DE1935400C3

DE1935400C3 - Process for the manufacture of antitrypsin-free soy

Info

Publication number: DE1935400C3
Application number: DE1935400A
Authority: DE
Inventors: Michel Paris Rambaud
Original assignee: Societe Industrielle des Oleagineux SAS
Current assignee: Societe Industrielle des Oleagineux SAS
Priority date: 1968-07-12
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1981-11-05
Also published as: FR1586122A; DE1935400B2; NL6910750A; DE1935400A1; GB1248851A; NL156311B; BE734899A

Description

Die Erfindung betrifft das im Patentanspruch angegebene Verfahren.The invention relates to the method specified in the claim.

Das Vorliegen von unerwünschten Verbindungen, von denen Antitrypsin die wichtigste ist, im Korn oder Ölkuchen von Soja beeinträchtigt bekanntlich den Nährmittelwert sehr erheblich, weshalb zahlreiche Untersuchungen durchgeführt wurden, um Antitrypsin, das die Proteolyse von Trypsin inhibiert und selbst in geringer Dosis schädliche Nebenreaktionen hervorruft, zu zerstören.The presence of undesirable compounds, of which antitrypsin is the most important, in the grain or Soy oil cake is known to have a significant adverse effect on the nutritional value, which is why numerous Studies have been carried out to identify antitrypsin, which inhibits the proteolysis of trypsin and itself causes harmful side reactions in small doses, to destroy.

Es wurde festgestellt, daß das Antitrypsin aus nicht-entölten Körnern oder aus Ölkuchen von Soja verschwindet, wenn sie einer Kochung bei hoher Temperatur unterworfen werden, insbesondere einer Kochung mit Dampf. Diese Behandlung ist jedoch nicht ohne Nachteile, da dann, wenn die Kochung bei recht hoher Temperatur oder für eine längere Zeitspanne durchgeführt wird, um die Zerstörung des Antitrypsinszu erzielen, eine übermäßige Denaturierung der Proteine erfolgt, eine Verminderung der Löslichkeit derselben in Wasser Eintritt und eine Erhöhung des sodaunlöslichen Anteils die Folge ist. Es wurden daher zur Erhaltung der Proteine Normen für die Kochung eingeführt.It was found that the antitrypsin from non-de-oiled grains or from oil cakes of soy disappears when subjected to high temperature cooking, especially one Cooking with steam. However, this treatment is not without its drawbacks, as when the boiling occurs at a fairly high temperature or for a longer period of time in order to destroy the antitrypsin achieve excessive denaturation of the proteins, a reduction in solubility the same entry into water and an increase in the proportion soluble in soda is the result. There were therefore, to preserve proteins, norms for cooking were introduced.

Es zeigte sich jedoch, daß man mit diesen Normen die völlige Zerstörung von Antitrypsin nicht bewirken kann. Die Kochprodukte erhalten noch Antitrypsin, und zwar nicht nur dasjenige, das nach den üblichen Methoden bestimmt weiden kann, sondern auch eine bemerkenswerte Menge, die nach vorsichtiger Behandlung mit Chlorwasserstoff nachweisbar ist.It was found, however, that these standards do not cause the complete destruction of antitrypsin can. The cooked products still contain antitrypsin, and not just the one after the usual one Methods determined can graze, but also a remarkable amount that, after careful treatment is detectable with hydrogen chloride.

Derartige Bestimmungen haben gezeigt, daß die Menge an Antitrypsin, das nach Behandlung mit Chlorwasserstoff nachweisbar ist, größenordnungsgemäß 2% des anfänglich im Produkt vorhandenen Antitrypsins beträgt. Daraus folgt, daß in vivo bei der Verdauung des Sojaproduktes im Magen Lab oder Pepsin dieses Antitrypsin freisetzen, was den Nahrungswert des Produktes vermindert. Das Problem der Verbesserung der Nähreigenschaften von Soja durch ein einfaches Verfahren, das jedoch wirksamer ist als die einfache herkömmliche Kochung in der Sojaölgewinnung, war zwar Gegenstand zahlreicher Untersuchungen, die u.a. in den US-Patentschriften 1850095, 2052215, 2614045, 2726 155 und 2795 502 beschrieben sind, doch befaßt sich keine dieser Druckschriften mit der Zerstörung des Antitrypsins, das zwar unter den angewandten Bedingungen teilweise, niemals jedoch vollständig zerstört wird, insbesondere was dasjenige Antitrypsin betrifft, das nach Chlorwasserstoffbehandlung feststellbar ist.Such determinations have shown that the amount of antitrypsin obtained after treatment with Hydrogen chloride is detectable, around 2% of the antitrypsin initially present in the product amounts to. It follows that in vivo in the digestion of the soy product in the stomach or rennet Pepsin release this antitrypsin, which decreases the nutritional value of the product. The problem of Improving the nutritional properties of soy through a simple process, but more effective than the simple conventional cooking in soybean oil production has been the subject of numerous studies, those in U.S. Patents 1850095, 2052215, 2614045, 2726 155 and 2795 502, but none of these documents deal with the destruction of antitrypsin, which is partially, but never completely destroyed under the conditions used, especially with regard to that antitrypsin which can be detected after treatment with hydrogen chloride.

Eine Behandlung von Soja in einem relativ trockenen Medium, ggf. unter Zusatz von Alkali, mit Dampf bei Temperaturen von 100 bis 110° C maximal 20 min ist z. B. aus der FR-PS 68002 bekannt, doch haften auch diesem Verfahren noch zahlreiche der aufgezeigten Nachteile an.A treatment of soy in a relatively dry medium, possibly with the addition of alkali, with steam at temperatures of 100 to 110 ° C a maximum of 20 min is z. B. from FR-PS 68002 known, but adhere even this method still has numerous of the disadvantages indicated.

Wesentliche Fortschritte brachte das in der DE-ASThis brought significant progress in DE-AS

ίο 1261742 beschriebene Behandlungsverfahren für Sojabohnen, bei dem eine kontrollierte Kochung unter definierten Konzentrationsbedingungen und Aufrechterhaltung eines mit Kalk und Ammoniak eingestellten pH-Wertes in der Nähe von 9 durchgeführt wird. Dieses bekannte Verfahren führt zwar zu ausgezeichneten Ergebnissen und zu einer vollständigen Zerstörung von Antitrypsin, hat jedoch den Nachteil, daß es verhältnismäßig kompliziert und kostenaufwendig ist wegen der Trocknungsmaßnahmen, die aufgrund der angewandten gioßen Wassermengen erforderlich sind. Probleme bringt auch die pH-Einstellung mit Alkali mit sich wegen der Gefahr lokaler Überalkalinisierung, welche eine Zersetzung der schwefelhaltigen Aminosäuren und eine Versteifung der Fettbestandteile bewirkt.ίο 1261742 described treatment method for Soybeans that undergo controlled cooking under defined conditions of concentration and maintenance a pH value adjusted with lime and ammonia close to 9 was carried out will. This known method leads to excellent results and to a complete one Destruction of antitrypsin, however, has the disadvantage that it is relatively complicated and expensive is necessary because of the drying measures due to the large amounts of water used are. The pH adjustment with alkali also poses problems because of the local risk Over-alkalization, which causes a breakdown of the sulfur-containing amino acids and a stiffening which causes fat components.

Aus der US-PS 2848342 ist der Einsatz von Harnstoff als Alkalinisierungsmittel bekannt, welcher unter dem Einfluß von Urease in Kohlendioxid und Ammoniak umgewandelt wird. Die eingesetzten Harnstoffmengen von 3,3 bis 40% sind beim bekannten Verfahren jedoch so groß, daß ein Rcstgehalt an Harnstoff im Endprodukt unvermeidbar ist.From US-PS 2848342 the use of urea as an alkalizing agent is known, which under the influence of urease is converted into carbon dioxide and ammonia. The quantities of urea used In the known process, however, from 3.3 to 40% are so great that a residual urea content is unavoidable in the end product.

Gemäß US-PS 2958600 wird Harnstoff zu einem völlig anderen Zweck eingesetzt, nämlich zur Unschädlichmachung von Gossypol durch Bildung Schiffscher Basen, um Gossypol aus Baumwollsaatmehl zu entfernen und dieses dadurch zu entgiften. According to US Pat. No. 2,958,600, urea is used for a completely different purpose, namely to render it harmless von Gossypol by forming Schiff bases to remove Gossypol from cottonseed meal and thereby detoxify it.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird Harn-In the method according to the invention, urinary

•4» stoff in besonders vorteilhafter Weise zur pH-Steuerung benutzt unter Erzielung eines Produkts mit hohen Nähreigenschaften, das frei von Antitrypsin ist, selbst wenn dieses nach Entwicklung mit Chlorwasserstoff bestimmt wird, und das durch einfache Maßnahmen erhalten werden kann, die in der herkömmlichen Sojaölgewinnung anwendbar sind, ohne das Material zu modifizieren und ohne die Fabrikationskosten merklich zu erhöhen.• 4 »substance in a particularly advantageous way for pH control used to obtain a product with high nutritional properties that is free from antitrypsin, even if this is determined after development with hydrogen chloride, and that by simple measures which are applicable in conventional soybean oil production can be obtained without the Modify material and without noticeably increasing manufacturing costs.

Zur Verfahrensdurchführung wird nicht-entölteTo carry out the process, non-deoiled

so Soja in bekannter Weise mit Dampf bei einem pH-Wert unterhalb 9 und vorzugsweise zwischen 8 und 8,5 bei einer Temperatur zwischen 100 und 110° C gekocht. Die zur Reaktion der Zerstörung des Antitrypsins erforderliche Feuchtigkeit wird vor allem durch Kondensation des Dampfes geliefert, und die Dauer der Kochbehandlung hängt von dieser Feuchtigkeit ab, da sie die zur Verdampfung des Lösungsmittels erforderliche Wärme liefern muß.so soy in a known manner with steam at a pH below 9 and preferably between 8 and 8.5 cooked at a temperature between 100 and 110 ° C. The reaction to the destruction of the antitrypsin The moisture required is mainly supplied by the condensation of the steam, and the The duration of the cooking treatment depends on this moisture, as it is responsible for the evaporation of the solvent must supply required heat.

Zur Einstellung des pH-Wertes dient HarnstoffUrea is used to adjust the pH

du durch Aufsprühen einer konzentrierten Lösung auf die zerriebenen Körner, deren Feuchtigkeit maximal 12% beträgt, worauf der Harnstoff homogen beim Walzen verteilt wird, einem Arbeitsgang, der normalerweise auf das Mahlen folgt, und in dessen Verlaufby spraying a concentrated solution on the grated grains, the moisture of which is a maximum of 12%, whereupon the urea homogeneously at Rolling is distributed, an operation that normally follows and in the course of grinding

h5 Flocken von 20 bis 40 hundcrtstel Millimeter Dicke erhalten werden.h5 flakes 20 to 40 hundredths of a millimeter thick can be obtained.

Die natürliche Urease der Sojakörner überführt den Harnstoff durch cnzymatische Einwirkung imThe natural urease of the soy grains transfers the urea through enzymatic action in the

Kontakt mit den Proteinen, deren Antitrypsin inaktiviert werden soll, in Ammoniak, was die Erhöhung des pH-Wertes des Materials durch ammonialkalische Alkanisierung im Material selbst gewährleistet. Die Urease wird nicht inaktiviert, wenn vermieden wird, die Körner vor dem Walzen auf mindestens 70° C zu erhitzen.Contact with the proteins whose antitrypsin inactivates is said to be in ammonia, which increases the pH of the material due to ammoniacal Alkanization guaranteed in the material itself. The urease is not inactivated if it is avoided to heat the grains to at least 70 ° C before rolling.

Die Anwendung von Harnstoff hat den Vorteil, daß man jede nächteilige örtliche Überalkalinisierung vermeidet, welche die schwefelhaltigen Aminosäuren abbauen könnte, da sich die enzymatische Reaktion von selbst verlangsamt, wenn der pH-Wert zu hoch wird. Die Gewichtsmenge an Harnstoff beträgt 0,1 bis 0,4% derjenigen der Körner, vorzugsweise 0,2 bis 0,3%. Die Harnstoff lösung hat eine Konzentration von 30 bis 50 Gew.-%.The use of urea has the advantage that any disadvantageous local over-alkalization can be avoided avoids which the sulfur-containing amino acids could break down, since the enzymatic reaction slows down by itself when the pH gets too high. The amount by weight of urea is 0.1 to 0.4% that of the grains, preferably 0.2 to 0.3%. The urea solution has a concentration from 30 to 50% by weight.

Zur Wärmebehandlung, deren wesentliches Ziel die Zerstörung des Antitrypsins ist, werden nicht-entölte Soja-Flocken, die das Walzwerk mit etwa 40° C verlassen, der Einwirkung von Dampf unterworfen. Ihre Temperatur erhöht sich auf 100 bis 110° C, ihr Feuchtigkeitsgehalt beträgt dann 18 bis 20%, und die Dauer der Wärmebehandlung ab diesem Zeitpunkt beträgt höchstens 20 Minuten. Die nicht-entölte und gekochte Soja wird dann getrocknet.For heat treatment, the main aim of which is to destroy the antitrypsin, non-deoiled Soy flakes that leave the rolling mill at around 40 ° C are subjected to the action of steam. Their temperature rises to 100 to 110 ° C, their moisture content is then 18 to 20%, and the The duration of the heat treatment from this point on is a maximum of 20 minutes. The non-de-oiled and cooked soy is then dried.

Es verdient hervorgehoben zu werden, daß bei der Verwendung von Harnstoff die Urease der Soja, welche das Produkt durch Zersetzung des Harnstoffes alkalisch macht, weder bei der Extraktion des Öls noch durch Wärme zerstört wird, wenn die Temperatur unter 70° C bleibt, und daß der Harnstoff schon vollständig umgewandelt ist, bis die Zerstörung der Urease erreicht wird. Die Restgehalte an Harnstoff und Ammoniak im Endprodukt sind sehr gering und für Nährzwecke ohne jede Bedeutung.It deserves to be emphasized that when using urea the urease of soy, which makes the product alkaline by decomposing the urea, neither during the extraction of the oil nor is destroyed by heat if the temperature remains below 70 ° C, and that the urea is already complete is transformed until the destruction of urease is achieved. The residual levels of urea and ammonia in the final product are very little and of no importance for nutritional purposes.

Das erhaltene Produkt ist zwar z. B. weniger löslich als dasjenige, das nach dem Verfahren der DE-PS 1 261 742 anfällt, doch besitzt es die gleiche Verdaulichkeit wie dasjenige gemäß der DE-AS. Da beim erfindungsgemäßen Verfahren das Antitrypsin in schwach feuchten Produkten zerstört wird, bei Feuchtigkeitsgehalten, die in der Nähe derjenigen liegen, wie sie in der herkömmlichen ölgewinnung angewandt werden, erübrigen sich besondere Einrichtungen, wobei trotzdem eine vollständige Zerstörung des Antitrypsins erreicht wird.The product obtained is z. B. less soluble than that obtained by the method of DE-PS 1 261 742 is obtained, but it has the same digestibility like the one according to the DE-AS. Since in the method according to the invention the antitrypsin in slightly moist products are destroyed, with moisture contents, which are close to those used in conventional oil extraction special facilities are unnecessary, although a complete destruction of the Antitrypsins is achieved.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.The following examples are intended to explain the invention in more detail.

example 1

Die angewandte Arbeitsweise umfaßt folgende Arbeitsgänge: The working method used includes the following operations:

1. Zerkleinern der Sojabohnen in einem Riffelwalzenschroter. 1. Crush the soybeans in a fluted roller grinder.

2. Durchleiten der zerkleinerten Sojabohnen durch einen Plattenerhitzer oder eine Heizschnecke, welche das Wiedererhitzen der zerkleinerten Körner und gegebenenfalls das leichte Anfeuchten durch Dampf oder durch Aufsprühen von Wasser gestatten, um die Plastizität zu erhöhen. 3. Walzen der Körner zwischen Zylindern zum Aufbrechen der Pflanzenzellen und um die Körner in Form von Flocken zu erhalten und die Erzeugung von Mehl zu vermeiden.2. Passing the shredded soybeans through a plate heater or a heating screw, which involves reheating the crushed grains and, if necessary, slightly moistening them by steam or by spraying water to increase the plasticity. 3. Rolling the kernels between cylinders to break up the plant cells and around the kernels in the form of flakes and avoid the generation of flour.

Die gewalzten Sojakörner, die sich im Extraktor befinden, werden mit Wasserdampf behandelt, und das Kochen wird 15 Minuten lang durchgeführt, wonach der Wasserdampf die Körnermasse aufgeheizt ίο und befeuchtet hat und frei im oberen Teil des Extraktors entweicht. Unter diesen Bedingungen erhöht sich die Temperatur der Körner auf 100 bis 105° C, und die Feuchtigkeit wird auf 18 bis 20% gebracht.The rolled soy grains that are in the extractor are treated with steam, and boiling is carried out for 15 minutes, after which the steam heats the grain mass ίο and has moistened and free in the upper part of the extractor escapes. Under these conditions, the temperature of the grains increases to 100 to 105 ° C, and the humidity is brought to 18 to 20%.

Ohne Einbringen eines alkalischmachenden Mittels is enthält das gekochte Korn etwa 0,1 % Antitrypsin, bestimmt nach Chlorwasserstoffbehandlung, was 2,5% des ursprünglichen Antitrypsins der Körner entspricht, der Zerstörungsgrad des Antitrypsins beträgt demnach etwa 97,5%.Without the addition of an alkalizing agent, the cooked grain contains about 0.1% antitrypsin, determined after treatment with hydrogen chloride, which corresponds to 2.5% of the original antitrypsin of the grains, the degree of destruction of the antitrypsin is accordingly about 97.5%.

Erfindungsgemäß wird Harnstoff in einer Menge von 0,3% bezogen auf das Gewicht der Sojakörner, in Form einer wäßrigen Lösung mit einer Konzentration von 30% zwischen Zerkleinern und Walzen eingebracht. Es ergibt sich so eine 100%ige Zerstörung des Antitrypsins.According to the invention, urea is used in an amount of 0.3% based on the weight of the soy grains, introduced in the form of an aqueous solution with a concentration of 30% between crushing and rolling. This results in a 100% destruction of the antitrypsin.

Example 2

Um gekochtes, nicht-entöltes Sojakorn zu erhalten, setzt man geschälte Sojabohnen ein, die man wie imIn order to obtain cooked, non-de-oiled soy grains, peeled soy beans are used, which you can use as in the

3d vorhergehenden Beispiel zerkleinert und walzt, wobei man auf die zerkleinerten Körner bei einer Temperatur von 35° C vor dem Walzen eine 40%ige Harnstofflösung in solcher Menge aufsprüht, daß 0,2% Harnstoff auf die Körner aufgebracht werden.3d previous example crushed and rolled, whereby a 40% urea solution is applied to the crushed grains at a temperature of 35 ° C before rolling sprayed on in such an amount that 0.2% urea is applied to the grains.

.15 Man verwendet die gleiche kontinuierliche Extraktionseinrichtung wie in Beispiel 1, wiederum ohne Verwendung von Lösungsmittel, so daß der kontinuierliche Extraktor nur dazu dient, die gewalzten Körner bis zur »Entbenzinier-Röst-Vorrichtung« zu.15 The same continuous extraction equipment is used as in Example 1, again without the use of solvent, so that the continuous The extractor only serves to bring the rolled grains to the "degassing-roasting device"

4(i transportieren. Die Einstellung des Heizdampfes und dessen Einblasen in diese Vorrichtung erfolgen derart, daß die mit Harnstoff imprägnierten Körner auf die oberen Platten mit einer Feuchtigkeit von 18 bis 20% und mit einer Temperatur von 100 bis 105° C gebracht und auf den unteren Platten mit 105 bis 110° C getrocknet werden. Die Durchlaufzeit durch die Apparatur beträgt etwa 30 Minuten.4 (i transport. The setting of the heating steam and its injection into this device are carried out in such a way that the urea-impregnated grains on the Upper plates are placed at a humidity of 18 to 20% and at a temperature of 100 to 105 ° C and dried on the lower plates at 105 to 110 ° C. The transit time through the apparatus is about 30 minutes.

Die Anwendung von Harnstoff gestattet die 100%ige Zerstörung des Antitrypsiiiü, während beiThe use of urea allows 100% destruction of the Antitrypsiiiü while at

5(i Abwesenheit von Harnstoff das Antitrypsin nur zu etwa 97% zerstört wird.5 (i absence of urea the antitrypsin only to about 97% is destroyed.

Example 3

Man arbeitet unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2, wobei man jedoch den kontinuierlichen Extraktor durch eine Förderschnecke »kurzschließt«. Man erhält die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 2, also eine vollständige Zerstörung von Antitrypsin bei Behandlung mit Harnstoff.One works under the same conditions as in Example 2, except that the continuous Extractor "short-circuits" by means of a screw conveyor. The same results are obtained as in Example 2, thus a complete destruction of antitrypsin when treated with urea.

Claims

Claim:

Process for the preparation of one of antitrypsin freed soy by alkali treatment and steam treatment of the ground soy grains at temperatures of 100 to 110 ° C for a maximum of 20 minutes in a relatively dry place Medium, characterized in that one based on soy before the steam treatment Urea solution containing 0.1 to 0.4% by weight of urea with 30 to 50% by weight of urea the non-de-oiled and ground soy grains are sprayed on and then rolled.