DE2219712A1 - Verfahren zur Herstellung löslicher Proteine - Google Patents

Description

betreffend

Verfahren zur Herstellung löslicher Proteine

lösliche Proteine, die als Zusatz zu Getränken geeignet sind, können hergestellt werden, indem man eine wässrige Suspension des proteinhaltigen Materials unter alkalischen Bedingungen erhitzt, um die Proteine teilweise löslich zu machen und das proteinische Material dann mit einer Protease behandelt unter Bedingungen, die für die Wirkung einer derartigen Protease geeignet sind, um einen wesentlichen Anteil des Proteinraaterials zu hydrolysieren.

Eines der wichtigsten Nahrungsprobleme der Vielt besteht darin, für unterernährte Menschen ausreichend Proteine zur Verfügung zu stellen. Häufig kann das Protein

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in einer für die Nahrung geeigneten Eoroi zur Verfügung gestellt werden» es ist jedoch nicht geeignet, da es einen unangenehmen Geschmack, Geruch oder Aussehen hat. Eine Form der Verabreichung von Protein ist in Getränken zusammen mit anderen "bekannten Substanzen v/ie Getränken mit Fruchtaroma oder kohlen s äureha It igen Geträniren. Derartige proteinhaltige Getränke hatten keinen vollständigen Erfolg, da das Protein nicht vollständig löslich war oder einen unangenehmen Geschmack bzw. Geruch besaß..

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Proteinmaterial, das etwas löslich ist,wandten entweder saure Hydrolyse, alkalische Hydrolyse oder Enzymhydrolyse an. Diese einzelnen Verfahren besitzen alle ITachteile. Die saure oder alkalische Hydrolyse als grundsätzliches Verfahren zum Iiöslichraaohen von Proteinen führt leicht zu einer gewissen Zerstörung der essentiellen Aainosäuren, die in dem Protein vorhanden sind. Die enzymatische Hydrolyse als grundsätzliches Verfahren zum Löslichniachen von Protein führt leicht zur Bildung bitterer Verbindungen, die das entstellende Produkt ungeeignet machen.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung löslicher Proteine, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine v/ässrige Suspension eines Proteinaaterials bei einem pH-Wert von ungefähr 7,5 bis ungefähr 13 erhitzt, um die Proteine teilweise löslich zu machen und dann das Proteinmaterial mit einer Protease unter geeigneten Bedingungen behandelt, um einen wesentlichen Anteil des Proteinaaterials zu hydrolysieren.

Für das erfindungsgeaäße Verfahren können Proteinraaterialien aus verschiedenen Quellen verwendet werden.

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Das bevorzugt verwendete Proteinmaterial wird aus pflanzlichen Quellen wie Sojabohnen, Leinsamen, Mais, Weizen, Sesam u.a. erhalten. Andere geeignete Proteinmaterialien werden von tierischen Quellen erhalten, wie 3?ischproteinkonzentrat, Kasein, Molke u.ä . Weitere geeignete Proteinquellen sind Hefe und einzelne Zellproteine, die durch mikrobiologische Wirkung auf geeignete Substrate, wie Kohlenwasserstoffe, erhalten worden sind.

Das Proteinrohnaterial wird in*wässriger Suspension enthaltend ungefähr 5 bis ungefähr 15 Gew.-^o Pr.oteinmaterial verwendet. Geringere Konzentrationen sind aus wirtschaftlichen Gründen nicht günstig und höhere Konzentrationen führen zu einem sehr dicken uns viskosen Reaktionsraedium.

Die wässrige Suspension des Proteinniaterials wird unter alkalischen Bedingungen bei einem pH-Wert von ungefähr 7,5 bis ungefähr 13 behandelt. Vorzugsweise beträgt der pH-Wert ungefähr 8 bis ungefähr 11. Diese Bedingungen werden hergestellt durch Zugabe von beispielsweise ITatriumhydroxid in einer entsprechenden Menge.

Das Proteinsaterial wird in Gegenwart von Alkali auf eine Temperatur von ungefähr 90 bis ungefähr 165°C-ungefähr 5 Sekunden bis ungefähr 10 Minuten lang erhitzte Dieses Erhitzen wird günstigerweice so durchgeführt, daß man die alkalische wässrige Suspension des Proteinmaterials durch einen Dampfstrahl-Injektionsaischer ler- ■ . tet. Das aus dem Kischer austretende Material kann anschließend unaittelbar auf Raumtemperatur abgekühlt werden, die für die anschließende Behandlung mit dem Enzym geeignet ist_foder es ksnn eine entsprechende Zeit auf

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der erhöhten Temperatur gehalten werden. Die spezielle Kombination von Temperatur und Reaktionszeit hängt von der spezifischen Kombination des eingesetzten Proteins, der Proteinkonzentration und dem pH-Wert ab.

Das teilweise löslich gemachte Proteinmaterial, das nach der oben beschriebenen Alkalibehandlung erhalten, worden ist, v/ird dann einer- Enzyrabehandlung mit Protease unterworfen unter Bedingungen, die für die Wirkung einer derartigen Protease geeignet sind, um einen wesentlichen Anteil des. Proteinmaterials löslich-zu machen. Verschiedene Proteasen, wie alkalische Protease von Bacillus subtilis, saure Protease von Pilzen,Eromelin, Pepsin, Trypsin und ähnliche können verwendet werden. Alkalische

die
Proteased/Von Bacillus subtilis erhalten worden ist, ist die bevorzugte Protease und sie wird unter alkalischen Bedingungen bei einem pH-Wert von ungefähr 7,5 bis ungefähr 11 und einer Temperatur von ungefähr 35⁰G bis ungefähr 5O⁰C ungefähr 24 bis ungefähr 120 Stunden lang angewandt.

Das entstehende 'lösliche Protein kann von unlöslichen Substanzen z.B. durch Filtrieren oder Zentrifugieren abgetrennt und dann als solches verwendet v/erden oder es kann z.B. durch Vakuumverdampfen konzentriert oder z.B. durch Gefriertrocknen in ein Pulver umgewandelt v/erden. Derartige Pulver sind leicht wasserlöslich. Das erfindungsgemäße Proteinprodukt ist mild und besitzt keinen unangenehmen Geruch oder Geschmack. Es ist auch in verschiedenen Getränken leicht löslich, ohne daß es zu einer unerwünschten Trübung oder einem Niederschlag führt.

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Die Erfindung wird durch die folgender! Beispiele näher erläutert.

Beispiel

22,68 kg (50 pounds) eines, im Handel erhältlichen Sojabohnenproteinkonaentrats wurden in 204 kg Wasser aufgeschlämmt, wobei eine wässrige Suspension enthaltend 10 G-ew.-7u Proteinmaterial entstand. 20 cm eines im Handel erhältlichen Äntischaummittels wurden zugegeben und der pH-Wert der Suspension durch Zugabe von 2 1 einer 50 $-igen wässrigen ITatriumh/ydroxidlösung auf 12,4 eingestellt. Das entstehende Gemisch wurde dann durch einen Dampfstrahl-Mischer geleitet und ungefähr 5 Sekunden lang auf 149⁰C erhitzt. Es wurde dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Der pH-Wert nach diesem Erhitzen betrug 11,4. Das entstehende Produkt wurde dann zu einem Pulver gefriergetrocknet.

20 g des wie oben hergestellten Pulvers wurden in Wasser gelöst und die entstehende lösung mit einem Gitrat-Phosphat-Puffer auf einen pH-Wert von 8,0 eingestellt und

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auf 200 cm mit Wasser verdünnt. 50 cm dieser Lösung wurden mit 5 mg alkalischer Protease von Bacillus subtilis (0,1 Gew.-£ Enzym_> bezogen auf das Protein in dem gesamten Gemisch) vermischt und das Gemisch 120 Stunden auf 50⁰O gehalten. Die entstehende Lösung wurde mit Wasser auf 105 cm verdünnt. Zu 40 cm dieser Lösung v/urden 10 cm einer wässrigen Lösung von 25 Gew.-$ Sulfosalicylsäure zugegeben, die mit nicht abgebautem (undigested) Protein einen Niederschlag bildet. Der entstehende Niederschlag wurde von dem Rest der lösung abfiltriert und das Eiltrat untersucht. Es zeigte sich, daß es 72,7 Gew.~$

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des anfangs eingesetzten Proteinmaterials in löslicher Form enthielt. Es war geruchlos "und besaß einen milden Geschmack.

Be ispiel

25 g des gefriergetrockneten Pulvers, das entsprechend Beispiel 1 hergestellt worden war, wurden in 200 ca Wasser bei einen pH-Wert von 8,0 gelöst. Zu dieserLösung wurden 25 mg (0,1 Gew.-^, bezogen auf das Protein in Gera Gesaatgemisch) bakterielle Protease zugegeben und das Gemisch 72 Stunden auf 5O⁰C gehalten. Zu den entstehender! Produkt wurden 40 cm einer wässrigen Lösung von 25 G Sulfosalicylsäure zugegeben, ua das nicht abgebaute Protein auszufällen und der entstehende niederschlag wurde abzentrifugiert. Die überstehende Flüssigkeit wurde untersucht und der Gesanrbproteingehalt betrug 75,5 Gew.-$ des Ausgangsmaterials. Diese überstehende Flüssigkeit wurde dann gefriergetrocknet. Das entstehende weißliche Pulver, das einen milden Geschmack besaß, löste sich leicht in verschiedenen Mengen Wasser, wobei kristallklare Lösungen entstanden, die bis zu mindestens 20 Gew.-r/S gelöstes Protein enthielten.

Beispiel

Das Verfahren des Beispiels 2 wurde wiederholt, wobei 24 Stunden rait Protease abgebaut wurde. Das entstehende Produkt enthielt 73 Gew.-^ gelöstes Protein. Die Aminosäureprofile des Ausgangsmaterials und des erhaltenen Produktes wurden festgestellt und miteinander verglichen,

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wie aus der folgenden Tabelle hervorgeht, Die große Ähnlichkeit zeigt, daß die biologische Bewertung des löslichen Proteinproduktes dieselbe ist wie diejenige des Aus¹-gangssojabolinenproteins.

	TABELLE-	Gew»-$ im Produkt
Aminosäure	Gew.-$ im Aus-
	ßangsmaterial	3,54
Threonin	4,40	3,80
Valin	5,56	1,18
Methionin	1,15	3,66
Isoleucin	3,35	7,72
Leucin	9,44	5,56
Phenylalanin	4,29	6,48
Lysin	5,15	12,80
Asparg insäure	12,98	4,93
Serin	6,14	24,10
Glutaminsäure	21,52	6,84
Prolin	6,44	4,56
Glycin	4,35	4,32
Alanin	3,82	1,20
Cystin	2,48	3,92
Tyrosin	3,75	2,16
Histidin	2,00	6,187 '
Arginin	6,74

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QRKSiNAL INSPECTED

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Beispiel 4

Zu 22,7 kg eines im Handel erhältlichen Sojabohnenproteinkonzentrats wurden zu 212 1 Wasser zugegeben, wobei .eine wässrige Suspension enthaltend ungefähr 10 Gew.-$ Proteinmaterial entstand. nachdem das~Proteinmaterial sorgfältig suspendiert war, wurde der pH-Viert durch Zugäbe von 200 cm einer wässrigen Lösung von 50 Gew.-$ Natriumhydroxid auf 9,0 eingestellt. Die entstehende Aufschlämmung wurde dann durch einen Dampfstrahl-Injektionsmischer geleitet, wo sie auf 143 bis 149⁰O erhitzt wurde. Sie wurde 5 Sekunden auf dieser Temperatur gehalten und dan:
abgesunken.

ten und dann auf 38⁰C abgekühlt. Der pH-Wert war auf 8,5

Zu der entstehenden Aufschlämmung wurden 22,7 g einer alkalischen Protease von Bacillus subtilis (0,1 Gew.-^, bezogen auf das Protein in dem Gesatatgemisch) zugegeben und das entstehende Gemisch 48 Stunden auf 38⁰C gehalten. Ein aliquoter Anteil des Reaktionsgeraisoh.es wurde dann mit Sulfosalicylsäure behandelt, um das nicht abgebaute Protein auszufällen. Die überstehende Flüssigkeit wurde untersucht und es zeigte sich, daß sie 80,1 °/o des ursprünglichen Proteins in löslicher Form enthielt.

Patentansprüche

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Claims (4)

1. Pa tentanspriiche

   vj/ Verfahren zur Herstellung von löslichen Proteinen, dadurch gekennzeichnet , daß man eine v/ässrige Suspension von Proteinmaterial bei einem pH-Wert von ungefähr 7»5 bis ungefähr 13 erhitzt und dann mit einer Protease "behandelt unter Bedingungen, die für die Wirkung der Protease geeignet sind, um einen wesentlichen Anteil des Proteinraaterials löslich zu machen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das Protein auf eine Temperatur von ungefähr 90 bis ungefähr 165⁰O ungefähr 5 Sekunden bis ungefähr 10 Minuten lang erhitzt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert beim Erhitzen ungefähr 8 bis ungefähr 11 beträgt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge

   kennzeichnet

   daß man als Protease eine

   alkalische Protease von Bacillus subtilis verwendet.

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