DE2121318C3 - Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes

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DE2121318C3
DE2121318C3 DE2121318A DE2121318A DE2121318C3 DE 2121318 C3 DE2121318 C3 DE 2121318C3 DE 2121318 A DE2121318 A DE 2121318A DE 2121318 A DE2121318 A DE 2121318A DE 2121318 C3 DE2121318 C3 DE 2121318C3
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Kazuyoshi Tokio Aramaki
Yoshihisa Koaze
Toshiaki Mori
Yutaka Nakajima
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes aus einem pflanzlichen Proteinmaterial.
Pflanzliche Proleine sind sowohl als Nahrungsmittel für Menschen als such als Viehfutter geeignet und wichtig. In den letzten Jahren ist der steigende Mangel an tierischen Proteinen, insbesondere aufgrund der Überbevölkerung, zu einem umfassenden und ernsten Problem in der Welt geworden. Die Verwendung von pflanzlichen Proteinen nimmt daher zu, und die pflanzlichen Proteine beginnen eine wesentliche Rolle als Ersatz für die tierischen Proteine zu spielen.
Bezüglich ihres Gehaltes an Aminosäurebestandteilen und der Zusammensetzung derselben sind die pflanzlichen Proteine tierischen Proteinen nicht immer unterlegen; es muß jedoch zugestanden werden, daß die pflanzlichen Proteine aufgrund ihrer geringeren Verdaulichkeit und ihrer direkten Verwendung als Nahrungsmittel wenig geeignet sind. Aus diesem Grunde ist es nicht leicht, die Verwendung der pflanzlichen vs Proteine weiter auszudehnen. Besonders die charakteristischen Gerüche und der Geschmack der pflanzlichen Proteine, die von einer großen Anzahl von Verbrauchern als unangenehm empfunden werden, bilden ein großes Hindernis für die Verwendung der pflanzlichen Proteine. Die Entfernung der beanstandeten Gerüche und des unangenehmen Geschmacks aus den pflanzlichen Proteinen ist daher ein sehr wesentliches Problem geworden, da steigende Mengen der pflanzlichen Proteine in handelsüblichen Nährmitteln, wie künstlichem Fleisch, künstlicher Milch und dergleichen, verwendet oder verarbeitet werden.
Zur Entfernung von Geruch und Geschmack aus den pflanzlichen Proteinmaterialien wurden bisher üblicherweise verschiedene physikalische und chemische Ver- so fahren wie Waschen, Dampfbehandlung oder thermische Behandlung usw. angewendet, wobei jedoch die mit diesen bekannten Verfahren erzielten Ergebnisse nicht befriedigend sind. Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die pflanzlichen Proteinmaterialien mit bestimmten Enzymen oder Mikroorganismen zu behandeln (vgl. beispielsweise US-PS 33 64 034), wobei jedoch die letztgenannte mikrobiologische Behandlung bei großtechnischer Durchführung problematisch ist, weil sie nur zu einer unvollständigen Entfernung von unerwünsch- fto tem Geruch und Geschmack aus den pflanzlichen Proteinmaterialien führt.
Versuche der Anmelderin haben gezeigt, daß bei der Fermentierung von pflanzlichem Proteinmaterial, insbesondere von Sojabohnen, bei Verwendung der in der fts genannten amerikanischen Patentschrift beschriebenen Bakterien die Eigenschaften der anfallenden Produkte, insbesondere der Geruch, verschlechtert werden und außerdem häufig der schlechte Geruch der Fermentierungsmasse auf das Proteinmaterial übergeht Bei längerer Fermentierung bleibt zwar von dem ursprünglichen Geruch des Ausgangsmaterials nichts zurück, es wurde aber festgestellt, daß sich das Proteinmaterial bei einer solchen längeren Behandlung teilweise zersetzt und koaguliert, was eine Verringerung der Ausbeute an dem behandelten Proteinprodukt zur Folge hat. Das Verfahren der US-PS 33 64 034 ist daher zur Herstellung von geschmacklich einwandfreiem wasserlöslichen pflanzlichen Proteinmaterial mit gutem Geruch in hoher Ausbeute nicht geeignet.
Ein weiteres Verfahren zur Entfernung von unangenehmem Geruch und Geschmack aus pflanzlichen Proteinen besteht darin, die pflanzlichen Proteinmaterialien mit wäßrigen verdünnten Lösungen von Alkalihydroxyden zu behandeln, um die lösliche Proteinfraktion aus dem Material zu extrahieren, anschließend das Protein aus dem anfallenden Extrakt durch Zugabe einer Säure auszufällen, wobei die Verunreinigungen gelöst im Rückstand oder der Mutterlauge zurückbleiben. Der Proteinniederschlag soll größtenteils frei von den beanstandeten Gerüchen und von schlechtem Geschmack sein. Dieses Verfahren zur Reinigung der Proteine ist jedoch teuer und nicht befriedigend.
Ziel der Erfindung kr. die Entfernung der zu beanstandenden Gerüche und von schlechtem Geschmack aus pflanzlichen Proteinen, damit pflanzliche Proteinmaterialien wie Bohnen, beispielsweise Sojabohnen, Mungobohnen usw., und ölsamen, beispielsweise Baumwollsamenkerne, Erdnüsse, Saflorsamen, Rapssamen usw., und auch entfettetes Mehl dieser Samen ausgenutzt werden können.
Die Erfindung ist in den Ansprüchen definiert
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, bei der Herstellung von milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinprodukten aus pflanzlichen Proteinmaterialien den zu fermentierenden wäßrigen Schlamm mit geringen Mengen eines eßbaren Mikroorganismus aus Hefe anzuimpfen und den geimpften Schlamm bei Temperaturen zwischen 15 und 400C bei einem pH-Wert im Bereich von 4-8 12 bis 120 Stunden zu bebrüten. Dieses bekannte Verfahren kann erheblich verbessert werden, wenn man erfindungsgemäß die erhaltene Kulturbrühe durch Erhitzen pasteurisiert und nach dem Pasteurisieren in eine feste und eine flüssige Phase trennt und aus der flüssigen Phase bei einem pH-Wert zwischen 6,0 untf 8,0 durch Adsorptionsverfahren unter Verwendung von Aktivkohle, lonenaustauscherharzen vom Carboxyltyp, Kationenaustauscherharzen vom Phenoltyp oder amphoteren lonenaustauscherharzen und/oder durch ein Gelfiltrierungsverfahren oder durch ein Dialyseverfahren unter Verwendung von semipermeablen Membranen und/oder durch ein elektrisches Dialyseverfahren unter Verwendung von Kationen und Anionen austauschenden Harzmembranen eine Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes gewinnt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes aus einem pflanzlichen Proteinmaterial kann auch so durchgeführt werden, daß man den wäßrigen Schlamm vor dem Fermentieren durch Filtrieren oder Zentrifugieren von den festen Anteilen des pflanzlichen Proteinmaterials befreit. Bei dieser besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung der
Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes aus einem pflanzlichen Proteinmaterial dadurch gekennzeichnet, daß man einen wäßrigen Schlamm, der die wasserlöslichen und wasserunlöslichen Proteinfraktionen des pflanzlichen Proteinmaterials enthält, filtriert oder zentrifugiert, um die festen Teilchen, die die wasserunlöslichen Proteinfraktionen des pflanzlichen Proteinmaterials enthalten, aus dem wäßrigen Schlamm zu entfernen, daß man die sterile wäßrige Löiüng, die nur die wasserlöslichen Proteinfraktionen des pflanzlichen Proteinmaterials neben zugesetzten Mengen bekannter Förderer für das Wachstum von Mikroorganismen gelöst und dispergiert enthält, mit einer geringen Menge eines eßbaren Mikroorganismus aus Milchsäurebakterien, Propionsäurebakterien oder Hefen animpft, daß man die beimpfte Lösung bei Temperaturen zwischen 15 und 40" C 12 bis 120 Stunden bebrütet und dabei den pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 6 —8 hält, die erhaltene Kulturbrühe durch Erhitzen pasteurisiert und nach dem Pasteurisieren in eine feste und flüssige Phase trennt, und daß man aus der flüssigen Phase bei einem pH-Wert zwischen 6,0 und 8,0 durch Adsorptionsverfahren unter Verwendung von Aktivkohle, Ionenaustauscherharzen vom Carboxyltyp, Kationenaustauscherharzen vom Phenollyp oder amphoteren Ionenaustauscherharzen und/oder durch ein Gelfiltrierungsverfahren oder durch ein Dialyseverfahren unter Verwendung von semipermeablen Membranen und/oder durch ein elektrisches Dialyseverfahren unter Verwendung von Kationen und Anionen austauschenden Harzmembranen eine Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes gewinnt.
Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren mit seinen verschiedenen Ausführungsformen näher erläutert. Als pflanzliche Proteinmaterialien können die verschiedensten pflanzlichen proteinhaltigen Produkte verwendet werden, einschließlich von Hülsenfrüchten wie Sojabohnen, Mungobohnen (Phaseolus aureus), Erdnüssen usw. und Olsamen wie Baumwollsamen, Saflorsamen und Rapssamen usw. und auch die entfetteten Mehle dieser Samen.
Die zur Impfung bei den verschiedenen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Mikroorganismen werden aus Milchsäurebakterien, Propionsäuebakterien und Hefen ausgewählt, wobei an sich jeder Stamm, der nicht pathogen, ungiftig und daher eßbar ist, verwendet werden kann. Als Milchsäurebakterien eignen sich beispielsweise: Streptococcus lactis, Streptococcus thermophilus, Streptococcus cremoris, Streptococcus faecalis, Streptococcus diacetilactis, Streptococcus boris, Lactobacillus lactis, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus brevis, Lactobacillus delbrueckii, Lactobacillus ferment), Lactobacillus arabinosus, Leuconostoc citrovorum, Leuconi-
Tabellc 2
stoc dextranicum, Leuconostoc mesenteroides u.dgl. Als Propionsäurebakterien können Propionibacterium shermap.ii, Propionbacterii-iTi arabinosum u.dgl. verwendet werden. Als Hefen sind geeignet Candida krusei,
s Candida lypolytica, Candida pseudotropicalis, Candida mycoderma, Candida tropicalis, Hansenula miso, Pichia farinosa, Pichia membranaefaciens, Saccharomyces acidifaciens, Saccharomyces rouxii, Saccharomyces rouxii var. halomembranis, Saccharomyces chevalieri,
ίο Saccharomyces fragilis, Saccharomyces mellis, Saccharomyces cerevisiae, Torula utilis, Rhodotorula sp. und dergleichen. Gute Ergebnisse wurden erhallen mit Streptococcus thermophilus, Streptococcus cremoris, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus, Leuconostoc citrovorum, Propionibacterium shermanii, Candida krusei, Candida mycoderma, Pichia farinosa, Pichia membranaefaciens, Saccharomyces rouxii, Saccharomyces rouxii var. halomembranis, Saccharomyces fragilis, Torula utilis und Rhodotorula sp.
Unter den aus natürlichem Käse und Miso (eine japanische fermentierte Sojaboli'.enpaste) isolierten Stämmen werden die nachstehend aufgeführten Stämme vorzugsweise verwendet und haben in den aufgeführten Listen Laborbezeichnungen erhalten.
Diese besonderen Stämme wurden im japanischen Fermentation Research Institute of Agency of Industrial Science & Technology und auch unbegrenzt in der American Type Culture Collection, Washington D. C, unter ATCC-Nummern hinterlegt, wie sie in der
jo nachstehenden Tabelle 1 angegeben sind.
Tabelle I l'crmcntation- ATCC-
Laborbezeichnung Research- llintcrlcgungs-
Institut-Ilintcr- nummcrn
Iegungs-Nr.
40 Milchsäurebaktcrien 574 21625
FCA 717 575 21621
FCB 304 576 21624
FCB 609 577 21 622
FCI" 308 578 21 621
45 FCN 602
Hefen 570 20 301
FMA 308 571 20 304
FMB 607 572 20 302
so FMG 602 573 20 303
FMH 603
Die Eigenschaften der vorstehend genannten besonderen Stämme, die vorzugsweise bei dem crfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, sind in den nachstehenden Tabellen 2 und 3 zusammengefaßt.
Eigenschaften von
isolierten besonderen
Stummen von
Milchsäurebakterien
Stämme
Bemerkungen
FCA 717 ICB 304 ICB 609 ICI 308 I;CN «12 Prülungs- Ausgangs-
vcrfahrcn usw. lileratur
Wachstumszustand in verschiedenen Kulturmedien
Bouillon-Medium (>il schlecht schlecht schlecht schlecht Künstm beobachtet (I) Seile 239
I'ortset/ung
l-igcnschallcn von isolierten besonderen Stummen von
Milchsiiurebaklcricn
Stumme [CA
K1UJ(M ICItW)') ICI 308 ITN «12
Houillon-Agar-Mcditim (h) schlecht schlecht schlecht schlecht günstig
(ilukose-Houillon-Medium (ti
Wachstumsgrad hui Ιίμ gut
gut
heftig
Oherllächcnwachsium ohne ohne ohne ohne ohne
Trübung schwach maUig nial.iig schwach niäi-iig
Niederschlag reichlich schwach schwach mäflig niiillig
(iasenlwicklung ohne ohne ohne ohne ohne
Veränderung des pll-Werlcs 3.1I (O d.4 4.Ί 3.S
Charakteristischer (ieruch ohne ohne ohne ohne ohne
I'igmenlhildurig ohne ohne ohne ohne ohne
I arhe des Niederschlages milchig- milchig· milchig- milchig- milch
wc i H wciB weiH wc ill weill
Hcmcrkungcn
l'rül'ungsvcrlahren usw.
Ausgangsliteratur
heohachtel (Il Seite 2.1')
nach 3 7 Tagen (3) Seite 2X7 lirul/eil (4) Seile 1X5
beobachtet (l! Seite 23')
nach 2 lagen (3) Seite 287 llrut/eit (4) Seite 1X5
(iliikose-Houillon-Agar-Medium (d) bei l'latlcnkulUir
Wachslumsgrad
Oberllächenkolonieri I 'nterwasscrkolonicn Kdlonielnriii
(iren/e der Kolonie larbe der Kolonie
Dichte der Kolonie
gut gut gut gut gut heohachlet (Il Seite 23')
nach 3 7 Tagen (3) Seite 2X7 lirut/eit
unbestimmt unbestimmt unbestimmt unbestimmt unbestimmt
gut
gut ebenfalls
ebenfalls
gut
ebenfalls
gut
ebenfalls
win/ig.
schmel/-
lormig.
kreisförmig
oder ellip-
senförmig
vollsüindig vollständig vollständig vollständig vollständig
milchig- ebenfalls ebenfalls ebenfalls ebenfalls
wein oder
schwachgelh
undurch- undurch- undurch- undurch- undurchsichtig sichtig sichtig sichtig sichtig
Glukose-Bouillon-Agar-Medium (d) bei Stabkultur
Wachstumsgrad heftig heftig heftig
Im oberen Teil des Wuchses
Im Mittelteil des Wuchses
Im unteren Teil des Wuchses
Wachstumsform
Obcrflachenwachslum
heftig
heftig
gut gut gut gunstig gut
gut gut gut gut gut
gut gut gut gut gut
waben war/en- waben warzen- warzen
förmig förmig förmig förmig förmig
unbe unbe unbe unbe unbe
stimmt stimmt stimmt stimmt stimmt
beobachtet
nach 5 Tagen
Brutzeit
I orlsL'1/ιιημ
lügenschalten von
isolierten besondere.-i
Stummen von
Milchsäurebakterien
Stämme
10
Bemerkungen
ICA 717 ICB 304 [(HWI1) Kl·.KW ICN «ß l'riil'ungsver-
fahren usw.
Ausgaiigslitcriitur
(ielatin..-Mediuni (e) (Glukosc-Uouillon-Medium) hei Stabkultur
Wachstumsgrad gut gut heilig gut
heftig
beobachte! (Il Seite 240
nach .10 Tagen (3) Seile 287 lirut/eit hei 25 C (4) Seite 185
Oberteil gut gut hellig gul hellig
Mittelteil gut gut heftig gut hellig
Unterteil gul gut schwach gut hellig
Wuchslorm mit Wiil- mil Wiil- mit Wul mit Wul war/en
slen oder
Vl,'. .J- .rtr.		 sten oder sten oder sten oder förmig
Oherflächenwachstum*) schwach gut gut mittelmäßig gut
Verflüssigung negativ negativ negativ negativ negativ
Wiisscrigc l'cptonlösung (Il
Wachstumsgrad mittelmäßig mittelmäßig schlecht
mittelmäßig mittelmäßig beobachtet (1)
nach 3 7 lagen (3)
Oberflächen wachstum ohne ohne ohne ohne ohne
Trübung ohne schwach ohne ohne schwach
Aus.iillung schwach schwach schlecht schwach schwach
Gasentwicklung ohne ohne ohne ohne ohne
Charakteristischer ohne ohne ohne ohne ohne
Geruch
l'igmentbildung ohne ohne ohne ohne ohne
Farbe des Niederschlags ohne ohne ohne ohne ohne
Zucht
(4)
Seite 2.V> Seite 287 Seile 185
Laekmus-Milch-Mediuni Ig)
Wachslumsgrad gul
Färbung der Kolonie
Zelle
Dimensionen ( )
Form
Sporen
gut
gul
rarbwechsel rot ohne ohne
Peptonisierung negativ negativ negativ
Kartoffel-Medium (hl
Wachstumsgrad mil gut gut
1"Jt gilt
schwachrot rot
negativ negativ
schwach
heftig
gelblich milchweiß milchweiß.
getöntes
milchweiß
(0.4-0,6) (0,4-0,6) (0,4-0,6)
XXX
(1,0-1,5) (0,8-3,5) (0,9-3,0) (0,5x1,4) (0,5x1,6) (0,5x1,7) milchweiß gelblich
getöntes
milchweiß
(0,5-0.8)
(1,3-3,2)
(0,6x2,1)
(0,6-0,8)
(1,5-3,2)
(0,7x2,3)
Stäbchen Stäbchen Stäbchen Stäbchen Stäbchen fehlen fehlen fehlen fehlen fehlen
beobachtet (1) Seite ?4()
nach 3-7 Tagen (3) Seite 288 lirut/cit (4) Seite 202
beobachtet
nach 3-7 tagen
Brut/eil
beobachtet nach (1) Seite 238
5 Tagen Brutzeit
in Glukose-
Bouillon-Agar-
Medium
bebrütet in Me- (I) Seite 238 dium (b) und nach (4) Seite 191 Färbung im
Möller-Verfahren
Fortsetzung
Figenschalten von
isolierten besonderen
Stämmen von
Milchsäurebakterien
11
Stumme
12
liewegl ichkeil
ohne ι in nc
ohne
ohne
Physiologische Figcnschal'ten Optimale WachsUimsnedingungen pH-Wert
7.5
Bemerkungen Ausgangs
ICN 602 l'rüfungsver- literatur
l'ahren usw. (1) Seile 238
ohne beobachtet nach 13) Seite 287
1 Tag Brut/eit
in Medium (c) (I) Seite 242
(ι bestimmt aus (3) Seite 287
dem OD. hei
660 ι. nach
2 Tagen Brut/eit
in Cilukose-
Bouillon-Mediuni
Temperatur, C
aerobische oder
anaerohischc Natur
40
30
30
fakultativ fakultativ fakultativ fakultativ fakultativ beobachtet in anaerobisch anaerobisch anaerobisch anaerobisch anaerobisch Schüttelkultur
in Agar
Bedingungen lür mögliches Wachstum pll-Wert
Temperatur, (
Färbung
3 8 15-45
3-7,5 15-40
3 -7,5 15-40
3-8
wie oben
(I) Seite
positiv oder negativ positiv positiv positiv positiv positiv beobachtet nach (1) Seite 209
3. 7 und 14 Tagen (3) Seite 238
Brutzeit in (4) Seite 18')
modifiziertem
Iluckers-Meüium
Veränderlichkeit ohne ohne ohne ohne ohne
Säureheständigkeit negaliv negativ negativ negativ negativ säurebestän (3) Seile 285
dige Färbung
Methyl-Rotprobe positiv negativ negativ negativ schwach (I) Seite 241
positiv
Voges-Proskauer- Test- positiv negaliv negativ positiv positiv beobachtet (1) Seite "40
reaklion nach 3-6 Tagen
Bildung von Indol negativ negativ negativ negativ negativ bis bestimmt nach (I) Seite 240
positiv dem Kovacs-
Verfahren
Bildung von negativ
Schwefelwasserstoff
Bildung von Ammoniak negativ
Reduktion von Nitrat negativ
Kaühsse-Wirksamkeit negativ
Verflüssigung von Gelatine negativ
Verflüssigung von Casein negativ
negativ negativ negativ negativ bestimmt
3-7 Tage durch
Bleiacetat-
Verfahren		 (1) Seite 241
negativ negativ negativ negativ (1) Seite 241
negativ negativ negativ negativ beobachtet
1-4 Tage		 (1) Seite 240
negativ negativ- negativ negativ (1) Seite 243
negativ negativ negativ negativ beobachtet nach
30 Tagen Brutzeit
in Glukose-
Bouillon-
Gelatine-Medium		 (1) Seite 240
negativ negativ negativ negativ beobachtet nach
30 Tagen Brut
zeit in Giukose-
Bouillon-
Casein-Medium
13
Forisct/iing Stämme
ICA 717		 ι (B :m ICB 60') I Cl- 30S ICN W)2 Bemerkungen
l'riilungs-
vcrl'ahrcn usw.		 Ausgangs-
literalur
Iiigcrisch.i!lcn von
isolierten besonderen
Stämmen von
Milchsäurcbaktcricn		 negativ negativ negativ negativ negativ beobachtet 3 Tage (I) Seile 24'
Hydrolyse von Stärke negativ
bis positiv		 negativ negativ negativ negativ beobachtet
2-5 Tage		 (3) Seite 292
Verwendung
von Zitronensäure		 positiv negativ
bis positiv		 negativ
bis positiv		 positiv positiv beobachtet
.V-7 Tage		 (I) Seile 240
Koagulation von Milch
Reduktion von Pigment positiv negativ negativ negativ negativ beobachtet (I) Seite 24(1
Lackmus 3 7 Tage
Hrut/cit
positiv positiv positiv positiv positiv (3) Seile 29(i
Methylenblau positiv positiv positiv positiv positiv (3) Seite 2%
2.(vl)ichi.,rphenvf-
indophenol
Assimilation von Ammonium und Harnstoff Ammoniumphosphat negativ negativ
negativ
negativ
Harnstoff
negativ negativ negativ
negativ
Assimilation von verschiedenen Kohlenstoflquellen Arabinose + *
Xylose ± ±
Glukose 4 f
Mannose f ±
Fructose Galaktose Laktose Maltose Saccharose Trehalose Raffinose Sorbit Inosit Glycerin Salicin
schwach beobachtet nach (3| Seile 293 (3) Seile 293
positiv 2 7 Tagen in als Medium (3) Seite 297
einem synthe wurde Bouillon
tischen Kultur für FCT- 304
medium, das Glu und FCH 609
kose als Kohlcn- verwendet oder
stollquclle wässerige
einhält Peptonlösung
negativ für die anderen
14- Stämme
nach 3-4 Tagen
4-1 Brutzeit, be
stimmt durch
-t visuelle und
photometrische
4 Bestimmung der
Trübung (bei 66 ma)
und durch Be
+ stimmung des
pH-Wertes
+ Kennzeichen:
+: gute Assimilation
±: schwache assimilation
—: keine Assimilation
+
+
+
I-'ortsetzung
15
16
Eigenschaften von Stämme
isolierten besonderen
Stämmen von \'C\ 717 Milchsäurebakterien
FCB 304 I-C B 609 FCl-"
Bemerkungen
FCN 602 Prüfungsverfahren usw.
Ausgangsliteratur
(/-Methylglucosid + ± ± — ±
Inulin + + + + +
Dextrin ± — + — +
Stärke + ± + + +
Bemerkungen:
*) Ergebnisse der Oberflächenimpfung
(1) Ein japanisches Buch mit folgendem Titel: »Experimentais on Agricultural and Biological Chemistry« in Englisch, Band 1, Department für Landwirtschaft und biologische Chemie der Universität von Tokio, veröffentlicht von Asakura Shotcn. 1962. (Ii Fin japanisches Buch mit folgendem Titel: »Micro-organisms for Milk and Dairy Produkts« in Englisch, von Taken
Nakanishi, herausgegeben von Chikyu Shuppan. 1967.
(4) Ein japanisches Buch mit folgendem Titel: »Guide ;o Applied Micro-biology« in Englisch, von Kazuo Yamaguchi, Talsuyoshi Yamayuchi, herausgegeben von Gihodo, 1966.
(a) Bouillon-Medium mit 1,0% Fleischextrakt. 1.0% Pepton und 0,5% Natriumchlorid.
(b) Bouillon-Agar-Medium mit 1,0 % Fleischextrakt, 1,0 % Pepton, 0,5 % Natriumchlorid und 2,0 % Agar.
(C) Glukose-Bouillon-Medium mit 1,0% Fleischextrakt, 1,0% Pepton, 0.5% Natriumchlorid und 1,0% Glukose, (d) Glukose-Bouillon-Agar-Medium mit 1,0% Fleischextrakt, 1,0% Glukose und 2,0% Agar, 1,0% Pepton und0,5% Natriumchlorid.
(C) nclatinc-Mcdium mit 1,0% Fleischextrakt, 1.0% Pepton, 0.5% Natriumchlorid, 1,0°. Glukose und 2.0% Gelatine. (Γ) Wässerige Peptonlösung mit 1.0% Pepton und 0.5% Natriumchlorid, (g) Lackmusmilch mit 0,3% Lackmus in entrahmter Milch.
Tabelle 3
Kigcnschaften von isolierten besonderen llefcstärnmen
Stämme Bemerkungen FMA 30X FMB 607 IMG 602 FMII 603 Testverfahren usw.
Ausgangslitcralur
Wachstumsstand in verschiedenen Kulturmedien Hcle-Malz-Fxtrakl-Mcdium (a)
gut heftig
Wachstum Fcrmenlicrung
Film oder Ring
Trübung
Ausfällung
Art des Niederschlags Gasentwicklung
Färbung des Niederschlags Form der /clic
Grolle der /clic (■;>
heftig
heftig
beobachtet nach 3 Tagen Brüten bei 25 C
Bodenfcr- Bodcnfer-
mcnticrung mentierung
Tchlt fehlt
fast ohne fast ohne
mäßig reichlich
kompakt kompakt
oder
flockig
merklich merklich
entwickelt entwickelt
ohne ohne
sphärisch sphärisch
cllipscn- cllipscn-
förmig förmig
oder oval mIcf oval
Bodcnfcr- Bodcnfcr-
menticrung mcnticrung
fehlt rchlt
fast ohne fast ohne
reichlich reichlich
kompakt kompakt
oder
flockig
merklich merklich
entwickelt entwickelt
ohne ohne
sphärisch sphärisch
cllipscn- ellipscn-
fürmig lormig
oder oval mlef oval
(.V> 5.')) (3.x 7.8) (4.h (..Xl (4.X X.4)
ArI der Reproduktion
(3.x 6.0) (4.2 X.I) (4.6 ' 5.2) (('.(I ■ ('.-I)
knospend knospend
(4.9-7.2) 15.5 X. S)
(in average (6.5 - ('.X) 5.6 ■ ('.I)
knospend knospend
809 615/17?
Fortsetzung
17
Eigenschaften von Stämme FMB 607 heftig ziemlich heftig FMG 602 Bemerkungen wellen etwa Ausgangs
isolierten besonderen langsam förmig 5x6 literatur
Hefestämmen FMA 308 Here-Malz-Extrakt-Agar-Medium (b) (Schrägkultur) zerfressen etwa wellen FMII 603 Testverfahren usw. Nabel unregel
Wachstum 10 x 13 förmig heftig bildung mäßig rund (2) Seite 31
erhöht unregel Nabel oder erhöhl ohne
Umfang mäßig bildung wellen heftig beobachtet nach 30 Tagen weich
ohne oder erhöht förmig Brutzeit bei 25 C" stumpf wellen
Erhöhung granuliert weich Nabel butterartig förmig
stumpf zerfressen stumpf bildung gelbgrau konvex
buttcrarüg butterartig
Oberflächenform gclbwciß erhoben gelbgrau weich langsam beobachtet nach 30 Tagen
Glanz Malz-Extrakt-Gelaline-Medium (c) (Giant oder Kolonien) stumpf Brutzeit bei 20 C"
Aussehen Bildungsgeschwindigkeit mittel bis Nabel langsam butlerartig weich.
Farbe bildung gelbgrau
uneben
Größe !ram) etwa langsam (2) Seite 33
7X9
Form unregel
mäßig rund etwa
Verflüssigung ohne 6X8
der Gelatine unregel
Rand wellen mäßig rund
förmig ohne
Erhöhung erhoben
wellcn-
förmig
konvex
Oberfläche weich.
weich.
geringe gepngc geringe
Streifen- Streifen- Strcifcn-
bildung bildung bildung
am Rand am Rand am Rand
Glanz stumpf stumpf stumpf stumpf Beobachtung unter dem Mi
Aussehen buttciarlig buttcrarlig bullerartig buttcrarlig kroskop nach 5 Tagen Brut
Färbung gclbgrau glän/end glänzend glänzend zeit bei 20 C nach dem
braungrau braungrau braungrau Gleitkultur-Vcrfahrcn
Bildung von ohne ohne ohne ohne
Pseudomycclium
Bildung von Ascosporcn beobachtet beobachte! beobachtet beobachtet
Form von Ascosporcn sphärisch sphärisch sphärisch sphärisch
bis bis bis bis
cllipsen- ellipsen- cllipscn- ellipscn-
förmig förmig form ig förmig
Physiologische Eigenschaften Optimale Wachstumsbedingungen pH-Wert 6
Temperatur. C 25 30 30 30
acrobisch acrobisch iierobisch acrobisch aerobisch
oder anaerobisch
bestimmt aus dem OD. bei 660 ην* nach 2 Tagen Brutzeit in Y M.-Medium
Agar-Schüttclkultur
(2) Seite 72 (I) Seite 243
■Ε*
:		 19 2 FMB 607 1 21 3 18 20 Ausgangs
literatur
j Fortsetzung Stämme Bemerkungen
1 Eigenschaften von 3-8 (2) Seite 72
k isolierten besonderen FMA 308 13-37 Testverfahren usw. (2) Seite 70
Jj Hefestiimmen
J 		Wachstum FMG 602 FMH 603
f
I Bedingungen für mögliches		 Wachsium bei fakul
I pH-Wert 3-9 tativen
- j
":i Temperatur, C 		20-37 anaerobi- 3-8 3-8
3 aerobische oder Wachstum schen Be 13-37 13-37
'ή anaerobische Natur bei fakul dingungen Wachstum Wachstum
ί tativen ohne bei fakul bei fakul (2) Seite 49
J. anaerobi- tativen tativen
schen Be anaerobi- anaerobi-
ί dingungen ohne schen Be schen Be (2) Seite 60
1
■j Assimilicrung von NiU^ 		ohne dingungen dingungen bestimmt durch auxanogra-
1 ohne ohne phisches Verfahren nach
5
I 		ohne 4 Tagen Brutzeit (2) Seite 61
\ Milch-Koagulation ohne beobachtet während
\ beobachtet ohne ohne 30 Tagen Brutzeit gemäß japa
t Reduktion von Pigment nischen
ϊ Lackmus ohne beobachtet in 30 Tagen Standardbe
■}
I 		nicht
beobachtet 		ohne ohne Brutzeit dingungen
für Patent
£ Osmotoleran/ bcobachlet bestimmt durch Wachstums prüfung
1 ohne beobachtet beobachtet vergleich auf einem Medium (2) Seite 60
mit 10% NaCI und auf
j llalophile
k 		nicht
beobachtet 		einem Medium ohne NaCI (2) Seite 61
I nicht
beobachtet 		nicht
beobachtet 		(vii)
ü
ί Verflüssigung von Gelatine 		ohne + wie bei den »Giant-Kolo-
I ± ohne ohne nicn« in Gelatine-Medium
;| Vitaminerfordernissc - bestimmt durch Messen des
ι Biotin ± - OD. bei 660 πιμ nach
. Calciumpantothenat + - + + 4 Tagen Zucht in einem
Kulturmedium (e) von
ί Inosit + - + + Hasegawa et al., das
' Thiaminhydrochlorid - - ± + (NH4J2SO4 enthält
Pyridoxinhydrochlorid - - - - als Stickstoffquelle
: Nikotinsäure - - - Kennzeichen:
i p-Aminobenzoesäure - - - - : nicht gefragt
j Riboflavin - - - ±: angenommene Fähigkeit
j Folinsäurc - + - - zur Anforderung von (2) Seite 61
+ - - Vitaminen wurde be (vii)
± obachtet
- + : starke Anforderung
i Biotin ± - bestimmt durch Messen des
i Calciumpantothenat + - + + OD. bei 660 m;j. nach
Inosit ± - + + 4 Tagen Zucht in einem
Kulturmedium (e) von
Thiaminhydrochlorid ± - ± ± Hasegawa et al., das
Pyridoxinhydrochlorid - - - - vilaminfreic Casaminosäurc
Nikotinsäure - - - als Stickstoffquelle enthält
p-Aminobenzoesäure - - - Kennzeichen:
Riboflavin - - - - : keine Anforderung
Folinsäurc - - - ±: angenommene An
- - forderung
+ : starke Anforderung
Fortsetzung
21
Eigenschaften von
isolierten besonderen
Hefestämmen
Stämme Bemerkungen
FMA 308 FMB 607 FMG 602 FMII 603 Teslverfahren usw.
Ausgangslitcratur
Assimilierung von Stickstoffquellen
Pepton +
Ammoniumsulfat +
Asparagin +
Harnstoff +
Kaliumnitrat -
Assimilierung von Kohlenstoffquellen Glukose +
Mannose +
Galaktose +
Fractose +
Laktose
Saccharose
Maltose +
Trehalose +
Aesculin -
a-Methylglucosid
Dextrin
Stärke
Inulin
Melibiose -
Xylose
Arabinose
Raffinosc
Carotenoidc Pigmentbildung ohne
ohne
ohne
beobachtet im auxanogra- (2) Seite phischen Verfahren (f), das in der Literatur (2) Seile 43 beschrieben ist, nach 4 Tagen Brutzeil
Kennzeichen:
+ : verwendet
- : nicht verwendet
die Ausnutzung der '.'. jhlen- (2) Seile slcüij'jelle wurde aus .!er Differenz zwischen dem Wachstum auf einem Kulturmedium mit 0,5% (NH4J2SO4, 0.05% MgSO4 · 7H2O. 0,1% KH2PO4 und I Tropren einer Mischvitaminlösung und auch I % einer Kohlenstoffverbindung (Quelle; und dem Wachstum auf einem Kulturmedium gleicher Art, das jedoch keine Quellenverbindung für Kohlenstoff enthält. Us wurde bei optimaler Temperatur 3 Tage bebrütet und anschlicUcnd der OD. bei 660 ma gemessen
Kennzeichen:
+ : gute Assimilialion ±: schlechte Assimilation - : keine Assimilation
(2) Seile
Bemerkungen:
(1) Ein japanisches Buch mit folgendem Titel: »Experimental on Agricultural and Biological Chemistry« in Englisch, Band I. vom Department Tür Landwirtschaft und biologische Chemie der Universität Tokio, herausgegeben von Asakura Shoten, 1962.
(2) Ein japanisches Buch mit folgendem Titel: »Cl-issification and Identification of Ycarsts« in Finglisch, von Hiroshi I i zu ka & Shoji Goto, herausgegeben von der Publishing association der Universität von Tokio, 1969.
(a) Hefe-Malz-Exlrak; Medium mit einem Gehalt von 0.5% Pepton, 0,3% Hefe-Extrakt, 0,3 % Malz-Extrakt und 1.0% Glukose.
(b) Hefe-Malz-Exlrakl-Agar-Medium, das das vorstehend erwähnte Ilcfe-Malz-Extrakt-Medium + 2,0% Agar enthält. (C) Malz-Exlrakt-Gclatine-Medium, das Malzsaft (pH 5,4, BaIIy 15) + 20% Gelatine enthält.
(d) Hele-Malz-Extrakt-Gelatine-Medium, das das Hefe-Malz-Extrakt-Medium und 20% Gelatine enthält.
(e) Kultur-Medium von Hasegawa et al., enthaltend 0,25% (NH-,)2SO4 oder 0,3% vitaminfreie Casaminosiiurc + 0,05% MgSO4 · 7HjO + 0.1 % KH2PO4 + 0.01 % NaCI + 0.01 % CdCI2 · 2H2O + 3,0% Glukose.
(Γ) Grundmedium für auxanographischcs Verfahren enthaltend 2,0% Glukose. 005% MgSO4 · 7HiO. 0.1% KH2PO4 und 2,0% Agar und die Slicksloffquclle in Form einer l%igen Lösung, adsorbiert aul Papierscheiben.
Die Farbbezeichnungen wurden nach »Standards of Tabelle
Colors« des Nihon Shikisai Institutes. Japan, ge-
macht. f,o
Weitere Bakterien und Hefen, die mit Vorteil bei dem
erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können, sind in der folgenden Tabelle 4 aufgeführt; diese
Mikroorganismen sind auch, wie die bereits weiter vorn
genannten Mikroorganismen bei der amerikanischen r.s
Kultursammlung unbeschränkt zugänglich, sie sind dort
unter den ebenfalls in Tabelle 4 genannten ATCC-Nummer hinterlegt. Saccharomyces rouxii LAM 4!!2H 2(!3(M!
Mikroorganismen
ATCC-Nr.
Lactobacillus bulgaricus LAM 1120 Propionibactcrium shcrmanii LAM 1725 Streptococcus crcmoris LAM 1150 Ciinüidii krusci lAM 4S01
I'ichia farinosa LAM 4.103
Saccharomyces rouxii LAM 4!!2H
21620 2l62d 21627
20
Diese besonderen, unter den ATCC-Nummern 20 298 bis 20 300 und 21 620 bis 21 627 hinterlegten Stämme sind alle nicht pathogen, ungiftig und eßbar und weisen die Fähigkeit auf, Proteine abzubauen und den diesen anhaftenden charakteristischen Geruch und Geschmack zu entfernen.
Der als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren benötigte wäßrige Schlamm, der die wasserlöslichen und -unlöslichen Proteinfraktionen enthält, wird in üblicher Weise dadurch hergestellt, daß man ein pflanzliches Proteinmaterial in Form von Hülsenfrüchten, Samen, komprimierten Flocken, entfettetem Schrot oder Mehl in Wasser einbringt und aufquellen läßt, das pflanzliche Material dann zusammen mit einer geeigneten Menge Wasser vermahlt oder zerreibt, mit einer weiteren ausreichenden Menge Wasser versetzt, damit eine wäßrige Mischung geeigneter Konsistenz entsteht, etwaige grobe unlösliche feste Bestandteile entfernt und den Schlamm anschließend sterilisiert.
Die Sterilisation vor der Durchführung der Fermentierung ist erforderlich, damit das Verfahren ohne Störungen durchgeführt werden kann. Ohne eine solche vorhergehende Sterilisierung können unerwünschte Mikroorganismen, die sich vorher eingeschlichen haben, ein glattes Wachstum der Mikroorganismen verhindern, wie es im Anschluß an das Impfen gemäß der Erfindung erfolgen soll. Bei der vorbereitenden Wärmesterilisierung ist es jedoch erforderlich, eine Denaturierung oder Modifizierung der Proteinstoffe aufgrund von Überhitzen zu vermeiden. Werden die Proteinstoffe denaturiert, so hat das einen erheblichen Einfluß auf das Freiwerden der zu beanstandenden Geruchs- und Geschmackssubstanzen aus den Proteinfraktionen während des Fermentierungsverfahrens. Vorzugsweise wird daher die vorbereitende Sterilisierung des Ausgangsschlammes aus den pflanzlichen Proteinfraktionen auf geregelte Weise bei Temperaturen von 70 bis I21"C 10 bis 30 Minuten durchgeführt, wenn die Sterilisation im Autoklav absatzweise erfolgt. Wenn die Sterilisation kontinuierlich durchgeführt wird, können geeignete Heiztemperaturen und eine entsprechende Dauer durch einfache Vorversuche bestimmt werden.
Zur Förderung des Wachstums der Mikroorganismen, die eingeimpft werden sollen, können bekannte Wachstumsförderer zugesetzt werden. Als Förderer für das Wachstum der einzuimpfenden Mikroorganismen können z. B. verwendet wjrden: die Flüssigkeit aus der Kornvergärung. Melassen, Getreideschrot, Stärke, lösliche Stärke, Maisextrakt, Kleieextrakt, Weizenkeimextrakt, verzuckerte Stärke, Glukose, Trockenhefe, Hefeextrakt, lösliches pflanzliches Protein, Molke, Bouillon, Fleischextrakt, Rindfleischextrakt, Baumwollsamenmehlextrakt und andere geeignete Nährstoffe.
In dem wäßrigen Schlamm, der gemäß der Erfindung bebrütet werden soll, können die gelöste und die dispergierte wasserunlösliche Proteinfraktion in einer Konzentration von etwa 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Schlamm, enthalten sein. Der Anteil der feinverteilten Feststoffe der wasserunlöslichen proteinhaltigen Fraktion, die in dem wäßrigen Schlamm suspendiert ist, beträgt geeigneterweise 5 bis 40 Gew.-%. Gegebenenfalls muß der wäßrige Schlamm, der die wasserlösliche Proteinfraktion und die wasserunlöslichen Proteinfraktionen enthält, wie vorstehend beschrieben wurde, mit Wasser verdünnt oder durch Eindampfen auf entsprechende Gehalte an wasserlöslichen und wasserunlöslichen Proteinfraktionen eingeengt werden, ehe er wärmeste
rilisiert, beimpft und bebrütet wird. Bei einer det möglichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens trennt man die wasserlösliche proteinhaltige Fraktion zunächst von dem gewonnenen wäßrigen Schlamm ab. Die Konzentration der wasserlöslicher Proteinfraktion, die bebrütet werden soll, darf nicht zu hoch sein, weil sonst Schwierigkeiten bei der anschließenden Behandlung entstehen, und zwar im wesentlichen aufgrund der übermäßig hohen Viskosität der Lösung, wodurch Geruch und Geschmack nicht in befriedigendem Ausmaß verbessert werden können Die jeweils geeigneten Konzentrationen der wasserlöslichen und wasserunlöslichen pflanzlichen Proteinfraktionen in dem wäßrigen Schlamm, der bebrütet werden soll, hängen von der Art des verwendeten pflanzlichen Proteinmaterials und der Art der verwendeten Mikroorganismen usw. ab, jedoch können die optimalen Werte dafür entsprechend den Verfahrensbedingungen leichi durch einfache Vorversuche bestimmt werden Auch der geeignete Gehalt an Förderern für das Wachstum der für das Bebrüten verwendeten Mikroorganismen ist von der Art der Impfgröße und anderer Faktoren des verwendeten Mikroorganismus abhängig auch hier kann durch einfache Vorversuche leicht der Optimalwert für die zuzugebende Menge an dem Wachstumsförderer gemäß den angewandten Verfahrensbedingungen bestimmt werden. Im allgemeinen wird der Wachstumsförderer in Mengen zwischen etwa 0,5 bis 5 Gew.-°/o des wäßrigen Schlammes oder der Lösung der pflanzlichen Proteinfraktionen, die bebrütet werden sollen, zugegeben.
Der so hergestellte sterile wäßrige Schlamm oder die Lösung der wasserlöslichen pflanzlichen Proteinfraktionen wird anschließend mit einer Saatkultur eines Mikroorganismus zum Bebrüten beimpft. Die Impfmenge an Mikroorganismus liegt dabei im allgemeinen bei 0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, des vorstehend genannten wäßrigen Schlammes oder der Lösung. Die Impfmenge ist auch von der Art der pflanzlichen Proteine, die behandelt werden, deren Konzentrationen in der Lösung, der Art des verwendeten Mikroorganismus und der Art der Bebrütung abhängig.
Der geimpfte wäßrige Schlamm oder die wäßrige Lösung wird dann bebrütet bzw. fermentiert. Die Bebrütung oder Fermentierung kann unter statischen Bedingungen oder unter Belüftung und Bewegung in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Die Temperatur und Dauer der Bebrütung hängen von der Art des pflanzlichen Proteinmaterials, dem verwendeten Mikroorganismus und den angewendeten Verfa^- rensbedingungen ab.
Die Fermentierungstemperatur liegt geeigneterweise im Bereich zwischen 15 und 400C und vorteilhaft zwischen 20 bis 37° C. Die Fermentierungsdauer beträgt geeigneterweise 12 bis 120 Stunden, vorzugsweise 16 bis 72 Stunden.
Gemäß der Erfindung wird es bevorzugt, den Stamm FCB-609 von Lactobacilli zum Impfen zu verwenden. In diesem Fall liegt die geeignete Bruttemperatur zwischen 25 und 37° C, vorzugsweise bei 300C. Die Brutzeit liegt geeigneterweise zwischen 12 und 30 Stunden, insbesondere 15 bis 20 Stunden.
Wenn die Bebrütungszeit übermäßig lang ist, besteht die Gefahr, daß mangelnder Geruch und Geschmack, die aufgrund der Fermentiening sekundär erzeugt werden, ansteigen und sich auf das gereinigte Proteinprodukt übertragen. Es ist daher notwendig, eine
optimale Bebrütungszeit auszuwählen, die vnn der Art des verwendeten pflanzlichen Proteinmaterials, den Konzentrationen der Proteinfraktionen in der Lösung, der Art und Menge des eingeimpften Mikroorganismus, der Bebrütungstemperatur und anderen Bebrütungsbe- s dingungen abhängt. Die Bestimmung der optimalen Bebrütungszeit kann vom Fachmann durch Ausführung einiger iinfacher Vorversuche erreicht werden.
Ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung der Schlamm oder die Lösung mit Milchsäure- oder !O Propionsäurebakterien geimpft, so muß der fermentierte Schlamm oder die Lösung, d. h. die Kulturbrühe, während der Bebrütung so eingestellt werden, daß der pH-Wert in einem Bereich von 4 — 8 gehalten wird. Wenn erforderlich, kann eine wäßrige Alkalilösung wie ι ς Natronlauge oder Kalilauge usw. zu gegebener Zeit zugegeben werden.
Besonders vorteilhaft ist es, bei der Durchführung der
Pprmpntjpritna nntpr VprwpnHiina ριηρς ^tammpc yrin
Milchsäurebakterien oder Propionsäurebakterien in der ·ο Kulturbrühe durch gelegentliche Zugabe von Alkali den pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 6,0 bis 8,0 zu halten. Diese Einstellung des pH-Wertes auf einen Wert nicht unter 6,0 kann verhindern, daß die wasserlösliche Proteinfraktion im Verlauf der Fermentierung ausfällt, wodurch die Ausbeute an wasserlöslichem Proteinprodukt verbessert wird. Verringert sich der pH-Wert in der Kulturbrühe auf einen Bereich von 4-6, so kann ein Teil der gelösten und/oder dispergierten wasserlöslichen Proteinfraktion ausfallen und muß abgetrennt und der ,'eiteren Aufarbeitung zugeführt werden. Bei pH-Werten erheblich über 8,0 wird das Wachstum der eingeimpften Mikroorganismen unterdrückt, so daß eine vollständige Entfernung von schlechtem Geruch und Geschmack aus dem pflanzlichen Proteinmaterial is nicht erreicht werden kann.
Nach Beendigung der Bebrütung wird die Kulturbrühe erhitzt und dadurch pasteurisiert. Die Pasteurisierung im Anschluß an die Fermentierung dient auch dazu, die den schlechten Geruch und Geschmack der Proteinfraktionen bewirkenden Substanzen oder Bestandteile zu entfernen. Sie wird vorzugsweise durch 10 bis 30 Minuten dauerndes Erhitzen der Kulturbrühe auf Temperaturen von 80 bis 121°C bei absatzweisem Verfahren erreicht. Bei einem kontinuierlichen Verfah- 4s ren können die Pasteurisierungsbedingungen in entsprechender Weise wie beim absatzweisen Verfahren eingestellt werden. Bei der Pasteurisierung darf der Einfluß des pH-Wertes in der Kulturbrühe nicht vernachlässigt werden, weil z. B. der Weißegrad des -so gereinigten Proteinproduktes, das am Verfahrensende erhalten wird, sich verschlechtert, wenn der pH-Wert in der Kulturbrühe beim Pasteurisieren vom neutralen Wert auf einen alkalischen Wert ansteigt Vorzugsweise soll der pH-Wert in der Kulturbrühe während des Pasteurisierens in einem Bereich von 6 —8 liegen.
Üblicherweise wird die pasteurisierte Kulturbrühe dann filtriert oder zentrifugiert um die unlöslichen festen Bestandteile abzutrennen. Auch bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die mit einer wäßrigen Lösung, die die wasserlösliche Proteinfraktion umfaßt und keine festen dispergierten Teilchen der wasserunlöslichen proteinhaltigen Fraktion des pflanzlichen Materials enthält durchgeführt wird, ist es häufig so, daß die pasteurisierte Kulturbrühe, die aus diesem Ausgangsmateriai erhalten wird, Anteile von festen Bestandteilen enthält die beim Fermentierungsverfahren gebildet worden sind und die aus der Kulturbrühc durch Filtrieren oder Zentrifugieren entfernt werden müssen. Natürlich braucht nicht filtriert oder zentrifugiert zu werden, wenn die pasteurisierte Kulturbrühe keine unlöslichen festen Bestandteile enthält. Auf diese Weise wird die pasteurisierte Kulturbrühe in die feste Phase, die die überwiegende Menge der wasserunlöslichen proteinhaltigen Fraktion des pflanzlichen Proteinmaterials und sehr geringe Anteile des festen Teiles der Zellen der für die Fermentierung verwendeten Mikroorganismen und gegebenenfalls etwa feste Reste des Förderers für das Wachstum der verwendeten Mikroorganismen enthält, und in die flüssige Phase aufgeteilt, die aus einer klaren wäßrigen Lösung besteht, die die gelösten und dispergierten wasserlöslichen Proteine und Kohlehydrate des pflanzlichen Proteinmaterials und gegebenenfalls auch wasserlösliche Bestandteile wie wasserlösliche Stoffwechselprodukte, beispielsweise Milchsäure, Prrminniüiirp neu/ pnihält Hip hpim Wflrhillim Hpr für - - — f- ■ - · — ■■-· -. — - ------ -.- .--
die Fermentie-ung verwendeten Mikroorganismen gebildet werden.
Die erhaltene flüssige Phase, die von der Kulturbrühe abgetrennt wurde, wird erfindungsgemäß weiterbehandelt, indem die für den charakteristischen unangenehmen Geruch und Geschmack in dem pflanzlichen Material verantwortlichen Substanzen und Bestandteile, die in der Lösung in flüssiger Phase verblieben sind, entfernt werden. Diese Entfernungsstufe besteht entweder in einer Adsorptionsbehandlung unter Verwendung von Aktivkohle, lonenaustauscherharzen vom Carboxyltyp, Kationenaustauscherharzen vom Phenoltyp oder amphoteren lonenaustauscherharzen und/oder in einem Gelfiltrierungsverfahren oder einem Dialyseverfahren unter Verwendung von semipermeablen Membranen oder einem elektrischen Dialyseverfahren unter Verwendung von Membranen aus Anionen und Kationen austauschenden Harzen. Auch in dieser Entfernungsstuie muß darauf geachtet werden, daß der pH-Wert in der flüssigen Phase, d. h. in der fermentierten wäßrigen Lösung, die die gelösten und dispergierten wasserlöslichen Proteine enthält, in einem Bereich zwischen 6,0 und 8,0 gehalten wird, da die Proteine koagulieren und aus der Lösung ausfallen können, wenn der pH-Wert unter 6,0 absinkt. Darüber hinaus sollte die Temperatur in dieser Entfernungsstufe so niedrig wie möglich sein und vorzugsweise unter Raumtemperatur, z.B. bei 10-200C, liegen. Die Reinigung sollte auch unter sterilen Bedingungen durchgeführt werden.
Die Behandlung mit Aktivkohle kann entweder absatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Beim absatzweisen Verfahren wird der flüssigen Phase, d.i.. der fermentierten und pasteurisierten Lösung der wasserlöslichen pflanzlichen Proteinfraktion, pulverisierte oder granulierte Aktivkohle in Anteilen von etwa 20-100%, insbesondere 50-100 Gew.-%, der wäßrigen Lösung zugegeben, die Mischung wird dann eine entsprechende Zeit bewegt und anschließend filtriert oder zentrifugiert, um die Aktivkohle von der Lösung abzutrennen. Wenri die Aktivkohlebehandlung kontinuierlich durchgeführt wird, wird die flüssige Phase durch eine Kolonne aus granulierter Aktivkohle (z. B. eine Kolonne mit einem Durchmesser von etwa 10 cm und einer Höhe von etwa 130 cm) hindurchgeführt Gute Ergebnisse werden beispielsweise erzielt, wenn die Geschwindigkeit des Durchgangs der Lösung durch die Kolonne bis zu SV= 1 entspricht und insbesondere etwa 10 Liter je Stunde beträgt Als Aktivkohle kann jede handelsüblich verfügbare Aktivkohle verwendet wer-
den. Als besonders geeignet hat sich jedoch eine Aktivkohle gezeigt, die nach dem Verfahren des britischen Patents 10 45 694 hergestellt worden ist.
Wird die Reinigiingsbehandlung durch ein Adsorptionsverfahren unter Verwendung eines loncnaustauscherharzes vom Carhoxyltyp durchgeführt, so kann man ebenfalls absatzweise oder kontinuierlich arbeiten. Für diesen Zweck eibnen sich beispielsweise Ionenaustauscherharze vom Carbonsäuretyp oder Kationenaustauscherharze vom Phenoltyp. Wird das Verfahren absatzweise unter Verwendung eines Kationenaustauscherharzes vom Carboxyltyp durchgeführt, so setzt man der wäßrigen Lösung des wasserlöslichen Proteins etwa 50-20Og dieses Harzes je Liter der Lösung zu und schüttelt etwa 30 Minuten. Will man ein amphoteres lonenaustauscherharz verwenden, so kann man beispielsweise ein aromatisches polymeres Harz, das Aminogruppen und phenolische Hydroxylgruppen oder Ca.rbonsäurpgruppen gleichzeitig an der no!vmprpn Kette des Harzes enthält, einsetzen. Bei Verwendung eines amphoteren lonenaustauscherharzes können die Behandlung und auch die Verfahrensbedingungen sowie die Verhältnisse des verwendeten Harzes und die Verfahrenstemperatur usw. im wesentlichen die gleichen sein wie sie für die Behandlung mit Aktivkohle beschrieben wurden.
Die Behandlung kann auch mit einem bekannten Gelfiltrierungsmittel durchgeführt werden. Als solches eignet sich beispielsweise ein Molekularsieb, das Dextrangel enthält, das durch Epichlorhydrin vernetzt ist.
Dextrangel ist besonders geeignet zur Entfernung des unangenehmen Geruches und Geschmacks aus der fermentierten und pasteurisierten wäßrigen Lösung des wasserlöslichen pflanzlichen Proteins. Vorzugsweise leitet man die Lösung durch eine Kolonne mit einem Durchmesser von 15 cm und einer Höhe von 40 cm bei einer Fließgeschwindigkeit von 5-6 Litern/Stunde bei einer Raumtemperatur von z. B. 2O0C.
Weiterhin kann die Entfernung der unerwünschten Substanzen und Bestandteile aus der Kulturbrühe auch durch ein übliches Dialyseverf'hren erreicht werden. Verwendet man zur Dialyse eine semipermeable Membran, so kann die Lösung z. B. in einen Sack oder ein Rohr gefüllt werden, das aus einer Membran aus regenerierter Cellulose (Cellophan) besteht, der bzw. das dann 12-24 Stunden in Wasser bei 5-20° C suspendiert wird. Dialysevorrichtungen vom Mehrzellentyp umfassen eine Anzahl von Membranen aus regenerierter Cellulose, die parallel so angeordnet sind, daß dazwischen verschiedene kleine Räume gebildet werden. Sie werden so eingesetzt, daß die Lösung nacheinander durch die miteinander kommunizierenden Räume hindurchgeführt und während des Durchgangs dialysiert wird.
Es ist auch möglich, mit einem elektrischen Dialyseverfahren unter Verwendung von Ionenaustauscherharzmembranen zu arbeiten. In diesem Fall wird die flüssige Phase der Kulturbrühe, d. h. die fermentierte und pasteurisierte wäßrige Lösung des wasserlöslichen pflanzlichen Proteins nacheinander durch eine Reihe von Räumen geführt, die zwischen wahlweise angeordneten Kationenaustauscherharzmembranen und Anionenaustauscherharzmembranen gebildet werden, während ein elektrisches Potential zwischen den entgegengesetzten negativen und positiven Polen angelegt wird, die an den äußersten Seiten der Ionenaustauscherharzmembranen vorliegen. Bei Durchführung des elektrischen Dialyseverfahrens können alle üblichen elektrischen Dialysevorrichtungen, die im Handel zur Verfügung stehen, eingesetzt werden. Die Verfahrensbedingungen für das elektrische Dialyseverfahren einschließlieh der Fließgeschwindigkeit der Lösung, die behandelt wird, des elektrischen Potentials, das angelegt werden muß, der elektrischen Stromdichte und anderer Verfahrensbedingungen, müssen in Abhängigkeit von der Art und Konzentration des Proteins in der zu
ίο behandelnden Lösung, der Temperatur der Lösung, der Anzahl der Zellen, der Art der lonenaustauscherharzmembranen usw. ausgewählt werden, um den gewünschten Zweck zu erreichen. Bei Versuchen wurden besonders befriedigende Ergebnisse erhalten, wenn die elektrische Dialysebehandlung 5 Stunden bei einem elektrischen Potential von 7,0 Volt zwischen den elektrischen Polen bei einem elektrischen Strom von 1,0 bis 0,1 Ampere bei einer Fließgeschwindigkeit von 160 !/Stunde rnit einer wirkssrp.srs Mernbrsnfläche von
jo 209 χ 10 cm2 durchgeführt wurde.
Die geruch- und geschmackfreien wasserlöslichen pflanzlichen Proteinprodukte, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten werden, können für verschiedene Anwendungszwecke als Ausgangsmate-
2< rial oder als Zusatz bei der Herstellung von Gewürzen, Konfekt, Brot, Nudeln, Getränken, fermentierten Nahrungsmitteln, Nährmitteln, Fischmehlpasteproduklen, Schinken, Wurst, milchartigen proteinhahigen Getränken, Milchsäuregetränken, Joghurt und käseartigen Nahrungsmitteln usw. verwendet werden. Die milden wasserlöslichen Proteinprodukte, wie sie gemäß der Erfindung hergestellt werden, sind äußerst vorteilhaft, weil sie keinen schlechten Geruch und Geschmack haben, festhalten oder abgeben, und zwar auch dann
i> nicht, wenn sie längere Zeit gelagert werden.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert.
Beispiel 1
.40 Zu 1 kg bei niedriger Temperatur entfettetem Sojabohnenmehl wurden unter Rühren 101 Wasser gegeben. Die entstandene Mischung wurde mit 10 g Kornmaische und einer geringen Menge eines Entschäumungsmittels vom Silikontyp versetzt. Die Mischung wurde dann durch Zusatz von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt und anschließend durch 15 Minuten Erhitzen auf 121°C sterilisiert. Zu diesem sterilisierten Ausgangsschlamm wurde in einer Impfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die vorher durch zweitägiges Züchten bei 300C von Milchsäurebakterien FCB-609 (ATCC 21 624) in einem Kulturmedium hergestellt wurde, das 5% Malzextrakt, 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcarbonat enthielt Der beimpfte Schlamm wurde 24 Stunden nach dem Impfen bei 300C bebrütet Nach 17 Stunden Brutzeit wurde zu dem bebrüteten Schlamm zur Einstellung des pH-Wertes auf einen Wert von etwa 7,0 eine etwa ll%ige wäßrige Natriumhydroxydlösung gegeben, um einen übermäßigen Abfall des pH-Wertes zu verhindern. Nach Abschluß der Bebrütung wurde die Kulturbrühe erneut durch Zusatz von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt Die Kulturbrühe wurde danach durch 15 Minuten Erhitzen auf 80° C pasteurisiert und dann in einen Zentrifugal-
i'5 scheider übergeführt, um die festen unlöslichen Bestandteile zu entfernen und die überstehende Lösung zu gewinnen, die die wasserlösliche Proteinfraktion des Sojabohnenmehls enthielt Diese Lösung wurde dann
dui'ch eine Kolonne von Aktivkohle (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert T) bei einer Flüssigkeitstemperatur von 15 —200C und einer Fließgeschwindigkeit von SV=I abwärts geführt. Das Eluat aus der Kolonne wurde sprühgetrocknet, und man erhielt 380 g eines pulverförmigen, milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes.
Bringt man 1 Liter des Eluats, das aus der Aktivkohlekolonne erhalten wurde (6% Feststoffgehalt), durch Zugabe von 1 N-Salzsäure auf einen pH-Wert von 4,5 und läßt über Nacht bei Raumtemperatur stehen, dann fällt ein Niederschlag aus. Der Miederschlag wurde durch Zentrifugieren gesammelt
Tabelle 5
und gefriergetrocknet. Man erhielt 30 g eines trocknen, milden und wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes.
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt unter Verwendung von anderen Stämmen von Milchsäurebakterien und Propionsäurebakterien .· !s dem Stamm FCB-609 mit der Ausnahme, daß die Brutbedingungen, wie in der nachstehenden Tabelle S angegeben, verändert wurden. Es wurden wieder ähnliche Ergebnisse erhalten. Angaben über die Stämme, die Brutbedingungen und die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 5 angegeben.
Name des verwendeten Mikroorganismus
Brutbedingungen Implmence Tcmpc- Zeit Wasserlösliches Wasser
peralur I'roteinprodukt gehalt
Kulturart Γ..) ( O (Tage) Ausbeute (%)
3.0 20 2 6
3.0 20 2 (g) 6
statisch 3,0 30 2 360 6
statisch 3.0 20 2 360 6
statisch 3.0 20 5 370 6
statisch 3.0 20 2 370 6
statisch 3.0 30 I 365 6
statisch 3.0 30 I 360 6
statisch 3.0 30 I 350 6
statisch 3.0 30 1 360 6
statisch 3.0 30 1 360 6
statisch 360
statisch 360
Streptococcus cremoris IAM 1150
Streptococcus faecalis ATCC 8043
Lactobacillus bulgaricus IAM 1120
Lactobacillus casci ATCC 7469
Lcuconostoc citrovorum ATCC 8081
Lcuconostoc mesenteroides ATCC 8042
Lactobacilli FCA 717 (ATCC 21 625)
Lactobacilli FCB 304 (ATCC 21 621)
Lactobacilli FCF 308 (ATCC 21 622)
Lactobacilli FCN 602 (ATCC 21 623)
Propionibacterium shermanii IAM 1725
(ATCC 21 626)
Beispiel 2
5 Liter der überstehenden Lösung, die die wasserlösliche Proteinfraktion des entfetteten Sojabohnenmehls enthielt, die bei der Zentrifugenbehandlung der Kulturbrühe in Beispiel 1 abgetrennt wurde, wurden durch eine Kolonne eines schwachen Kationen austauschenden Harzes (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe) hindurchgeführt, wobei die die unerwünschten Gerüche und Geschmäcke bewirkenden Substanzen und Bestandteile aus der überstehenden Lösung entfernt wurden. Das anfallende milde Eluat wurde auf bekannte Weise sprühgetrocknet, und man erhielt 225 g eines vollständig geruch- und geschmackfreien wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes.
Die gleiche überstehende Lösung der wasserlöslichen Proteinfraktion des entfetteten Sojabohnenmehls wurde in gleicher Weise, wie vorstehend beschrieben, mit der Ausnahme behandelt, daß eine Kolonne eines Ionenaustauscherharzes vom adsorbierenden Typ (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe) verwendet wurde. Bei diesem Verfahren erhielt man 230 g eines geruch- und geschmackfreien wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes.
Beispiel 3
5 Liter der überstehenden Lösung, die aus der Kulturbrühe bei der Zentrifugenbehandlung in Beispiel 1 abgetrennt wurden, wurden durch eine Kolonne eines bekannten Gelfiltrieru.gsmittels (200 rnm Durchmesser, 1260 mm Höhe) hindurchgeführt, wobei eine Fraktion aufgefangen wurde, die geruch- und geschmackfreie Proteine enthielt und außerdem eine Fraktion gewonnen wurde, die die für die us^rwünschten Gerüche und Geschmäcke verantwortlichen Substanzen enthielt. Die erste Fraktion wurde sprühgetrocknet, und man erhielt 230 g eines trocknen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das vollständig geruch- und geschmackfrei war.
Beispiel 4
1 Liter der überstehenden Lösung, die aus der Kulturbrühe des Beispiels 1 durch die Zentrifugenbehandlung abgetrennt worden war, wurde in einem Rohr aus einer semipermeablen Membran angeordnet und durch 20 Stunden Aufhängen des Rohres in Leitungswasser bei 5— 100C dialysiert. Der Flüssigkeitsgehalt im Rohr wurde dann gefriergetrocknet, und man erhielt 40 g eines trocknen, wasserlöslichen pflanzlichen
(So Proteinproduktes, das die ursprünglichen nicht ansprechenden Gerüche und Geschmäcke nicht mehr aufwies.
Beispiel 5
5 Liter der überstehenden Lösung, die durch die fts Zentrifugenbehandlung im Beispiel 1 von der Kulturbrühe abgetrennt worden waren, wurden durch 5 Stunden Umlaufen durch eine elektrische Dialysevorrichtung vom Mehrzell-Typ behandelt, die mit Katio-
nenausiauscher- und Anionenaustauscherharzmembranen versehen war. Die FlieQgeschwindigkeit betrug 10 Liter/Stunde, die angewandte Spannung 7 Volt und der elektrische Strom hatte 0,4-0,1 Ampere. Die behandelte Lösung wurde danach sprühgetrocknet, und man erhielt 240g eines trocknen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das die dem Sojabohnenmehl anhaftenden unerwünschten Gerüche und Geschmäcke nicht mehr aufwies.
Beispiel 6
1 kg eines bei niedriger Temperatur entfetteten Sojabohnenmehls wurde in 10 Liter Wasser dispergiert, und man erhielt eine Suspension, zu der 10 g Kornquellflüssigkeit und eine geringe Menge eines Entschäumungsmittels vom Silikontyp zugegeben wurden. Die Mischung wurde durch 30 Minuten Erhitzen auf 700C einer ersten Pasteurisierung unterworfen. Dieser Schlamm wurde in einer Impfmenge von 3% mit einer Samenkultur geimpft, die vorher durch 2 Tage Züchten bei 300C von Milchsäurebakterien FCB-609 in einem Kulturmedium hergestellt wurden, das 5% Malzextrakt, 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcarbonat enthhlt Nach dem Impfen wurde der beimpfte Schlamm 24 Stunden bei 30° C bebrütet. Während der Brutzeit wurde eine ll°/oige wäßrige Natronlauge zu dem Schlamm nach 16 Stunden und nach 21,5 Stunden Brutzeit gegeben, um den pH-Wert auf 6,8 einzustellen, damit eine etwaige unerwünschte Senkung des pH-Wertes verhindert wird. Am Ende der Brutzeit wurde die Kulturbrühe durch Zugabe von wäßriger Natronlauge wieder auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt und anschließend durch 15 Minuten Erhitzen auf 100°C einer zweiten Pasteurisierung unterworfen. Die pasteurisierte Kulturbrühe wurde in einen Zentrifugalabscheider eingebracht, um die wasserunlöslichen festen Bestandteile abzutrennen. Die anfallende überstehende Lösung wurde durch 3 Stunden Umlauf durch die gleiche elektrische Dialysevorrichtung, wie sie in Beispiel 5 verwendet wurde, bei einer Fließgeschwindigkeit von 10 l/Stunde, einer angewandten Spannung von 7 Volt und einer elektrischen Stromstärke von 0,4 — 0,1 Ampere weiterbehandelt und anschließend durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 840 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle abwärts geführt, wobei die Flüssigkeitstemperatur 15-200C und die Rsumströmungsge-Sthwindigkeit SV=I betrug. Das Eluat aus der Aktivkohlekolonne wurde dann sprühgetrocknet, und man erhielt 280 g eines trocknen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das keine unerwünschtten Gerüche und Geschmäcke mehr aufwies, wie sie für das entfettete Sojabohnenmehl charakteristisch sind.
Das vorstehend beschriebene Verfahren des Beispiels 6 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle der Aktivkohiebehandlung die überstehende Lösung zunächst durch eine Kolonne (98 mm Durchmeaer, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7,0) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von 15 —200C und einer SV=I geführt wurde und die elektrische Dialysebehandlung danach unter den gleichen Bedingungen, wie sie vorstehend beschrieben sind, durchgeführt wurde. Die Sprühtrocknung der so behandelten Lösung ergab ebenfalls 280 g eines trocknen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten
ίο Gerüchen und Geschmäcken, wie sie für das Sojabohnenmehl charakteristisch sind, war.
Beispiel 7
Zu 1 kg eines bei niedriger Temperatur entfetteten Sojabohnenmehls wurden 10 I Wasser und 10 g Kornquellflüssigkeit sowie eine geringe Menge eines Entschäumungsmittels vom Silikontyp zugegeben. Die entstehende Mischung wurde durch Zusatz von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt und dann durch 15 Minuten Erhitzen auf 1000C pasteurisiert Zu diesem Ausgangsschlamm wurde eine Impfmenge von 3% einer Saatkultur gegeben, die durch Schüttelkultur einer Hefe Saccharomyces rouxii IAM 4028 (ATCC 20 300) in einem Kulturmedium 1 Tag bei 28°C gezüchtet worden war, das 2% Malzextrakt und 0,2% Hefeextrakt enthielt Der beimpfte Schlamm wurde 24 Stunden bei 28° C unter Bewegen und Belüftung bebrütet. Die erhaltene Kulturbrühe wurde anschließend 15 Minuten durch Erhitzen auf 90° C pasteurisiert und dann in einem Zentrifugalscheider zentrifugiert, um die wasserunlöslichen Feststoffe zu entfernen und die überstehende Lösung zu gewinnen, die die wasserlösliche Proteinfraktion des darin gelösten Sojabohnenmehls enthielt Diese überstehende Lösung wurde durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von 15 —20°C und einer Raumströmungsgeschwindigkeit von SV= 1 geführt, um die die beanstandeten Gerüche und Geschmäcke verursachenden Bestandteile daraus zu entfernen. Die Sprühtrocknung des Eluats aus der Aktivkohlekolonne ergab 340 g eines trocknen, pflanzlichen Proteinproduktes, das in Wasser löslich war und keine unerwünschten Gerüche und Geschmäcke aufwies, wie sie für das rohe Sojabohnenmehl charakteristisch sind.
Das vorstehend beschriebene Verfahren des Beispiel; 7 wurde unter Verwendung von anderen Hefestämmer als dem vorstehend genannten Stamm unter gleicher Verfahrensbedingungen mit der Ausnahme wiederholt daß die Brutbedingungen so verändert wurden, wie es ir der nachstehenden Tabelle 6 angegeben ist. Die Hefestämme und die angewendeten Verfahrcnsbedin gungen sowie die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 6 zusammengefaßt.
Tabelle 6
Name d es verwendeten Stammes Bruthedingungen Impf
menge		 Tempe
ra Iu r		 /eil Wasserlösliches
l'rolcinprodukl
ArI der Kullur <%) ( ( 1 (Tilg) Aus- Wiisser-
beule gehall
3 30 I (g) ("'.·)
C a nil i el a krusei IAM 4X01 belüftet und bewegt 3 30 I 350 f.
Piehia larinosa IAM 4303 belüftet und bewegt 350 (,
809 615/17?
Fortsetzung
Name des verwendeten Stammes
Brutbedingungen Impf Tempe Zeit Wasserlösliches Wasser
menge ratur l'roteinprodukt gehali
An der Kultur (%( ( C) (Tag) Aus (%)
3 28 I beule 6
3 28 I (g) 6
belüftet und bewegt 3 28 I 340 6
belüftet und bewegt 3 28 I 340 6
belüftet und bewegt 340
belüftet und bewegt 350
Yeast FMA 308 (ATCC 20 301) Yeast FMB 607 (ATCC 20 304) Yeast FMG 602 (ATCC 20 302) Yeast FMH 603 (ATCC 20 303)
Beispiel 8
Zu 1 kg entfettetem Baumwollsamenmehl wurden IOg Kornquellflüssigkeit und 10 1 Wasser gegeben und die Mischung gut bewegt, um eine Suspension zu erhalten, die anschließend durch 15 Minuten Erhitzen auf 1000C sterilisiert wurde. Zu dem gebildeten sterilen Schlamm wurde in einer Impfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die durch 2 Tage Züchten bei 30° C von Milchsäurebakterien FCB-609 in einem Kulturmedium erhalten wurde, das 5% Malzextrakt, 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcarbonat enthielt. Der beimpfte Schlamm wurde dann 24 Stunden bei 30° C unter statischen Bedingungen bebrütet. Nach 17 Stunden Brutzeit wurde eine etwa ll%ige wäßrige Natronlaugelösung zu der Fermentierungsbriihe gegeben, um den pH-Wert auf 7,0 einzustellen, damit ein übermäßiger Abfall des pH-Wertes während der Bruttiit verhindert wird. Nach beendeter Bebrütung wurde die Kulturbriihe erneut durch Zugabe von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt und anschließend durch 15 Minuten Erhitzen auf 8O0C pasteurisiert. Die pasteurisierte Kulturbrühe wurde dann zentrifugiert, um die wasserunlösliche feste Phase abzutrennen und die überstehende Lösung zu gewinnen, die die wasserlösliche Proteinfraktion des Baumwollsamenmehls enthielt. Diese Lösung wurde durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von 15 —200C und einer Raumströ- mungsgeschwindigkeit von SV=I hindurchgeführt, um die für die unerwünschten Gerüche und Geschmäcke verantwortlichen Bestandteile zu entfernen. Die Sprühtrocknung des Eluats aus der Aktivkohlekolonne ergab 180 g eines trocknen, pflanzlichen Proteinproduktes, das so in Wasser löslich war und keine unerwünschten Gerüche und Geschmäcke aufwies, wie sie für Baumwollsamenmehl charakteristisch sind.
Beispiel 9
Zu 1 kg entfettetem Baumwollsamenmehl wurden 10 g Kornquellflüssigkeit und 10 I Wasser gegeben und die Mischung vollständig bewegt, um eine gleichmäßige Suspension zu erhalten, die anschließend durch 15 Minuten Erhitzen auf 100°C sterilisiert wurde. Zu dem anfallenden sterilen Schlamm wurde eine Impfmenge von 3% einer Samenkultur geimpft, die vorher durch 1 Tag Züchten bei 28°C von Hefe vom Stamm Saccharomyces rouxii IAM 4028 unter aerobischen Bedingungen in einem Kulturmedium erhalten wurde, fi.s das 2% Malzextrakt und 2,0% Hefe enthielt. Der beimpfte Schlamm wurde dann 24 Stunden bei 28° C unter Belüftung und Bewegung bebrütet. Die entstehende Kulturbrühe wurde durch 15 Minuten Erhitzen auf 90°C pasteurisiert und anschließend mit einem Zentrifugalscheider fraktioniert, um die wasserunlösii .fie feste Phase abzutrennen und die überstehende Lösung zu gewinnen, die die wasserlösliche Proteinfraktion des Rohmaterials enthielt. Diese Lösung wurde durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Lösungstemperatur von 15 —20°C und einer Raumströmungsgeschwindigkeit von SV= 1 geführt, um die für die unerwünschten Gerüche und Geschmäcke verantwortlichen Bestandteile zu entfernen. Die Sprühtrocknung des Eluats aus der Kohlekolonne ergab 170 g eines trocknen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das keine unerwünschten Gerüche und Geschmäcke mehr aufwies, wie sie für Baumwollsamenmehl charakteristisch sind.
Beispiel 10
1 kg in Ohio/USA gezogene Sojabohnen wurde über Nacht in Wasser eingetaucht und aufgequollen und die Hülsen der aufgequollenen Sojabohnen entfernt. Nach Zusatz von 4,5 Liter Leitungswasser wurden die Sojabohnen vermählen. Der entstehende Schlamm wurde mit einer Basket-Zentrifuge behandelt, um die unlöslichen festen Bestandteile zu entfernen und einen Lösungsextrakt zu gewinnen, der die wasserlösliche Proteinfraktion der darin gelösten und dispergierten Sojabohnen enthielt. Zu diesem Lösungsextrakt wurden 10 g Kornquellflüssigkeit und eine geringe Menge eines silikonhaltigen Entschäumungsmittels gegeben und der Extrakt gut vermischt, um eine gleichmäßige Lösung zu erhalten, die anschließend durch 10 Minuten Erhitzen auf 12t°Csterilisiert wurde.
Die Saatkultur wurde durch 2 Tage Züchten bei 30°C von Milchsäurebakterien FCB-609 in einem Kulturmedium hergestellt, das 5% Malzextrakt, 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcarbonat enthielt. Diese Saatkultur wurde der vorstehend genannten Ausgangslösung oder -dispersion in einer Impfmerige von 3% eingeimpft und die beimpfte Lösung oder Dispersion 24 Stunden bei 30°C unter statischen Bedingungen bebrütet, so daß in der Lösung eine Fermentierung erfolgte. Nach 12 Stunden Brutzeit wurde gelegentlich etwa ll%ige wäßrige Natronlauge zu der Fermentierungsbrühe gegeben, um sicherzustellen, daß der pH-Wert nicht unter 6,0 abfällt Nach beendeter Brutzeit wurde die Kulturbrühe durch Zugabe von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt und anschließend 15 Minuten durch Erhitzen auf 85°C pasteurisiert. Die pasteurisierte KulturbrUhe wurde dann mit einer Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe,
pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von 200C und einer Raumströmungsgeschwindigkeit von SV=I behandelt. Die Sprühtrocknung des Eluats aus der Kohlekolonne ergab 360 g eines trocknen Pulvers eines wasserlöslichen Proteinproduktes, das frei von den beanstandeten Gerüchen und Geschmäcken war. Das Verfahren des Beispiels 10 wurde unter
Tabelle 7
Verwendung von anderen MHchsäurebakterien und Propionsäurebakterien als dem vorstehend genannten Stamm FCB-609 mit der Ausnahme wiederholt, daB die Brutbedingungen, wie in der nachstehenden Tabelle 7 angegeben, verändert worden sind. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten. Die verwendeten Stämme, die Brutbedingungen und Ergebnisse sind in Tabelle 7 zusammengefaßt.
Name des verwendeten Mikroorganismus
Brutbedingungen ImpCmenge Temperatur Zeit Wasser
lösliches
Proteinprodukt
Art der Kultur (%) (C) (Tage) Ausbeute
20 2 (g)
statisch 3,3 20 2 360
statisch 3,3 30 2 360
statisch 3,3 20 2 360
statisch 3,3 20 5 360
statisch 3,3 20 2 360
statisch 3,3 30 1 360
statisch 3,3 30 1 360
statisch 3,3 30 1 360
statisch 3,3 30 1 360
statisch 3,3 30 2 360
statisch 360
Streptococcus crcmoris IAM 1150 Streptococcus faecalis ATCC 8043 Lactobacillus bulgaricus IAM 1120 Lactobacillus casei ATCC 7469 Leuconostoc citrovorum ATCC 8081 Leuconostoc mesenteroides ATCC 8042 Lactobacilli FCA 717 (ATCC 21 625) Lactobacilli FCB 304 (ATCC 21 621) Lactobacilli FCF 308 (ATCC 21 622) Lactobacilli FCN 602 (ATCC 21 623)
Propionibacterium shcrmanii IAM 1725 (ATCC 21626)
Beispiel 11
1 kg in Japan gezüchteter Sojabohnen wurde über Nacht in Wasser eingetaucht und aufgequollen. Nach Entfernung der Hülsen wurden 4,5 1 Leitungswasser zu c en Sojabohnen gegeben und vermählen, um einen Schlamm zu erhalten, der anschließend zentrifugiert wurde, um die unlöslichen Bestandteile abzutrennen. Zu c er entstehenden Lösungsphase wurden 180 g lösliche Stärke gegeben und die Mischung bewegt und vermischt, um sie gleichmäßig zu machen. Die Lösung .v/urdedann 10 Minuten bei 12I°C sterilisiert.
Zu dieser sterilen Ausgangslösung wurden 33% einer Saatkultur eingeimpft, die vorher durch 24 Stunden Züchten bei 28° C von Hefe vom Stamm Candida krusei IAM 4801 in einem Kulturmedium erhalten wurden, das 2% Malzextrakt und 0,2% Hefeextrakt enthielt. Die beimpfte Lösung wurde dann 24 Stunden bei 28°C unter Belüftung und Bewegung bebrütet und anschließend die Kulturbrühe durch 10 Minuten Erhitzen auf 121°C sterilisiert. Die Kulturbrühe wurde dann zentrifugiert, um die unlöslichen festen Bestandteile einschließlich der Hefezellen usw. zu entfernen und die gebildete flüssige Phase dann mit einer Kolonne (93 mm durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von 20°C und SV= 1 behandelt. Die anschließende Sprühtrocknung des Eluats aus der Aktivkohlekolonne ergab 350 g eines trocknen Pulvers eines milden wasserlöslichen Proteinproduktes.
Das Verfahren von Beispiel 11 wurde unter Verwendung von anderen Hefestämmen als der vorstehend genannten Hefe mit der Ausnahme wiederholt, daß die Brutbedingi-.ngen, wie in der nachstehen- den Tabelle 8 angegeben, verändert wurden. Es wurden ähnliche Ergebnisse erhalten. Die Hefestämme, die Brutbedingungen und auch die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 8 angegeben.
Tabelle 8
Name des verwendeten Mikroorganismus Brutbedingungen Impfgröße Tempe Zeit Wasserlösliches
ratur Proteinprodukt
Art der Kultur <%) ( C) (Tag) Ausbeute
3,3 30 1
(g)
Pichia rarinosa IAM 4303 (ATCC 20 299) belüftet und 3,3 30 1 350
bewegt
Saccharomyces rouxii IAM 4028 belüftet und 350
(ATCC 20 300) bewegt
Fortsetzung
Name des verwendeten Mikroorganismus
Hruthedingungen ImplgrüUc Tempe /eil Wasserlösliches
ratur l'roteinproduki
Art der Kultur (%) ( C) (Tag) Ausheute
3,3 28 I
(g)
belüftet und 3,3 28 ! 350
bewegt
belüftet und 3,3 28 I 350
bewegt
belüftet und 3,3 28 I 350
bewegt
belüftet und 350
bewegt
Beispiel 12
Yeast FMA 308 (ATCC 20 301)
Yeast FMB 607 (ATCC 20 304)
Yeast FMG 602 (ATCC 20 302)
Yeast FMH 603 (ATCC 20 303)
1 kg trockne Erdnußkerne wurden in Wasser über Nacht eingetaucht und aufgequollen, und die gequollenen Kerne wurden vermählen, wobei nach und nach Wasser zugegeben wurde bis zu einem Gesamtvolumen von 101. Der gebildete Schlamm wurde dann mit einem Zentrifugalscheider zentrifugiert, um die unlöslichen festen Bestandteile zu entfernen und einen Lösungsextrakt zu gewinnen, der die wasserlöslichen Proteine des ErdnuBproteins gelöst und dispergiert darin enthielt. Zu dem Lösungsextrakt wurden tOg Kornquellflüssigkeit und eine geringe Menge eines Entschäumungsmitteis vom Silikontyp gegeben und die Mischung dann auf einen pH-Wert von 6,8 durch Zugabe von wäßriger Natronlauge eingestellt und durch 15 Minuten Erhitzen auf 121 ° C sterilisiert. Zu dieser sterilen Lösung wurde in einer Impfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die vorher durch 2 Tage Züchten bei 300C von Milchsäurebakterien FCB-609 in einem Medium erhalten wurden, das 5% Malzextrakt und 0,4% Nährbrühe enthielt. Nach dem Impfen wurde die beimpfte Lösung 24 Stunden bei 300C bebrütet. Während der Brutzeit wurde die fermentierte Brühe durch Zusatz von etwa 11%iger Natronlauge nach 16 Stunden auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt, um einen übermäßigen Abfall des pH-Wertes der Lösung zu verhindern. Danach wurde zu geeigneten Zeiten immer wieder Alkali zugegeben, um den pH-Wert bei einem Wert von 6,0 oder mehr zu halten. Nach beendeter Brutzeit wurde die erhaltene Kulturbrühe erneut mit wäßriger Natronlauge versetzt und der pH-Wert auf 6,8 eingestellt. Danach wurde 15 Minuten durch Erhitzen auf 80° C pasteurisiert.
Die pasteurisierte Kulturbrühe wurde weiterbehandelt, indem sie durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von 20°C und einer SV= 1 hindurchgeführt wurde. Das anfallende Eluat wurde auf bekannte Weise sprühgetrocknet, und man erhielt 370 g eines pulverförmigen wasserlöslichen Proteinproduktes.
Beispiel 13
Zu 1 kg bei niedriger Temperatur entfettetem Sojabohnenmehl wurden 10 I Wasser gegeben und die Mischung auf 500C erwärmt, um das Aufquellen der Sojabohnenmehlteilcnen zu fördern. Der entstehende Schlamm wurde mit einem Zentrifugalscheider behandelt, um die festen Bestandteile daraus zu entfernen und den Lösungsextrakt zu gewinnen, der die wasserlösliche Fraktion des Sojabohnenproteins enthielt. Zu diesem Lösungsextrakt wurden 10 g Kornquellflüssigkeit und eine geringe Menge eines Entschäumungsmittels vom Silikontyp gegeben und die Mischung dann durch Zugabe von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt und durch 15 Minuten Erhitzen auf IQO0C sterilisiert. Zu dieser sterilisierten Lösung wurde in einer Impfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die vorher durch 2 Tage Züchten bei 300C des Stammes FCB-609 in einem Medium erhalten wurde, das 5% Malzextrakt, 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcarbonat enthielt. Nacli dem Impfen wurde die Lösung 24 Stunden bei 3O0C bebrütet. Nach 17 Stunden Brutzeit wurde die fermentierte Lösung durch Zugabe von etwa f>0
11%iger wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt, um einen übermäßigen Abfall des pH-Wertes der Lösung zu verhindern.
Nach der Brutzeit wurde die Kulturbrühe wieder mit wäßriger Natronlauge versetzt und ein pH-Wert von 7,0 eingestellt. Danach wurde 15 Minuten durch Erhitzen a'if 80° C pasteurisiert.
Die Kulturbrühe wurde dann behandelt, indem sie durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, )260mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle mit einer Flüssigkeitstemperatur von 15-200C und einer SV = I hindurchgeführt wurde. Das Eluat aus der Kolonne wurde dann i.jf bekannte Weise sprühgetrocknet, und man erhielt 350 g eines pulverförmigen wasserlöslichen Proteinproduktes.
Das Verfahren des Beispiels i3 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß andere Milchsäurebakterien als der Stamm FCB-609 oder auch Propionsäurebakterien unter verschiedenen Brutbedingungen, wie sie in der nachstehenden Tabelle 9 angegeben sind, verwendet wurden.
Tabelle (>
Name des verwendeten Mikroorganismus
Streptococcus crcmoris ΙΛΜ 115(1
Streptococcus l'accalis ATCC 8043
Lactobacillus bulgaricus ΙΛΜ 1120
l.aclobacilliis casei Λ FCC 7469
Leuconostoc citrovorum ATCC 8081
Leuconostoc mesenicroides AlCC 8042
L.::'j!i!h:!'.i!!i ! CA 7!7 ί.ΛΤΓΓ 7\ 6?S)
l.actohacilli ICB 304 (ATCC 21 621)
l.aclobacilli ICI 30S (ATCC 21 622)
l.actobacilli ICN 602 (ATCC 21 623)
Propionibacterium shermanii IAM 1725
(ATCC 21 626)
IUUIhCd1Hg1, ipcn Inipl'mcngc Tempe
ratur		 /eil ) Wasser
lösliches
l'roteinprodukl
Λ rl der
Kultur		 ("/„I ( Cl ( lage) ) Ausbeute
3 20 ) (μ)
statisch 3 20 ) 350
statisch 3 30 ; 350
statisch 3 20 ; ) 350
statisch 3 20 350
statisch 3 20 ; 350
statisch 3 30 350
statisch 3 30 350
statisch 3 30 350
statisch 3 30 350
statisch 3 30 350
statisch 350
Beispiel 14
5 Liter der in Beispiel 13 erhaltenen pasteurisierten Kulturbrühe wurden durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe) eines schwachen Kationenaustauscherharzes hindurchgeführt, so daß ein Eluat anfiel, das die die unerwünschten Gerüche und Geschmäcke, die für Sojabohnen charakteristisch sind, enthaltenden Bestandteile nicht mehr aufwies. Dieses Eluat wurde sprühgetrocknet, und man erhielt 220 g eines pulverförmigen wasserlöslichen Sojabohnenproteinproduktes, das mild war.'
Eine ähnliche Behandlung wurde durchgeführt, indem man eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe) eines amphoteren lonenaustauscherharzes aus einem aromatischen Polymerisat, das Amingruppen und phenolische Hydroxylgruppen an der polymeren Kette enthielt, verwendete. Es wurden 220 g eines pulverförmigen wasserlöslichen Sojabohnenproteinproduktes 4s erhalten, das keine unerwünschten Gerüche und Geschmäcke aufwies.
Beispiel 15
5 Liter der pasteurisierten Kulturbrühe, die im Beispiel 13 erhalten wurde, wurden durch eine Kolonne (200 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe) eines Gelfiltrierungsmittels fraktioniert, und man erhielt eine Fraktion, die ein mildes Sojabohnenprotein enthielt Durch Sprühtrocknen wurden 210 g eines pulverförmigen, wasserlöslichen Sojabohnenproteinproduktes erhalten, das keine unerwünschten Gerüche und Geschmäcke aufwies.
Beispiel 16 ^
5 Liter der in Beispiel 13 erhaltenen Sterilkultur wurden in einem semipermeablen nahtlosen Rohr aus regenerierter Cellulose angeordnet und anschließend 20 Stunden in einem Strom von fließendem Wasser bei 5 —100C dialysiert. Der Inhalt des Rohres wurde dann fts iyophiüsiert und man erhielt 220 g eines trocknen, wasserlöslichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäcken war.
Beispiel 17
5 Liter der in Beispiel 13 erhaltenen pasteurisierten Kulturbrühe wurden durch Umlaufen durch eine elektrische Dialysevorrichtung vom Mehrzelltyp, die mit lonenaustauschermembranen 5 Stunden mit einer Fließgeschwindigkeit von 160 l/Stunde bei einer angewandten Spannung von 7 Volt und einem elektrischen Strom von 0,4-0.1 Ampere behandelt. Die so behandelte Kulturbrühe wurde dann in bekannter Weise sprühgetrocknet, und man erhielt 210 g eines trocknen, wasserlöslichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäcken war.
Beispiel 18
1 kg bei niedriger Temperatur entfettetes Sojabohnenmehl wurde in 10 I Leitungswasser über Nacht suspendiert und aufgequollen und anschließend zentrifugiert, um einen Lösungsextrakt der wasserlöslichen Proteinfraktion des Sojabohnenmehls abzutrennen. Zu dieser Lösung wurden 10 g Kornquellflüssigkeit und eine geringe Menge eines Antischaummittels vom Silikontyp gegeben und die Mischung durch 30 Minuten Erhitzen auf 700C einer ersten Sterilisation unterworfen. Zu dieser sterilisierten Ausgangslösung wurde >*i einer Impfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die vorher durch 2 Tage Züchten bei 30° C von Milchsäurebakterien FCB-609 in einem Medium erhalten wurden, das 5% Malzextrakt 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcarbonat enthielt Nach dem Impfen wurde die geimpfte Lösung 24 Stunden bei 300C bebrütet Nach 16 Stunden wurde die fermentierte Brühe durch Zugabe von etwa 1 l%iger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt Nach abgeschlossener Brutzeit wurde die erhaltene Kulturbrühe erneut durch Zugabe von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt und anschließend durch 15 Minuten Erhitzen auf 1000C ein zweites Mal sterilisiert
Die so erhaltene sterilisierte Kulturbrühe wurde behandelt indem säe durch eine elektrische Dialysevorrichtung umlief, die mit Ionenaustauscherharzmembranen versehen war. Es wurde 3 Stunden bei einer
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Fließgeschwindigkeit von 10 !/Stunde bei einer Spannung von 7 Volt und einem elektrischen Strom von 0,4-0.1 Ampere behandelt und anschließend durch eine Kolonne hindurchgeführt (98 mm Durchmesser, 840 mm Höhe, pH-Wert 7), die aus Aktivkohle bestand. Die Flüssigkeitstemperatur betrug I5-2O°C und die Raumströmungsgeschwindigkeit SV = I. Das Eluat aus der Kolonne wurde dann sprühgetrocknet, und man erhielt 310 g eines pulverförmiger wasserlöslichen Proteinprodukies, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäcken war.
Das Verfahren des Beispiels 18 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß die sterilisierte Kulturbrühc zunächst mit Aktivkohle behandelt wurde, indem sie durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH-Wert 7,0) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatiir von 15-20°C und einer SV== I hindurchgefühlt und anschließend der elektrischen Dialyse unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen unterworfen wurde. Die Lösung aus der Dialysevorrichtung wurde sprühgetrocknet, und man erhielt JOO g eines pulverförmiger wasserlöslichen Sojabohnenproteinproduktes, das ebenfalls mild war.
Beispiel 19
Zu I kg bei niedriger Temperatur entfettetem Sojabohnenmehl wurden 10 I Wasser gegeben und das Mehl in Wasser über Nacht suspendiert und aufgequollen. Der entstehende .Schlamm wurde in einen ZenHfugalscheider gebracht, um den Lösungsextrakt der wasserlöslichen Proteinfraktion des Sojabohnenmehlmaterials zu gewinnen. Zu dem l.ösungsextrakt wurden 10 g Kornqiicllflüssigkcii gegeben und eine geringe Menge eines Antischaummittels vom Silikontyp. Die Mischung wurde durch Zugabe von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 6,8 eingestellt und dann durch 15 Minuten Erhitzen auf 100"C sterilisiert. Zu dieser sterilisierten Lösung wurde in einer Impfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die vorher getrennt durch 1 Tag bei 28"C .Schüttelkultur der Hefe Siiccharomyces rouxii IAM 4028 in einem Medium erhalten worden war, das 2% Malzextrakt und 0,2% Hefeextrakt enthielt. Die geimpfte Lösung wurde 24 Stunden bei 28"C unter Belüftung und Bewegung bebrütet und die anfallende Kulturbrühe dann durch 5 Minuten Erhitzen auf 900C pasteurisiert und anschließend unter Verwendung eines Zentrifugalscheiders zentrifugiert, um einen geringen Anteil von unlöslichen Bestandteilen abzutrennen und die überstehende Lösung zu gewinnen. Diese Lösung wurde durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser. 1260 mm Höhe, pH-Wert 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstcm peraturvon 15 — 20° C und einer SV = I hindurchgeführt. Sprühtrocknung der so behandelten Lösung ergab 300 g eines pulverförmigen, wasserlöslichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäcken war.
Das vorstehende Verfahren wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß andere als die vorstehend erwähnten Hefestämme unter anderen Brutbedingungen, wie sie in Tabelle 10 nachstehend angeführt sind, verwendet wurden. Es wurden auch hier ähnliche Ergebnisse erhalten. Die verwendeten Stämme, Brutbedingungen und die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 10 zusammengefaßt.
Tabelle 10
Name des verwendeten Mikroorganismus
lirulhediiigungen
Art tier KulHir lmpimc π ge
Pichia I'arinosa IAM 4303 (ATCC 20 21W) belüftet und
bewegt
Saccharomyces rouxii IAM 4028 (ATCC 20 300) belüftet und
bewegt
Yeast FMA 3OX (ATCC 20 301) belüftet und
bewegt
Yeast FMB 607 (ATCC 20 304) belüftet und
bewegt
Yeast FMG 602 (ATCC 20 302) belüftet und
bewegt
Yeast FMFI 603 (ATCC 20 303) belüftet und
bewegt I empcratiu
30
30
2X
28
28
28
/eil
Wasserlösliches l'niteinproilukl
Λ usheute
(μ)
300
300
300
300
300
3(K)
Beispiel 20
I kg entfettetes Baumwollsamenmehl wurde gleich mäßig in tO I Wasser suspendiert und aufgequollen und der Schlamm 1 Stunde bei 50° C gerührt und anschließend in einen Zentrifugalscheider Oberführt, um die unlöslichen Bestandteile zu entfernen und einen Lösungsextrakt der wasserlöslichen Proteinfraktion des Rohmaterials zu gewinnen.
Zu diesem Lösungsextrakt wurden 10 g Komquellflüssigkeit gegeben und die Mischung durch Rühren gleichmäßig gemacht. Anschließend wurde die Mischung durch 15 Minuten Erhitzen auf 100°C sterilisiert.
ho Zu dieser sterilisierten Lösung wurde in eine hnpfmenge von 3% eine Saatkultur gegeben, die vorher durch 2 Tage Bebrüten bei 300C der Milchsäurebakterien FCB-609 in einem Medium erhalten worden waren, das 5% Malzextrakt, 0,4% Nährbrühe und 1% Calciumcar-
fts bonat enthielt.
Die beimpfte Lösung wurde 24 Stunden bei 30° C unter statischen Bedingungen bebrütet. Nach 17 Stunden Brutzeit wurde die fermentierte Brühe durch
4?
Zugabe von etwa 11 °/oiger wäßriger Kalilauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt, um einen übermäßigen Abfall des pH-Wertes der Brühe zu verhindern, der sonst während der Bebrütung eintreten würde. Nach beendeter Bebrütung wurde die gebildete Kultiirbrühe erneut durch Zusatz von wäßriger Natronlauge auf einen pH-Wert von 7,0 eingestellt und durch 15 Minuten Erhitzen auf 8OT anschließend pasteurisiert. Die sterilisierte Kulturbrühe wurde dann durch eine Kolonne (98 mm Durchmesser, 1260 mm Höhe, pH 7) von Aktivkohle bei einer Flüssigkeitstemperatur von I5-2O°C und einer SV = I geführt, um die für die Gerüche und Geschmäcke verantwortlichen Bestandteile daraus zu entfernen. Die Sprühtrocknung des Eluats aus der Kolonne ergab 70 g eines pulverförmigen, wasserlöslichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäeken war. wie sie für Baumwollsamenmehl charakteristisch sind.
Zu lkg gemahlener Mungobohnen wurden 10 1 Wasser gegeben und die Mischung I Stunde bei 50'C unter gelegentlichem Rühren gehalten. Die so erhaltene verdünnte Paste wurde dann in einen Zentrifugalscheider überführt, um den Lösungsextrakt zu gewinnen, aus dem die unlöslichen festen Bestandteile entfernt worden waren. Dieser Lösungsextrakt wurde anschließend sterilisiert, beimpft, bebrütet, pasteurisiert und über einer Aktivkohlekolonne unter gleichen Bedingungen wie in Beispiel 16 beschrieben behandelt.
Das Eluat aus der Kohlekolonne wurde dann sprühgetrocknet, und man erhielt 240 g eines pulverförmigen wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäk-
ken war, wie sie für pflanzliches Proteinmaterial charakteristisch sind.
Beispiel 22
Zu 1 kg gemahlenem entfetteten Saflormehl wurden 101 Wasser gegeben und die Mischung erhitzt und 1 Stunde bei 50°C unter gelegentlichem Bewegen gehalten. Der gebildete Schlamm wurde filtriert, um die unlöslichen festen Bestandteile zu entfernen und den klaren Lösungsextrakt zu gewinnen. Dieser Extrakt wurde anschließend sterilisiert, beimpft, bebrütet, pasteurisiert und über einer Aktivkohlekolonne, wie im Beispiel 16 beschrieben, behandelt. Das Eluat aus der Kohlekolonne wurde sprühgetrocknet, und man erhielt 220 g eines pulverförmigen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäeken war.
R ρ ι ς η i ρ Ι 7 λ
Zu 1 kg gemahlenem entfetteten Rapssamenmehl wurden 10 I Wasser gegeben und die Mischung auf 500C erhitzt und I Stunde unter gelegentlichem Rühren bei dieser Temperatur gehalten. Der gebildete Schlamm wurde in einen Zentrifugalscheider übergeführt, um die unlöslichen festen Bestandteile zu entfernen. Der erhaltene klare Lösungsextrakt wurde anschließend sterilisiert, beimpft, bebrütet, pasteurisiert und über einer Aktivkohlekolonne in gleicher Weise wie in Beispiel 16 beschrieben behandelt. Das Eluat aus der Kohlekolonne wurde dann sprühgetrocknet, und man erhielt 220 g eines pulverförmigen, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes, das frei von unerwünschten Gerüchen und Geschmäeken war.

Claims (10)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes aus einem pflanzlichen Proteinmaterial, bei welchem man einen sterilen wäßrigen Schlamm oder eine sterile wäßrige Mischung, der bzw. die wasserlösliche Proteinfraktionen des gelösten und/ oder dispergierten pflanzlichen Proteinmaterials und feinverteile Teilchen einer wasserunlöslichen proteinhaltigen Fraktion des pflanzlichen Proteinmaterials darin suspendiert und außerdem geringe Mengen bekannter Förderer für das Wachstum von Mikroorganismen enthält, mit einer geringen Menge eines eßbaren Mikroorganismus aus Milchsäurebakterien oder Propionsäurebakterien animpft, dadurch gekennzeichnet, daß man den beimpften Schlamm bzw. die beimpfte wäßrige Mischung bei Temperaturen zwischen 15 und 40"C >o 12 bis 120 Stunden bebrütet und dabei den pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 4 — 8 hält, die erhaltene Kulturbrühe durch Erhitzen pasteurisiert und nach dem Pasteurisieren in eine feste und eine flüssige Phase trennt und daß man aus der flüssigen <s Phase bei einem pH-Wert zwischen 6,0 und 8,0 durch Adsorptionsverfahren unter Verwendung von Aktivkohle, lonenaustauscherharzen vom Carboxyltyp, Kationenaustauscherharzen vom Phcnoltyp oder amphoteren lonenaustauscherharzen und/oder \o durch ein Gelfiltrierungsverfahren oder durch ein Dialyseverfahren unter Verwendung von semipermeablen Membranen und/oder durch ein elektrisches Dialyseverfahren unter Verwendung von Kationen und Anioncn auslauschenden Harzmem- ^ branen eine Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes gewinnt
2. Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes aus einem pflanzlichen Proteinmaterial, bei welchem man einen sterilen wäßrigen Schlamm oder eine sterile wäßrige Mischung, der bzw. die wasserlösliche Proteinfraktionen des gelösten und/ oder dispergierten pflanzlichen Prolcinmatcrials und feinverteilte Teilchen einer wasserunlöslichen is proteinhaltigen Fraktion des pflanzlichen Proteinmaterials darin suspendiert und außerdem geringe Mengen bekannter Förderer für das Wachstum von Mikroorganismen enthält, mit einer geringen Menge eines eßbaren Mikroorganismus aus Hefen animpft, m> und bei welchem man den beimpften Schlamm bzw. die beimpfte wäßrige Mischung bei Temperaturen zwischen 15 und 40°C 12 bis 120 Stunden bebrütet und dabei den pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 4-8 hält, dadurch gekennzeichnet, daß man die ss erhaltene Kulturbrühe durch Erhitzen pasteurisiert und nach dem Pasteurisieren in eine feste und eine flüssige Phase trennt und daß man aus der flüssigen Phase bei einem pH- Wert zwischen 6,0 und 8,0 durch Adsorptionsverfahren unter Verwendung von Ak- *« tivkohle, lonenaustauscherharzen vom Carboxyltyp, Kationenaustauscherharzen vom Phenoltyp oder amphoteren lonenaustauscherharzen und/oder durch ein Gelfiltrierungsverfahren oder durch ein Dialyseverfahren unter Verwendung von semiper- f>s meablen Membranen und/oder durch ein elektrisches Dialyseverfahren unter Verwendung von Kationen und Anionen austauschenden Harzmembranen eine Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes gewinnt
3. Verfahren zur Herstellung einer Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proieinproduktes aus einem pflanzlichen Proteinmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man einen wäßrigen Schlamm, der die wasserlöslichen und wasserunlöslichen Proteinfraktionen des pflanzlichen Proteinmaterials enthält, filtriert oder zentrifugiert, um die festen Teilchen, die die wasserunlöslichen Proteinfraktionen des pflanzlichen Proteinmaterials enthalten, aus dem wäßrigen Schlamm zu entfernen, daß man die sterile wäßrige Lösung, die nur die wasserlöslichen Proteinfraktionen des pflanzlichen Proteinmaterials neben zugesetzten Mengen bekannter Förderer für das Wachstum von Mikroorganismen gelöst und dispergiert enthält, mit einer geringen Menge eines eßbaren Mikroorganismus aus Milchsäurebakterien, Propionsäurebakterien oder Hefen animpft, daß man die beimpfte Lösung bei Temperaturen zwischen !5 und 400C !2 bis !20 Stunden bebrütet und dabei den pH-Wert innerhalb eines Bereiches von 6-8 hält, die erhaltene Kulturbrühe durch Erhitzen pasteurisiert und nach dem Pasteurisieren in eine feste und flüssige Phase trennt, und daß man aus der flüssigen Phase bei einem pH-Wert zwischen 6,0 und 8,0 durch Adsorptionsverfahren unter Verwendung von Aktivkohle, lonenaustauscherharzen vom Carboxyltyp, Kationenaustauscherharzen vom Phenoltyp oder amphoteren Ionenaustauscherharzen und/oder durch ein Gelfiltrierungsverfahren oder durch ein Dialyseverfahren unter Verwendung von semipermeabler! Membranen und/oder durch ein elektrisches Dialyseverfahren unter Verwendung von Kationen und Anionen austauschenden Harzmembranen eine Lösung eines milden, wasserlöslichen pflanzlichen Proteinproduktes gewinnt.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Impfstamm Milchsäurebakterien der Stämme ATCC 21 621, ATCC 21 622, ATCC 21 623, ATCC 21 624 oder ATCC 21 625 verwendet.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hefen die Stämme ATCC 20 301, ATCC 20 302, ATCC 20 303 oder ATCC 20 304 einsetzt.
6. Verfahren nach den Ansprüchen I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulturbrühe durch Zugabe von Natrium- oder Kaiiumhydroxyd während der Pasteurisierung bei einem pH-Wert zwischen 6 und 8 gehalten wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kulturbrühe durch 10 bis 30 Minuten dauerndes Erhitzen auf 70 bis 120°C pasteurisiert wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Pasteurisieren die flüssige Phase der Kulturbrühe während der anschließenden Behandlung bei einem pH-Wert von 6,0 bis 8,0 und einer Temperatur bis zu 200C gehalten wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Pasteurisieren abgetrennte flüssige Phase kontinuierlich durch eine Kolonne mit Aktivkohle, einem der Ionenaustauscherharze gemäß Anspruch I oder einem Gelfiltrierungsmittel geführt wird.
10. Verfahren nach den Ansorüchcn I bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Pasteurisieren die flüssige Phase der Kulturbrühe gegen Wasser dialysiert wird.
II. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis to, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der pasteurisierten Kulturbrühe abgetrennte flüssige Phase zunächst durch ein Dialyseverfahren mit semipermeablen Membranen oder ein elektrisches Dialyseverfahren u".d dann mit Aktivkohle oder umgekehrt behandelt wird.
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FR2354054A1 (fr) * 1976-06-08 1978-01-06 Ralston Purina Co Procede de fabrication ou de purification de proteines vegetales de saveur et de couleur ameliorees a partir de graines oleagineuses

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