DE2119343C3 - Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen des freien Proteins und des an mineralisches Material gebundenen Proteins aus rohen gemahlenen Knochen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen des freien Proteins und des an mineralisches Material gebundenen Proteins aus rohen, gemahlenen Knochen.

Mit »freies Protein« wird hier das an den Knochenoberflächen anhaftende Muskelgewebe und Bindegewebe sowie das Markprotein bezeichnet, mit »mineralisch gebundenes Protein« das an Calciumphosphat und Calciumkarbonat gebundene Ossein oder Gerüsteiweiß.

Es ist bereits ein Verfahren zum kontinuierlichen Gewinnen von nativem Protein aus Schwcinefleischabfällen durch Ausschmelzen des Fettes bekannt. In Schweinefleischabfällen liegt Fleisch, also Proteinsubstanz, und Fert nebeneinander vor, und zwar als eine makroskopische Struktur. Die wirksamste Trennung besteht darin, das Fett zu verflüssigen, also auszuschmelzen, wobei aber der Koagulationspunkt des Proteins natürlich nicht überschritten werden darf. Bei dem bekannten Verfahren wird dieses Problem dadurch gelöst, daß zerkleinerte Schweinefleischabfälle mit einer solchen Menge warmen flüssigen Fettes kurze Zeit innig gemischt werden, so daß die resultierende Temperatur des Gemisches unterhalb der Gerinnungstemperatur des Proteins liegt.

Das Ausgangsmaterial, um das es bei der vorliegenden Erfindung geht, bringt andere Probleme mit sich, denn das Protein liegt hier in zwei Modifikationen vor, nämlich in freier Form sowie mineralisch gebunden; was darunter verstanden wird, ist eingangs erläutert.

In der Nahrungsmittelindustrie sind viele Versuche unternommen worden, die Proteinanteile von dem an den Knochen anhaftenden Fleisch zu gewinnen. Vor allem war man bemüht, die Gewinnung unter Anwendung wäßriger Systeme durchzuführen. Die Ergebnisse, die dabei erhalten wurden, waren aber unzulänglich und die Verluste übermäßig. Kleinere Versuche wurden durchgeführt, um natives Protein aus den Knochenpartikeln selbst zurückzugewinnen.

Natives Protein der Knochen oder an mineralisches Material gebundenes Prolein kann durch das Mahlen allein nicht in Freiheit gesetzt werden. Bisher ist es im allgemeinen durch Ansäuern der Knochen erhalten worden, wodurch Ossein (Knochenleim) in Freiheit gesetzt wird; das Ossein wurde dann mit Kalk behan-

del! und mit kochendem Wasser extrahiert, wodurch ein Gelatine- oder Leim-Produkt erhalten wurde. Freie:. Protein, d. h. Prolein der Art, wie es in am Knochen anhaftendem Fleisch enthalten ist, ist auch im Knochenmalerial selbst vorhanden und kann dar-

jo aus durch Mahlen in Freiheit gesetzt werden. Wenn das von den Knochen durch Mahlen freigesetzte Prolein ingroßen Mengen zusammen mit dem mineralisch gebundenen Protein in einem Gelatine-Produkt vorliegt, ist seine Wirkung die Zerstörung dieses Produkts les. Auf der anderen Seile wird freies Protein ein wertvolles Nahrungsmittel, wie Fleisch, wenn es in einer relativ reinen Form abgetrennt wird; dann kann es in fleischhaltigen Nahrungsmitteln und in Suppen verwendet werden

ao Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vcrbesseries Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen wertvoller Proteinanteile, d. h. von freiem Protein und von an mineralischem Materia! gebundenem Prolein, das in den gemahlenen Knochenpartikcln enthalten ist, zu schaffen.

Dice Aufgabe wird durch ein eingangs genanntes Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die rohen, gemahlenen Knochen in von der Proteingewinnung aus fetten Fleischabfällen her bekannten

Weise in flüssigem Fett dispergiert und so stark geruhrl werden, daß das leichtere Protein suspendiert wird, während sich das schwerere mineralisch gebundene Protein absetzt, wonach das Gemisch von flüssigem Feit und suspendiertem freien Protein und das

abgesetzte mineralisch gebundene Protein getrennt voneinander abgezogen werden.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Substanzen sind neue Produkte.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die rohen, gemahlenen Knochen entwässert, bevor sie mit dem flüssigen Fett zusammengebracht werden.

Unter Knochen wird hier Knochenmaterial verstanden, das weitgehend frei von anhaftendem Fleisch ist. Es kann Knorpel, Bindegewebe, Mark usw. enthalten. Die gewöhnlichen Fleischknochen, die von den Verpackungsanlagen nach dem Putzen kommen, können noch kleinere Menp^n anhaft' 'iden Fleisches aufweisen. Die Knochen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, können von Tieren, einschließlich Fischen und Geflügel, stammen. Die erhaltenen Produkte können eßbar sein, d. n. für den menschlichen Genuß geeignet sein, oder nicht eßbar, d. h. für die menschliche Ernährung nicht, aber für die Tierernährung geeignet sein. Die meisten Protein-

. anteile, einschließlich der mineralisch gebundene Anteil, können, wenn sie geeignet sterilisert sind, in der Futtermittelindustrie verwendet werden.
Typische Knochen sind gesäuberte Fleischknochen, Fischknochen, Geflügelknochen usw. Dazu gehören auch solche Knochenmaterialien, denen Fleisch anhaftet, wie Knochen, die nicht vollständig gesäubert sind, Hühnerhälse und Purzel usw. oder gesäuberte Hühner- und Entengerippe. Die Knochen werden so gemahlen, daß am günstigsten mindestens 90 Gewichtsprozent eine Teiichengröße unter 0,245 cm³ haben. Das Mahlen kann mit den üblichen Mitteln ausgeführt werden, z. B. mit einer Hammermühle, einem

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D.e so gemahlenen Knochenpartikel werden vor- >o _/x.„, mineralisch gebundenes Protein enthält, el. h.. zugsweise einer Entwässerung unterworfen, /. B. daß sich im wesentlichen alles mineralisch gebundenes durch Gefriertrocknen oder das Verfahren, das in den Prolein in dem Abtrenngefäß abgesetzt hat. Das Ver-USA.-PatentKdinflen 2911421 und 3076715 be- fahren ist «,abwandelbar, daß sich Produkte erhalten schrieben ist, bei welchem Kochen oder Koagulieren lassen, wie sie jeweils gewünscht werden. Bei der Herweilgehend vermieden wird. Wenn entwässert wird, 15 stellung eßbarer Produkte ist eserwünscht, den Gehalt dann am günstigsten zu einem maximalen Wasserge- an mineralisch gebundenem Protein in dem freien halt von 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Kno- Protein auf einem Minimum zu halten. Bei einem nicht chenmatenal (auf fettfreicr Basis). Die gemahlenen eßbaren Produkt kann das freie Protein irgendeine Knochenpartikel werden am besten in gerührtes flüs- gewünschte Menge mineralisch gebundenen Proteins siges Fett eingespritzt. Das flussige feite Medium, in 20 enthalten, so daß eine Kombination vorliegt, die für dem die gemahlenen Knochen dispergiert werden, den Verkauf am besten geeignet ist.
kann von der gleichen Art sein wie das in den Knochen Wenn es zweckmäßig ist, mineralisch gebundenes anwesende, oder ein an-kres geeignetes Fett sein. Protein noch weiter aus dem freien Protein zu entfer-Beispiele hierfür sind Rindertalg (eßbare Qualität), nen. kann man die Aufschlämmung freien Proteins. 'IaIg (nicht eßbare Qualität), Schmalz, Weißfett, Fett »5 wie sie vom Abirennbehälter kommt über ein feinvon Lammern, Hühnern, Enten usw. Die Menge Kno- maschiges Sieb führen, z. B. Vibrationssiebe, die in chenpartikel, die in dem gerührten Fett dispergiert der Industrie benutzt werden, so daß das sehr feine wird, hegt im Bei eich von 1 Gewichtsteil Knochen mineralische Material mit dem öl durch das Sieb hinauf 1 bis 5 Gewichlsteili: Fett, im allgemeinen auf 2 durchgeht, während die Proteinfasern vom Sieb zubis 3 Gewichtsteile Fett, einschließlich dem vom Mah- 30 rückgehalten werden. Eine gewisse Menge kleiner len stammenden Fett. Die T ,mperatur des flüssigen Partikel von freiem Protein wird mit dem feinen Fettes wird im Bereich von 3.' bis 149" C gehalten; Ruckstand durch das Sieb hindurchgehen. Wenn eine dieser Bereich wird bevorzugt, seine Einhaltung ist hohe Ausbeute an Protein erhalten werden soll, ist aber nicht notwendig. _es möglich, diese feinen Proteine von den minerali-

Die Rührgeschwindigkeit wird empirisch bestimmt 35 sehen Materialien mittels Schwerkraft abzutrennen: und hängt von den Mengenverhältnissen, der Größe da diese Partikel tatsächlich von der gleichen Größendes Gefäßes u.dgl. ab. Wenn die gemahlenen Kno- Ordnung sind, wie die Partikel mineralisch gebundechen in das gerührte flüssige Fett eingesprüht werden, nen Proteins, kann die Abtrennung nach zahlreichen wird die Geschwindigkeit des Rührers so eingestellt, Methoden durchgeführt werden, die in der Industrie daß die leichtere und die schwerere Proteinfraktion 40 angewandt werden. Es kann auch die Abtrennung inerhalten werden. Abhängig von der Größe des Gefä- folge Schwerkraft, wie oben beschrieben, wiederholt ßes sind bei Benutzung eines turbinenartigeii Rührers werden.

Geschwindigkeiten von 100 bis 300 UpM angewendet Eine weitere Methode, die mit dem Trocknen, wie

worden. Die Zuführgeschwindigkeit wird auch durch es in den USA.-Patentschriften 2 911 421, 3 076 715

die Größe des Gefäßes bestimmt und beträgt z. B. 45 und Re. 25 322 beschrieben ist, angewendet wird, ist

7,575 bis 15,14 I/Std., wenn ein 15,14-1-Gefäß be das Zurückführen der feinen Proteine mit den feinen

nutzt wird. Andere Abtrennvorrichtungen, wie Zy- Knochenpartikeln, die das Sieb passiert haben, in den

clone, Klassier.ipparate der verschiedensten Art, wie Verdampfer, wodurch die Partikelgröße des Proteins

sie zur Abtrennung von Metall und in der Erzindustrie vergrößert wird. Auf diese Weise wird im folgenden

benutzt werden, und andere, die sich für diese Ab- 50 Arbeitsgang die Menge Proteinpa^rtikel, die durch das

trennung eignen, können benutzt werden. Sieb hindurchgeht, ein Gleichgewicht erreichen und

Dem mineralisch gebundenen Protein, das vom kein großer Anteil des Gesamtproduktes werden. Boden des Gefäßes entfernt worden ist, haftet etwas Wichtig ist, daß die Proteine nicht koaguliert sind, so Öl und freies Prouin an. Eine zweite Wäsche mit rei- daß das Anhaften kleiner Partikel aneinander beim nem Öl reicht aus, fast alles anhaftende freie Protein 55 Befeuchten leicht vor sich gehen kann,
aus dem mineralgebundenen Protein zu entfernen. Das erhaltene trockene freie Protein ist ein weiches Das mineralisch gebundene Protein, das von der zwei- mattes Material, das in der Regel auf den Knochen ten Ablrennungsstufe oder dem Reinigungsproztß in einer Ausbeute von 30 bis 70%, bezogen auf den kommt, enthält etwas anhaftendes Fett, das durch Proteingehalt der Knochen, erhalten wird, abhängig Zentritugieren entfernt werden kann. Das zentrifu- 60 von der histologischcn und chemischen Zusammengierte Produkt enthält etwa 3 bis 5% Fett. Der Pro- setzung de Knochen. Das Material hat eine braune teingehalt dieses Materials beträgt annähernd 25 i>is fleischähnliche Farbe, frisch hergestellt ist es rosa. 30 Gewichtsprozent. Das mineralische Material kann Wenn das Material gekocht gegessen wird, enthält es von dem Protein in üblicher Weise durch Säurebe- praktisch alle Geschmacksbestandteile des Knochens, handlung entfernt werden. Zweckmäßigerweise wird 65 Dies ist bisher noch nicht erkannt worden; die gedie Behandlung mit einer höchstens 10%igen Phos- bräuchlichen Proteingewinnungsverfahren führen zu phorsäure durchgeführt, verbunden mit einer zusatz- Mischungen von freiem und gebundenem Protein im liehen Mahlsiufe. Wahlweise kann eine Feinmahlung gekochten oder hydrolisierten Zustand (lösliches Pro-

tein), entweder als Suppenmaterial oder als Gelatine. Das Kochen des Proteins während seiner Gewinnung hatte ferner dazu beigetragen, daß der Geschmack zerstört wurde und die Ausbeute, bezogen auf den ursprünglichen Proteingehalt des Ausgangsmaterials, vermindert wurde.

Das schwerere mineralgebundene Protein kann auch benutzt werden, wie weiter unten beschrieben. Es ist zu bemerken, daß im Hinblick auf die Schwierigkeit, die Proteine anders zu bezeichnen, alle Bezugnähme auf sie hierin die Materialien bedeuten, die aus Knochen in der hier offenbarten Weise erhalten werden.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel und das in der Figur gezeigte Fließschema noch deutlicher werden; die Figur zeigt die wesentlichen Vorrichtungselemente und die Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Es wird jetzt auf die Figur Bezug genommen. Entwässerte rohe, gemahlene Rinderknochen einer Partikelgröße von durchschnittlich maximal 3,175 mm in einer Konzentration von etwa 28 Gewichtsprozent in flüssigem Rindertalg wurden von einem Vorratsbehälter 1 durch einen Schacht 2in ein Gefäß 3entleert. Das Gefäß enthielt flüssigen Rindertalg 4 einer Temperatur von 65° C. Der Rührer 5 hatte eine Geschwindigkeit von 130 UpM und hielt dabei die sich herauslösenden Fasern freien Proteins in dem flüssigen Talg suspendiert, während das mineralisch gebundene Protein sich am Boden des Gefäßes absetzte. Der das gebundene Protein enthaltende Anteil setzte sich bei 6 ab und konnte durch die Auslaßleitung 7 abgezogen werden. Die flüssige Aufschlämmung, die die Fasern freien Proteins enthielt, lief durch die Leitung 8 zur Zentrifuge 9. Am günstigsten ist es, wenn das Auslaßende des Schachtes 2 im Gefäß 3 unterhalb des Einlaßendes der Überlaufleitung 8 endet, so daß die relative Ruhe der Oberfläche des flüssigen Fettkörpers 4 in der Höhe des Überlaufes nicht wesentlich durch den aus dem Schacht 2 austretenden Strom von Knochenpartikeln in das Fett gestört wird. Die Faser-Konzentration in der Leitung 8 betrug etwa 4 CJewichtsprozent. In der Zentrifuge 9 wurde das freie Protein durch die Leitung 11 vom flüssen J-ett abgetrennt, welches durch die Leitung 10 abgezogen wurde und wieder eingesetzt werden kann.
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Beispiel

46,04 kg Hühnerfett wurden zu 45,36 kg Hühnerhalsen und Rücken, also einer Mischung von Haut, anhaftendem Fleisch und Knochen, gegeben. Die

»° Durchschnittszusammensetzung des Rohmaterials war: 23,5 Gewichtsprozent Hühnerfett, 58 Gewichtsprozent Wasser und 18,5 Gewichtsprozent Protein und andere feste Substanzen. Dieses Aui-gangsmaterial wurde in einem Rietz-Zcrteiler unter Benutzung

«5 eines Siebes einer Lochgröße von 4,762 mm gemahlen. Die Mischung wurde nach dem Entwässern gemäß der Erfindung behandelt. Die Ausbeute an freiem Protein plus Fleischprotein betrug 6,125 kg und an mineralisch gebundenem Protein 2,17 kg, bezogen auf

*° das wasser- und fettfreie Ausgangsmaterial.

' Nachstehend soll die Erfindung kurz zusammeniassend geschildert werden. Das freie Protein aus reinem Knochenmaterial, möglicherweise auch Mark und anderen Bestandteilen der Knochen, ist ein wertvolles Produkt, das für fleischhaltige Nahrungsmittel, wie Wurst, Frikadellen usw. verwendet werden kann; es ist ebenso ein wertvolles Rohmaterial zur Herstellung von Suppenmassen, da es eine Konzentration von Geschmackssioffen hat, die durch Kochen zutage treten.

Da das Produkt eine konzentrierte Form von all den hochwertigen Fleischbestandteilen der Knochen, die 10% des Knochenmsterials ausmachen, darstellt, ist es ein wertvolles Konzentrat. Es kann als Trocksnprodukt gelagert und transportiert und an die fleischverarbeitende Industrie als eßbares Nebenprodukt geliefert werden.

Das an mineralisches Material gebundene Protein ist auch lagerfähig und wird zur Gewinnung von GeIaline eingesetzt, wobei die mineralischen Bestandteile ebenfalls gewonnen werden, oder es wird als mineralisches Beifuttermittel, das reich an Calcium, Phosphor und Protein ist, eingesetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abtrennen und Gewinnen des freien Proteins und des an mineralisches Material gebundenen Proteins aus rohen, gemahlenen Knochen, dadurch gekennzeichnet, daß die rohen, gemahlenen Knochen in von der Proteingewinnung aus fetten Flcischabfuilen her bekannten Weise in flüssigem Fett dispergiert und so stark gerührt werden, daß das leichtere Prolein suspendiert wird, während sich das schwerere mineralisch gebundene Protein absetzt, wonach das Gemisch von flüssigem Fett und suspendiertem freien Protein und das abgesetzte mineralisch gebundene Prolein getrennt voneinander abgezogen werden.

2. ^erfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohen gemahlenen Knochen, bevor sie mit dem flüssigen Fett zusammengebracht werden, entwässert werden.