DE2520012C3 - Verfahren zur Gewinnung einer loslichen Sojabohnenproteinfraktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur 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 Pflanzensamenkörnern, 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 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 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-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

ίο 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 Sojabohnenproteinfrakticn 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 Geschnuxk. 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

jo 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 Sojabohnen-

4j teilchen oder das Sojabohnerimehl 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 beispiels-

<;<> weise 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.-%

bo 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

TemB,ßratur 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 alimähliche 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 S see und eine Konzentration de? 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 neutralen 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.

Beispiel 1

100 g entfettetes Sojaboh-ienmeru handelsüblicher weißer Qualität werden bei Raumtemperatur mit 900 ml einer wäßrigen verdünnten Pb isphorsäure, 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 nichtextrahierten 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

Beispiel 2

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.

Beispiel 3

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.

Beispiel 4

Mittels Hexan entfettetes Sojabobnenmehl 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 GuB während etwa ^ see die zur Neutralisation nötige Menge 5 η Natriumhydroxyd zugegeben. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 99% der Proteine des sauren Extakts in löslicher Form.

Betspiel 5

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 GuB 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 en/fettetes Sojabohnenmehl von weißer Qualität wird bei Raumtemperatur 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 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 Natriurnhydroxyd 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.

* 1	Beispiel	Konzentra	Zeit der	lösliche Proteine
		tion der	Neutrali	in der neutralisier
		NaOK-	sation	ten Probe
		Lösung
50		(n)	(see)	(%)
	6	0,5	I	100
	7	0,5	10	93
55	8	0,5	20	80
	9	1	1	100
	10	1	10	99
	Il	1	20	95
M)	12	1	30	78
	13	5	10	100
	14	5	20	98
	15	5	30	95
b5	16	5	60	70

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Gewinnung einer löslichen Sojabohnenproteinfraktion aus einem bei einem pH unterhalb des isoelektrischen Punktes mittels eines wäßrigen Mediums erhaltenen sauren Sojabohnenproteinextralrtes, dadurch gekennzeichnet, daß man 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

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Extrakt bei einer Temperatur von weniger als 50 C neutralisiert

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 Ansprächen 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

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