DE2355892A1

DE2355892A1 - Verfahren zur herstellung von pflanzenproteinhaltigem material

Info

Publication number: DE2355892A1
Application number: DE19732355892
Authority: DE
Inventors: Johannes Durk Dipl Ing Gombert
Original assignee: Unilever NV
Current assignee: Unilever NV
Priority date: 1972-11-08
Filing date: 1973-11-08
Publication date: 1974-05-09
Also published as: FR2205278A1; CA1011735A; IT1009055B; GB1449123A; BR7308705D0; NL7315233A; BE807081A

Description

PATENTANWKLTE

DR. E. WIPGAND DIPL-I-MG. vV. NiEMANN

DR. M. KOHi FR DlPi.-ING. C. GEfcNHARDT 2355892

MÜNCHEN HAMBURG

TELEFON: 555476 8000 MO N GH E N 2,

TELEGRAMME: KARPATENT MATHlLDENSTRASSE

W 41 826/73 7/az 3. November 1973

Unilever H.V. Rotterdam (Niederlande)

Verfahren zur Herstellung von pflanzenproteinhaltigem Material

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von proteirihaltigem Material durch Extraktion von Pflanzenprotein enthaltenden Saaten und auf das so hergestellte proteinhaltige Material, Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von verbesserten Proteinen aus Pflanzensaaten wie Sojabohnen, die zur Fütterung von Tieren und vorzugsweise zum menschlischen Verzehr geeignet sind.

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Die Produkte gemäß der Erfindung haben einen hohen Proteingehalt (z.B. 60% oder mehr bezogen auf Trockenmasse) , einen niedrigen Zuckergehalt, sie sind im wesentlichen ölfrei und haben einen angenehmen Geschmack infolge geringerer Denaturierung der Proteine im Vergleich mit den Proteinen, die aus bekannten Verfahren erhalten worden sind. Die letztgenannten Proteine werden im allgemeinen durch. Extraktion von entfettetem Saatmaterial mit einer homogenen und im allgemeinen azeotropen Mischung von Wasser und einem Alkanol, z.B. Äthanol erhalten.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von derartigem pflanzenproteinhaltigen Material durch extrahieren von Pflanzenprotein enthaltenden Saaten mit wenigstens einem ternären Lösungsmittelgemisch vorgesehen, das Io bis 80% eines organischen unpolaren Lösungsmittels 12 bis 5o% Wasser und Io bis 80% eines organischen polaren Lösungsmittels enthält.

In dem vorliegenden Zusammenhang sind alle Prozentsätze auf das Gewicht bezogen, soweit nichts anderes angegeben ist. Der Ausdruck "unpolares Lösungsmittel" wird für Lösungsmittel verwendet, die oft als "nicht-polare Lösungsmittel" bezeich· net werden. Vorzugsweise wird ein dispergiertes Lösungsmittelgemisch verwendet, das bei der Extrakt! ons temperatur nicht mischbar ist. Das bei dem Verfahren geinäß der Erfindung zu verwendende Lösungsmittelgemisch enthält mehr Wasser als dies für derartige Extraktionsverfahren bisher als luöglich angesehen wurde. Es ist überraschenderweise beobachtet worden, daß wenn das Verfahren mit einem ternären Lösungsmittelgemisch, welches genügend Wasser enthält, ausgeführt wird, das extrahierte proteinhaltige Material einen erhöhten Proteingehalt und ausgezeichnete organoleptische Eigenschaften hat. Da

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: - . ■ 2355832

während des Extraktionsverfahrens sowohl der Gehalt an Wasser als auch an organischem Lösungsmittel des zn extrahierenden proteinhaltigen Materials und die Anteile von Wasser und" organische.n Lösungsmitteln in dem Lösungsmlttelgemisch sich ändern können _t bis ein Gleichgewicht" in den Konzentrationen -sowohl des proteinhaltigen Materials als auch des Lösungsmittelgemisches erreicht wird, werden in dem vorliegenden Zusammenhang als Lösungsinittelkorizentrationen j, die Prozentsätze an Wasser und organischem.polaren und unpolaren Lösungsmittel in dem Lösungsmittelgemisch verstanden^ wenigstens ssti Beginn oder am Ende des Extraktionsverf ahrens ₀ Wenn daher der. An-fangswassergehalt des Lösungsmittelgemisches unter 121 liegt$ soll "das ganse Extraktionssystem so viel Wasser"enthalten? daß es eine angemessene Sntfern-uhg von Z tickern aus dem proteinhaltigen Material gestattete In diesem Fall ..soll das Gswichtsverhältnis von proteinhaltigern Material zu.".Lösungsmlttelgemisch höher sein_s als wenn.im wesentlichen wasserfreies proteinhaltiges Material als Rohmaterial" verwendetwird_o laaer«= halb technisch annehmbarer Verhältnisse.von proteinhaltigern Material und Lösungsaiitte!gemisch während des E^tralctiopsver~^> fahrens kann ein Wassergehalt wesentlich "unter 12% _t ζ,,Β. ψόά etwa 5%ff in dem Lösungsmittelgemisch nicht wirksam durch Erhöhung des Wassergehalts des zn extrahierenden proteinhaltigen Materials kompensiert werden.; weil bei dem maximal zulässigen Wassergehalt in dem proteinhaltigen Material nicht ausreichend Wasser von dem Lösungsraittelgemisch auf gekommen wird,? um schließlich den Wassergehalt in diesen auf über 12% zu erhöhen β Vorzugsweise ist der Wassergehalt des Lostsagsmittelgemisches wenigstens 12% während des Hauptteils des Ex-' traktionsverfahrens ο

Das erforderliche Gewichtsverhältnis von'proteinhaltigern Material und Lösungsmittelgemisch während'des'Extraktionsverfahrens wirdg abgesehen von verfahrensökonomischen Erwägtmgen/

wird in hohem Maße durch die maximale Menge von Zuckern, die geduldet, werden können und die minimale Menge von Proteinen, die in dem Extraktionsprodukt erforderlich sind, bestimmt.

Das'Lösungsmittelgemisch besteht insbesondere aus 3 Lösungsmitteln und das Gewichtsverhältnis von pflanzenproteinhaltigem Material zu Lösungsmittelgemisch beträgt vorzugsweise o,o7 bis 2, noch bevorzugter o,l bis 1 und insbesondere o,2 bis 1. Vorzugsweise wird ein Lösungsmittelgemisch verwendet, das 3o bis 7o% organisches unpolares Lösungsmittel, 12 bis 4o% Wasser, 2o bis 5o% eines organischen polaren Lösungsmittels enthält. 2ur Ausführung einer optimalen Entfernung von Zuckern, aus dem,proteinhaltigen Material ist das Gewichtsverhältnis von organischem polaren Lösungsmittel zu Wasser in dem Lösungsmittelgemisch wenigstens 1,5 insbesondere 2 bis 4«

Zur Erzielung eines optimalen Proteingehalts in dera extrahierten proteinhaltigern Material sind vorzugsweise nicht mehr als 5o% organisches unpolares Lösungsmittel in dem Lösungsmittelgemisch vorhanden.

Geeignete organische unpolare Lösungsmittel für die Zwecke der Erfindung sind z.B. Alkane, insbesondere Hexan.

Geeignete polare,Lösungsmittel sind z.B. Alkanole wie Methanol, Isopropylalkohol und insbesondere Äthanol.

Obwohl das Verfahren gemäß der Erfindung auf Öl. enthaltende Pflanzensaat angewendet v/erden kann, werden vorzugsweise im wesentlichen vollständig entölte Pflanzensaaten als /iusgangsmaterialien für das Verfahren gemäß der Erfindung verwendet, da dadurch bessere Lecithin-und ölqualitäten erzielt werden können.

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Das zu extrahierende proteinhaltige Material, das vor-· zugsv/eise von Sojabonnen stammt, wird zweckmäßig durch eine oder mehrere der folgenden Stufen vorbehandelt, und zwar insbesondere in der folgenden Reihenfolge:

(a) die Saaten werden mit einem Luft- oder Dampfstrom einer Temperatur von 5o bis loo C erhitzt, um die Hüllenschalen oder Hüllen zu lockern, .

(b) die erhaltenen Saaten v/erden gekrackt,

(c) die Saaten werden von Schalen befreit und die Schalen werden abgetrennt,

(d) die Saaten werden auf 25 bis 5o°C erhitzt und auf einen Wassergehalt von 8 bis 15% angefeuchtet und

(e) in Flocken mit einer Flockendicke von etv/a o,l5 bis o,5 mm übergeführt,

(£) die Saaten werden init einem organischen unpolaren Lösungsmittel wie Hexan extrahiert» um das öl und das Lecithin zu entfernen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung kann z.B. dadurch ausgeführt werden, daß man "das proteinhaltige Material während o,3 bis 5 Stunden,vorzugsweise o,5 bis 3 Stunden bei Temperaturen, die von Io bis lpo°C, vorzugsweise 4o bis 7o°C variieren, bei einem geeigneten Druck extrahiert.. '

Das Verfahren kann in einem Festbett—Extraktor oder in einem gerührten System sowohl ansatzweise als auch kontinuierlich ausgeführt werden. Das extrahierte proteinhaltige Material soll im wesentlichen von Lösungsmittel befreit sein, z.B. mittels Stickstoff oder Luft und gewünschtenfalls schließlich einer Desodorierungsbehandlung mit Wasserdampf und/oder Stickstoff unterworfen werden.

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Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiele 1 bis 6

Entfettete Sojabohnenflocken wurden wie vorstehend beschrieben hergestellt und auf eine Flockendicke von etwa o,3 mm geflockt.

Die erhaltenen Flocken wurden mit Hexan in einem Verhältnis von Flo.cken zu Hexan von 1 : 1 in einem kontinuier-v liehen Gegenstromextraktor extraliiert, um das Öl und das Lecithin zu entfernen.

Die zurückgebliebenen Flocken wurden in einem Festbett mit einem ternären Gemisch gemäß der Erfindung unter Verwendung von verschiedenen Lösungsmittelverhältnissen extrahiert. Das ternäre Gemisch wurde kontinuierlich über das Festbett umlaufen gelassen und Zucker wurden kontinuierlich davon in einem Nebenschluß entfernt, in dem ein Vakuumverdampfer und ein Kondensator angeordnet waren. Die abgedampften Lösungsmittel wurden kondensiert und zu dem Extraktor zurückgeführt. Das extrahierte Material wurde schließlich, mit Stickstoff bei 6o°C von Lösungsmittel befreit, bis das Hexan and der Alkohol vollständig entfernt waren. Eine geschulte Geschiaacksprüfergruppe brachte zum Ausdruck, daß die erhaltenen Produkte geschmacklos waren. Die Extraktionsbedingungfen und die Ergebnisse der Versuche sind in der Tabelle I wiedergegeben»

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Tabelle I

Bei-

•

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Hexan

Endkonzentration

Was

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•

befreite

_%

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OO CO K)

Beispiele 7 bis 9

Die entfetteten. Sojabohnenflocken, welche bei den vorstehenden Beispielen verwendet wurden/ wurden jetzt mit einem ternären Lösungsmittelgemisch in einem mit einem Rührer versehenen Gefäß bei verschiedenen Gewichtsverhältnissen von Flocken zu Lösungsmittelgernisch extraliiert. Die Lösungsmittelentfernungsstufe wurde, wie oben beschrieben, ausgeführt. Eine geschulte Ges chraacksprüfergruppe beobachtete, daß die erhaltenen Produkte geschmacklos waren.

Die Verfahrensbodingungen und die Ergebnisse der Versuche sind in der Tabelle II wiedergegeben.

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Tabelle II

Bei spie le	Anfangskonzentration ternäres Lösungsmittel Gow«-% '	Wasser	Hexan >	Extraktion	Temp, o_C ·	GeWi chts verhäIt- nis entfettete trockene Flocker zu ternärem Lö sungsmittel	Proteingehalt von extrahier tem Mehl (Gew.-%)	vom Lösungsmittel befreite Sojaflocken entfernte Zucker, bezogen auf ent fettete, trockene Soja flocken (Gew.-%) . '
7 8, 9	Äthylal kohol'	NJ NJ NJ cn cn cn	3ö 3o 3o	Zeit (min)	5o 5o · 5o	o,167 o, 111 o,o67	63 65,5 67,5	12,6 15,ο 19,2
■45 45 45	3o 6o ' 9 ο

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OO

OO cn cn co CD

Claims

Patentansprüche ■

£ϊ). Verfahren zur Herstellung von pflanzenproteinhaltigem Material, dadurch gekennzeichnet, daß man Pflanzenprotein enthaltende Saaten mit wenigstens einem ternären Lösungsmittelgemisch extrahiert, das Io bis 80% eines organischen unpolaren Lösungsmittels, 12 bis 5o% Wasser und Io bis 80% eines organischen polaren Lösungsmittels enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein dispergiertes Lösungsnittelgemisch angewendet wird, das bei der Extraktionsteinperatur nicht mischbar ist.

3» Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassergehalt des Lösungsmxttelgemisches wenigstens 12% während der Hauptzeit des Extraktionsverfahrens beträgt. . , .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsraittelgemisch aus 3 Lösungsmitteln besteht»

5.'Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis des pflanzenproteinhaltigen Materials zum Lösungsmittelgemisch o,o7 bis 2 beträgt«.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis o,l bis 1 beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lösungsmittelgemisch angewendet wird,

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das 3o bis 7o% organisches unpölares Lösungsmittel, 12 bis. 4o% Wasser und 2o bis 5o% organisches polares Lösungsmittel umfaßte -

8c Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 _e dadurch' gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von organischem polaren Lösungsmittel zu Wasser in dem Lösungsmittelgemisch wenigstens 1/5 ge trägt,

9» Verfahren nach Anspruch 8^ dadurch gekennzeichnet _e daß das Gewichtsverhältnis 2 bis 4 beträgt«

Io β Verfahren nach- einem' der Ansprüche 1 bis 9« dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgeraisch nicht mehr als 5o Gev7o-% organisches unpolares Lösungsmittel enthält.„

Ho Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Io _s dadurch gekennzeichnet,, daß das organische unpolare Lösungsmittel aus Alkanen besteht_o ,

12 _e Verfahren .nach Anspruch 11 ₀ "dadurch gekennzeichnet, daß das organische unpolare Lösungsmittel aus Hexan besteht»

13. Verfahren nach einem Ansprüche 1 bis.12, dadurch gekennzeichnet, daß das organische polare Lösungsmittel aus einem. Alkanol besteht',

14. Verfahren nach Anspruch 13 _t dadurch gekennzeichnet, daß das Alkanol aus Äthanol besteht, '

15.· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im wesentlichen vollständig entölte Pflanzensaaten verwendet werden.

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