proteinisolat gewonnen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass durch mehrere Trennschritte, die jeweils mit Substanzen unterschiedlicher lipophiler Grenzfläche durchgeführt werden, Proteinfraktionen unterschiedlicher Proteineigenschaften und/oder hydrophile Proteine in hochreiner Form als Proteinisolat gewonnen werden.
Verwendung der pflanzlichen Proteinfraktion, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 erhalten wird, mit einem Anteil von 0,5 bis 6 Gew.-% zur Herstellung von Speiseeis.
Verwendung der Substanz mit den angelagerten Proteinen, die gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 erhalten wird, zur Speiseeiszubereitung, wobei die Substanz mit den angelagerten Proteinen nach der Abtrennung ohne weiteren Trennschritt direkt für die Speiseeiszubereitung eingesetzt wird.