DE2520012B2 - - Google Patents
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- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J1/00—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
- A23J1/14—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from leguminous or other vegetable seeds; from press-cake or oil-bearing seeds
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur j-,
Gewinnung einer löslichen Sojabohnenproteinfraktion aus einem bei einem pH unterhalb des isoelektrischen
Punktes mittels eines wäßrigen Mediums erhaltenen sauren Sojabohnenproteinextraktes.
Es sind verschiedene Verfahren zur sauren Extraktion der Proteine aus Pflanzensamenkömem, insbesondere
Sojabohnen, bekannt. Zur Abscheidung der Proteine aus den Extraktionslösungen kann der
pH-Wert auf den isoelektrischen Punkt der Proteine eingestellt werden, worauf dann die Proteine ausfallen 4-,
und leicht abgetrennt und getrocknet werden können. Das so erhaltene Pulver zeigt jedoch nur eine geringe
Löslichkeit in Wasser. Ein anderes bekanntes Verfahren, welches die Herstellung von reinen und
löslichen Proteinen gestattet, besteht darin, die -,» Proteine aus Samenkörnern auf wäßrigem Wege bei
einem pH-Wert zwischen 3,5 und 5 zu extrahieren, die überstehende Flüssigkeit zu isolieren und diese dann
in der Kälte ruhen zu lassen, wobei die gelösten Proteine auskristallisieren. Die Ausbeute ist jedoch *-,-,
bei einem solchen Verfahren schlecht. Ein weiteres bekanntes Verfahren beruht auf der Gelfiltration. Bei
diesem Verfahren wird die bei einem pH-Wert unterhalb 4 erhaltene Extraktionsflüssigkeit einer
Gelfiltration unterworfen. Wenn die dabei erhaltene <,o
Lösung neutralisiert wird, dann fallen die Proteine aus, welche aber anschließend wieder in Lösung
gehen. Ein solches Verfahren ist jedoch für den industriellen Maßstab zu teuer.
Lösliche Proteine kann man auch bei einem pH- br,
Wert über den isoelektrischen Punkt extrahieren. Die dabei erhaltenen Proteine besitzen jedoch verschiedene
Nachteile, wie z.B. einen schlechten Geschmack und Geruch, sowie eine Neigung zu
Gelierung. Diese Arbeitsweise zur Gewinnung von Proteinen kommt deshalb dann nicht in Frage, wenn
die Proteine für den menschlichen Verzehr vorgesehen sind.
Will man also für den menschlichen Verzehr geeignete Sojaproteine herstellen, so bleibt nichts
anderes übrig, als die Extraktion unterhalb des isoelektrischen Punkts durchzuführen. Saure Proteine
und saure Extrakte sind aber unerwünscht, weshalb sie neutralisiert werden müssen.
Der Erfindung lag nunmehr die Aufgabe zugrunde, das eingangs bezeichnete Verfahren zur Gewinnung
einer löslichen Sojabohnenproteinfraktion so weiterzubilden, daß es auf einfache Weise neutralisierte
Proteine liefert, die löslich sind.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man bei einem Verfahren der eingangs
bezeichneten Art den sauren Extrakt während einer Zeit von weniger als 60 see durch Zugabe eines
Alkalis mit einer Konzentration von mehr als 0,1 η neutralisiert.
Das erhaltene Produkt besitzt einen verhältnismäßig neutralen Geruch und Geschmack. Es kann in
löslicher Form bis zu 80Gew.-% der gesamten im Ausgangsmaterial vorliegenden Proteine enthalten.
Als Ausgangsmaterial kann beispielsweise ein Trester von gemahlenen Sojabohnen oder entfettetes Sojabohnenmehl
verwendet werden. Letzteres kann von verschiedener Qualität sein, je nach den thermischen
Behandlungen, welchen es unterworfen worden ist, um beispielsweise Antitrypsinfaktoren zu entfernen.
Von den handelsüblichen entfetteten Mehlen wird die weiße Qualität bevorzugt, bei deren Herstellung die
thermische Behandlung beispielsweise mit Dampf von 100 C ausgeführt wird. Ein solches Mehl kann
beispielsweise aus Sojabohnenflocken, die zum Zwecke der Fette mit Hexan extrahiert worden sind,
erhalten werden. Es kann 5 bis 10% Wasser, etwa 50% Proteine und weniger als ungefähr 1 % Fette enthalten.
Die saure Extraktion des obenerwähnten Ausgangsmaterials kann bei einer Temperatur unter etwa 50 C
durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sie bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Sojabohnenteilchen
oder das Sojabohnenmehl können unter Verwendung eines Verhältnisses von 1 Gew.-Teil auf
ungefähr 5 bis 25 Gew.-Teilen Wasser in eine wäßrige Suspension gebracht werden. Es ist klar, daß die
Auflösung umso besser ist, je größer der Extraktionskoeffizient ist. Wegen der Wirtschaftlichkeit sind
natürlich Grenzen gesetzt, weshalb ein Verhältnis von etwa 1 :10 in allen Fällen anzuraten ist. Die Extraktion
wird vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen 1,5 und 3,5 durchgeführt. Dieser pH-Wert kann beispielsweise
durch Zusatz von Phosphorsäure erzielt werden. Wenn man beispielsweise nach der Extraktion die
unlöslichen Stoffe von der Lösung, d. h. also vom Extrakt, durch Zentrifugierung bei etwa 2000 bis
5000 g abtrennt, dann werden etwa 50 bis 80 Gew.-% der gesamten im Ausgangsmaterial enthaltenen
Proteine in Form von gelösten Proteinen erhalten. Dieser Prozentsatz nimmt bei ungefähr 50 C aufgrund
eines thermischen Abbaus der Proteine rasch ab. Es soll darauf hingewiesen werden, daß bei einer
längeren Extraktionsdauer als etwa 15 min die Extraktionsausbeute nicht wesentlich mehr verbessert wird.
Die Neutralisation des nach der Abtrennung der unlöslichen Stoffe erhaltenen Extrakts kann bei einer
Temperatur unter etwa 50 C durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sie bei Raumtemperatur vorgenommen.
Es bringt keinen Vorteil mit sich, oberhalb Raumtemperatur zu arbeiten, da oberhalb 20 C
eine allmähliche Abnahme der Ausbeute der bei einem neutralen pH-Wert löslichen Proteine um
einige Prozent eintritt. Es ist wesentlich, daß die Neutralisation rasch mit Hilfe von konzentriertem
Alkali vorgenommen wird. Hierzu kann man beispielsweise Kaliumhydroxyd oder Natriumhydroxyd verwenden.
Es ist möglich, ungefähr 98 % der im sauren Extrakt gelöst vorliegenden Proteine in einer bei
einem neutralen pH-Wert löslichen Form zu bewahren, wenn man den Extrakt durch Zusatz eines
Alkalis von etwa 0,5 η in weniger als ungefähr 2 see oder durch Zusatz eines Alkalis mit einer Konzentration
von ungefähr 5 η in weniger als ungefähr 20 see neutralisiert. Wirksame und praktische Werte sind
eine Neutralisationsdauer von etwa 5 see und eine Konzentration des Alkalis von ungefähr 1 n. Jede Verlängerung
der Dauer des Verfahrens und jede Verringerung der Konzentration des Alkalis über und
unter die angegebenen Grenzen kann zu einer starken Verringerung des Prozentsatzes der bei einem nertralen
pH-Wert löslichen Proteine im Verhältnis zu den löslichen Proteinen im sauren Extrakt führen. Dieser
Prozentsatz kann bei einer Verdoppelung der Zeit oder bei einer in einer Größenordnung liegenden
stärkeren Verdünnung ganz gewaltig abfallen. Die beiden Effekte sind kumulativ.
100 g entfettetes Sojabohnenmehl handelsüblicher weißer Qualität werden bei Raumtemperatur mit
900 ml einer wäßrigen verdünnten Phosphorsäure, die einen pH-Wert von 2,7 aufweist, während 20 min
extrahiert. Nach der Zentrifugierung bei ungefähr 4000 g wird ein saurer Überstand oder Extrakt
erhalten, der in löslicher Form 58% der gesamten Proteine des nichtextrahierter. Mehls enthält. Zu
diesem Extrakt wird bei Raumtemperatur 5 η Natriumhydroxyd tropfenweise zugegeben, wodurch der pH-Wert
in 10 see von 2,7 auf 7 angehoben wird. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 99,7 % der Proteine
des sauren Extraktes in löslicher Form, was 58% der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls
entspricht.
Es wird eine ähnliche Extraktion wie in Beispiel 1, jedoch bei 10 C durchgeführt. Der Extrakt enthält
58,8% der gesamten, im nicht extrahierten Mehl vorliegenden Proteine in löslicher Form. Der Extrakt
wird wie im Beispiel 1, jedoch bei 10 C neutralisiert. Alle Proteine des Extrakts liegen im erhaltenen
neutralen Produkt in löslicher Form vor.
Es wird eine ähnliche Extraktion wie in Beispiel 1, jedoch bei 40 C durchgeführt. Der Extrakt enthält
54,5% der gesamten, im nicht extrahierten Mehl vorliegenden Proteine in löslicher Form. Der Extrakt
wird wie im Beispiel 1, jedoch bei 40 C neutralisiert. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 96% der
Proteine des sauren Extrakts in löslicher Form.
Mittels Hexan entfettetes Sojabohnenmehl wird in einer wäßrigen verdünnten Phosphorsäure mit einem
pH-Wert von 2,7 während 20 min bei 20 C extrahiert. Nach Zentrifugieren bei 4000 g wird ein saurer Extrakt
erhalten, der 72% der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls in löslicher Form enthält. Hierauf
wird dem Extrakt in einem Guß während etwa 3 see
ίο die zur Neutralisation nötige Menge 5 η Natriumhydroxyd
zugegeben. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 99% der Proteine des sauren Extakts in
löslicher Form.
Es wird eine ähnliche Extraktion wie in Beispiel 1 durchgeführt. Der Extrakt enthält 60% der gesamten
Proteine des nicht extrahierten Mehls in löslicher Form. Anschließend wird in einem Guß während etwa
3 see die zur Neutralisation nötige Menge 5 η Natriumhydroxyd zugegeben. Das erhaltene neutrale
Produkt enthält 100% der Proteine des sauren Extrakts in löslicher Form.
Beispiel 6 bis 16
Handelsübliches entfettetes Sojabohnenmehl von weißer Qualität wird bei Raumtemperatui in einer
verdünnten wäßrigen Phosphorsäure mit einem pH
jo von 2,7 während 20 min extrahiert. Anschließend wird
bei 4000 g 15 min zentrifugiert. Dabei wird ein saurer Überstand oder Extrakt erhalten, der 60% der
gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls in löslicher Form enthält. Zu gleichen Extraktproben
j5 wird Natriumhydroxyd mit verschiedenen Konzentrationen
zugegeben, wobei der pH-Wert während verschiedener Zeiten von 2,7 auf 7 gebracht wird. Für
die Neutralisation einer jeden Probe wird Natriumhydroxyd einer gegebenen Konzentration verwendet,
welches im gleichen Rhythmus jeweils während der gleichen Zeit zugegeben wird, bis ein pH von 7
erreicht ist. Die Resultate der zehn wichtigsten Versuche sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Konzentra | Zeit der | lösliche Proteine |
tion der | Neutrali | in der neutralisier |
NaOH- | sation | ten Probe |
Lösung | ||
(n) | (see) | (%) |
0,5 | 1 | 100 |
0,5 | 10 | 93 |
0,5 | 20 | 80 |
1 | 1 | 100 |
1 | 10 | 99 |
1 | 20 | 95 |
1 | 30 | 78 |
5 | 10 | 100 |
5 | 20 | 98 |
5 | 30 | 95 |
5 | 60 | 70 |
Claims (5)
1. Verfahren zur Gewinnung einer löslichen Sojabohnenproteinfraktion aus einem bei einem
pH unterhalb des isoelektrischen Punktes mittels eines wäßrigen Mediums erhaltenen sauren Sojabohnenproteinextraktes,
dadurch gekennzeichnet, daß man den sauren Extrakt während einer Zeit von weniger als 60 see durch Zugabe in
eines Alkalis mit einer Konzentration von mehr als 0,1 η neutralisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Extrakt bei einer Temperatur
von weniger als 50 C neutralisiert. η
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß man den sauren Extrakt
während einer Zeit von weniger als 10 see durch Zugabe eines Alkalis mit einer Konzentration von
mehr als 1 η neutralisiert.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß man den sauren Extrakt
während einer Zeit von weniger als 2 see durch Zugabe eines Alkalis mit einer Konzentration von
mehr als 0,5 η neutralisiert. 2>
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß man den sauren Extrakt
während einer Zeit von weniger als 20 see durch Zugabe eines Alkalis mit einer Zeit von mehr
als 5 η neutralisiert.
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