DE2125728B2 - Proteinisolat aus ölhaltigem Samenmaterial - Google Patents

Description

haltenen Proteins mit sich bringen. Protein, das milden Sojageschmack ist. Das Produkt ist alatt. loker und Extraktionsbedingungen unterzogen worden ist, be- homogen in der Textur und weiß in seiner Farbe, hält immer einen Großteil seines bitteren oder bohnigen Das Produkt hat typischerweise ein spezifisches Geschmacks, der die Abnahme durch den Käufer Volumen von über etwa 5 ml/g und in konzentrierter verhindert. Es hat außerdem eine geringe Dispergier- 5 Bruchmasse einen maximalen Feststoffgehalt von barkeit. Während der Verarbeitung und Trennung 12 bis 20 Gewichtsprozent. Es kann aber auch für eine neigt das milden Behandlungsbedingungen ausgesetzte Reihe anderer Zwecke auf etwa 6% Feuchtigkeit Protein zum Zusammenbacken in den Trennzentri- sprühgetrocknet werden. Die einzigartigen Eigenfugen und zur Bildung harter, wachsartiger Klumpen schäften des isolierten Materials dürften" die Folge oder Kugeln. Die harten Klumpen oder Kugeln lösen io der Behandlung sein, der die Bruchmasse während der sich nicht ohne weiteres bzw. dispergieren nicht ohne Extraktion und"lsolation unterworfen wird und bei der weiteres, wenn das Proteinmaterial anschließend in die vernetzten Disulfidbindungen. die normalerweise einem Nahrungsmittel, wie Pudding oder Milch, \er- im Ausgangsprotein vorhanden sind, aufgebrochen wendet wird, und geben eine unbefriedigende, grobe, werden. Das erfindungsgemäße Material hat typischerheterogene Textur. Wenn das Protein in einem 15 weise eine weiße Farbe mit einem Weißgrad von über Nahrungsmittel wie Milch oder einem Getränke- 60, vorzugsweise über 65, und ein Verdichtungsprodukt verwendet wird, lösen sich die Klumpen nicht verhältnis von über 0,10, vorzugsweise von 0,15 bis auf, sondern ^tzen sich am Boden des Gefäßes ab. 0,30. Es kann in verschiedenen Formen als Nahrungs-Aus der deutschen Auslegeschrift 1 203 588 ist ein mittel mit hohem Proteingehalt verwendet werden. Verfahren zur Herstellung eines isolierten Protein- ao Es kann außerdem wahlweise einer Vielzahl anderer Produktes aus entfettetem Ölsaatmateria! bekannt- Nahrungsmittel zugesetzt werden, um besondere geworden, bei dem aus dem Ölsaatmaterial eine Ergebnisse zu erzielen, wobei eine bestimmte Proteinwäßrige alkalische Trübe mit einem pH-Wert zwischen menge zugesetzt wird, ohne daß ein unangenehmer 8 und 11 hergestellt wird, die gelöste Kohlenhydrate Geschmack auftritt.

und Proteinstoffe enthält und aus deren flüssigem 25 Die Helligkeit des Produktes wird mit einem

Anteil die Proteinstoffe durch Einstellung des pH- Photovolt-Reflexionsmeßgerät Modell 610 gemessen,

Wertes auf den isoelektrischen Punkt der Proteinstoffe wobei der Feststoffgehalt auf 10,0 Gewichtsprozent

ausgefällt werden. Zu diesem Zweck wird eine wäßrige eingestellt und die Probe in eine Petrischale gegeben

Suspension de;. Ölsaatmaterials mit einem pH-Wert wird. Die Schale wird mit der Frobe gefüllt, abgedeckt

im Bereich von 9 bis 11 auf eine temperatur im Bereich 30 und der Weißgrad als Prozentsatz im Vergleich zu

von 68 bis 93^CC erhitzt und die Lösung von den einem Magnesiumoxid-Normal gemessen, wie in dem

ungelösten Stoffen getrennt. / nschließend werden Rundschreiben 660 der Fim-a Photovolt Corporation,

aus der Lösung die Proteine durch Absenken des »Photovolt Reflection Meter Model 610« vom Juni

pH-Wertes auf den isoelektrischen Punkt ausgefällt. 1964, beschrieben.

Doch auch bei dieser Arbeitsweise wird kein hell 35 Das Proteinisolat- bzw. Proteinbruchpiodukt hat

gefärbtes, geschmacksneutrales Proteinprodukt er- infolge des Wassers, das in den Proteinmolekülcn

halten. Das Produkt ist vielmehr dunkel gefärbt und oder an die ProteinmoSeküle gebunden ist, ein sehr

hat einen unangenehmen Geschmack. Deshalb wird als hohes spezifisches Volurren. Las spezifische Volumen

zusätzliche Maßnahme der Zusatz von Wasserstoff- wird dadurch bestimmt, daß das Produkt auf einen

peroxid oder anderen Bleichmitteln empfohlen. 40 Feststoffgehalt von 2 Gewichtsprozent eingestellt und

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eine Probe des Produktes von 50 ml 10 Minuten lang

Proteinprodukt zur Verfügung zu stellen, das nach dem bei 570 g geschleudert wird. Das Volumen des ge-

eingangs beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch wonnenen geschleuderten Bruchs dividiert durch das

auch ohne Zusatz von Wasserstoffperoxid oder an- Gewicht der vorhandenen Gesamtfeststoffe in dem

deren Bleichmitteln hell gefärbt und geschmacks- 45 geschleuderten Bruch ist gleich dem spezifischen Vo-

neutral ist. lumen des Proteinbruchs.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Das Verdichtungsverhältnis des Proteinisolatproduk-Proteinprodukt, das nach dem eingangs genannten tes wird bestimmt, indem eine Probe des Produktes Verfahren hergestellt ist, dadurch gelöst, daß der von 50 ml, die auf einen Feststoffgehalt von 2 Geflüssige Anteil der Schlämme vor dem Ausfällen Her 50 wichtsprozent eingestellt worden ist, 10 Minuten bei Proteinstoffe von den ungelösten Feststoffen abge- 570 g geschleudert wird. Das Verhältnis des Volumens trennt und etwa 5 Sekunden bis 30 Minuten auf etwa des geschleuderten Feststoffs zum Volurren der über-71 bis 155⁰C erhitzt wird. stehenden Flüssigkeit ist das Verdichtungsverhältnis. Die Herstellung kann in einem automatisierten Die Menge der in dem Material zurückgehaltenen kontinuierlichen Arbeitsgang mit einem Minimum an 55 Feuchtigkeit wird bestimmt, indem der Feuchtigkeits-Bedienungspersonal und mit einer hohen Produktions- gehalt des geschleuderten Feststoffs ermittelt wird, leistung ausgeführt werden. Die zurückgehaltene Feuchtigkeit ist die Wassermenge

Das erhaltene Grundprodukt hat ausgezeichnete in Gramm je Gramm Feststoff.

Geschmackseigenschaften, eine helle Farbe und gute Es folgt eine ausführlicheEeschreibungderErfindung. funktioneile Eigenschaften. Es ist dispergierbar, ob- 60 Bekanntlich sind die Zusammenhänge zwischen den wohl es nach einem Verfahren hergestellt wird, bei chemischen und physikalischen Eigenschaften natürdem mit Hitze und pH-Werten im alkalischen Bereich licher Nahrungsmittel so kompliziert, daß iran tatgearbeitet wird. Das Produkt weist in einzigartiger sächlich nur wenig darüber weiß. Untersuchungen Weise eine optimale Kombination von Eigenschaften über das Verhalten und das Wesen dieser Eigenschaften auf, die bisher nicht erreicht werden konnten, nämlich 65 und die unter unterschiedlichen Bedingungen und eine hohe Dispergierbarkeit, die damit verbundenen Behandlungen hervorgerufenen Änderungen sind fast funktioneilen Eigenschaften sowie einen ausgezeich- ganz auf empirische Methoden angewiesen. F^er"^er neten Geschmack, der frei von dem charakteristischen ist die Annahme eines solchen Materials durch den

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Menschen oder das Tier und das Maß der Nutzbarkeit Das erfindungsgemäße Produkt hat einen aus-

durch das menschliche oder tierische Verdauungs- gezeichneten Nährwert und eine gute Schmack-

system fast nur experimentell feststellbar. Das gilt haftigkeit. Es kann ferner in. Nahrungsmittel vielerlei

insbesondere für pflanzliche Proteinsubstarizen wie Form und Gestalt in flüssiger oder fester Form mit

Sojabohnen, Erdnüsse, Leinsamen, Baumwollsamen, 5 einem gelenkten Maß an Gelierung mit gewünschten

Sesamsamen und Sonnenblumenkerne als die wich- Geschmackszusätzen verwendet werden. Das Produkt

tigsten. Mit diesen Produkten sind ausgedehnte Unter- eignet sich besonders gut zur Herstellung strukturier; ;r

suchunger in dem Bemühen durchgeführt worden, Ersatzprodukte für natürliche Proteinnahrungsmittel

nutzbare Nahrungsmittel daraus zu entwickeln. Als wie Fleisch, Fisch, Käse, Milch und Gemüse oder zur

Ergebnis werden derzeit einige dieser Produkte in io Herstellung von Eiercreme, Pudding und Gebäck mit

einem relativ beschränkten Maße verarbeitet, um hohem Proteingehalt.

Nahrungsmittel herzustellen, die übergeordnet eßbare Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Produktes

pflanzliche Proteine genannt werden. benötigt man keine besonderen chemischen Zusätze

Auch wenn derartiges pflanzliches Proteinmaterial und keine langen Behandlungszeiten. Der Charakter

in gewisser Weise verarbeitet werden kann, um es als 15 des Sojaproteins wird nicht zerstört. Es wird mit leicht

Nahrungsmittel nutzbar zu machen, besteht dennoch erhöhten Temperaturen und mit einer pH-Behandlung

wegen seines unerwünschten Geruchs und Geschmacks, für eine kurzdauernde Extraktion und Isolation des

der unbefriedigenden funktionellen Eigenschaften Proteins gearbeitet. Die Behandlung führt zu einem

und des unvorteilhaften Aussehens eine sehr wesent- Aufbrechen eines Teils df in dem Ausgangsprotein

liehe Beschränkung hinsichtlich der tatsächlichen 20 vorhandenen Disulfidbinduugen, und man erhält ein

Akzeptierung. Das ist besonders bei eßbaren Protein- geschmacksneutrales, weißes, funktionell hochwertiges

produkten, die aus Sojabohnen hergestellt sind, ein Protein.

schwieriges Problem, da das Sojaprotein einen Die Verwendung des erfindungsgemäß hergestellten bitteren, bohnigen Geschmack und Geruch sowie ein .Voteinisolats wird als ein entscheidender Durchbruch gebliches Aussehen hat. Wie bereits erwähnt, ist eine 25 im Bereich der eßbaren pflanzlichen Proteine angroße Anzahl von Behandlungsmethoden bekannt, gesehen, insbesondere für Sojaproteinmaterial, so daß um solche unerwünschten Eigenschaften zu mildern, ein solches Material nun im großen Umfang von der unter anderem der Zusatz vieler reaktiver Stoffe, Nahrungsmittelindustrie übernommen werden kann, das Arbeiten mit einer Vielzahl von Kochverfahren um schmackhafte und ohne weiteres akzeptierbare und der Zusatz von geschmacksüberdeckendeu Re- 30 Nahrungsmittel aus einem Material herzustellen, das aktionsmitteln. Weil einige dieser Vorschläge zu einem bisher nur im begrenzten Umfang verwendet werden einigermaßen schmackhaften Nahrungsmittel führen, konnte. Ausgedehnte Untersuchungen im Zusammenwerden derzeit eßbare Proteine für eine begrenzte hang mit Nahrungsmitteln haben seine vollständige Anzahl von Anwendungsfällen hergestellt und ver- Akzeptierbarkeit nachgewiesen, selbst in Produkten kauft, bei denen der Restgeschmack und der Rest- 35 geschmacksneutraler Art, in Produkten, die erhitzt geruch nicht bemerkt werden oder überdeckt werden werden müssen, und in vielen anderen mehr,
können. Die erfindungsgemäßen Behandlungsschritte werden

Dagegen sind Bemühungen, eßbare Proteine wie vorzugsweise nach einer bestimmten Vorbehandlung Sojaprotein zum direkten Ersatz von Protein in völlig des Sojabohnenmaterials ausgeführt. Weil die ergeschmacksneutralen Produkten wie Molkereipro- 40 findungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen vorzugsweise dukten, insbesondere Milch, zu verwenden, nicht in Verbindung mit bestimmten Vorbereitungsmaßerfolgreich gewesen, weil man sofort die schlechte nahmen angewendet werden und weil es zweckmäßig Farbe, den schlechten Geschmack und den schlechten erscheint, das gesamte Verfahren eingehend zu beGeruch feststellen konnte. Der charakteristische schreiben, soll die Erfindung im folgenden durch eine bittere Geschmack wird ohne weiteres an dem gelb- 45 Beschreibung der Arbeitsweise von Anfang an erlichen Produkt bemerkt, ganz gleich, ob es in trockener läutert werden.

oder flüssiger Fo/ti vorliegt. Wenn das Produkt er- Dabei wird die Arbeitsweise unter Bezugnahme

hitzt wird, entwickelt es außerdem den charak- auf Sojabahnen und eßbare Sojaproteinprodukte

teristischen Geruch. Eßbare pflanzliche Proteine, wie beschrieben, weil das Verfahren in erster Linie für sie

sie zur Zeit hergestellt werden, insbesondere solche 50 entwickelt worden und besonders für die Herstellung

von Sojabohnen, sind also definitiv in ihrer Ver- eines guten Proteins aus Sojabohnenmaterial geeignet

Wendungsfähigkeit für Nahrungsmittel beschränkt. ist.

Erfindungsgemäß wird ein sehr praktisches und In Kurzfassung stellt sich das Gesamtverfahren wie preiswertes Verfahren zur Gewinnung eines weißen, folgt dar: Die das Ausgangsmaterial bildenden geschmacksneutralen, homogenen Proteinisolats vor- 55 Sojabohnen werden gemahlen oder geschroten, und geschlagen, das eine hohe Dispergierbarkeit und gute das in iljien enthaltene Öl wird extrahiert, wobei funktioneile Eigenschaften aufweist. Das Verfahren Sojabohnenmehl bzw. Sojabohnenflocken zurückverbessert das Aussehen wesentlich, so daß das Produkt bleiben. Aus den Flocken werden Proteine und Zucker von einer geblichen in eine bessere weißliche Farbe herausgelöst. Die Lösung wird geklärt, wobei in übergeht, die der Farbe von Magermilch sehr ähnlich 60 Suspension befindliche Fasern und andere Feststoffe ist. Das Produkt gemäß der Erfindung besteht sogar entfernt werden, die geklärte Flüssigkeit auf einen den sehr kritischen Test, als ein Ersatz für Magermilch bestimmten pH-Bereich eingestellt, was im nachzu dienen, ohne daß das festgestellt wird. Das ge- folgenden noch im einzelnen beschrieben wird, und trocknete Produkt hat eine ausgezeichnete Redisper- einer kurzen, kontrollierten Wärmebehandlung untergierbarkeit in Wasser. Der Geschmack ist völlig 65 zogen. Danach wird das Protein aus der Lösung ausneutral, so daß da- Produkt direkt als Nahrungsmittel gefällt, gewaschen und auf den gewünschten Feststoffoder in einer Vielzahl von Nahrungsmitteln an Stelle gehalt konzentriert,
von Molkereiprodukten eingesetzt werden kann. Im einzelnen können die Sojabohnen in herkömm-

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licher Weise geschroten oder gemahlen und durch isoelektrischen Punktes des Proteins, gewöhnlich auf eine bekannte Entölungspresse gegeben werden. einen pH-Wert von etwa 4,5 bis 5,5, durch Zusatz eines Vorzugsweise wird das Öl jedoch durch Lösungs- gebräuchlichen sauren Reaktionsmittels in Lebensmittelextraktion entfernt, wobei für diesen Zweck mittelqualität wie Essigsäure, Schwefelsäure, Phosgebräuchliche Lösungsmittel verwendet werden. Mit 5 phorsäure, Citronensäure, Weinsäure oder andere Lösungsmittel extrahierte Flocken, die eine hohe oder durch Zusetzen von Schwefeldioxid gesenkt wird. Dispergierbarkeit haben, sind vorzuziehen. Es wurde Der Niederschlag wird dann beispielsweise durch gefunden, daß dann, wenn man bei dem Extraktions- Schleudern konzentriert und getrennt, und er wird mit verfahren mit einem Ausgangsmaterial hoher Disper- Wasser gewaschen, um anhaftenden Zucker bis auf gierbarkeit arbeitet, ein geschmacksneutraleres, wei- io geringe Spuren, die praktisch nicht entfernt werden ßeres und funktionaleres Produkt erhalten wird. Die können, zu entfernen.

Dispergierbarkeit des Ausgangsmaterials soll Vorzugs- Dem Proteinmaterial können verschiedene Protein

weise über 70°/₀ liegen. modifizierende chemische Stoffe zugesetzt werden.

Die gebildeten Feststoffe, die üblicherweise als um dessen funktionell Eigenschaften zu verbessern Sojabohnenmehl bezeichnet werden und normaler- 15 oder zu ändern. Natriumsulfit, Trinatriumphosphat, weise die Form von Flocken haben, enthalten viele Kochsalz und andere Nahrungsmittelzusatzstoffe kön-Bestandteile, unter anderem komplexe Proteine, nen bei dem Verfahren verwendet werden. Natrium-Zucker, Fasern und anderes. Die Proteine und Zucker sulfit hat sich als sehr wirksam zur Beeinflussung der werden dann vorzugsweise aus den Feststoffen heraus- Farbe des Proteinmaterials erwiesen,
gelöst. Das kann dadurch geschehen, daß die Flocken ao Diese Schlämme kann dann, wie nachstehend in ein Wasserbad gegeben werden und ein alkalisches beschrieben, weiterverarbeitet werden. Bemerkenswert Material in Lebensmittelqualität zugesetzt wird, um ist, daß diese Schlämme aus isoliertem Sojaprotein den pH-Wert auf über 7 zu erhöhen. Beispiele auch getrocknet und anschließend wieder rehydratifür solche alkalischen Reagenzien sind Natrium- siert und in der gleichen Weise weiterverarbeitet hydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid oder 25 werden kann, wie das im nachfolgenden beschrieben andere allgemein anerkannte alkalische Reagenzien wird. Das Trocknen des isolierten Sojaproteins erfolgt in Lebensmittelqualität. Das Material wird dann aus- wegen besserer Erhaltung der Redispergierbarkeit reichend lange extrahiert, um das Protein und die vorzugsweise durch Verdampfungstrocknung, beiZucker in Lösung zu bringen, was normalerweise spielsweise durch Zerstäubungstrocknung od. dgl. 30 Minuten oder langer dauert. Die entstandene 30 Das getrocknete Material kann eine Zeitlang gelagert Lösung wird von den Feststoffen getrennt, beispiels- oder zur weiteren Verarbeitung direkt wieder in eine weise durch Seihen des Materials durch ein Sieb Schlämme zurückvcrwandelt werden. Es wurde ge- und/oder durch Schleudern. Vorzugsweise wird die funden, daß das getrocknete und wieder in eine Flüssigkeit dann noch durch eine Klärzentrifuge Schlämme übergeführte Material zu einem etwas geleitet, um Feinstteilchen zu entfernen. 35 anderen Endprodukt führt, als man erhält, wenn

Die geklärte Proteinlösung wird dann auf einen die Schlämme des isolierten Proteins direkt weiter-

pH-Wert zwischen etwa 8 und 11, vorzugsweise verarbeitet wird. Die Ursache hierfür ist nicht ganz

zwischen 8 und 10, eingestellt. Diese pH-Wert-Ein- klar. Das Endprodukt aus dem getrockneten und

stellung kann durch Zusatz gebräuchlicher Reagenzien wieder in eine Schlämme umgewandelten isolierten

in Lebensmittelqualität, beispielsweise Natriumhy- 40 Sojaprotein ist für bestimmte Anwendungsfälle, bei-

droxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid, Phosphor- spielsweise für nachgemachte Kuhmilch u. dgl., etwas

säure, Salzsäure, Natriumsulfit od. a., vorgenommen weniger gut geeignet.

werden. Nachdem der pH-Wert des Materials auf den Vorzugsweise wird das erhaltene Produkt direkt gewünschten Bereich eingestellt ist, wird die geklärte in Nahrungsmitteln ohne Trocknung verwendet. Das Schlämme kurzzeitig erhitzt, beispielsweise etwa 45 Produkt ist eine attraktive, weiße, homogene, kremige 5 Sekunden bis 30 Minuten lang. Die Erhitzungsdauer Substanz, die das meiste Protein teils in gelöstem, ist eine Funktion der Temperatur, mit der gearbeitet dispergiertem, kolloidalem Zustand enthält, die nicht wird. Bei hohen Temperaturen wird mit sehr kurzem zum Absetzen aus dem wäßrigen Träger aeigt. Das Erhitzen, bei niedrigeren Temperaturen mit etwas Produkt ist völlig geschmacksneutral. Der bittere längerem Erhitzen gearbeitet Die angewendete Zeit so Geschmack des Sojaproteins ist nicht mehr vorhanden, liegt normalerweise im Bereich von etwa 10 Sekunden In trockener Form kann eine schnelle Rehydratisierung bis 30 Minuten. Bei 99 bis 121° C ist eine Erhitzungs- zu einer Suspension allein durch Zusatz von Wasser dauer von 10 bis 30 Sekunden zufriedenstellend; bei und durch Umrühren bewirkt werden. Wegen seiner etwa 71° C muß mit einer Erhitzungsdauer von etwa hohen Redispergierbarkeit kann das Produkt als 30 Minuten gearbeitet werden. Im allgemeinen können 55 Ersatz für Molkerei-Nebenprodukte verwendet wer-Temperaturen im Bereich von 7 Ibis 155 ³C angewendet den, selbst für Magermilch und/oder eine Vielzahl werden, um das erfindungsgemäße Produkt her/u- anderer Zwecke. Es hat trotz seiner hohen Dispergierstellen. Bei 155°C würde man mit einer Erhitzungs- barkeit, die den Geschmack leicht hervortreten läßt, dauer von etwa 5 Sekunden arbeiten. Der pH-Wert keinen starken charakteristischen Sojageruch oder der geklärten Flüssigkeit muß während der Erhitzung 60 -geschmack, selbst wenn es erhitzt wird,
ebenfalls innerhalb des angegebenen Bereiches ge- Die vorgeschlagene Verarbeitungsweise verbessert halten werden, damit das gewünschte Produkt gebildet nicht nur den Geschmack, den Geruch und die wird. Wenn der pH-Wert und/oder die Temperatur funktionellen Eigenschaften, sondern bewirkt auch beim Erhitzen zu hoch sind und die Zeit zu lang ist, eine ausgeprägte und vorteilhafte Änderung im Auskann ein Teil des Proteins hydrolysiert werden, und 65 sehen. Vor der Verarbeitung ist die Farbe geblich es entsteht ein unerwünschtes Produkt. insbesondere in suspendierter Schlänunenform. Nad

Dais Sojaprotein wird dann aus der Flüssigkeit der Verarbeitung ist das Produkt eine weißliche

gefällt, indem der pH-Wert auf den sauren Wert des kremige Substanz. Nach dem Trocknen hat das weiß

liehe Produkt das ansprechende Aussehen von getrockneter Magermilch.

Die Eigenschaften des Proteinisolats gemäß der Erfindung dürften die Folge einer Änderung in der Struktur des Sojaproteins sein, die während des Verfahrens eintritt. Das durch das Extraktionsverfahren gewonnene Sojaprotein ist hauptsächlich Sojagiycinin, ein kompliziert gebautes Protein mit festgefalteter Struktur und starker Vernetzung, die oie Ketten in enger Lage aneinanderhält. Die Vernetzung in den Glycininmolekülen liegt hauptsächlich in Form von Disulfid- oder S-S-Bindungen vor. Bei der Wärmebehandlung der extrahierten Flüssigkeit nach dem erfindungsgemäSen Verfahren wird ein Teil der Disulfidbindungen aufgebrochen und zu Sulfhydrylgruppen reduziert. Durch die Spaltung eines Teils der Disulfidbindungen wird ein Teil der Kraft aufgehoben, mit der die Proteinkelten zusammengehalten werden, so daß der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Ketten oder Falten zunimmt und ein größerer Teil der polaren Gruppen der Proteinmoleküle freigelegt wird. Zwischen einen Teil der nebeneinanderliegenden Proteinkelten kann dann Wasser eindringen und eine Bindung mit den verfügbaren polaren Gruppen eingehen und/oder Teile der Proteinmoleküle hydratisieren, die bisher nicht zur Reaktion gelangten. Das zusätzliche Wasser, das im Proteinmolekül gebunden wird, wird erkennbar, wenn man die Volum- und Gewichtsprozente Feststoffe mit denjenigen von Protein vergleicht, das mittels bekannter Verfahren isoliert worden ist. Das Verdichtungsverhältnis des erfindungsgemäß hergestellten Proteins ist ein weiterer Anhalt dafür, daß zusätzliches Wasser in den Proteinmolekülen festgehalten wird. Infolge der größeren Zahl von Disulfidbindungen, die verfahrensgemäß getrennt werden, hält das hergestellte Proteinisolat eine größere Wassermenge bei der Verdichtung fest. Das verfahrensgemäß hergestellte Proteinisolat behält zwischen 4,0 und 9,0 g Wasser pro g Feststoffe.

An Hand folgender Beispiele wird die Erfindung näher veranschaulicht.

Beispiel 1

Sojabohnen wurden gemahlen und durch Extraktion mit Hexan entölt, wobei Flocken erhalten wurden, die üblicherweise als Sojamehl hoher Dispergierbarkeit bezeichnet werden und eine Dispergierbarkeit von 73% haben. Die Flocken wurden in ein Wasserbad gegeben, dem ein alkalisches Reagens in Lebensmittelqualität — Natriumhydroxid — zugesetzt wurde, bis ein pH-Wert von 10 erreicht war. Das Material wurde 30 Minuten lang extrahiert und dann geschleudert, um den Extrakt zu klären. Die geklärte Flüssigkeit hatte einen pH-Wert von 10 und wurde etwa 30M inuten auf etwa 71⁰C erhitzt, dann abgekühlt. Das Sojaproteinmaterial wurde durch Zusatz von Phosphorsäure bis zum Erreichen des elektrischen Punktes bei etwa 4,6 pH aus der Flüssigkeit ausgefällt. Der Niederschlag wurde mit Wasser gewaschen und dann geschleudert, um das Proteinisolat zu konzentrieren. Das Isolat hatte ein spezifisches Volumen von 7, einen Feststoffgehalt von 16,8 Gewichtsprozent und einen

ίο Proteingehalt von 96 °/o> bezogen auf Trockensubstanz. Das Produkt wurde in einer Zentrifuge mit einem Durchmesser von 250 mm 10 Sekunden lang bei 570 g verdichtet, wobei sich ein Verdichtungsverhältnis von 0,19 ergab. Das im Proteinmaterial zurückgehaltene Wasser betrug 5,5 g,g Feststoffe. Das konzentrierte Isolat war weiß, geschmacksneutral und hatte einen Weißgrad von 68,2, gemessen mit dem Photovolt-Farbmeßgerät Modell 610.

_ao B e i s ρ i e 1 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt

mit der Ausnahme, daß die geklärte Lösung auf einen

pH-Wert von 9 eingestellt und nur 30 Sekunden auf 99⁰C erhitzt wurde. Die Eigenschaften des erhaltenen Isolats sind in Tabelle I wiedergegeben.

Beispiel 3

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die geklärte Lösung auf einen pH-Wert auf 8,75 eingestellt und 10 Sekunden auf 121°C erhitzt wurde. Das Sojaproteinisolat wurde bei einem pH-Wert von 5,4 gefällt. Die Eigenschaften des hergestellten Isolats sind in Tabelle I wiedergegeben.

Beispiel 4

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wieder.ioli mit der Ausnahme, daß die geklärte Lösung auf einen pH-Wert auf 8,75 eingestellt und 30 Sekunden aul 99°C erhitzt wurde. Das Sojaproteinisolat wurde bei einem pH-Wert von 5,0 gefällt. Die Eigenschafter des hergestellten Isolats sind in Tabelle I aufgeführt,

Beispiel 5

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mii der Ausnahme, daß der pH-Wert der geklärten Lösunj auf 9,5 eingestellt wurde und die Lösung 30 Sekunder auf 99°C erhitzt wurde. Die Eigenschaften des her gestellten Isolats sind in Tabelle I angegeben. Da;

gewonnene Isolat wurde in Wasser einer Schlämm« mit 8% Feststoff redispergiert und zerstäubungs getrocknet Die Eigenschaften des zerstäubungs getrockneten Produktes sind in Tabelle II wieder gegeben.

	Spezifisches Volumen	Faststoffe	Tabelle	I	% Protein	Zurückgehaltene Feuchtigkeit	Verdichtungs-
Beispiel	(mi/g)	Gewichtsprozent	Weißgrad	(Trockensubstanz)	gH,O/g Feststoffe	vernaitnis
	7	16,8		96	5,5	0,19
1	8,8	17,1	68,2	95	7,7	0,19
2	8,7	18,0	67,0	95	6,6	0,19
3	6,4	16,9	70,0	96	5,1	0,22
4	5,1	19,6	65,0	96	4,6	0,14
5	6,6	19,8	64,0	97	6,1	0,14
6		67,2

11 12

Beispiel 6 gewandelt werden, die einen Lebensmittelaufstrich

mit hohem Proteingehalt und beliebiger Geschmacks-

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt richtung bilden kann.

mit der Ausnahme, daß die Lösung 5 Sekunden auf Es kann auch in der Form eines halb- oder voll-

155° C erhitzt wurde. Das Sojaproteinisolat wurde hei 5 gelierten Produktes in Desserts, Eindickungsmitteln, einem pH-Wert von 4,7 gefällt. Die Eigenschaften Bonbons oder Kunstfrüchten der verschiedensten des hergestellten Tsolats sind in Tabelle I angegeben. Art mit geringem Kalorien- und hohem Proteingehalt

verwendet werden.

^{laDelle n} Zu weiteren Nahrungsmitteln, die mit dem Produkt Eigenschaften von getrocknetem lockerem Isolat io allein oder unter seiner Verwendung als Zusatzstoff (Beispiel 5) hergestellt werden können, gehören Kaffeesahne, Verdichtungsverhältnis nach Rekonstitution 0,10 gesponnene Proteinfasern Eiskrem oder Kunstspeise-Spezifisches Volumen 4,20 ^eis· Bonbons Tortenboden, Cracker Schokolade,

Zurückeehaltene Feuchtigkeit 4,60 ^BuUer _u ^und _c Ölmargarine, Appetitsoßen Appetit-

Weißgrad 64 00 ^{1S st}u^ckcnen> Soßen, beispielsweise mehene, Käse- und

Hollandaise-Soße, Fleischstrecker, beispielsweise in

Zu den funktionellen Eigenschaften des erfindungs- Würstchen, Tortenfüllungen, gefrorene Desserts, gemäßen Produktes gehört die Fähigkeit, in dei Auf- Sahneüberzüge und Marshmallows. Im Gange beschlämmung gut als ein Wasser- und Fettbindemittel findliche Versuche zeigen ferner, daß das erfindungsdienen zu können, da es eine homogene Dispersion ao gemäße pflanzliche Protein viele andere Anwendungsund eine Trennung bewirkt. Das erleichtert seine An- möglichkeiten in kalorienarmen, nicht aus der Molwendung in vielen Produkten als direkter Ersatz für kerei stammenden Nahrungsmitteln und bei der Her-Molkereiprodukte. Es hat ferner einen ausgezeich- stellung strukturierter Nahrungsmittel bietet, beineten Nutzeffekt als kalorienarmes Nahrungsmittel spielsweise von Proteinäquivalenten natürlicher Nahmit hohem Proteingehalt. as rungsmittel wie Fleisch, Fisch, Käse, Milch, Gemüse

Da das Produkt in Form einer flüssigen Auf- und Früchte. Das erfindungsgemäße Produkt kann schlämmung mit einem genießbaren flüssigen Träger, auch Molkereiprodukten in verschiedener spezieller wie Wasser, verwendet werden kann, der einen Teil des Weise zugesetzt werden, um völlig neue Nahrungs-Fioteiüs auflöst und den P.est in fei η verteilter Suspen- mittel zu erhalten.

sion hält, eignet es sich gut für Getränke mit hohem 3° Es ist sogar festgestellt woiden, daß das Materia! Proteingehalt in den verschiedensten Formen, als direkt zur Bildung eines preiswerten Molkereiflüssiger Proteinzusatz für Nahrungsmittel oder als produktersatzes, wie Milch, verarbeitet werden kann. Eindickungsmittel. Das Produkt kann auch in Pulver- . , . - . - η ™ j ι

oder Flockenform als ein Flockengericht, als ein Zusatz Anwendung des erfindungsgemaßen Produkts

zur Erhöhung des Proteingehalts von Nahrungsmitteln 35 Ein Milchersatzgetränk wurde durch Mischen der wie Spaghetti und Makkaroni, als Eindickungsmittel folgenden Bestandteile hergestellt:
für Nahrungsmittel und als Proteinergänzungsmittel 1500 g des im Beispiel 1 hergestellten Materials,

für Fleisch oder Kunstfleisch verwendet werden. Es 4094 cm³ Wasser,

kann Grundbestandteil von Puddings sein und kann 100 cm³ einer 20⁰/„igen Na₃PO₄-Lösung,

als Zusatz für Backwaren wie Kuchen, Plätzchen und 40 180 cm³ Pflanzenöl,
Brot verwendet werden. Selbst wenn es in Produkten 120 g Zucker,

verwendet wird, die gebacken, geschmort, gebraten, 6 g Salz.

gekocht oder sonstwie erhitzt werden, entsteht durch Die Bestandteile wurden miteinander vermischt und

die Gegenwart des Sojaproduktes kein unangenehmer dann durch eine Zentrifuge mit einer 200-mm-Trommel Geruch, so daß ein wesentliches Hindernis für seine 45 geleitet, die mit 5000 U/min bei einem Unterdruck Verwendung in verschiedenen Bereichen der Lebens- von 736 mm umlief. Das entstehende Produkt hatte mittelindustrie ausgeräumt ist. Das erfindungsgemäße einen sehr neutralen Geschmack und fühlte sich irr Produkt kann aus der Pulverform in eine Paste um- Mund glatt und angenehm v/ie Milch an.

Claims (1)

1 2

Verschiedene bekanntgewordene Verfahren verPatentanspruch: bessern tatsächlich das Produkt dadurch, daß diese

unerwünschten Eigenschaften etwas gemildert werden.

Proteinisolat aus ölhaltigem Samenmaterial, das Zu diesen Verfahren gehören das Zusetzen besonderer nach einem Verfahren hergestellt worden ist, bei 5 Reaktionsmittel, wie Essigsäure, Salzsäure, Schwefeldem aus dem entölten Ölsaatenmaterial eine säure, Phosphorsäure und Schwefligsäure, verdünntes wäßrige alkalische Schlämme mit einem pH-Wert Ammoniak, Kohlendioxid, Äthylen, mit Kohlendioxid im Bereich von S bis 11 hergestellt wird, die gelöste oder Stickstoff verdünnter Dampf und andere. Sie Kohlenhydrate und Proteins'offe enthält und aus umfassen ferner die Extraktion von Öl aus Sojamehlderen flüssigem Anteil die Proteinstoffe durch io flocken mit Äthanol, die Behandlung mit bestimmten Einstellung des pH-Wertes auf den isoelektrischen Enzymen, chargenweises Erhitzen für längere Zeit Punkt der Proteinstoffe ausgefällt werden, das im Autoklav oder Kochen im offenen Kessel mit oder dadurch gekennzeichnet ist, daß der ohne Umrühre⁰ Solche Behandlungen sind der Ausflüssige Anteil der Schlämme vor dem Ausfällen fluß empirisch; Methoden, weil nur sehr wenig über der Proteinstoffe von den ungelösten Feststoffen 15 den Gefügeautoau und das Verhalten des Materials abgetrennt und etwa 5 Sekunden bis 30 Minuten bei verschiedenen Behandlungen bekannt ist. Selbst auf etwa 71 bis 155¹C erhitzt wird. bei Anwendung dieser relativ komplizierten und teuren

Verfahren bleibt ein Teil der bitteren oder bohnigen Geschmacks- und Geruchsstoffe zurück, obwohl die

2j Urheber dieser Verfahren behaupten, daß die Produkte

»geschmacksneutral« seien. Dieses Beibehalten eines Teils des unerwünschten Geschmacks hat im Endeffekt

Die Erfindung betrifft ein Proteinisolat aus öl- verhindert, daß die derzeit hergestellten Produkte für haltigem Samenmaterial, das nach einem Verfahren die Käufer akzeptabel sind, außer, wenn der Gehergestellt worden ist, bei dem aus dem entölten 25 schmack durch andere Geschmacksstoffe stark überölsaatenmaterial eine wäßrige alkalische Schlämme deckt werden kann. Bekannte Sojaisolatprodukte mit einem pH-Wert im Bereich von 8 bis 11 hergestellt können jedenfalls nicht an Stelle völlig geschmackswird, die gelöste Kohlenhydrate und Proteinstoffe neutraler Produkte, wie beispielsweise Milch, verenthält und aus deren flüssigem Anteil die Protein- wendet werden, ohne daß das sofort festgestellt wird, stoffe d-irch Einstellung des pH-Wertes auf den iso- 30 Diese Beschränkung ist sehr signifikant und real,
elektrischen Punkt der Proteinstoffe gefällt werden. Ferner reduziert eine starke Hitzebehandlung dieser Die Erfindung ist das Ergebnis von Arbeiten, die pflanzlichen Proteine normalerweise drastisch deren insbesondere mit Sojabohnen ausgeführt wurden. funktionell Eigenschaften. Obgleich insbesondere die Sie wird daher hauptsächlich unter Bezugnahme auf Dispergierbarkeit nicht hitzebehandelter pflanzlicher Sojamateria! erläutert und ist besonders auf dieses 35 Proteine in einer wäßrigen Flüssigkeit (die Fähigkeit Material anwendbar, eignet sich aber auch für pflanz- zur teilweise Bildung einer kolloidalen Dispersion und liehe Proteinstoffe aus anderen Ölsaaten. zur teilweisen Auflösung in einer wäßrigen Flüssigkeit) Die Herstellung von pflanzlichen Proteinprodukten, normalerweise relativ hoch ist, z. B. um etwa 87°/₀ beunter anderem von Sojaproteinprodukten aus entöltem trägt, sinkt nach einer Hitzebehandlung die Dispergier-Sojabohnenmaterial ist bekannt. Wenn solche Produkte 40 barkeit eines solchen Materials häufig auf einen aus Sojamaterial für den menschlichen oder tierischen niedrigen Wert von etwa 20% od. dgl. ab. Das Material Verbrauch bestimmt sind, werden sie vielfach als gibt also keine gute Suspension und löst sich nicht gut »eßbares« Sojaprotein bezeichnet. Das Produkt hat in Wasser auf, um beispielsweise ein milchartiges einen hohen Proteingehalt und einen erheblichen Produkt zu bilden. Um funktionell wirksam zu sein, Nährwert. 43 muß das Produkt eine hohe Dispi. gierbarkeit von Es ist jedoch bekannt, daß Sojaprodukte einen mindestens mehr als 50%, in der Regel mehr als 75%, ausgeprägten unerwünschten Geruch und Geschmack habe,:. Je höher jedoch die Dispergierbarkeit, desto beibehalten, die charakteristisch für Sojabohnen sind. ausgeprägter dei unerwünschte Geschmack, da der Die Geschmackscharakteristik wird allgemein als Geschmack bei geringer Dispergierbarkeit nicht ohne bitter oder bohnig bezeichnet. Die Ursache dieses 50 weiteres festgestellt werden kann. Deshalb steht der Geschmacks ist nicht genau bekannt, dürfte aber die Verarbeiter vor der Schwierigkeit, versuchen zu müssen, Folge von Spurenmaterial sein, das durch das oder die funktionellen Eigenschaften durch Erhaltung der in dem Molekülgefüge des Proteins festgehalten wird. hohen Dispergierbarkeit zu verbessern, gleichzeitig Diese verschiedenartigen Proteine haben komplexe aber auch die bitteren Geschmacks- und Geruchs-Molekulargefüge von gefalteter, verdrallter oder 55 eigenschaften zu mildern, die um so mehr hervorwendelförmiger Gestalt, die mitunter als Proteinbündel treten, je höher die Dispergierbarkeit ist.
bezeichnet werden. Die Falten der Bündel werden Es ist auch schon versucht worden, Sojaproteindurch Vernetzung zwischen den Falten der Protein- material bei niedrigen Temperaturen und pH-Werten moleküle eng zusammengehalten, wodurch das Spuren- zu extrahieren und so Probleme wie das Gelieren zu material festgehalten wird und das Proteinmolekül 60 vermeiden, die eine intensive Behandlung des Sojavor einem chemischen Angriff geschützt wird. In proteins mit sich bringt. Die Ergebnisse der bekannten den vergangenen Jahrzehnten hat man sich vielfach »milden« Extraktionen sind schlecht. Nicht nur werden bemüht, diese äußerst störenden Geschmacks- und durch diese Art der Behandlung die bitteren oder Geruchsstoffe zu beseitigen, weil sie ein wesentliches bnhnigen Geschmacksstoffe nicht aus dem Protein Hindernis für eine verbreitete Anwendung des Pro- 65 entfernt, sondern sie kann auch zu einem dunklen duktes als Nahrungsmittel bilden. Zugleich wurde Protein mit geringwertigen funktionellen Eigenschaften versucht, die funktionellen Eigenschaften des Proteins führen und eine Reihe von Verarbeitungsschwierigzu verbessern. keiten bei der Trennung und Verwendung des er-