DE2424023C3 - Verfahren zur Gewinnung von Antioxidantien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Antioxidantien, welche dazu bestimmt sind, in Nahrungsmittelprodukte einverleibt zu werden und die durch einen Pilz der Gattung Rhizopus gebildet werden.

Das traditionelle Nahrungsmittel »Tempa« aus Indonesien hat das Interesse der Spezialisten auf dem Nahrungsmittelgebiet erweckt, und zwar wegen seines guten Geschmacks, seiner Verdaubarkeit und seiner Haltbarkeit, welche es von rohen Sojabohnen unterscheidet, aus welchen Tempa durch Fermentation mit Hilfe eines Schimmelpilzes erhalten wird. Man hat sich jetzt an die Studien seiner Eigenschaften und seiner industriellen Ausnutzbarkeit gemacht. Beispielsweise wurde das Antioxidationsvermögen von Tempa studiert, und zwar unter anderem im Vergleich zu einem bekannten Antioxidans, wie z. B. -Toxopherol (L. V. Packelt et al. »Antioxydant potential of tempeh as compared to tocopherole, J. of Food Science, VoI 36 [1971]. p. 798-799). Gewisse antioxidierenden Bestandteile wurden extrahiert, insbesondere 6,7,4'-Trihydroxyisoflavon. Die Extraktion erfolgte mit organi-\ sehen Lösungsmitteln, wie z. B. Äthanol und Äther (O. Gyöegy et al. »Äntioxydants isolated from Fermented Soybeans [Tempeh]«, NATURE, August 22 [1964]. Band 203, S. 870 bis 872). Verschiedene Stämme von Schimmelpilzen wurden für die Inokulierung der Sojabohnen untersucht. Die besten Resultate wurden mit den Schimmelpilzen vom Stamme Rhizopus, insbesondere Rhizopus oligosporus und Rhizopus -oryzae, erzielt Es wurden die verschiedensten Herstellungsverfahren für Tempa angegeben, wie z. B. die Herstellung durch Fermentation einer aus ganzen Sojabohnen hergestellten Aufschlämmung und durch anschließendes Trocknen, wobei ein Tempa-Pulver erhalten wird. Es wurden die verschiedensten

ίο Tempa-Sorten kreiert, insbesondere ein fermentiertes Gemisch aus zerkleinerten Sojabohnen und Getreideschrot, wie z. B. Weizen- und Reisschrot. Schließlich wurden auch neue Nahrungsmittel geschaffen, in welchen Tempa als Stabilisator, als Proteinquelle und als Faktor für eine angenehme Geschmacksnote enthalten ist, und zwar insbesondere ein fermentiertes Gemisch aus fetten Fisch- oder Fleischstücken und Tempa.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Ver-

fahren zur Gewinnung von Antioxidantien, die durch einen Pilz der Gattung Rhizopus gebildet werden, zu schaffen, das es ermöglicht, die Antioxidantien in hoher Ausbeute isoliert zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch

gelöst, daß man bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art eine wäßrige Suspension von entfettetem Sojabohnenmehl unter aeroben Bedingungen einer Fermentation unterwirft, mindestens eine Fraktion aus dem fermentierten Material abtrennt, die abgetrennte Fraktion einer Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel unterwirft und die extrahierten Antioxidantien gewinnt.

Es hat sich gezeigt, daß es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich ist, einen Pilz vom Stamme Rhizopus auf einem entfetteten Sojabohnenmehl wachsen zu lassen, wobei dieser Pilz dabei eine beträchtliche Menge antioxidierender Stoffe erzeugt. Das gesamte Oxidationsvermögen des durch dieses Verfahren erhaltenen Materials wird durch die Abwesenheit von leicht oxidierbaren Fetten erhöht.

Für die Durchführung des Verfahrens kann der Schimmelpilz Rhizopus oligosporus oder Rhizopus oryzae verwendet werden. Es empfiehlt sich, die Suspension während der Fermentation fortlaufend zu rühren.

Soll vorher eine Sterilisation durchgeführt werden, dann wird es aus Viskositätsgründen bevorzugt, daß die Menge des in Suspension befindlichen Mehls 15 Gew.-% der Suspension nicht überschreitet. Empfehlenswerte Temperaturen der Suspension während der Fermentation liegen zwischen 20 und 40° C. Es hat sich gezeigt, daß das Antioxidationsvermögen des fermentierten Mehls mit der Dauer der Fermentation bis zu einem gewissen Grenzwert steigt, nach welchem keine Zunahme mehr zu beobachten ist. Gute Resultate können mit einer Fermentationsdauer zwischen 20 und 45 st erzielt werden. Der pH der Suspension kann auf Werte zwischen 4 und 8 eingestellt werden. Nach der Fermentation kann man die Suspension

eo in eine lösliche und e.ne unlösliche Fraktion trennen, beispielsweise durch Zentrifugieren. Die beiden Fraktionen können getrennt getrocknet und gewonnen werden, wobei sie dann jeweils etwa 50% des trockenen Ausgangsmaterials ausmachen. Es hat sich gezeigt, daß der größte Teil der antioxidierenden Stoffe in der löslichen Fraktion enthalten ist, ohne daß man sagen könnte, daß die unlösliche Fraktion in dieser Hinsicht verarmt ist.

Man kann das fermentierte Material einer Extraktion mit 95%igem Äthanol oder einem Gemisch aus Wasser, Äthanol und Trichloräthylen unterwerfen. Ganz besonders wird dabei ein Gemisch aus Wasser, Äthanol und Triehloräihylen im Vohimenverhältnis von etwa 70:135:795 verwendet. Diese Extraktion kann beispielsweise beim Rückfluß mit am Sieden gehaltenen Lösungsmittel während 2 st oder in einem Soxhlet-Apparat während 9 st durchgeführt werden.

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel näher erläutert. In diesem Beispiel wird die Antioxidationswirkung des erhaltenen Extrakts durch den »Swift-Test« untersucht. Dieser beschleunigte Oxidationstest, welcher auch unter dem Namen »Aktives Sauerstoffverfahren« bekannt ist, besteht darin, daß man in Spezialrohre, welche mit Wäschern ausgerüstet sind, 25 g Hühnchenfett einbringt, das vorher von allen antioxidierenden Stoffen befrct worden ist. In jedes Rohr wird dann eine bekannte Menge Testsubstanz eingebracht, und zwar entweder so wie sie ist, oder als Lösung in einem sehr flüchtigen organischen Lösungsmittel. Die Rohre werden dann in ein ölbad mit 98° C eingebracht, worauf dann ein konstanter Luftstrom hindurchgeblasen wird. In regelmäßigen Zeitabständen werden Proben entnommen, die durch Colorimetrie auf gebildete Peroxide analysiert werden. Die erhaltenen Resultate werden in Milliäquivalente O₂/kg Trockenfeststoff ausgedrückt. Die erhaltenen Peroxidgehalte einer jeden Probe werden mit einer Bezugsprobe ohne Antioxidationsmittel verglichen.

Beispiel

1801 einer Suspension von entfettetem Sojabohnenmehl mit einem Feststoffgehalt von 7,5% in Wasser werden während 45 min bei 120° C in einem 300 I fassenden Fermentator sterilisiert. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur wird der pH der Suspension auf 4,8 eingestellt, worauf dann in den Fermentator ein Inokulum von Rhizopus oligosporus eingeführt wird. Die Suspension im Fermentator wird dann einer Be

lüftung mit 130 1 Luft/min unterworfen. Die Suspension wird dann mit einem Turbinenrührer, der 250 U/min macht, während 40 st durchgearbeitet. Das fermentierte Mehl wird abgetrennt und durch Lyophilisation getrocknet.

Das lyophilisierte Sojabohnenmehl wird in einem Soxhlet-Extraktor 8 st lang mit einem Wasser/Äthanol/Trichloräthylen-Gemisch mit einem Volumenverhältnis von 70:135:795 extrahiert. Der konzentrierte Rückstand macht ungefähr 2,5% des Ausgangsmaterials aus. Die Antioxidationswirkung dieses Extrakts wird durch den »Swift-Test« an der gewählten Fettprobe untersucht. Die zugesetzte Extraktmenge entspricht 0,1 Gew.-%, bezogen auf die Trokkenfeststoffe der Testprobe. Die Resultate, die in der weiter unten stehenden Tabelle angegeben sind, zeigen klar, daß der Extiakt reich an sehr wirksamen antioxidierenden Wirkstoffen ist.

In einer Produktionsstraße für Kartoffelflocken, welche 70 kg Trockenfeststoffe/st liefert, wird der übliche Zusatz von Monoglyceriden und von Gelatisierungsmitteln durch den Zusatz des antioxidierenden Extrakts ergänzt. Es sind keinerlei sichtbare Unterschiede zwischen den so erhaltenen Flocken und den in der üblichen Weise durch andere Antioxidationsmittel geschützten Flocken zu erkennen. Der Geschmack und die Farbe dieser beiden Produkte sind identisch.

Dauer des »Swift-	Peroxidgehalt	meq O2/kg
Tests« in st
	Vergleich	Extrakt
10	7,47	2,1
11	9,19	1,9
12	11,0	2,3
13,5	17,7	3,4
15	51,8	4,4
16,5	203,0	6,7
18,5	359,2	8,7

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Antioxidantien, welche dazu bestimmt sind, in Nahrungsrnittelprodukte einverleibt zu werden, und die durch einen Pilz der Gattung Rhizopus gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Suspension von entfettetem Sojabohnenmehl unter aeroben Bedingungen einer Fermentation unterwirft, mindestens eine Fraktion aus dem fermentierten Material abtrennt, die abgetrennte Fraktion einer Extraktion mit einem organischen Lösungsmittel unterwirft und die extrahierten Antioxidantien gewinnt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fermentation bei einem pH von 4 bis 8 und bei einer Temperatur von 20 bis 40° C während 20 bis 45 Stunden durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des in der Suspension befindlichen Mehls 15% des Gewichts der Suspension nicht überschreitet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine löbliche Fraktion der fermentierten Suspension abtrennt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Lösungsmittel ein Gemisch aus Wasser, Äthanol und Trichloräthylen verwendet.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch Wasser, Äthanol und Trichloräthylen in einem Volumenverhältnis von etwa 70:135:795 enthält.