DE2213956A1

DE2213956A1 - Verfahren zur Herstellung von trockenen Sojaproteingemischen

Info

Publication number: DE2213956A1
Application number: DE19722213956
Authority: DE
Inventors: Grahan Sharnbrook Bedfordshire Evans (Großbritannien); Woolgar, Gordon David, Nuwara Eliya (Ceylon)
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1971-03-25
Filing date: 1972-03-22
Publication date: 1972-09-28
Also published as: IT999512B; BE781249A; FR2130557B1; NL7203732A; FR2130557A1; ES401066A1; GB1377392A; RO62297A

Description

Verfahren zur Herstellung von trockenen Sojaproteingemischen

Die Erfindung betrifft Proteine, insbesondere die Behandlung von isoliertem Sojaprotein, aur Gewinnung eines verhältnismäßig stabilen, trocknen, im wesentlichen nicht denaturierten Sojaproteingemisches, das sich insbesondere zur Herstellung von Nahrungsmitteln verwenden läßt.

Isoliertes Sojaprotein wird durch Ausfällung aus wäßrigen Extrakten von entfettetem Sojabohnenmehl beim oder nahe dem isoelektrischen pH (4,5 bis 5,0) gewonnen. Der Wassergehalt des isolierten Proteins ist sehr verschieden und hängt von den zur Abtrennung des isolierten Proteins aus dem Gemisch oder der überstehenden Flüssigkeit verwendeten speziellen Bedingungen ab. Der Wassergehalt kann 75 Gew.-fi betragen oder sogar noch höher liegen. Durch intensives Zentrifugieren kann er auf 40 bis 50 Prozent oder etwas darunter erniedrigt werden.

Die Erfindung betrifft die Umwandlung des isolierten Sojaproteins in ein verhältnismäßig stabiles, trocknes Material, das bei Gebrauch mit Wasser leicht wieder in ein flüssiges Protein-

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- 2 gemisch umgewandelt werden kann, das hitzehärtbar ist.

Gemäß der Erfindung wird isoliertes Sojaprotein innig mit einer' wäßrigen Lösung eines eßbaren Salzes vermischt, so daß ein flüssiges Sojaproteingemisch entsteht, das zu 10 bis 50 Gewichtsprozent aus Sojaprotein besteht, das in einer flüssigen, wäßrigen Phase von gelöstem eßbaren Salz gelöst ist. Dieses flüssige Proteingemisch wird zu ejnem Feststoff getrocknet.

Durch die Verwendung des Ausdrucks "gelöst" zur Definition des Zustands des Sojaproteins, das 10 bis 50 Gawichtsprozent des Gemisches ausmacht, soll nicht ausgeschlossen werden, daß in dem Gemisch ein Teil des Sojaproteins ungelöst vorliegt und z.B. durch Zentrifugieren, wie es üblicherweise zur Abtrennung suspendierter Stoffe aus einer Lösung angewendet wird, abgetrennt werden kann. So könnte z.B. ein System, das 15 Gewichtsprozent Sojaprotein in einer flüssigen, wäßrigen Phase. von 0,7 molarem Natriumchlorid verteilt enthält, durch Zentrifugieren (z.B. bei 5000 g in 15 Minuten) in (I) eine verhältnismäßig klare obere Schicht aus Sojaproteinlösung, die 10 Gewichtsprozent gelöstes Protein enthält und (II) eine opake untere Schicht, die erheblich mehr als 15 Gewichtsprozent Sojaprotein enthält und aus ungelöstem Sojaprotein besteht, das •in der die obere Schicht (I) bildenden Sojaproteinlösung suspendiert ist, getrennt werden. Ein solches, in (I) und (II) trennbares System würde innerhalb der gegebenen Definition liegen , da 10 Gewichtsprozent aus Sojaprotein bestehen, das in einer flüssigen Phase aus gelöstem eßbaren Salz gelöst ist. Wenn jedoch die beim Zentrifugieren dee Systems entstehende

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verhältnismäßige klare öftere Schicht z.B. nur 7 oder 8 Gewichtsprozent Protein enthielte, würde dieses System nicht unter die gegebene Definition fallen.

Die Menge des bei dem Verfahren der Erfindung verwendeten eßbaren Salzes hängt von 'dem speziellen Salz ab. Bei Natriumoder Kaliumchlorid entspricht die Mindestsalzmenge einer Molarität (bezogen auf den Wassergehalt des Gemisches) von etwa 0,3· Vorzugsweise werden Mengen im Bereich von O_t5 bis 1,5 molar verwendet. Bei Verwendung von Ammoniumchlorid und Calciumchlorid sind Mengen im Bereich von 0,2 bis 0,5 molar bzw. 0,4 bis 0,5 molar geeignet. Die Verwendung von Natriumchlorid wird besonders bevorzugt.

Wie noch in den Beispielen beschrieben werden wird, werden die flüssigen Sojaproteingemische so hergestellt, daß sie einen Gehalt an gelöstem Sojaprotein im Bereich von 10 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 45 Gewichtsprozent, aufweisen. Gemische, die aus isolierten Sojaproteinen mit üblichem pH (4»5 bis 5) hergestellt worden sind, besitzen im allgemeinen einen pH, der von dem des isolierten Proteins nicht sehr verschieden ist. Der pH der Gemische kann jedoch etwas schwanken, so daß der pH gegebenenfalls im Bereich von 4 bis 8 liegen kann. Vorzugsweise liegt der pH im Bereich von 4,5 bis 7 , insbesondere im Bereich von 4,5 bis 5,5.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren der Erfindung in Verbindung mit einem Verfahren zur Gewinnung des isolierten Sojaproteins durchgeführt, das die Ausfällung des isolierten Proteins aus einem von entfettetem Sojamehl hergestellten wäßri-

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gen Extrakte in Gegenwart eines wasserlöslichen Sulfit-, Bisulfit- oder Dithionitsalzes, vorzugsweise eines Alkalioder Ammoniumsalzes, mit sich bringt. Die Gegenwart eines solchen Salzes während der Extraktion des Mehls, insbesondere in einer Men^e von 0,05 bis 0,5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Wassergehalt des Extrakts, erleichtert die Gewinnung eines trockenen Endprodukts, dae nach dem Wiedervermischen mit Wasser in einem wäßrigen Medium zu Fasern hitzegehärtet werden kann.

Das für die Bildung des flüssigen Sojaproteingemisches erforderliche innige Vermischen läßt sich erreichen, indem man eine wäßrige Aufschlämmung des isolierten Proteins mit dem eßbaren Salz in einem mit den entsprechenden Mischeinrichtungen ausgerüsteten Kessel rührt. ·

Die flüssigen Sojaproteingemische werden, z.B. mittels Gefriertrocknung, Vakuumwalzentrocknung oder Niedertemperatur-Sprühtrocknung zu festen Produkten mit einem Feuchtigkeitsgehalt von unter 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise unter 5 Gewichtsprozent, ohne wesentliche Denaturierung des Proteins getrocknet. Überraschenderweise lassen sich die Gemische sprühtrocknen, ohne daß eine wesentliche Proteindenaturierung bei erhöhter Temperatur, d.h. in einem gasförmigen Medium, dessen ■Temperatur sich bei oder oberhalb derjenigen Temperatur (80⁰C) befindet, bei der die Hitzehärtung des Proteins im allgemeinen beginnt, sofern das Gemisch in Substanz erhitzt wird, stattfindet. Vorzugsweise wird die Sprühtrocknung nach dem Gleichstrom-("co-current'O-Verfahren durchgeführt, bei dem das Gemisch in einen Strom des trocknenden Gasesj und zwar nicht ent-

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gegen der Stromrichtung sondern in Stromrichtungy eingesprüht wird.

Aus den trocknen Gemischen lassen sich mit Wasser die flüssigen Gemische wiederherstellen, insbesondere solche mit einem Proteingehalt im Bereich von 10 bis 50 Gewichtsprozent und relativ niedrigem pH im Bereich von 4- bis 8 und vorzugsweise 4,5 bis 7. Diese flüssigen Gemische können durch Erhitzen auf Temperaturen im Bereich von 80 bis 105⁰C in die feste Form übergeführt werden, die sich für die Verwendung als Nahrungsmittel, insbesondere in Faserform, eignet. Die Kombination eines relativ hohen Gehalts an gelöstem Protein mit einem nicht zu entfernt von dem isoelektrischen Punkt des Sojaproteins liegenden pH ist eine geschätzte Eigenschaft der aus den trockenen Gemischen wiederhergestellten flüssigen Gemische. Bei den herkömmlichen Verfahren ist für die Gewinnung eines flüssigen .'_m Gemisches mit hohem Gehalt an gelöstem Protein ein pH-Wert im Bereich von 11 erforderlich. Dies bewirkt eine beträchtliche Veränderung des Proteins, was wiederum schlechte Eigenschaften hinsichtlich der Hitzehärtung zur Folge hat.

Die Beispiele erläutern die Erfindung,

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- 6 Beispiel 1

(a) Ein durch Lösungsmittelextraktion bei niedriger Temperatur· entfettetes Sojabohnenmehl wird in Wasser, das 0,1 Gewichtsprozent Natriumsulfit und 0,03 Gewichtsprozent Silieon-Antischaumemulsion enthält, aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung wird 30 Minuten gerührt und dann zentrifugiert (15 000 g). Nach dem Abtrennen der überstehenden Flüssigkeit und dem Einstellen des pH auf einen Wert von 4,8 durch vorsichtige Zugabe von Salzsäure wird der gebildete Niederschlag durch Zentrifugieren (15 000 g) abgetrennt. Das so erhaltene kittartige, isolierte Protein weist folgende Zusammensetzung auf:

Gewichtsprozent

/Protein 45,5 aschefreie Feststoffe 48 /

L proteinfrei 2,5 (hauptsächlich Kohlenwasserstoff)

Aschefeststoffe 1

Wasser 51

(b) Das isolierte Protein (8,5 kg) wird in einen Vertikal-Schneidmischer gegeben und mit 2,7 kg Wasser versetzt. Nach 5minütiger Betätigung des Mischers erhält man eine cremeartige Aufschlämmung j diese wird mit 0,4 kg Natriumchlorid und 2,8 kg Wasser versetzt. Nach weiterer 5minütiger Betätigung des Mischers erhält man ein ziemlich opakes, flüssiges Sojaproteingemisoh mit folgenden Eigenschaften:

2 ü !) B U) / ü 8 k 4

aschefreie Peststoffe Salz Wasser

PH ,

Moiarität

Verhalten beim Zentrifugieren

Gewichtsprozent 29,5 2,7 67,5

4,7

0,5 molar NaCl (berechnet auf den Wassergehalt)

Eine Probe ergibt beim 2stündigen Zentrifugieren bei 25 000 g bei gewöhnlicher Temperatur (20 bis 25 C) eine transparente obere Schicht mit einem Proteingehalt von 22 Gewichtsprozent.

(c) Das opake flüssige Sojaproteingemisch wird in einem herkömmlichen Sprühtrockner ("spinning disc co-current spray drier", Lufteinlaß und -auslaßtemperaturen 155 bzw. 85°C, "disc atomiser"-Durchmesser und -Geschwindigkeit 12 cm bzw. 20 000 U/min, Bildungsgeschwindigkeit des Produkts 8 kg/std.) zu einem frei fließenden blaß-cremefarbenen Pulver /'etrooknet, das bei Raumtemperatur mindestens 5 Monate gegenüber bakteriellem Abbau stabil ist und folgende Zusammensetzung aufweist:

	209	Stoffe	Gewichtsprozent	₄
Protein			82,5
Natriumchlorid			7,0 '
proteinfreie organische		8 4 0/084	5,9
salzfreie Asche	0,5
Feuchtigkeit	"4,5

Aus dem trocknen Gemisch wird durch Vermischen mit Wasser in einem Pfleiderer-Kneter unter Vakuum ein flüssiges Sojaproteingemisch mit einem Gesamtfestkörpergehalt von 35 Gewichts-Prozent hergestellt, das sich zu Produkten hitzehärten läßt, die als Nahrungsmittel Verwendung finden. Dies erfolgt z.B. durch Erhitzen in Substanz auf 95 bis 100⁰C oder durch Extrudieren (geeignet sind Mehrlochdüsen mit einem Durchmesser von 0,1 mm) in ein auf 25 bis 100°0 gehaltenes Wasserbad, wobei man Fasern mit der erwünschten "kauintensiven" Beschaffenheit erhält.

Beispiel 2

Gemäß dem allgemeinen Verfahren des Beispiels 1 werden 150 kg isoliertes Sojaprotein mit einem Festkörpergehalt von 39,2 Gewichtsprozent (93 Prozent hiervon Protein) hergestellt und mit 4,2 kg Natriumchlorid und 180 kg Wasser in ein ziemlich opakes, flüssiges Sojaproteingemisch mit einem aschefreien Feststoffgehalt von 25,1 Prozent, einem Proteingehalt von 22 Prozent, einem Salzgehalt von 1,7 Prozent, einem Wassergehalt von 73 Prozent, einem pH von 4,7 und einer Natriumchlorid-Molari-

tat von 0,4 überführt. Beim Zentrifugieren erhält man eine transparente obere Schicht mit einem Proteingehalt von etwa 20 Prozent.

Das opake flüssige Sojaproteingemisch wird gemäß Beispiel 1. unter Anwendung der in der (Tabelle zusammengestellten Bedin gungen sprühgetrocknet*

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Versuch Temperatur (⁰O) Bildungsgeschwin-Nr. Einlaß Auslaß digkeit des Produkts

Ug/Std.) Produktzusammensetzung (Gewichtsprozent)

Hitzehärtungseigenschäften des wieder-

_{NaC1 Gesamtasche} hergestellten Produkts

OO ♦)

1
2
3
4
5

UO

160-165
180-215
200-205
255-275

85-87 88-90 88-90 95-100 100

8 13 17 21 2-1

2,4 13,4 8,7 9,5

2,9 13,3 8,2 9,1

2,9 13,4 7,9 8,6

2.4 13,5 7,9 8,8

2.5 13,4 8,2 8,9

gut

weniger gut, aber. noch ausreichend

nach Kjeldahl; N-Gehalt * 5,9 = Proteingehalt Patentansprüche

Claims

Patentansprüche

M ψ Verfahren zur Gewinnung eines relativ stabilen, trockenen, im wesentlichen nicht denaturierten Sojaproteingemiaches aus isoliertem Sojaprotein, dadurch gekennzeichnet, daß man isoliertes Sojaprotein innig mit einer wäßrigen Lösung eines eßbaren Salzes zu einem flüssigen Sojaproteingemisch vermischt, das zu 10 Ms 50 Gewichtsprozent aus in einer flüssigen' wäßrigen Phase von gelöstem eßbarem Salz gelöstem Sojaprotein besteht, und das flüssige Sojaproteingemisch unter solchen Bedingungen trocknet, daß ein Feststoff entsteht, aus dem sich mit Wasser wieder ein flüssiges Proteingemisch herstellen läßt, das hitzehärtbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Trocknung unterworfene flüssige Sojaproteingemisch einen Gehalt an gelöstem Sojaprotein von mindestens 15 Gewichtsprozent aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Sojaproteingemisch einen Gehalt an gelöstem Sojaprotein von 20 bis 45 Gewichtsprozent aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Sojaproteingemisch einen pH von 4f5 bis 7 besitzt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Sojaproteingemisch einen pH von 4,5 bis 5,5 besitzt.

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6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eßbare. Salz ein Alkalichlorid oder Calciumchlorid ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Salz Natriumchlorid' ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Natriumchlorid in dem flüssigen Sojaproteingemisch in einer Menge vorhanden ist, die einer Molarität (berechnet auf den Wassergehalt des Gemisches) von 0,3 bis 1,5 entspricht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte isolierte Sojaprotein durch Extraktion von entfettetem Sojabohnenmehl mit Wasser in Gegenwart eines gelösten, nicht-toxischen, wasserlöslichen Sulfit-, Bisulfit- oder Bithionitsalzes und Ausfällung des isolierten Proteine aus dem so erhaltenen wäßrigen Extrakt hergestellt worden ist*
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das entfettete Sojabohnenmehl in Gegenwart eines gelösten Alkalisulfits extrahiert worden ist* ■·.:-/_
11. Verfahren nach BinejB der Ansprüche 1 bis 10., dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Sojaproteingemiseh durch Sprühtrocknung bei erhöhter Temperaturgetrocknet wird.
12. Stabiles, troekne€^;-i&;-#esen1fciic^

tes Sojaproteingemisch, hergestellt nach dem Verfahren «ines

der vorhergehenden Ansprüche.

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