DE2125728C3 - Proteinisolat aus ölhaltigem Samenmaterial - Google Patents

Description

hahenen Proteins mit sich bringen. Protein, das milden Extraktionsbedingungen unterzogen worden ist, behält immer einen Großteil seines bitteren oder bohnigen Geschmacks, der die Abnahme durch den Käufer verhindert. Es hat außerdem eine geringe Dispergierbarkeit. Während der Verarbeitung und Trennung neigt das milden Behandlungsbedingungen ausgesetzte Protein zum Zusammenbacken in den Trennzentrifugen und zur Bildung harter, wachsartiger Klumpen oder Kugeln. Die harten Klumpen oder Kugeln lösen sich nicht ohne weiteres bzw. dispergieren nicht ohne weiteres, wenn das Proteinmaterial anschließend in einem Nahrungsmittel, wie Pudding oder Milch, verwendet wird, und geben eine unbefriedigende, grobe, heterogene Textur. Wenn das Protein in einem Nahrungsmittel wie Milch oder einem Getränkeprodukt verwendet wird, lösen sich die Klumpen nicht auf, sondern setzen sich am Boden des Gefäßes ab.

Aus der deutschen Auslegeschrifi 1 203 588 ist ein Verfahren zur Herstellung eines isolierten Proteinproduktes aus entfettetem ölsaatmaterial bekanntgeworden, bei dem aus dem Ölsaatmaterial eine wäßrige alkalische Trübe mit einem pH-Wert zwischen 8 und 11 hergestellt wird, die gelöste Kohlenhydrate und Proteinstoffe enthält und aus deren flüssigem Anteil die Proteinstoffe durch Einstellung des pH-Wertes auf den isoelektrischen Punkt der Proteinstoffe ausgefällt werden. Zu diesem Zweck wird eine wäßrige Suspension des ölsaatmaterials mit einem pH-Wert im Bereich von 9 bis Π auf eine Temperatur im Bereich von 68 bis 93"C erhitzt und die Lösung von den ungelösten Stoffen getrennt. Anschließend werden aus der Lösung die Proteine durch Absenken des pH-Wertes auf den isoelektrischen Punkt ausgefällt.

Doch auch bei dieser Arbeitsweise wird kein hell gefärbtes, geschmacksneutrales Proteinprodukt erhalten. Das Produkt ist vielmehr dunkel gefärbt und hat einen unangenehmen Geschmack. Deshalb wird als zusätzliche Maßnahme der Zusatz von Wasserstoffperoxid oder anderen Bleichmitteln empfohlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Proteinprodukt zur Verfugung zu stellen, das nach dem eingangs beschriebenen Verfahren hergestellt, jedoch auch ohne Zusatz von Wasserstoffperoxid oder anderen Bleichmitteln hell gefärbt und geschmacksneutrai ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Proteinprodukt, das nach dem eingangs genannten Verfahren hergestellt ist, dadurch gelöst, daß der flüssige Anteil der Schlämme vor dem Ausfällen der Proteinstoffe von den ungelösten Feststoffen abgetrennt und etwa 5 Sekunden bis 30 Minuten auf etwa 71 bis 155^CC erhitzt wird.

Die Herstellung kann in einem automatisierten kontinuierlichen Arbeitsgang mit einem Minimum an Bedienungspersonal und mit einer hohen Produktionsleistung ausgeführt werden.

Das erhaltene Grundprodukt hat ausgezeichnete Geschmackseigenschaften, eine helle Farbe und gute funktionell Eigenschaften. Es ist dispergierbar, obwohl es nach einem Verfahren hergestellt wird, bei dem mit Hitze und pH-Werten im alkalischen Bereich gearbeitet wird. Das Produkt weist in einzigartiger Weise eine optimale Kombination von Eigenschaften auf, die bisher nicht erreicht werden konnten, nämlich eine hohe Dispergierbarkeit, die damit verbundenen funktionellen Eigenschaften sowie einen ausgezeichneten Geschmack, der frei von dem charakteristischen Sojageschmack ist. Das Produkt ist glatt, loker und homogen in der Textur und weiß in seiner Farbe. Das Produkt hat typischerweise ein spezifisches Volumen von über etwa 5 ml/g und in konzentrierter Bruchmasse einen maximalen Feststoffgehalt von 12 bis 20 Gewichtsprozent. Es kann aber auch für eine Reihe anderer Zwecke auf etwa 6°/₀ Feuchtigkeit sprühgetrocknet werden. Die einzigartigen Eigenschaften des isolierten Materials dürften die Folge

ίο der Behandlung sein, der die Bruchmasse während der Extraktion und Isolation unterworfen wird und bei der die vernetzten Disulfidbindungen, die normalerweise im Ausgangsprotein vorhanden sind, aufgebrochen werden. Das erfindungsgemäße Material hat typischerweise eine weiße Farbe mit einem Weißgrad von über 60, vorzugsweise über 65, und ein Verdichtungsverhältnis von über 0,10, vorzugsweise von 0,15 bis 0,30. Es kann in verschiedenen Formen als Nahrungsmittel mit hohem Proteingehalt verwendet werden.

ao Es kann außerdem wahlweise einer Vielzahl anderer Nahrungsmittel zugesetzt werden, um besondere Ergebnisse zu erzielen, wobei eine bestimmte Proteinmenge zugesetzt wird, ohne daß ein unangenehmer Geschmack auftritt.

Die Helligkeit des Produktes wird mit einem Photovolt-Reflexionsmeßgerät Modell 610 gemessen, wobei der Feslstoffgehalt auf 10,0 Gewichtsprozent eingestellt und die Probe in eine Petrischale jegeten wird. Die Schale wird mit der Frobe gefüllt, abgedeckt und der Weißgrad als Prozentsatz im Vergleich zu einem Magnesiiimoxid-Notmal gemessen, wie in dem Rundschreiben 660 der Firrra Photovolt Corporation, »Photovolt Reflection Meter Model 610« vom Juni 1964, beschrieben.

Das Proteinisolat- bzw. Proteinbruchprcdukt hat infolge des Wassers, das in den Proteinrrolekülen oder an die Proteinrr.oleküle gebunden ist, ein sehr hohes spezifisches Voluiren. Das srezifmre Voltrren wird dadurch bestimmt, daß das Produkt auf einen Feststoffgehalt von 2 Gewichtsprozent eingestellt und eine Probe des Produktes von 50 ml 10 Minuten lang bei 57Og geschleudert wird. Das Volirren des gewonnenen geschleuderten Bruchs dividiert durch das Gewicht der vorhandenen Cesamtfeststcffe in dem geschleuderten Bruch ist gleich dem spezifischen Voluiren des Proteinbruchs.

Das Verdichtungsverhältnis des Proteinisolatproduktes wird bestimmt, indem eine Probe des Produktes von 50 ml, die auf einen Feststoffgehalt von 2 Gewichtsprozent eingestellt worden ist, 10 Minuten tei 570 g geschleudert wird. Das Verhältnis des Volurrens des geschleuderten Feststoffs zum Voluiren der überstehenden Flüssigkeit ist das Verdichtungsverhältnis. Die Menge der in dem Material zurückgehaltenen Feuchtigkeit wird bestimmt, indem der Feuchtigkeitsgehalt des geschleuderten Feststoffs ermittelt wird. Die zurückgehaltene Feuchtigkeit ist die Wasserir.enge in Grarrm je Grarrm Feststoff.
Es folgt eine ausführlicheBeschreibung derErfindung, Bekanntlich sind die Zusammenhänge zwischen der chemischen und physikalischen Eigenschaften natür licher Nahrungsmittel so kompliziert, daß man tat sächlich nur wenig darüber weiß. Untersuchungei über das Verhallen und das Wesen dieser Eigenschaflei und die unter unterschiedlichen Bedingungen um Behandlungen hervorgerufenen Änderungen sind fas ganz auf empirische Methoden angewiesen. Ferne ist die Annahme eines solchen Materials durch de:

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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 Nahrungsmitte! vielerlei

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

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

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

ligsten. Mit diesen Produkten sind ausgedehnte Unter- eignet sich besonders gut zur Herstellung strukturierter

suchungen 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 MaBe verarbeitet, um hohem Proteingehalt.

Mahrungsmittel herzustellen, die übergeordnet eßbare Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Produktes

pflanzliche Proteine genannt werden. benötigt man keine besonderen chemischen Zusätze

Auch wean 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 funktioneilen Eigenschaften Proteins gearbeitet. Die Behandlung führt zu einem

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

liehe Beschränkung hinsichtlich der tatsächlichen ao vorhandenen Disulfidbindungen, 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 Proteinisolats wird als ein entscheidender Durchbruch gebliches Aussehen hat. Wie bereits erwähnt, ist eine 45 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 geschmacksüberdeckenden 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 crlichen Produkt bemerkt, ganz gleich, ob es in trockener läutert werden.

oder flüssiger Form vorliegt. Wenn das Produkt er- Dabei wird die Arbeitsweise unter Bezugnahme

hitzt wird, entwickelt es außerdem den charak- auf Sojabohnen 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 ihnen enthaltene öl wird extrahiert, wobei funktionell 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 das 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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Iichcr Weise geschroten oder genuhlen und durch isoelektrischcn Punktes des Proteins, gewöhnlich auf cine bekannte lintölungspresse gegeben werden. einen pH-Wert von etwa 4,5 bis 5,5, durch Zusatz eines Vorzugsweise' wird das Öl jedoch durch Lösung*- gebräuchlichen sauren Rcaktionsmitlcls in Lebensmittelextraktion entfernt, wobei für diesen Zweck miltelqiialität wie Essigsäure, Schwefelsäure, Phosgebriiachliche 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 Aiisgangsmaterial hoher Disper- Wasser gewaschen, um anhaftenden Zucker bis auf gierbarkcit arbeitet, ein gcschmacksneutraleres, wet- ίο geringe Spuren, die praktisch nicht entfernt werden ßer'es und funktionaleres Produkt erhalten wird. Die können, 711 entfernen.

Dispergierbarkeit des Ausgangsmaterials soll Vorzugs- Dem Protcinmateruil 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 Sojabohncnmehl bezeichnet werden und normaler- 15 oder zu ändern. Natriumsulfat, Trinatriiimphosphat, 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 sulfii 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 to 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 Reispiele 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 Lcbensmittclqualität. 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 wt»ise durch Seihen de·. Materials durch ein Sieb Schlämme zurückverwandelt werden. Es wurde geunü 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-Wcrt-Ein- klar. Das Endprodukt aus dem getrockneten und

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

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

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

säure. Salzsäure, Natriumsuifit 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 neigt. Das Erhitzen, bei niedrigeren Temperaturen mit etwas Produkt ist völlig geschmacksneutral. Der bittere längerem Erhitzen gearbeitet. Die angewendete Zeit 50 Geschmack des Sojaproteins ist nicht mehr vorhanden, lieg^ normalerweise im Bereich von etwa 10 Sekunden In trockener Form kann eine schnelle Rehydratisierung bis 30 Minuten. Bei 99 bis 121⁰C ist eine ErhiUungs- 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^CC 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-Tcmperaturen im Bereich von 71 bis 155°C angewendet den, selbst für Magermilch und/oder eine Vielzahl werden um das erfindungsgemäße Produkt herzu- anderer Zwecke. Es hat trotz seiner hohen Dispergierstellcn 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 peklärten 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 6_S sehen. Vor der Verarbeitung ist die Farbe geblich, es entsteht ein unerwünschtes Produkt. insbesondere in suspendierter Schlämmenform. Nach

Das SoiaDrotein 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 weiÖ-

liehe Produkt das ansprechende Aussehen von getrockneter Magermilch.

Die Eigenschaften des Proteiinisolats 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 Sojaglycinin, ein kompliziert gebautes Protein mit festgefalteter Struktur und starker Vernetzung, die die Ketten in enger Lage aneinanderhält. Die Vernetzung in den Glycimnmolcl.ülen liegt hauptsächlich in Form von Disulfid- oder S-S-Binduncen vor. Bei der Wärmebehandlung der extrahierten Flüssigkeit nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Teil der Disulfidbindungen aufgebrochen und zu Sulfhulrylgruppen reduziert. Durch die Spaltung eines Teiis der Disulfidbindungen wird ein Teil der Kraft aufgehoben, mit der die Proteinketten 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 nebenein anderliegenden Proteinketten 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 V, asser, 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 Proteinmolckülen festgehalten wird. Infolge der größeren Zahl von Disulfidbindungen, die verfahrensgemäß getrennt werden, hält das hergestellte Proteinisoiat 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 30Mi nuten auf etwa 71°C 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 Feststoff gehalt von 16,8 Gewichtsprozent und einen

ίο Proteingehalt von 96 ⁰O, bezogen auf Trockensubstanz. Das Produkt wurde in einer Zentrifuge mit einem ,Durchmesser \on 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.

B e i s ρ i e I 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde w iederholt

mit der Ausnahme, daß die geklärte Lösung auf einen pH-Wert von 9 eingestellt und nur 30 Sekunden auf 99^CC erhitzt wurde. Die Eigenschaften des erhaltenen Isolats sind in Tabelle 1 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 Sojaprotcinisolat wurde bei einem pH-Wert von 5,4 gefällt. Die Eigenschaften des heieestellten Isolats sind in Tabelle I wiedergegeben.

B c i s ρ i e 1 4

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

Beispiel 5

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß der pH-Wert der geklärten Lösung auf 9,5 eingestellt wurde und die Lösung 30 Sekunder auf 99⁰C erhitzt wurde. Die Eigenschaften des hergestellten Isolats sind in Tabelle I angegeben. Da<

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

	Spezifisches Volumen	Feststoffe	Tabelle	I	% Protein	Zurückgehaltene Feuchtigkeit	Verdichtungs-
Beispiel	(ml/g)	Gewichtsprozent	Weißgrad	(Trockensubstanz)	gH.O/g Feststoffe
	7	16,8		96	5,5	0,19
1	8,8	17,1	68,2	95	7,7	0,19
2	8,7	IS5O	67,0	95	6,6	0,19
3	6,4	16,9	70,0 i	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

B e i s p i el 6

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Lösung 5 Sekunden auf 155''C erhitzt wurde. Das Sojaproteinisolat wurde bei einem pH-Wert von 4,7 gefällt. Die Eigenschaften des hergestellten Tsolats sind in Tabelle I angegeben.

Tabelle Il

Eigenschaften von getrocknetem lockerem Isolat (Beispiel 5)

Verdichtungsverhältnis nach Rekonstitution 0,10

Spezifisches Volumen 4,20

Zurückgehaltene Feuchtigkeit 4,60

Weißgrad 64,00 ^v5

Zu den funktionalen Eigenschaften des erfindungsgemäßen Produktes gehört die Fähigkeit, in der Aufschlämmung gut als ein Wasser- und Fettbindemittel dienen zu können, da es eine homogene Dispersion ao und eine Trennung bewirkt. Das erleichtert seine Anwendung in vielen Produkten als direkter Ersatz für Molkereiprodukte. Es hat ferner einen ausgezeichneten Nutzeffekt als kalorienarmes Nahrungsmittel mit hohem Proteingehalt.

Da das Produkt in Form einer flüssigen Aufschlämmung mit einem genießbaren flüssigen Träger, wie Wasser, verwendet werden kann, der einen Teil des Proteins auflöst und den Rest in feinverteilter Suspension hält, eignet es sich gut für Getränke mit hohem Proleingehalt in den verschiedensten Formen, als flüssiger Proteinzusatz für Nahrungsmittel oder als Eindickungsmittel. Das Produkt kann auch in Pulveroder Flockenform als ein Flockengericht, als ein Zusatz zur Erhöhung des Proteingehalts von Nahrungsmitteln wie Spaghetti und Makkaroni, als Eindickungsmittel für Nahrungsmittel und als Proteinergänzungsmittel für Fleisch oder Kunstfleisch verwendet werden. Es kann Grundbeitandteil von Puddings sein und kann als Zusatz für Backwaren wie Kuchen, Plätzchen und *o Brot verwendet werden. Selbst wenn es in Produkten verwendet wird, die gebacken, geschmort, gebraten, gekocht oder sonstwie erhitzt werden, entsteht durch die Gegenwart des Sojaproduktes kein unangenehmer Geruch, so daß ein wesentliches Hindernis für seine Verwendung in verschiedenen Bereichen der Lebensmittelindustrie ausgeräumt ist. Das erfindungsgemäße Produkt kann aus der Pulverform in eine Paste umgewandelt werden, die einen Lebensmittelaufstrich mit hohem Proteingehalt und beliebiger Geschmacksrichtung bilden kann.

Es kann auch in der Form eines halb- oder vollgelierten Produktes in Desserts, Eindickungsmitteln, Bonbons oder Kunstfrüchten der verschiedensten Art mit geringem Kalorien- und hohem Proteingehalt verwendet werden.

Zu weiteren Nahrungsmitteln, die mit dem Produkt allein oder unter seiner Verwendung als Zusatzstoff hergestellt werden können, gehören Kaffeesahne, gesponnene Proteinfasern, Eiskrem oder Kunstspeiseeis, Bonbons, Tortenböden, Cracker, Schokolade, Butter und ölmargarine, Appetitsoßen, Appetitstückchen, Soßen, beispielsweise melierte. Käse- und Hollandaise-Soße, Fleischstrecker, beispielsweise in Würstchen, Tortenfüllungen, gefrorene Desserts, Sahneüberzüge und Marshmallows. Im Gange befindliche Versuche zeigen ferner, daß das erfindungsgemäße pflanzliche Protein viele andere Anwendungsmöglichkeiten in kalorienarmen, nicht aus der Molkerei stammenden Nahrungsmitteln und bei der Herstellung strukturierter Nahrungsmittel bietet, beispielsweise von Proteinäquivalenten natürlicher Nahrungsmittel wie Fleisch, Fisch, Käse, Milch, Gemüse und Früchte. Das erfindungsgemäße Produkt kann auch Molkereiprodukten in verschiedener spezieller Weise zugesetzt werden, um völlig neue Nahrungsmittel zu erhalten.

Es ist sogar festgestellt worden, daß das Material direkt zur Bildung eines preiswerten Molkereiproduktersatzes, wie Milch, verarbeitet werden kann.

Anwendung des erfindungsgemäßen Produkts

Ein Milchersatzgetränk wurde durch Mischen der folgenden Bestandteile hergestellt:

1500 g des im Beispiel 1 hergestellten Materials, 4094 cm³ Wasser,

100 cm³ einer 20°/<^εη Na₃PO₄-Lösung,

180 cm³ Pflanzenöl.

120 g Zucker,

6 g Salz.

Die Bestandteile wurden miteinander vermischt und dann durch eine Zentrifuge mit einer 200-mm-Trommel geleitet, die mit 5000 U/min bei einem Unterdruck von 736 mm umlief. Das entstehende Produkt hatte einen sehr neutralen Geschmack und fühlte sich im Mund glatt und angenehm wie Milch an.

Claims (1)

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

   unerwünschten Eigenschaften etwas gemildert werden.

   FTOteinisolat 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 Schwefeligsäure, verdünntes wäßrige alkalische Schlämme mit einem pH-Wert Ammoniak, Kohlendioxid, Äthylen, mit Kohlendioxid im Bereich von 8 bis 11 hergestellt wird, die gelöste oder Stickstoff verdünnter Dampf und andere. Sie Kohlenhydrate und Proteinstoffe 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 Umrühren. Solche Behandlungen sind der Ausfiüssige Anteil der Schlämme vor dem Ausfällen fluß empirischer Methoden, weil nur sehr wenig über der Proteinstoffe von den ungelösten Feststoffen 15 den Gefügeaufbau und das Verhalten des Materials abgetrennt und etwa 5 Sekunden bis 30 Minuten bei verschiedenen Behandlungen bekannt ist. Selbst auf etwa 71 bis 155 ⁰C erhitzt wird. bei Anwendung dieser relativ komplizierten und teuren

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

   20 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 Samen material, das nach einem Verfahren die Käufer akzeptabel sind, außer, wenn der Gehergestellt worden ist, bei dem aus dem entölten 15 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 durch 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. funktioneile Eigenschaften. Obgleich insbesondere die Sie wird daher hauptsächlich unter Bezugnahme auf Dispergierbarkeit nicht hitzebehandelter pflanzlicher Sojamaterial 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% beunter anderem von Sojaproteinprodukten aus entöltem trägt, sinkt nach einer Hitzebehandlung die Dispergier-Sojabohnenmaterial ist bekannt. Wenn solche Produkte 4° barkeit eines solchen Materials häufig auf einen aus Sojamaterial tür den menschlichen oder tierischen niedrigen Wert von etwa 20% od. dgl. ab. Das Material Verbrauch bestimmt sind, werden sie vielfach al. 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. 45 muß das Produkt eine hohe Dispergierbarkeit von

   Es ist jedoch bekannt, daß Sojaprodukte einen mindestens mehr als 50%, in der Regel mehr als 75%, ausgeprägten unerwünschten Geruch und Geschmack haben. Je höher jedoch die Dispergierbarkeit, desto beibehalten, die charakteristisch für Sojabohnen sind. ausgeprägter der unerwünschte Geschmack, da der Die Geschmackscharakteristik wird allgemein als Geschmack bei geringer Dispergierbarkeit nicht ohne bitter oder bohnig bezeichnet. Die Ursache dieses 5° 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 funktioneilen 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, Sojaprotein-

   durch 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 bohnigen' 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-