DE202021102596U1

DE202021102596U1 - Wasserlösliches Pflanzenprotein

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Publication number: DE202021102596U1
Application number: DE202021102596.4U
Authority: DE
Original assignee: Emsland Staerke GmbH
Current assignee: Emsland Staerke GmbH
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2022-08-12
Anticipated expiration: 2031-05-12
Also published as: WO2022237938A1; EP4337023A1; US20240245073A1; KR20240006521A; IL308444A; CA3216411A1; JP2024518039A

Abstract

Niedermolekulares wasserlösliches Pflanzenprotein mit MG <75kDa und MG >5 kDa, bevorzugt <70 kDa und >7 kDa und besonders bevorzugt <68 kDa und >10 kDa, hergestellt aus proteinhaltigen Pflanzenteilen, gekennzeichnet durch:
a) Proteingehalt 60-90 Gew. %
b) Feuchtegehalt 4-8 %
c) Schaumvolumen 1800-3000 ml
d) Schaumstabilität 90-100 %

Description

Die Erfindung betrifft ein wasserlösliches Pflanzenprotein mit einem Molekulargewicht zwischen <75 kDa und >5 kDa, bevorzugt <70 kDa und >7kDa und besonders bevorzugt <68 kDa und >10 kDa.
Technisches Gebiet
Die Gewinnung von Pflanzenproteinen, hier beispielhaft erläutert an Erbsenproteinen, erfolgt bisher mit relativ einfachen Verfahren. Erbsenproteine werden aus Erbsenfruchtwasser isoliert, wobei durch eine Hitzebehandlung in Wasser lösbare Proteine denaturiert werden, wodurch die Funktionalität und Löslichkeit drastisch sinken. Die löslichen Proteine im Fruchtwasser fallen hierbei als Nebenstrom der Pflanzenproteinherstellung - bspw. von Soja-, Hafer-, Lupinen- und Erbsenproteinherstellung - bspw. für Tierfutter, an. Der Nebenstrom - d.h. der thermisch nicht koagulierte kleinere Proteine mit einem MG <75 kDa, Salze, Zucker, Peptide etc. aufweist - wird aktuell unter hohem Energieaufwand aufkonzentriert und u. a. als Nutztierfutter abgegeben, obwohl noch wertvolle Inhaltstoffe mit höherer Wertschöpfung enthalten sind.
Thermisch koagulierte Proteine haben einen Funktionalitätsverlust - d.h. sie lösen sich nicht mehr oder schlecht in Wasser, binden weniger Wasser und ihre Befähigung zur Bildung von Schäumen ist eingeschränkt.
Zur Erreichung der heutzutage für Anwendungen in der Lebensmittelherstellung erforderlichen Proteinfunktionalitäten (z. B. 100 % Löslichkeit, hohe Emulgierfähigkeit, Schaumbildungsvermögen und Schaumstabilität) sind komplexere Verfahren notwendig, um die bisherige umfangreiche thermische Denaturierung und damit den Funktionalitätsverlust von Eiweissen zu verhindern.
1. Stand der Technik
Bisher ist kein hochfunktionales pflanzliches vollständig wasserlösliches Protein mit MG <75 kDa, wie Erbsenprotein, am Markt verfügbar.
Über die technische Verarbeitung von Erbsenfruchtwasser ist in der Literatur einiges beschrieben. So wurde in der WO2008049385A1 sowie den in deren Recherchenbericht zitierten Druckschriften bereits darauf hingewiesen, dass Membrantechniken sich zwar für die Erbsenproteingewinnung und -fraktionierung eignen, damals waren sie aber noch zu aufwendig für die industrielle Produktion. Seinerzeit war die Membrantechnologie aber noch wenig entwickelt und wurde als teures Trennverfahren betrachtet. Inzwischen hat sich dies geändert, wie dem Artikel „Pilot scale recovery of proteins from a pea whey discharge by ultrafiltration“ (Lei (Leigh) Gao, Khai D. Nguyen und Alphonsus C. Utioh, Food science and technology, vol 34, pp. 149-158, 2001) zu entnehmen ist, der sich mit der Gewinnung von Erbsenprotein durch Zentrifugation mit anschließender Ultrafiltration beschäftigt. Ein weiteres Verfahren zur Gewinnung von Leguminosenproteinen, insbesondere aus der löslichen Fraktion, ist in US 4 766 204 beschrieben.
Da pflanzenbasierte Proteine immer wichtiger für unsere tägliche Ernährung werden, gewinnen sie immer mehr an Bedeutung. Vor allem gewinnen Erbsenproteine, anhand derer die Erfindung nachstehend erläutert wird, zunehmend an Bedeutung, da die Nachfrage nach gentechnikfreien und allergenfreien Produkten weltweit gestiegen ist und Erbsen relativ unproblematisch im Anbau sind. Zudem bieten Erbsenproteine wichtige ernährungsphysiologische und funktionelle sowie verarbeitungstechnische Vorteile.
Das Herstellungsverfahren lässt sich aber auch für andere hochfunktionelle Pflanzenproteine, insbesondere solchen von Leguminosen, verwenden und ist keineswegs auf Erbsen eingeschränkt.
2. Aufgabe der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Funktionsfähigkeit von Proteinfraktionen mit einem MG < 75 kDa der im Pflanzenfruchtwasser vorhandenen wasserlöslichen hochwertigen Proteine, insbesondere solche von Erbsen, zu verbessern.
3. Lösung der Aufgabe
Die Aufgabe wird durch ein wasserlösliches Pflanzenprotein mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Es handelt sich im Falle von Erbsen als Ausgangsmaterial um ein wasserlösliches Pflanzenprotein mit einem MG zwischen 75 kDa und 5 kDa, hoher Funktionalität und Reinheit. Durch die erfindungsgemäße Aufarbeitung des Erbsenfruchtwassers wird der Rohstoff Erbse effizienter genutzt und speziell die kleinen Proteine mit einem MG zwischen 75 und 5 kDa ohne das Schaumverhalten störende oder auch antinutritive Bestandteile bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Schaumfähigkeit von Pflanzeneiweissen ist bspw. von Bier altbekannt. Es ist auch bekannt, dass Salze und andere ionische Bestandteile das Schaumverhalten von Proteinen verringern.
Es ist aber erwünscht, stabile vegetabile Schäume - bspw. als Ersatz für Milchschaum oder Eiweiss-Schaum, herstellen zu können. Vegetabile schaumfähige Eiweisse haben noch dazu den Vorteil, haltbarer zu sein als solche tierischen Ursprungs, wie Eiklar, und sind daher speziell für auch Fertignahrungsmittel-Trockenmischungen interessant (vegetabiler Eischnee-Ersatz; vegetabile aufschäumbare Milchersatzprodukte, Zusatz zu Bieren, die nicht nach dem Reinheitsgebot gebraut werden etc. etc.). Besonders für Allergiker, aber auch für Veganer sind sie stark gefragt. Weiterhin eignen sie sich gut als Emulgatoren - auch als Ersatz für tierische Proteine, als Andickungsmittel und Eiweisskleber.
4. Herstellung erfindungsgemässer Erbsenproteine
Aus der Erbse werden hauptsächlich die Bestandteile Stärke, Fasern und Proteine gewonnen. Dafür werden getrocknete oder auch frische Erbsen zerkleinert und das Erbsenmehl oder Erbsenbrei mit Wasser (Leitungswasser oder entionisiertem Wasser) angemaischt. Die Maische wird in an sich bekannter Weise über mechanische Flüssig/Fest Trenneinrichtungen - bspw. Dekanter, in die wasserunlösliche Stärke-Faser-Fraktion und proteinreiches Fruchtwasser aufgetrennt (s. z.B. WO2008049385A1 ). Die proteinhaltige Flüssigkeit aus der mechanischen Flüssig/Fest-Trenneinrichtung wird auf eine Temperatur zwischen 60°C und 120°C erhitzt, um durch Hitzekoagulation temperaturempfindlichere grössere Proteine ausflocken zu lassen. Die ausgeflockten, wärmedenaturierten Proteine werden mittels einer weiteren Flüssig/Fest Trenneinrichtung, bspw. einem weiteren Dekanter, abgetrennt, wodurch eine wässrige Lösung von niedermolekularen Proteinen, Aminosäuren, Zuckern und kleinen Peptiden erhalten wird, die nachfolgend als niedermolekulare Proteinlösung bezeichnet wird.
Diese Schritte sind bekannt, bspw. aus der WO2008049385A1 .
Nachfolgend wird die erfindungsgemässe Weiterverarbeitung der wässrigen niedermolekularen Proteinlösung anhand von Dekantern als mechanische Trenneinrichtungen näher erläutert, auf welche die Trenneinrichtungen aber keineswegs eingeschränkt sind.
In Lösung (z.B. aus dem Dekanter-Oberlauf) verbleiben lösliche Proteine, einige wasserunlösliche, suspendierte leichte Bestandteile, wie z. B. verschiedene Kolloide und Proteine, Peptide, Zucker, Nucleotide und Salze. Diese Fraktion wird bisher als Proteinquelle einer speziellen Proteinfraktion ungenutzt und in Viehfutter verwendet. Diese Lösung weist auch noch antinutritive Protein-Bestandteile, bspw. PAb1, aber auch unerwünschte Zucker und Galactooligosaccharide, auf. Sie liess sich zwar aufschäumen, die Qualität des Schaums war aber verbesserungsfähig. Auch die Emulgierfähigkeit von derartigen kleinen Proteine war noch nicht optimal.
Zur Gewinnung eines funktionalen löslichen Erbsenproteins mittels Membrantechnologie können diese ungelösten Bestandteile mittels eines weiteren mechanischen Trennverfahrens, bspw. Zentrifugation, wie aus der beigefügten einzigen Figur ersichtlich, abgetrennt werden. Die verbleibende Flüssigkeit, bspw. der Zentrifugen-Oberlauf wird einer crossflow-Nanofiltration mit einem cut-off von 0,1 - 0,5 kDa, bevorzugt 0,15 - 0,35 kDa und besonders bevorzugt von 0,18 - 0,3 kDa unterworfen. Das Retentat der Nanofiltration - das die erwünschten niedermolekularen Proteine umfasst, wird mit Wasser gewaschen - bspw. über eine Ultrafiltration mit einem cut-off von 5 - 14 kDa, bevorzugt 7,5 - 10 kDa diafiltriert und anschließend weiterverarbeitet - ggf pasteurisiert - und getrocknet. Es kann sinnvoll sein, Phytat aus der Proteinlösung zu entfernen - bspw. durch Fällung mit zweiwertigen Ionen (Calcium od. dgl.) oder Adsorption an Adsorbern, wie Harze oder enzymatischen Abbau. Die im Zusammenhang mit dieser Erfindung negativen Effekte des Phytats und das daraus folgende Abtrennen von Phytat ist bekannt und wurde umfassend am 29.11.2017 auf der internationalen Phytat-Konferenz in Bad Neuenahr erläutert, auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird.
5. (Analytische) Charakterisierung
Analytische Methoden:

Feuchtigkeitsbestimmung:
- • Gerät: Oberflächentrockner (Trocknungstemperatur 105°C Stufe 2)
Proteingehalt:
- • Stickstoffbestimmung nach Kjeldahl (Nx6,25), DIN EN ISO 3188
Produktlöslichkeit:
- • Einwaage: 40 g demineralisiertes H₂O + 0,5 g Produkt
- • Rührzeit: 1 h
- • auf 50 mL im Messkolben auffüllen
- • 30 min. bei 2770 xg zentrifugieren
- • über Whatmann-Filter (Nr. 1) filtrieren (Papierfilter mit 11 micrometer Porengrösse)
- • 20 - 25 g Filtrat in eine Glasschale einwiegen
- • 24 Stunden im Trockenschrank bei 100°C trocknen
Proteinlöslichkeit:
- • Siehe Produktlöslichkeit
- • Vom Filtrat eine Stickstoffbestimmung nach Kjeldahl (Nx6,25), DIN EN ISO 3188 durchführen
- • Einwaage: ca. 6 g Filtrat
Asche:
- • Einwaage: ca. 1 g Produkt
- • Mikrowellen-Ofen: MAS 7000
- • Veraschungstemperatur: 550°C
- • Veraschungszeit: 60 Minuten
Schaumaktivität und -stabilität:
- • 5 g Produkt in 95 g demineralisiertem H₂O lösen
- • 15 Minuten bei Stufe 3 aufschlagen (Hobart 50-N)
- • Schaumvolumen bestimmen = Schaumaktivität in mL
- • Nach 60 min. Standzeit wieder das Schaumvolumen bestimmen = Schaumstabilität in %
Emulsionskapazität:
- • Einwaage: 80 g demin. H₂O + 10 g Produkt
- • 250 mL Sonnenblumenöl in einen Tropftrichter geben
- • Rühren mit Ultra Turrax bei 20000 UpM, Temperatur von 20 °C halten
- • Sonnenblumenöl kontinuierlich bis zur Phaseninversion (bis Emulsion schlagartig dünner wird) hinzufügen
- • Das Volumen des nicht verbrauchten Sonnenblumenöls bestimmen
- • 250 mL - Restvolumen = Verbrauch (Sonnenblumenöl)
- • Ergebnis: 10 g Produkt: 80 g demin. H₂O : Verbrauch / 10
- • Viskositätsmessung mittels Brookfield HAT, Spindel 4, 20 UpM

Das so hergestellte wasserlösliche Protein eines MG zwischen 75 kDa und 5 kDa zeichnet sich durch eine gegenüber den bisherigen verfügbaren Ersatzprodukten für Milchproteine oder Geflügeleiweiss hohe Schaumfähigkeit und Schaumstabilität aus. Die Emulgierfähigkeit ist ebenfalls verbessert.
Beispiele für Herstellungsverfahren
Beispiel 1
Zur Herstellung der wasserlöslichen niedermolekularen Erbsenproteinfraktion wurden getrocknete Erbsen enthülst, zerkleinert und in Wasser aufgeschlämmt und weiterverarbeitet, wie in der WO2008049385A1 beschrieben und in der einzigen Figur schematisch dargestellt. Es ist erkennbar, dass zunächst zerkleinerte Erbsen mit Wasser gemischt, dann einer Schwerkrafttrennung (Zentrifugation) unterworfen und der Überstand als proteinreiches Fruchtwasser für die Proteingewinnung weiterverwendet wird. Es erfolgt eine Wärmekoagulation bei Temperaturen zwischen 60 und 80°C, wonach die dadurch ausgefällten denaturierten Proteine grösseren Molekulargewichts über eine Schwerkrafttrennung abgetrennt werden. Die in der flüssigen Phase verbleibenden Proteine werden durch Zugabe von Fällungsmittel ausgefällt und wiederum über ihre Schwerkraft als Phytatschlamm abgetrennt. Die verbleibende proteinhaltige Flüssigkeit wurde über eine Nanofiltration an Salzen, Zuckern und GOS - Galactooligosaccharide - abgereichert und dann ultrafiltriert, wobei das Ultrafiltrationsretentat als erfindungsgemäßes Protein gewonnen wurde während Peptide und Aminosäuren im Filtrat verblieben.

Die nach der Abtrennung der mittelmolekulargewichtigen Proteine erhaltene niedermolekulare Erbsenproteinfraktion hoher Funktionalität mit einer Auswaschung bis zu einem Aschegehalt von 6,5 %, Pasteurisierung bei 80°C und anschließender Sprühtrocknung wies auf:

Feuchtigkeit, %	6,2
Proteingehalt, %	64,6
Produktlöslichkeit, %	94,1
Proteinlöslichkeit, %	91,3
Asche, %	6,5
Schaumaktivität, mL	2200 (15 Min)
Schaumstabilität, %	100
Emulsionskapazität	> 1 : 8 : 25 mit 4280 mPas

Beispiel 2

Erbsenprotein des Beispiels 1 wurde bis zu einem Aschegehalt von 2,2 % ausgewaschen, bei 67°C pasteurisiert und anschließend sprühgetrocknet. Erfindungsgemässes niedermolekulares Erbsenprotein, wie das aus Beispiel 1 wies je nach Pasteurisierungstemperatur und Auswaschungsgrad folgende Daten auf:

Feuchtigkeit, %	4,9
Proteingehalt, %	87,5
Produktlöslichkeit, %	101,4
Proteinlöslichkeit, %	100,4
Asche, %	2,2
Schaumaktivität, mL	2800 (4 Min)
Schaumstabilität, %	92,9
Emulsionskapazität	> 1 : 8 : 25 mit 5440 mPas

Alle %-Angaben dieser Anmeldung beziehen sich auf Gewichtsprozent

Parameter	2x diafiltriert 80°C past.	4x diafiltriert 66°C past.	4x diafiltriert 67°C past.	4x diafiltriert 80°C past.	4x diafiltriert 67°C past.	4x diafiltriert, 67°C past.
Feuchtigkeit, %	6,2	7,0	4,9	5,9	7,8	7,7
Proteingehalt, %	64,6	86,0	87,5	87,8	85,6	84,7
Produktlöslichkeit %	94,1	100	100	97,6	100	100
Proteinlöslichkeit, %	91,3	99,7	100	96,6		100
Asche, %	6,5	3,0	2,2	2,1	2,7	2,7
Schaumaktivität, mL	2200 (15 Min)	1900 (15 Min)	2800 (4 Min)	2800 (4 Min)	2800 (5 min)	2950 (5min)
Schaumstabilität, %	100	95	93	93	82	83
Helligkeitsfaktor L^*	87,9	85,2	89,4	89,3	84,7	96,3
Gelbton b^*	11,6	13,4	7,8	7,9	12,5	2,3

Beispiel 3
Eischnee-Ersatz - vegane Meringue
Es wurde bei einer geringen Eiweiss-Einsatzmenge eine starke, aber sehr feine Schäumung und ein hoher Glanz beim Backwerk erzielt. Dazu wurde eine 1,5 %ige Lösung aus dem erfindungsgemässen niedermolekularen Pflanzenprotein, hergestellt wie in Beispiel 2 beschrieben, mit 98,5 Gew. % Wasser gelöst. Davon wurden 100 g - entspricht 0,56 Gew.% Pflanzenprotein - mit 0,32 Gew.% Xanthan und 62,5 Gew.% Puderzucker aufgeschlagen. Es entstand ein Eischneeartiger Schaum, der im Ofen bei 80°C 4 Stunden zu luftigen veganen Meringues gebacken werden konnte.
Beispiel 4
Vegane Salatcreme/Mavonnaise mit erfindungsgemäßem Pflanzenprotein als Emulgator
Es wurden 5 g Erbsenstärke als Verdickungemittel mit 1,0 g erfindungsgemässem wasserlöslichen Pflanzenprotein 1:1 gemischt und in 50 g Öl in einem Schnellmischer dispergiert.
Eine weitere Vormischung wurde aus 3 g 10%igem Essig und 1,5 g Senf,
35,5 g Wasser, 1 g Salz, 3 g Zucker hergestellt.
Danach wurden beide Mischungen vereinigt und mit 3000 U/min zwei Minuten gerührt. Es entstand eine viskose Sauce mit feinen Fetttröpfchen und hoher Stabilität der so hergestellten Emulsion.
Beispiel 5
Vegane Marshmallows
Seit Jahrzehnten wird tierlisches Eiweiss zur Herstellung von Marshmallows eingesetzt. Durch die Eigenschaften des erfindungsgemässen Proteins (100% Löslichkeit in Wasser sowie sehr gute Schaumfähigkeiten) können vegane Marshmallows hergestellt werden. Dazu werden 2 g des erfindungsgemässen niedermolekularen Proteineiweiss zu 3 Gew.% Wasser gelöst und 30 Minuten bei 50°C stehengelassen.
Aus 43,5 Gew.% Zucker, 43,5 Gew.% Glucose-sirup, 3 Gew.% Stärke, 10 Gew.% Wasser wurde eine Suspension hergestellt. Diese Suspension wurde bis zu einer Trockensubstanz von 88 Gew.% eingekocht. Nach dem Kochen wurde das Protein unter Rühren zugegeben. Diese Mischung würde anschliessend aufgeschlagen und extrudiert.
Statt Mischen der Proteinlösung und der gekochten Suspension können beide Lösungen in einen Mischkopf eines/ Belüftungsgerates/Zuckerziehmaschine vereinigt und nachfolgend darin belüftet/aufgeschlagen werden.
Beispiel 6
Belüftete Kaubonbons
Kaubonbons werden automatisch belüftet, weil Kaubonbons auf tierischem Eiweiss beruhen, welches einer Zuckerlösung in einer Zuckerziehmaschine zugegeben wird. Durch diesen Einsatz des Eiweisses wird es geknetet und belüftet. Das tierische Eiweiss gibt dem Kaubonbon Textur und Festigkeit. Die Textur des Eiweisses kann auch mit Stärken erzielt werden, aber eine Stärke bildet beim Kneten keine Luftblasen, da sie keine Schaumbildungseigenschaften hat.
Es ist nun möglich, das tierische Eiweiss durch eine Kombination von Stärke und löslichem Pflanzenprotein zu ersetzen, wodurch vegane Kaubonbons hergestellt werden.
Dazu wird eine Suspension auf Basis von: 44 Gew.% Zucker, 34 Gew.% Glucosesirup, 4 Gew.% Stärke, 2 Gew.% Eiweiss, 16 Gew.% Wasser hergestellt, wobei die Suspension bei 118 °C gekocht wird. Nach dem Kochen wird die Suspension auf einem Kühltisch gekühlt. Sobald sich ein Teig bildet, wird er in die Zuckerziehmaschine überführt und 15 Minuten gezogen. Nach dem Ziehen wir der Teig geformt und als veganes Kaubonbon verpackt.
Beispiel 7
Kaffeeweißer (Sahneersatz)
82,7 Gew. % Wasser, 10 Gew. % Kokosnussöl, 5 Gew.% Zucker, 2,25 Gew. % wasserlösliches Erbsenprotein und 0,05 Gew. % Xanthan wurden innig verrührt. Es entstand eine geschmacklich neutrale, sahneartige Flüssigkeit, die als Sahneersatz, insbesondere als Kaffeesahne, für Milchprotein- und Lactoseallergiker einsetzbar ist.
Beispiel 8
Rinder-Patty - Proteinanreicherung ohne Viskositätsausbildung
85 Gew.% Rindfleisch, mager, 10,65 Gew.% Wasser, 3 Gew.% erfindungsgemässes Erbsenprotein, 1,2 Gew.% Salz, 0,15 Gew.% schwarzer Pfeffer wurden verknetet und daraus Fleischbällchen geformt. Hier diente das Erbsenprotein der Wasserbindung, Texturverbesserung und als Extender.
Beispiel 9
Erbsenmilch
10 g niedermolekulares erfindungsgemässes Erbsenprotein, 32 g Sonnenblumenöl, Salz, Zucker, ggf. Guargummi, werden in 1 I Wasser homogenisiert. Es ergibt sich eine weiße Flüssigkeit, die als Milchersatz dienen kann.

• Getränke-Bereich - es löst sich sehr gut - auf Grund der Farbe allerdings eher nicht in farblosen Getränken geeignet
• Vegane Milch
• Allgemein zur Proteinanreicherung in Anwendungen, für die eine gute ProteinLöslichkeit ohne Viskositätsausbildung notwendig ist

Beispiel 10
Texturiertes pflanzliches Eiweiß

78 g bei 70°C denaturiertes Erbsenglobulin mit einer Wasserlöslichkeit von 35 Gew.% hoher Viskosität wurden mit 10 g Kartoffelamylopektin und 10 g Erbsenprotein nach Beispiel 2 sowie 2 g Erbsenfasern einer Faserlänge von <1 micrometer trocken gemischt und mit einer Wasserdosierung von 5 g in einen Extruder gegeben, in dem eine Extrusion unter den nachfolgenden Bedingungen durchgeführt wurde:

Extrusionstemperatur	20/45/150/180/180/180/130 ° C
Schneckendrehzahl	600-700 U/min
Messerdrehzahl (4)	2500 U/min
Durchflussrate	30 kg/h
Dosierung Trockenprodukt	95 Gew.%
Wasserdosierung	5 Gew.%

Es entstand ein faseriges, fleischartiges Produkt.

Das so hergestellte texturierte pflanzliche Protein (TVP) wurde nachfolgend verwendet:
Beispiel 11
Vegane Burger-Patties

Inhaltsstoffe	Konzentration [Gew.%]
TVP	27,0
Wasser	22,5
Eis	19,0
Kokosnussfett	14,0
Kartoffelstärke	4,0
Tomatenpaste	4,0
Erfindungsgemässes Erbsenprotein	4,0
Methylcellulose	2,0
Raucharoma	1,2
Erbsenfaser <1 mm	0,8
Zwiebelpulver	0,7
Hefeextrakt	0,6
Paprika	0,1
Zucker Couleur	0,06
Rote-Bete-Pulver	0,04

Stärke, Fasern, Hydrokolloide und Aromen wurden vermischt. Zu dieser Mischung wurden das Wasser, Tomatenmark und Farbstoffe sowie das TVP hinzugefügt und vermischt.
Die Mischung wurde 15 min. stehengelassen, danach Eis in die Mischung gegeben, die Mischung zerkleinert, Kokosfett dazugeben und alles nochmals gemischt. Aus dem Teig wurden Burger-Patties geformt.

Beispiel 12
Fett - Elastisch - Schmelzarm
18 g E 1440 (hydroxypropylierte Erbsenstärke) wurden mit 2,2 g erfindungsgemässem Erbsenprotein, 1,3 g Salz und 0,1g Zitronensäure gemischt und dann mit 21,5 g Kokosfett und 56,8 g Wasser in einem beheizten Kneter bei ca. 50°C vermischt, wobei die Trockenmischung langsam dem geschmolzenen Fett zudosiert wurde und dann bei 80°C 5 min gehalten wurde. Es entstand eine fettartige Masse, die ähnlich tierischen Fetten war und gekühlt lagerfähig ist.
Beispiel 13
Vegane Wurst

Inhaltsstoffe	Konzentration [Gew.%]
Wasser	65,5
HME-Produkt	12,0
Empro E 86 F30	6,0
Erbsenprotein	4,0
Flohsamenschalen	6,0
Aroma (z. B. Mortadella)	2,5
Gemüsebrühwürze	1,2
Paprikagewürz	1,0
Carrageen	1,0
Salz	0,8
Farbstoff	0,02

12 g von bei 70°C denaturiertem Erbsenglobulin mit einer Wasserlöslichkeit von 35 Gew.% mit gutem Wasserbindevermögen wurden mit 6 g Flohsamenschalen, 5,5 g Gewürzen und Aromastoffen; 1,0 g Carrageen, 0,02 g rote Beete-Farbstoff mit 65,5 g Wasser u gemischt Zu der Mischung wurde zerkleinertes HME Produktdazugegeben gut vermischt und dann die Mischung in Wursthüllen gefüllt. Die so hergestellte vegane Wurst wurde bei 90°C 1 Stunde unter 30% Feuchtigkeit in einem Konvektomaten erhitzt und dann abgekühlt. Es entstand ein Formkörper fleischartigen Geschmacks und Aussehens.

Beispiel 14
Veganes Eis

Inhaltsstoffe	Konzentration [Gew.%]
Wasser	42,5
Vegane Milch	35,0
Zucker	8,0
Erbsenprotein	5,0
Pflanzliches Fett	4,0
Glukosesirup	3,0
Kakaopulver	1,9
Stabilisatormischung	0,5
Salz	0,1
Geschmacksstoff	a.d.

Die Zutaten wurden gemischt und in eine Eismaschine eingefüllt. Es entstand eine vegane Eiscreme.

Beispiel 15
Käseimitat / Pizzabelag
Inhaltsstoffe Konzentration [Gew.-%]

Wasser 52,0

Pflanzliches Fett 19,3

(modifizierte) Stärke 25,7

Erbsenprotein 1,9

Salz 1,0

Zitronensäure 0,1

Die Zutaten wurden bei erhöhter Temperatur vermischt. Es bildete sich eine weiche Masse, die eine Konsistenz ähnlich wie Mozzarella hatte und sich als Käseersatz für Gebäck, wie Pizza oder mit Käse überbackene Gerichte eignet.
Beispiel 16
Schneidbares veganes Käseimitat

Inhaltsstoffe	Konzentration [Gew.-%]
Wasser	57,66
Kokosfett	19,00
E 1440 (hydroxypropylierte Erbsenstärke)	10,00
E1414 - Kartoffelstärke	3,30
oxidierte Kartoffelstärke	3,00
Substituierte kaltquellende Kartoffelstärke E	2,40
Erfindungsgemäßes Erbsenprotein	2,00
Salz	1,20
Aroma^*	0,57
Carrageen	0,30^**
Kaliumsorbat	0,25
Milchsäure	0,10
Zitronensäure	0,10
β- Carotin	0,07

_* Verschiedene Geschmacksrichtungen erhältlich, z.B. „Cheddar-Käse-Geschmack“
** Menge abhängig vom Carrageen-Typ

- Alle trockenen Zutaten wurden in einem Mischer gemischt
- Wasser und Fett wurden in einen beheizbaren Rührkessel gegeben, bei niedriger Drehzahl (300 U/min) geschmolzen - wobei die Temperatur unter 55°C gehalten wurde. Die Trockenmischung wurde bei hoher Drehzahl (1500 U/min) eingerührt und - bei niedriger Drehzahl (300 U/min) auf 80°C - 85°C erhitzt- Käse-Aroma (Cheese Top Note) wurde dazugegeben, die Temperatur für 2-3 Minuten gehalten (300 U/min) und die viskose Masse in Formen gefüllt und bei 6°C - 8°C 3 Tage gekühlt. Es entstand eine käseartige, schneidfähige Masse.

Beispiel 17
Zimtbecherkuchen - Clean Label und glutenfrei

Inhaltsstoffe	Konzentration [Gew.-%]
Zucker	25,5
Vollei	21,9
Vollmilch	14,6
Sonnenblumenöl	11,0
Erbsenstärke	8,8
Kartoffelstärke Superior	10,4
Zimt	2,3
Kartoffelstärke	2,7
Erfindungsgemäßes Erbsenprotein	1,8
Erbsenfaser < 1 mm	1,0

wurden wie folgt, verarbeitet:

Die trockenen Zutaten wurden gemischt,

- Ei, Milch und Öl wurden ebenfalls vermischt
- Die füssige Mischung und die trockene Mischung wurden vermischt, der so hergestellte Teig in einen Becher geben und in der Mikrowelle: 640W; ~ 2,5 Minuten (Empfehlung für einen großen Becher -250mL => Zeit ist abhängig von Größe/Dicke) erwärmt. Man erhielt einen wohlschmeckenden Zimtcupcake.

Beispiel 18
Biskuitkuchen - glutenfrei

Inhaltsstoffe	Konzentration [Gew.-%]
Zucker	30,0
Vollei	30,0
Kartoffelstärke Superior	16,0
Sauerteig aus Kartoffelstärke	8,0
Wasser	9,0
Kaltwasserlösliche Kartoffelstärke	5,0
Erbsenfaser < 1 mm	1,0
Erbsenprotein	1,0

- Die trockenen Zutaten wurden gemischt
- Ei, Wasser und diese Trockenmischung wurden gemischt, diese Mischung auf ein Backblech (Backpapier) gegeben und bei 180°C/ 356°F für ~ 15 Minuten* gebacken. Es ergab sich ein lockeres, lufthaltiges, helles elastisches Gebäck.

Aus diesen Versuchen ergibt sich, dass die niedermolekularen Pflanzenproteine, insbesondere aber das Erbsenprotein, sich aufgrund ihres guten Emulsionsbildungsvermögens und Schaumbildungsvermögens für den Einsatz in

• Veganen Marschmallows
• Belüfteten Kaubonbons
• Getränken
• Vegane Milchersatzgetränke
• Allgemein als Proteinanreicherung in Anwendungen, für die eine gute Protein-Löslichkeit ohne Viskositätsausbildung notwendig ist

Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen für Erbsen beschrieben wurde, ist sie keineswegs auf diese eingeschränkt, sondern kann für andere Pflanzenproteine, wie dem Fachmann geläufig, verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008049385 A1 [0006, 0014, 0015, 0021]
US 4766204 [0006]

Claims

Niedermolekulares wasserlösliches Pflanzenprotein mit MG <75kDa und MG >5 kDa, bevorzugt <70 kDa und >7 kDa und besonders bevorzugt <68 kDa und >10 kDa, hergestellt aus proteinhaltigen Pflanzenteilen, gekennzeichnet durch: a) Proteingehalt 60-90 Gew. % b) Feuchtegehalt 4-8 % c) Schaumvolumen 1800-3000 ml d) Schaumstabilität 90-100 %
Protein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine niedermolekulare Erbsenproteinfraktion ist, erhältlich durch: Herstellen eines Erbsenbreis aus Erbsen und Wasser, mechanisches Auftrennen des Erbsenbreis in - unlösliche Stärke und Fasern und - eine wässrige Lösung mit wasserlöslichen Proteinen, Peptiden, Zuckern, Salzen und Aminosäuren (Erbsenfruchtwasser); Phytatentfernung durch Ausfällen von Phytatverbindungen; Zentrifugation oder Filtration zur Abtrennung der gefällten Phytate unter Gewinnung einer phytatfreien wasserlöslichen niedermolekularen Eiweissfraktion; Nanofiltration des Zentrifugenüberstandes mit einer Membran eines cut-off von 150 - 300 Da, bevorzugt etwa 180 - 220 Da unter Gewinnung eines proteinreichen Nanofiltrationsretentats und eines salzhaltigen Permeats; Ultrafiltration des Nanofiltrationsretentats mit Membranen eines cut-off von 0,1 - 0,5 kDa, bevorzugt 150 - 300 Da, besonders bevorzugt etwa 180 - 220 Da unter Herstellung eines proteinreicheren Ultrafiltrationsretentats; Konzentration des so erhaltenen Ultrafiltrationsretentats - (bspw. per Umkehrosmose oder Vakuumeindampfung) unter Erhalt eines Aminosäuren, Zucker und Nucleotide enthaltenden Permeats und eines Umkehrosmoseretentats, des erfindungsgemässen wasserlöslichen Proteins. ggf. Pasteurisierung des Ultrafiltrationsretentats und Ggf. Trocknung des Ultrafiltrationsretentats
Protein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ultrafiltrationsretentat per Diafiltration gewaschen und dann ggf. als Prozesswasser stromaufwärts des Trennprozesses rückgeführt werden kann.
Protein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Phytatentfernung ausgewählt ist aus Fällung mit Metallionen und Adsorption an Phytat-Adsorbern.
Protein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verfahrensschrittes mit demineralisiertem Wasser diafiltriert wird.
Protein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrfach diafiltriert wurde.
Protein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es zwischen 65°C und 100°C pasteurisiert wurde.
Protein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stärkehaltigen Pflanzenteile ausgewählt sind aus Wurzel- und Knollenpflanzen; Leguminosen und deren Früchten; Baumfrüchten; Stauden und Staudenfrüchten; Süßgräsern und deren Früchten sowie Algen.
Protein nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die proteinhaltigen Pflanzenteile Leguminosensamen sind, ausgewählt aus Bohnen, Erbsen, Kichererbsen, Linsen, Soja.
Protein nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es Bestandteil eines Lebensmittels oder -zusatzes, ein diätisches Nahrungsmittel oder Nahrungsmittelzusatz für menschlichen oder tierischen Genuss ist.