DE2522991A1 - Verfahren zum herstellen von proteinextrakten mit geringen gehalten an phytinsaeure aus brassica- und crambesamen - Google Patents

Description

Lars Ingemar Gillberg, Kung Oskars väg 1, S-222 4o Lund/Schweden

und
Erik Bertil Törnell, Källarekroken 48, S-222 4-7 Lund / Schweden

"Verfahren zum Herstellen von Proteinextrakten mit geringen Gehalten an Phytinsäure aus Brassica- und Grambesamen."

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Proteinextrakten, die frei von Phytinsäure sind oder einen geringen Gehalt davon aufweisen, aus Brassica- oder Crambesamen. Phytinsäure in diesem Zusammenhang ist zu verstehen als Phytinsäure (Inositolhexaphosphoric acid), ihre Salze oder andere Verbindungen daraus. Der hergestellte Extrakt ist ebenfalls praktisch frei von Glucosinolaten, welche in dem Samenmaterial vorhanden sind und welche reagieren können, um Produkte zu bilden, die einen goitrogenen Effekt haben. Der Proteinextrakt, der gemäss dem beschriebenen Verfahren erzeugt ist, ist hauptsächlich für Verwendung in der Nahrungsmittelproduktion vorgesehen.

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Verschiedene Brassica-Arten werden als Ölssatpflanzen in vielen Gebieten der <<elt angebaut. i)ie dominierenden Ölsamenpflanzen in Schweden und Polen sind Raps und Turnipraps (Brassica napus und Brassica campestris.)♦ Kanada ist der größte Hersteller in der Welt von Turnipraps. Auch wird Orambe (Crambe abyssiniea) u.a. in den USA als Ölssatpflanze angebaut. In Indien und Pakistan werden wesentliche Mengen von "braunem Senf" (Brassica juncea) neben Raps und Turnipraps angebaut, und auch kleinere Mengen an weissem und schwarzem Senf (Brassica hirta oder Sinapis alba und Brassica nigra). Die Samen dieser Pflanzen enthalten neben Öl eine große Proteinmenge, die aus dem Gesichtspunkt der Ernährung eine sehr gute ausgeglichene Aminosäurezusammensetzung aufweist. Wegen ihrer hohen Proteingehalte und der geeigneten Aminosäurezusammensetzung des Proteins sind diese Samen als Rohmaterialien für die Herstellung von proteinhaltigen Nahrungsmitteln attraktiv. Derartige Produkte können von verschiedenen unterschiedlichent Arten sein; eine der fortschrittlicheren Arten ist •t'roteinextrakt.

Verfahren zum Herstellen von Proteinextrakten aus entfetteten Sojabohnen und einigen anderen Ölsamen sind bekannt. In diesen Fällen wird der entfettete Samen normalerweise in einer wässrigen alkalischen Lösung dispergiert, die das meiste des Proteins in Lösung bringt. Nach Abtrennen des nicht gelösten Restes wird das Protein durch Zugabe von Säure ausgeschieden. Der erhaltene Niederschlag bildet den Proteinextrakt. Er weist einen höheren

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Proteingehalt und einen geringeren Pasergehalt als Produkte auf, welche durch mehr oder weniger selektives Auslaugen nicht proteinhaltiger Verbindungen des Samens zubereitet sind.

Untersuchungen haben gezeigt, daß diese bekannten Verfahren nicht für die Zubereitung von Proteinextrakten mit guten funktionellen Eigenschaften aus Samen der Brassica- und Grambearten angewandt werden können. Die Herstellung von Proteinextrakten aus diesen Arten mit einer hohen Ausbeute und mit guten funktionellen Eigenschaften ist nur dann möglich, wenn die verschiedenen Stufen des Verfahrens unter bestimmten, sorgfältig gesteuerten Bedingungen durchgeführt werden. Dies hängt davon ab, daß die Beziehung zwischen den angewandten Verfahrensbedingungen und der Ausbeute des Produktes und den funktionellen Eigenschaften des Produktes sowohl von der Samen-Morphologie und der Zusammensetzung seiner Proteine als auch von der Gegenwart anderer unerwünschter Bestandteile in dem Samen bestimmt ist. Die Samen aus den Brassica- und Crambearten unterscheiden sich in dieser Hinsicht von anderen Ölsamen. So ist es bekannt, daß Brassica- und Crambearten relativ große Mengen (3-4 ^) an Glucosinolaten enthalten. Glucosinolate sind wasserlösliche Substanzen, die unter dem Einfluß der in dem Samen vorhandenen Enzyme hydrolysiert werden, um wasserlösliche und nicht wasserlösliche giftige Substanzen mit u.a. goitro^enen Effekten zu ergeben. Die letzteren Verbindungen können mit dem Protein reagieren oder können in dem Öl gelöst werden, wo sie als Gifte für die Katalysatoren

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wirken, die bei der Hydrierung verwendet werden. Verfahren zum Herstellen von Proteinextrakten aus Rapssamen müssen demzufolge in einer solchen Weise durchgeführt werden, daß die Gehalte an Glucosinolaten und deren Abbauprodukte*! so gering wie möglich sind.

Ein nicht teures und technisch einfaches Verfahren zum Verhindern der Degradation der Glucosinolate besteht darin, die GIucosinolat-spaltenden Enzyme durch eine Wärmebehandlung zu inaktivieren. Um die Gefahr einer eiizymatischen Degradation der Glucosinolate in den Kernen während der Lösung der Proteine zu reduzieren, sollte demzufolge ein Samenmaterial, das in einer geeigneten Weise wärmebehandelt ist, für die Herstellung von Proteinextrakten verwendet werden. Eine Wärmebehandlung kann zu einer wesentlichen Abnahme der Löslichkeit der Samenproteine führen. Jedoch haben Versuche gezeigt, daß es möglich ist, die Bedingungen bei der Wärmebehandlung so zu wählen, daß die GIucosinolat-hydrolisierenden Enzyme vollständig inaktiviert werden, während gleichzeitig eine sehr gute Proteinlöslichkeit in dem alkalischen pH-Bereich beibehalten wird.

Weiterhin enthalten Samen der Brassica- und Crambearten große Mengen an Phytinsäure. Der Phytinsäuregehalt variiert mit den Samenarten, dem Gehalt an Düngemittel in dem Boden und der Reife der Samen, wenn sie gemäht werden. Phytinsäuregehalte

von 2,2 bis 3,9 >ί wurden in entfetteten Brassicasamen gefunden. Es wurden für entfettete Sojabohnen über Phytinsäuregehalte von 1,7 /'o und für Erdnüsse Gehalte von 1 ,o <fc berichtet.

Es ist bekannt, daß Phytinsäure starke Komplexe mit Protein als aucn mit vielen anderen Substanzen bildet. Diese Komplexe sind oft über einen breiten pH-Bereich schwer löslich. Demzufolge haben Proteinprodukte mit einem hohen Gehalt an Phytinsäure vollständig unterschiedliche Eigenschaften als Produkte mit einer ähnlichen Zusammensetzung, jedoch mit einem geringen Gehalt an Phytinsäure.

Die Gegenwart von Phytinsäure in Proteinprodukten beeinflußt nicht nur die funktionellen Eigenschaften des Produktes, beispielsweise seine Löslichkeit und Wasserbindefähigkeit, sondern auch seinen Nährwert. Phytinsäure kann diesen Effekt ausüben entweder durch Bilden von Komplexen mit dem Protein, um so die enzymatische Digestion des Proteins zu stören (Barre, R., Ann* pharm. franc. j_4 (1956) 182) oder durch Reagieren mit Calcium, Magnesium, Kupfer, Zink und Eisen in dem Nahrungsmittel, um so die Adsorption dieser wichtigan Mineralien zu stören. Das menschliche Darmsystem enthält keine Enzyme, die die Phytinsäure hydrolisieren können. Bei den pH-V/erten, die in dem Darm vorherrschen, bildet die Phytinsäure schwer lösliche Komplexe mit den oben erwähnten Metallionen.

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Es ist bekannt, daß dies einen Mineralmangel durch Konsum von Nahrung verursachen kann, die reich an Phytinsäure ist. Der Konsum solcher Nahrung vergrößert somit die Gefahr eines Eisenmangels. Rachitis kann durch eine Kürzung von Calcium in der Nahrung verursacht werden, und es ist festgestellt worden, daß der Verbrauch an Nahrung, die reich an Phytinsäure ist, eine negative Calciumbilanz hervorruft (Reinhold, J.G. et al, The Lancet (1973) Seite 283). Der Konsum solcher Nahrung kann demzufolge einen rachitischen Effekt hervorrufen. Der rachitische Effekt der Phytinsäure wurde in Irland während des zweiten Weltkrieges beobachtet, wo die Rachitis-Häufigkeit bei Kindern um 5o$ erhöht wurde, wenn das Mahlen von Weizen ausgedehnt wurde. (Laurent, S.-O., Finska Kemists, Medd. (Suomen Kemistis, Tied.) 64 (1955) 12). Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, daß der Hauptteil der Phytinsäure in dem Weizen in der Hülse vorhanden ist und lediglich ein kleinerer Teil in dem Inneren des Korns. In Brassica- und Crambesamen ist jedoch die Phytinsäure hauptsächlich in den Innenteilen vorhanden. Detaillierte Untersuchungen dieser Samen haben gezeigt, daß der Hauptteil der Phosphorverbindungen in globoiden Partikeln vorhanden ist, die in den proteinreichen Aleuronkörnern verteilt sind (von Hofsten,A·, Physiologia Plantarum _29 (1), (1973) 76). Es wurde ebenfalls bei Menschen beobachtet, daß eine Diät, die reich an Phytinsäure ist, das Niveau von Zink in dem Blutplasma herabsetzt und den Gehalt in den Exkrementen erhöht (Reinhold et al., The Lancet, 1973, Seite 283). Es wurde ebenfalls festgestellt, daß eine

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Abnahme des Zinkgehaltes des Blutplasmas in Ratten, verursacht von beispielsweise unzureichender Zinkzufuhr in der Nahrung, eine sehr hohe Häufigkeit von Foetus-Missbildungen verursacht. (Hurley, L.S., Am. J. Clin. Rutr. .22 (1969) 1332). Demzufolge ist es aus vielen Gesichtspunkten wesentlich, wenn Proteinextrakte aus Materialien mit einem hohen Gehalt an Phytinsäure erzeugt werden, Verfahrensbedingungen anzuwenden, bei denen Produkte hergestellt werden, welche praktisch frei von Phytinsäure sind.

Es wurde ganz überraschend gefunden, daß es durch Herauslösen des Proteins aus einer Wasserdispersion eines wärmebehandelten und entfetteten Samenmaterials bei einem pH-Wert in dem Bereich zwischen 1o,5 - 12, Abtrennen des unlöslichen Materials und Ausfällen der gelösten Proteine aus der klaren Lösung durch Zugabe von Säure und einer Ausscheidungshilfe möglich ist, einen Proteinextrakt mit hoher Ausbeute zu erhalten, der praktisch frei von Phytinsäure ist. Gründliche Untersuchungen haben gezeigt, daß die löslichkeitsbedingungen der Phytinsäure und der Proteine in einer sehr komplizierten Weise mit dem pH-Wert variieren. In Fig. 1 sind die Änderungen von Stickstoff- und Phytinsäurelöslichkeit bei verschiedenen pH-Werten gezeigt, wenn entfettetes Rapssamenmehl mit Wasserlösungen bei Umgebungstemperatur extrahiert werden. Untersuchungen haben gezeigt, daß Turniprapssamen und Crambemehl ähnliche Löslichkeitseigen-

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schaften aufweisen. Die Ergebnisse zeigen, daß sich Samen der Brassicaarten in dieser Hinsicht sehr von beispielsweise Sojabohnen unterscheiden. Der Grund hierfür wird wahrscheinlich durch die Tatsache erklärt, daß Brassicasamen eine sehr komplizierte Proteinzusammensetzung aufweisen und relativ große Mengen stark basischer Proteine der Art enthalten, die in Sojabohnen nicht gefunden wird. Aus der Stickstofflöslichkeit kann ersehen werden, daß Rapssamenmehl, gesehen aus dem Gesichtspunkt der Löslichkeit, zwei große unterschiedliche Proteinfraktionen enthält. In Pig. 1 ist gezeigt, daß die maximale Löslichkeit der Phytinsäure bei einem pH-Wert um 4>8 erhalten wurde. In dem pH-Bereich von 4,8 bis 8,3 nahm die Löslichkeit der Phytinsäure ab, wahrscheinlich als Folge der Ausbildung von schwer löslichen Komplexen, wobei die mehrwertigen Metallionen in dem Samen vorhanden sind. Dies wird durch die Beobachtung bestätigt, daß die Niederschläge nach dem Zentrifugieren der Mehldispersionen, welche einen pH-Wert in dem Bereich von 7 bis 11 aufweisen, Bänder eines weissen Niederschlages enthalten, die hauptsächlich aus Metallphytaten bestehen. Bei einem pH-Wert von ungefähr 8,3 war die Löslichkeit von Phytinsäure und Stickstoff ein Minimum. In dem pH-Bereich von 8,3 bis ungefähr 1o wurde die Löslichkeit sowohl von Stickstoff als auch von Phytinsäure mit zunehmendem pH-Wert erhöht. Da Calcium/Magnesiumphytate eine geringe Löslichkeit in diesem pH-Bereich aufweisen, besagen die Ergebnisse, daß Phytinsäure in diesem Bereich starke Komplexe mit dem Protein bildet.

Die Löslichkeit von Phytinsäure erreichte ein Maximum bei einem pH-Wert nahe Io. Dieses Maximum tritt in einem pH-Bereich auf, in dem die Zahl zwangsläufig eingesetzter Aminosaurereste rapid mit der Zunahme des pH-Wertes abnimmt. Ein großer Anteil der basischen Aminosäuren in Rapssamen sind Lysinreste, deren >:- Aminogruppe einen pK -Wert von 1o,5 hat. Die Löslichkeitsabnahme der Phytinsäure zwischen einem pH-Wert von 1o und 11 kann so durch Zerfall der Protein-Phytinsäurekomplexe erklärt werden, wobei die Phytinsäure schwierig lösliche Me tallsalzkomplexe bildet. Die Zunahme der Phytinsäure löslichkeit bei pH-Vier ten größer als 11,5 kann durch eine erhöhte Löslichkeit von Metallphytaten erklärt werden. Die in dem Proteinextrakt vorhandene Phytinsäure kann an Protein gebunden werden, wenn das Proteinextrakt ausgeschieden ist, d.h. daß Proteinextrakte mit einem hohen Gehalt an Phytinsäure aus Proteinextrakten mit einem hohen Gehalt an Phytinsäure erhalten werden, und die Proteinextrakte mit einem geringen Phytinsäuregehalt müssen aus Proteinextrakten mit einem geringen Phytinsäuregehalt erzeugt werden. Die ausgeprägte pH-Wert-Abhängigkeit der Phytinsäurelöslichkeit (Pig. 1) zeigt, daß die Wahl der Extraktionsbedingungen von äußerster Wichtigkeit für den Phytinsäuregehalt des sich ergebenden Proteinextraktes ist. Dies kann durch folgendes Beispiel erläutert werden. Ein Extrakt (Isolat) wurde durch Extrahieren eines nient wärmebehandelten Rapssainenmehles bei einem pH-Wert von 11,i zubereitet. Nach Abtrennen der nicht gelösten Substanzen

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wurde ein Proteinextrakt durch Zusetzen verdünnter Salzsäure und Einstellen des pH-Y/ertes auf 6,6 ausgeschieden. Der ausgeschiedene Proteinextrakt enthielt keine feststellbaren Mengen an Phytinsäure. Ein anderer Proteinextrakt (Isolat) wurde zubereitet, indem Rapssamenmehl aus dem gleichen Posten bei einem pH-Wert von 1o,2 extrahiert wurde. Hach Abtrennen der nicht gelösten Substanzen wurde ein Proteinextrakt durch Zusetzen verdünnter Salzsäure um einen ppi-Wert von 8,4 zu ergeben, ausgeschieden. Das getrocknete Produkt enthielt in diesem Fall 11,5 ^cfl Phytinsäure (errechnet als inositolhexaphosphorischer Säure, inositol-hexaphosphoric acid).

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß die Phytinsäurelöslichkeit ein Minimum bei pH-Werten um 8 und 11 hat. Ein möglicher Weg zum Herstellen eines Proteinextraktes, der fast frei von Phytinsäure ist, besteht darin, Rapssamenmehl bei einem pH-Wert von ungefähr 8 zu extrahieren. Etwas Phytinsäure in dem Mehl wird hierdurch gelöst. Jedoch wurde es bei diesem pH-Wert für möglich gefunden, die Phytinsäurelöslichkeit zu unterdrücken, ohne die Proteinlöslichkeit herabzusetzen, indem die Proteinextraktion in der Gegenwart von Salzen mehrwertiger Metalle durchgeführt wird. Verfahren, die auf einer Proteinextraktion bei einem pH-Wert von ungefähr 8 basieren, sind jedoch von geringem technischen Wert als Verfahren, bei denen das Protein bei Vierten um 11 extrahiert wird. Dies hängt teilweise von der relativ geringen Proteinlöslichkeit bei einem pH-Wert von 8 und teilweise von

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der Tatsache ab, daß ein mikrobiologisches Wachstum sehr viel schwieriger bei einem pH-Wert von 8 als bei einem pH-Wert um 11 zu verhindern ist. Aus vielen Gesichtspunkten ist es bei der Herstellung von Proteinextrakten aus entfetteten Brassica- und Grambesamen vorzuziehen, die Proteinsolubilisation bei einem pH-Wert um 11 durchzuführen.

Die vorliegende Erfindung kennzeichnet sich dadurch aus, daß die Proteine in entfetteten Samen aus Brassica und Crambe bei Temperaturen zwischen 0 und 70°C mit einer wässrigen alkalischen Lösung mit einem pH-Wert um 11 extrahiert werden, wobei die Phytinsäurelöslichkeit des Mehles ein Minimum aufweist.

Das Verhältnis zwischen den Mengen an entfetteten Samen und Flüssigkeit in der Extraktionsstufe ist nicht kritisch. Somit ist es möglich, mit einem Verhältnis von Mehl zu Flüssigkeit von 1:5 oder geringer zu arbeiten. TJm die Proteinextraktion zu erleichtern, ist es empfehlenswert, das entfettete Samenmaterial weiter zu mahlen. Es können kürzere Extraktionszeiten angewandt werden, wenn das Samenmaterial gemahlen ist.

Das entfettete Samenmaterial wird in Wasser dispergiert, und ein alkalisches Mittel wird zugesetzt, bis der erforderliche pH-Wert erreicht ist. Um eine gute Proteinlöslichkeit zu

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er halt en, ist es wesentlich, daß die Mehldispersion nicht sauren oder neutralen pH-Werten während zu langer Zeit gehalten wird. Wenn der gewünschte pH-Wert erreicht ist, sollte er in dem Bereich von ungefähr 11 konstant gehalten werden, bei welchem die Löslichkeit der Phytinsäure gering ist. Alternativ kann das entfettete Samenmaterial direkt in einer hasischen wässrigen Lösung dispergiert werden, wonach der pH-Wert durch weiteres Zusetzen eines alkalischen Mittels eingestellt wird. Ein Nachteil "bei dem letzteren Verfahren besteht darin, daß die Samenpartikel unter diesen Bedingungen die Neigung aufweisen, sich zusammenzuballen und Klumpen zu bilden, welche von einer Gelschicht umgeben sind; dies stört die proteinsolubilisation.

Um den pH-Wert zu erhöhen, kann beispielsweise Natriumhydroxyd, Ammoniak oder Hatriumorthophosphat verwendet werden. Wenn das Samenmaterial lediglich geringe Mengen an zwei- und dreiwertigen Metallionen enthält, wird empfohlen, geringe Mengen an Calcium- oder Magnesiumsalzen zuzusetzen, um einen geringen Phytinsäuregehalt in dem Proteinextrakt zu gewährleisten. Durch Zusetzen von Sulfit oder Ascorbat zu der Proteinextraktion ist es möglich, einen Extrakt mit einer etwas helleren Farbe als diejenigen zu erhalten, die in Abwesenheit von Reduktionssubstanzen -erhalten werden. Die temperatur der Extraktion sollte so gering wie möglich gehalten werden, um

eine Proteinhydrolyse und andere Nebenreaktionen zu verhindern, welche den Nährwert des Produktes reduzieren können. Wenn jedoch die Samen einer verschärften Wärmebehandlung ausgesetzt worden sind, kann es wünschenswert sein, im Hinblick auf die Ausbeute bei einer erhöhten Temperatur zu arbeiten. Aus dem Gesichtspunkt des Nährwertes können Extraktionszeiten bis zu 24 Stunden bei Umgebungstemperatur angewandt werden, ohne den Nährwert des Proteins herabzusetzen. Um die Extraktionsbedingungen zu optimieren, ist die Wahl der Temperatur wichtig, da, wenn die Proteinextraktion bei höheren Temperaturen durchgeführt wird, eine größere Menge an Alkali erforderlich ist, um den notwendigen Löslichkeits-pH-Wert zu erhalten. Wenn die Extraktionstemperatur von 20 auf 6o G erhöht wird, wird der Alkaliverbrauch durch einen Faktor von ungefähr 10 erhöht. Dies beeinflußt ebenfalls die Verwirklichung der Ausscheidungsstufe, da die Säuremenge, die erforderlich ist, um den Aussehe idungs—pH—Wert zu erreichen, zunimmt und weil deshalb auch die Ionenkraft der Mutterlauge erhöht wird. Die Menge an Ausfällhilfe, die erforderlich ist, wird ebenfalls zunehmen.

Wenn die Proteinsolubilisation abgeschlossen ist, muß das nicht gelöste Material abgetrennt werden. Dies wird vorzugsweise durch Zentrifugieren durchgeführt, aber ein Filtrieren kann ebenfalls vorgenommen werden. Es wurde gefunden, daß ein Teil der Phytinsäure in der alkalischen Dispersion in der Form

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einer sehr feinen Ausscheidung vorhanden ist. Um ein Produkt zu erhalten, welches frei von Phytinsäure ist, ist es demzufolge wesentlich, eine wirksame Zentrifugations- oder Filtrationsstufe durchzuführen. Bei einem mehrstufigen Zentrifugieren oder einem getrennten Filtervorgang kann eine totale Abtrennung der Phytinsäure leicht erhalten werden. Es ist ebenfalls möglich, das Abtrennen der Phytinsäure durch Impfen der Dispersion wesentlich zu erleichtern. Der bei dem Ab trennverfahren erhaltene Rest enthält gelöstes Protein, welches in einer oder mehreren 7/aschstufen. wiedergewonnen werden kann. Hierbei wird der feste Rest in einer wässrigen Lösung mit dem gleichen pH-Wert wie während der Extraktion dispergiert, wonach nicht gelöste Substanzen abgetrennt werden. Alternativ kann die Proteinextraktion mit einem G-egenstromextraktionsverfahren durchgeführt werden. Nach Abtrennen des nicht gelösten Restes werden die Proteine aus dem Proteinextrakt in einer oder zwei Stufen ausgeschieden. Diese Verfahren sind in Fig. 2 gezeigt.

In dem Zweistufen-Ausscheidungsverfahren (Alternative 1 in Fig. 2) wird ein Teil der gelösten Proteine in der ersten Stufe durch Zusetzen einer Säure ausgefällt. Die Säurewahl ist nicht kritisch, aber gewisse Säuren können besondere Effekte ergeben. So ergibt ein Ausfällen mit Schwefelsäure oder mit gasförmigem Schwefeldioxyd ein Produkt mit einer etwas helleren Farbe

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als das Ausfällen mit nicht-reduzierenden Säuren. In Fig. 3 ist gezeigt, wie die Ausbeute als das Verhältnis zwischen der Menge an Stickstoff in dem Extrakt und der Menge Stickstoff in der Extraktlösung errechnet ist; der Proteingehalt des Extraktes (N χ 6.25) und der Trockenstoffgehalt des Niederschlages variieren mit dem Ausfäll-pH-Wert in der ersten Ausfällstufe. Die Ergebnisse stammen aus Versuchen mit einem Mehl aus entfetteten, wärmebehandelten Rapssamen, die bei einem pH-Y/ert von 11 extrahiert worden sind. Aus Pig. 3 ist ersichtlich, daß die Menge an ausgefälltem Protein relativ unabhängig von dem verwendeten Ausfäll-pH-Wert ist. Der Bereich technischen Interesses ist der pH-Bereich von 3»5 bis 8,5. Jedoch ist es in der ersten Stufe allgemein empfehlenswert, einen Ausf ällungs-pH-Y/ert zu verwenden, der höher als der Ausfällungs~pH-Wert in der zweiten Ausscheidungsstufe ist. Die Geschwindigkeit der Säurezugabe beeinflußt die Größe und Form der Flocken. Wenn die Säure langsam unter gründlichem Rühren zugegeben wird, wird der Niederschlag in einer Form erhalten, die leicht abzutrennen ist.

Der ausgefällte Proteinextrakt wird durch Zentrifugieren oder Filtrieren abgetrennt, wonach der Extrakt verschiedenen Yfaschungen unterworfen wird. Um Proteinverluste während der Waschstufen zu verhindern, sollte das Waschwasser den gleichen

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-1 βοά er einen niedrigeren pH-Wert als der Ausfäll-pH-Wert aufweisen.

Solche Proteine, welche nicht in der ersten Ausfällstufe ausgeschieden werden, werden in einer zweiten Ausfällstufe durch Zusetzen einer Ausfällhilfe und einem den pH-Wert einstellenden Mittel wiedergewonnen, so daß ein pH-Wert zwischen 3,0 und 6,5 erreicht wird. Als Ausscheidungshilfen können verwendet werden:

a) saure Mehrfachelektrolyten, beispielsweise Matriumalginat, Pektinsäure, Carrageenan, Furcellanan, Carboxymethylcellulose, Polyphosphate, Stärke, Stärkederivate oder andere saure Polyelektrolyten, welche für die Verwendung bei Nahrungsmitteln anwendbar sind.

b) Salze mehrwertiger Säuren, beispielsweise Zitronensäure oder zyklische phosphorige Säuren.

Die Menge an zu verwendenderAusscheidungshilfe und der AusfällpH-Wert, um eine maximale Ausbeute des Proteinextraktes in dieser Stufe zu erzielen, hängt von der Natur der Ausscheidungshilfe und der Zusammensetzung der Proteinlösung ab (insbesondere Proteingehalt, Ionenkraft und Ionenzusammensetzung). Die beiden Variablen: die Menge an Ausseheidungs-

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hilfe und der Ausfäll-pH-Wert sind nicht unabhängig. Somit wird bei unterschiedlichen Ausfäll-pH-Y/erten eine maximale Extraktaus beute bei verschiedenen zugesetzten Mengen an Ausscheidungshilfe erhalten. Die Tatsache, daß bei einem bestimmten Ausfäll-pH-Wert die Sxtraktausbeute ein Maximum durchläuft, wenn zunehmende Mengen an Ausscheidungshilfe zugefügt werden, besteht auf Grund der Ausbildung von wasserlöslichen Komplexen zwischen den Proteinen und der Ausscheidungshilfe, wenn letztere im Überschuß zugesetzt wird. Die Beziehung zwischen der Extraktausbeute, Menge an Ausscheidungshilfe und Ausfäll-pH-Wert ist so, daß sie durch die Tatsache erklärt werden kann, daß elektrostatische Kräfte bei dem Ausfällen der Proteine eine deuminierende Rolle spielen und daß eine Änderung des pH-Wertes die elektrische Ladung der Ausscheidungshilfe und der Proteine beeinflußt. Die Kombination von pH-Wert und Menge an Ausscheidungshilfe, die in jedem besonderen Fall verwendet werden sollte, kann leicht durch Versuche bestimmt werden. In einem Fall wurde eine maximale Sxtraktausbeute bei einem pH-Wert von 5»1 erhalten, als o,o98 g Carboxymethylcellulose pro G-ramm gelöstes Protein zugesetzt wurde und bei einem pH-V/ert von 4,1 wenn die doppelte Menge an Ausfällhilfe verwendet wurde.

Die an den Proteinextrakt gebundene Ausscheidungshilfe-Menge variiert mit dem Ausfäll-pH-Wert und der Anzahl der Säuregruppen

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pro G-ramm Ausscheidungshilfe. Je höher der verwendete Ausfäll-pH-Wert ist und je höher die Durchschnittszahl von Säuregruppen der Ausscheidungshilfe pro Gewichts Einheit ist, umso geringer ist die Menge an Ausscheidungshilfe, die in dem Extrakt an das Protein gebunden ist. Die Molekularstruktur (d.h. Grad der Verzweigung) der Ausscheidlingshilfe und ihr Molekulargewicht ist ebenfalls für die Menge an Ausscheidungshilfe wesentlich, die an den Proteinextrakt gebunden ist.

Es wurde gefunden, dai3 der leichteste Weg, um eine hohe Ausbeute an Proteinextrakt zu erzielen, der leicht abzutrennen ist und eine homogene Zusammensetzung aufweist, darin besteht, die Ausscheidungshilfe in der Form einer Lösung während des Rührens zuzusetzen, nie Proteinlösung sollte vorzugsweise einen ρH-V/ert außerhalb des Bereiches haben, in welchem die Ausscheidungshilfe als Fällungsmittel aktiv ist. Nach Zusetzen der Ausscheidungshilfe sollte während des Rührens die pH-Werteinstellende Substanz in einer Menge zugesetzt werden, die groß genug ist, um den vorbestimmten pH-Wert der Dispersion zu erreichen. Die Struktur des Niederschlages hängt von der Geschwindigkeit ab, mit welcher die pH-Wert einstellende Substanz zugesetzt wird. Das beste Ergebnis wird erzielt, wenn sie langsam unter ständigem Rühren zugefügt wird. Der erhaltene Niederschlag wird durch Zentrifugieren oder Filtrieren abgetrennt und in einer oder mehreren Stufen gewaschen. Der

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gewaschene Niederschlag bildet den Proteinextrakte

Weder die Form, in welcher die Ausscheidungshilfe zugesetzt wird, noch die Folge, in welcher die den pH-Wert einstellende Substanz und die Ausscheidungshilfe zugefügt werden, sind als solche bestimmend für die Extraktausbeute. So ist es auch möglich, die Ausscheidungshilfe in dem festen Zustand zuzusetzen oder die den pH-Wert einstellende Substanz zuzusetzen, bevor die Ausscheidungshilfe zugesetzt wird . Die Natur der für die pH-Wert-Einstellung verwendete Substanz ist nicht wesentlich. TJm den pH-Wert herabzusetzen, können organische als auch anorganische Säuren oder acidische Gase verwendet werden. Wenn reduzierende saure Substanzen wie beispielsweise Ascorbinsäure, schweflige Säure oder Schwefeldioxyd verwendet werden, hat das erzeugte Extrakt eine etwas hellere Farbe als bei Verwendung nicht reduzierender Säuren.

Wenn ein Proteinextrakt in einer Stufe ausgefällt wird (Alternative 2 in Fig. 2) wird die Ausscheidungshilfe direkt der alkalischen Proteinlösung zugesetzt, die durch Extraktion des Samenmaterials erhalten ist. Dann wird der Proteinextrakt durch Zusetzen von Säure in der gleichen Weise ausgefällt, wie dies für die zweite Stufe des Zweistufenausfällverfahrens beschrieben ist. Es ist selbstverständlich auch möglich, die Ausscheidungshilfe zuzusetzen, nachdem der erforderliche Teil der Säuremenge zugesetzt worden ist.

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Die funktioneilen Eigenschaften eines Proteinextraktes, der durch Ausfällung in der Gegenwart einer Ausscheidungshilfe zubereitet ist, hängen von dem Gehalt an Ausscheidungshilfe in dem Extrakt und von der Art der Ausscheidungshilfe ab. Proteinextrakte, die mit Ausscheidungshilfen gemäss dem beschrieltenen Verfahren zubereitet sind, haben im allgemeinen hohe Gehalte an Trockenstoffen bei dem Ausfall-pH-Wert. Dies ist wichtig, weil es die Abtrennung des neu ausgefällten Extraktes vereinfacht und die Gefahr von Produktverlusten während der nachfolgenden Waschungen des Extraktes reduziert. Durch ein geeignetes Waschverfahren wird mittels des beschriebenen Verfahrens ein Extrakt mit einem neutralen Geschmack erhalten. Es wurde ebenfalls gefunden, daß es möglich ist, die funktioneilen Eigenschaften des Produktes durch eine geeignete Nachbehandlung zu beeinflussen. So erhält der Extrakt durch Erhöhen des pH-Wertes nach der letzten Waschstufe ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich Wasserbindung, Emulsion- und Schaumstabilisierung. Wenn Proteinextrakte mittels des Zweistuf enausf all verfahr ens zubereitet werden, ergeben die beiden Ausfällstufen Extrakte mit unterschiedlichen funktionellen Eigenschaften. Diese Extrakte können getrennt oder gemischt verwendet werden. Die Extrakte können auch durch "Waschen" mit Äthanol, Aceton oder anderen organischen Lösungsmitteln behandelt werden. Hierdurch wird die Farbe und der Geruch der Extrakte beträchtlich verbessert. Die Erfindung wird weiterhin an Hand der nachfolgenden Beispiele beschrieben.

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Beispiel 1

Rapssamen mit 8 io Wasser wurden einer Wärmebehandlung bei 9O⁰C während 18 Minuten in einer von außen beheizten Drehtrommel unterworfen. Das Myrosinase-System (das G-lycosinolat hydrolysierende Enzymsystem) wurde durch diese Behandlung vollständig inaktiviert. Die Samen wurden in einer Flockenmühle gebrochen und in einem herkömmlichen Extraktionsgerät extrahiert. Das entfettete Produkt wurde dann in einer Hammermühle gemahlen. Ein Kilogramm des auf diese Weise zubereiteten Mehles wurde in 16,5 Liter entmineralisierten Wassers bei Raumtemperatur dispergiert. Eine 0.2 M Natriumhydroxydlösung wurde während Rührens zugesetzt, bis der pH-V/ert der Dispersion 11,1 war. Die Dispersion wurde während 3o Minuten gerührt, während der pH-Wert durch weiteres Zugeben von Natriumhydroxydlösung konstant gehalten wurde. Insgesamt wurden 3»5 Liter Natriumhydroxydlösung zugesetzt. Das nicht gelöste Material wurde durch Zentrifugieren in einer Zentrifuge während 5 Minuten bei 3 1oo g abgetrennt. Zu der klaren zentrifugierten Proteinlösung wurde eine 2 $ige Lösung von Natriumhexamethaphosphat (BDH-Produkt, hauptsächlich (NaPO^)g), in Wasser während des Rührens zugesetzt. 6o ml der Natriumhexamethaphosphatlösung wurden pro Liter Proteinextrakt zugesetzt. Das Protein wurde dann durch Herabsetzen des pH-Wertes des Gemisches auf 4,9 durch Zugabe von verdünnter Salzsäure während des Rührens ausgefällt. Der Niederschlag wurde durch Zentrifugieren des Ge-

inisches während 5 Minuten in einer Zentrifuge bei 3 1oo g abgetrennt. Der Niederschlag hatte einen Trockenstoffgehalt von 25$ und enthielt 14»5 f° Stickstoff (bestimmt über den Trockenstoff), was einem Proteingehalt von 91 fo entspricht (N χ 6,25)· Der Extrakt wurde durch Dispergieren in entmineralisiertem Wasser gewaschen, wonach der Niederschlag abgetrennt und gefriergetrocknet wurde. Das getrocknete Produkt hatte eine leicht braune Farbe. Unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens wurden ungefähr 85 fo des bei einem pH-Wert von 11,1 extrahierten Stickstoffes ausgefällt. Absorptionsmessungen bei 28o nm an dem Überschüssigen aus der Ausscheidungsstufe zeigten, daß praktisch alle bei einem pH-Wert von 11,1 extrahierten Proteine vollständig ausgefällt worden sind. Insgesamt wurden o,28 kg getrockneter Proteinextrakt erhalten. Der Extrakt erhielt weniger als o,4 mg Phytinsäurephosphor pro Gramm und weniger als o,o3 mg G-lucosinolate oder deren Abbauprodukte pro Gramm.

Beispiel 2

Eine Rapssamenproteinlösung wurde gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zubereitet. Zu dem Proteinextrakt wurde eine wässrige Lösung zugegeben, die 1 fo Carboxymethylcellulose (Cellugel 3ooo Special, SGA, Schweden) enthielt. 16o ml der Gellugellösung wurden pro Liter Proteinextrakt

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zugesetzt, -was Protein wurde dann durch Herabsetzen des pH-Wertes des Geraisches auf 5,1 durch Zusetzen verdünnter phosphoriger Säure ausgefällt. Das Gemisch wurde während 5 Minuten in einer Zentrifuge bei 3 1oo g zentrifugiert. Der Niederschlag hatte einen Trockenstoffgehalt von 32 fo. Der Extrakt wurde in entminerali s ier tem V/asser gewaschen und gefriergetrocknet. Das gefriergetrocknete Isolat hatte eine leicht braune Farbe und einen Stickstoffgehalt von 13,9 $» entsprechend einem Proteingehalt von 89 io (N χ 6,25). Ungefähr 85 $S der Stickstoffverbindungen in dem Extrakt wurden ausgefällt. Insgesamt wurden o,27 kg Extrakt pro Kilo entfetteten Rapssamenmehles erhalten, der weniger als 1,o mg Phytinsäurephosphor pro Gramm und weniger als o.o6 mg Glucosinolate oder deren Abbauprodukte pro Gramm enthielt.

Beispiel 3

Ein Rapssamenproteinextrakt wurde gemäss dem Verfahren zubereitet, das in Beispiel 1 beschrieben ist. Zu diesem Proteinextrakt wurde eine 1 $ige Lösung Cellugel 3ooo Special in Wasser während des Rührens zugesetzt. 32o ml Cellugellösung wurden pro Liter Proteinextrakt zugesetzt und das Protein wurde dann durch Herabsetzen des pH-Wertes der Mischung auf 4,1 ausgefällt, wobei verdünnte phosphorige Säure verwendet wurde. Das Gemisch wurde während 5 Minuten in einer Zentrifuge bei 3 1oo g zentrifugiert. Der Trockenstoffgehalt des Extraktes

O 9 R η 8 /1 η in

betrug 29,5 fo. Der Extrakt wurde in entmineralisiertem Wasser gewaschen und gefriergetrocknet. Das getrocknete Produkt hatte eine leicht braune Farbe. Der Stickstoffgehalt des Extraktes war 13,1 $, was einem Proteingehalt von 82 <f> entspricht (N χ 6,25). Ungefähr 9o fo der Sticks to ff subs tanzen des Proteinextraktes wurden mittels des beschriebenen Verfahrens ausgefällt. Es wurden insgesamt o,3o kg Extrakt pro kg entfetteten Rapssamenmehles erhalten. Der Extrakt enthielt weniger als 1,3 mg Phytinsäurephosphor pro Gramm und weniger als 0,08 mg Glucosinolate oder deren Abbauprodukte pro Gramm.

Beispiel 4

Ein Rapssamenproteinextrakt wurde gemäss dem Verfahren zubereitet, das in Beispiel 1 beschrieben ist. -Üem Proteinextrakt wurde eine o,5$ige Lösung νοηλ- Carrageenan in V/asser während des Rührens zugesetzt. 32o ml der ^--Carrageenanlösung wurden pro Liter Proteinextrakt zugesetzt, wonach das Protein durch Herabsetzen des pH-Wertes des Gemisches auf 5,3 mit Salzsäure ausgefällt wurde. Das Gemisch wurde dann während 5 Minuten in einer Zentrifuge bei 3 1oo g zentrifugiert. Der Trockenstoffgehalt des Extraktes war 13 °/o. Der Extrakt bzw. das Isolat wurde gewaschen und gefriergetrocknet. Er hatte eine leicht braune Farbe, und sein Stickstoffgehalt war 13,3 $ des Trockenstoffes, entsprechend einem Proteingehalt von 83 $ (U x 6,25). Insgesamt wurden o,34 kg Extrakt (Isolat) pro kg entfetteten Mehles

6 0 9 B Π fi / 1 Π Π 4

erhalten. Der Extrakt enthielt weniger als 0,6 mg Phytinsäurephosphor pro Gramm und weniger als 0,08 mg G-lucosinolate oder deren Abbauprodukte pro G-ramm.

Beispiel 5

Ein Rapssamenproteinextrakt wurde gemäss dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren zubereitet. Dem Proteinextrakt wurde o,1 M Salzsäure zugesetzt, bis der pH-Wert des Gemisches 6,6 war. Der gebildete Niederschlag wurde durch Zentrifugieren in einer Zentrifuge bei 3 I00 g während 5 Minuten entfernt. Das Überschüssige war eine durchscheinende Lösung mit einer gelben Farbe. Der Niederschlag, dessen Trockenstoff gehalt 23 i< > war, wurde mit entmineralisiertem Wasser gewaschen, dem o,1 M Salzsäure zugesetzt wurde, bis der pH-Wert gerade unter 6,6 war. Der Extrakt wurde getriergetrocknet. Er hatte dann eine braune Farbe und enthielt H»o $ Stickstoff, was einem Proteingehalt von 87,5 $> entspricht (N χ 6,25). Ungefähr 4o fo der Stickstoffverbindungen, die bei einem pH-Wert von 11,1 gelöst wurden, wurde auf diese Weise ausgefällt. Insgesamt wurden o,14 kg getrockneter Proteinextrakt erhalten. Phytinsäure konnte in diesem Produkt nicht festgestellt werden. Der Extrakt enthielt weniger als o,o3 mg Glucosinolate oder deren Abbauprodukte pro Gramm.

O 9 8 Π 8 / 1 Π

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Beispiel 6

Der gerben Lösung, die in Beispiel 5 durch Abtrennen des frisch ausgefällten Extraktes erhalten wurde, wurde eine 1 folge Lösung von Cellugel 3ooo Special in entmineralisiertem Wasser zugesetzt. 12o ml Cellugellösung wurden pro Liter Proteinextrakt zugesetzt. Die Lösung wurde gerührt und Salzsäure zugefügt, bis der pH-Wert der Mischung 5,ο war. Der gebildete Niederschlag wurde durch Zentrifugieren während 5 Minuten in einer Zentrifuge bei 3 1oo g wiedergewonnen» Mit diesem Verfahren wurden ungefähr 8o °/o der Stickstoffverbindungen in der gelben Proteinlösung ausgefällt. Der Niederschlag, der einen Trockenstoffgehalt von 35 $> hatte, wurde mit entmineralisiertem Wasser gewaschen und gefriergetrocknet. Er hatte eine gelbe Farbe, und sein Stickstoffgehalt war 15,o fo, was einem Proteingehalt von 94 fo entspricht (E χ 6,25)· 0,16 kg des Trockenproduktes wurden durch diese Ausfällstufe erhalten. Adsorptionsmessungen bei 28o mn zeigten, daß der Überschuß aus dieser Ausfällstufe einen sehr geringen Proteingehalt hatte, und daß eine fast vollständige Ausfällung der bei einem pH-Wert von 11,1 gelösten Proteine erzielt wurde. Der Extrakt enthielt weniger als o,9 mg Phy tinsäur epho sphor per G-ramm und weniger als o,o3 mg Glucosinolate oder deren Abbauprodukte pro Gramm.

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Beispiel 7

7o kg eines entfetteten, wärmebehandelten Rapssamenmehles wurden in 680 Liter entmineralisiertem Wasser bei Raumtemperatur dispergiert. Das verwendete Rapssamenmehl hatte einen Trockenstoffgehalt von 94 #, und sein Stickstoffgehalt war 6,5 ⁰J₀ des Trockenstoffes. Das Mehl hatte einen PDI-Wert von 33 $> und die Stickstoff löslichkeit bei einem pH-Wert von 11,5 war 69 $· Dieser Dispersion wurde während des Rührens eine 2 M Natriumhydroxydlösung zugesetzt, bis der pH-Wert der Dispersion 11,2 war. Die Dispersion wurde dann während 45 Minuten gerührt, während der pH-Wert durch Zusetzen von Ii at ri umhyd ro xyd lös ung konstant gehalten wurde. Insgesamt wurden 2o Liter von 2 M NaOH zugesetzt. Das nicht gelöste Material wurde in einer Zentrifuge entfernt. Insgesamt wurden 23o kg Schlamm mit einem Trockenstoffgehalt von 16,5 $ erhalten« 27 Liter einer 2 folgen Lösung von Natriumhexamethaphosphat in Wasser (BDH-Qualität) wurden den 23o Litern des Überschüssigen zugefügt, während gerührt wurde. Das Protein wurde durch Zusetzen von 5 Liter von 1,8 M HCl ausgefällt, wonach der pH-Wert des Gemisches 4»9 war. Der Niederschlag wurde in einer Zentrifuge abgetrennt. Durch Analysieren der Ströme zu und aus der Zentrifuge wurde gefunden, daß 77 °ß> des Stickstoffgehaltes des Stromes, welcher zu der Zentrifuge führt, in der Form eines Hiederschlages abgetrennt war.

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2572991

Der Niederschlag wurde zwei Mal mit entmineralisiertem Wasser gewaschen. Die Rxtraktverluste während der Waschstufen waren sehr gering, und das Waschwasser war praktisch frei von suspendiertem Material. Der getrocknete Niederschlag hatte eine gelb-graue Farbe und enthielt 14,5 $ Stickstoff, was einem Proteingehalt von 9o,6 % entspricht (H χ 6,25). Der Extrakt enthielt weniger als o,4 mg Phytinsäurephosphor pro Gramm.

Beispiel 8

Zu 23o Liter der gereinigten alkalischen Proteinlösung, welche in dem Versuch erhalten wurde, der in Beispiel 7 beschrieben ist, wurden während des Rührens 72 Liter einer 1 ^igen wässrigen Lösung von Carboxymethylcellulose zugesetzt (Cellugel 3ooo Special, SGA, Schweden). Das Protein wurde durch Herabsetzen des pH-Wertes des Gemisches auf 5,1 durch Zusetzen von Salzsäure während des Rührens ausgefällt. Insgesamt wurden 1o Liter von 1,8 M HGl zugesetzt. Der Niederschlag wurde in einer Zentrifuge abgetrennt. Die Analyse der Ströme zu und von der Zentrifuge zeigten, daß 82 </o des Stickstoffgehaltes in dem Eingangsstrom zu der Zentrifuge in der Form eines Niederschlages wiedergewonnen wurden. Der Niederschlag wurde mit entmineralisiertem Wasser gewaschen und wieder zentrifugiert. Das Waschwasser aus der Zentrifuge war frei von schwebendem Material. Der Niederschlag wurde zerstäubungsgetrocknet und hatte eine

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gelb-graue Farbe. Der Stickstoffgehalt des Niederschlages betrug 14,1 $, was einem Proteingehalt von 88 fo (N χ 6,25) entspricnt und er enthielt weniger als 1 mg Phytinsäurephosphor pro Gramm.

Beispiel 9

Zu 515 Liter gereinigtem alkalischen Proteinextrakt, der gemäss dem in Beispiel 7 beschriebenen Verfahren zubereitet wurde, wurde während des Rührens verdünnte Salzsäure zugesetzt, bis der pH-Wert des Gemisches 6,6 war. Insgesamt wurden 3o Liter von o,5 M HCl zugesetzt. Der gebildete Niederschlag wurde in einer Zentrifuge abgetrennt. Eine Analyse der Ströme zu und aus der Zentrifuge zeigte, daß 35 $ des Stickstoffgehaltes in dem Eingangsstrom zu der Zentrifuge in der Form eines Niederschlages abgetrennt wurden«, Der Niederschlag wurde in entmineralisiertem Wasser gewaschen und zerstäubungsgetrocknet. Er hatte eine gelb-graue Farbe und einen Stickstoffgehalt von 15,2 ^c/>, was einem Proteingehalt von 95»ο <fo entspricht (N χ 6,25). Der Phytinsäurephosphorgehalt des Extraktes war geringer als o,2 mg pro Gramm.

Beispiel 1o

Zu 47o Liter des Überschusses, der erhalten wurde, als der Proteinextrakt in Beispiel 9 abgetrennt wurde, wurden 13o Liter

0 9 8 Π 8 / 1 Π T

-3ο-

einer 1 ^igen lösung von Oellugel 3ooo Special in entmineralisiertem Viasser während des Rührens zugesetzt. Verdünnte Salzsäure wurde während des Rührens zugesetzt, bis der pH-Wert des Gemisches 4,9 war. Insgesamt wurden 15 Liter einer o,5 M HCl zugesetzt. Der gebildete Niederschlag wurde durch Zentrifugieren in einer Zentrifuge abgetrennt und in entmineralisiertem Wasser gewaschen. Der Niederschlag war sehr leicht abzutrennen und die Sxtraktverluste während des Waschens waren sehr gering. Der Niederschlag wurde zerstäubungsgetroclcnet. Er hatte eine gelb-graue Farbe, und sein Stickstoffgehalt war 14»3 $, was einem Proteingehalt von 89,4 °/o (N χ 6,25) entspricht. Der Gehalt an phytinsäurephosphor des Produktes war geringer als o,9 mg pro Gramm.

Beispiel 11

1 kg eines wärmebehandelten entfetteten Rapssamenmehles wurde in 13 Liter entmineralisiertem Wasser bei einer Temperatur von 40⁰G dispergiert. Während des Rührens wurden o,2 M Natriumhydroxydlösung zugesetzt, bis der pH-Wert der Dispersion 11,ο war. Die Dispersion wurde während 3o Minuten bei 40 O gerührt, während der pH-Wert bei 11,ο durch weiteres Zusetzen von Natriumhydroxydlösung gehalten wurde. Insgesamt wurden 7 Liter Natriumhydroxydlösung zugesetzt. Der nichtgelöste Mehlrest wurde durch Zentrifugieren in einer Zentrifuge während 5 Minuten bei 3 1oo g abgetrennt. Zu dem Überschüssigen wurde

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eine 1 $ige Lösung von CMC in Wasser (Cellugel 3ooo Special, SCA, Schweden) während des Umrührens zugesetzt. Es wurden 16o ml CMC-Lösung pro Liter Proteinextrakt zugesetzte Das Protein wurde durch Herabsetzen des pH-Wertes des Gemisches auf 4j6 durch Zusetzen verdünnter Salzsäure während des Rührens ausgefällt. Der Niederschlag wurde durch Zentrifugieren während 5 Minuten in einer Zentrifuge bei 3 1oo g abgetrennt. Der Niederschlag hatte einen Trockenstoff gehalt von 23 »2 io und einen Stickstoffgehalt von 13_}7 °ß>, errechnet auf der Grundlage des Trockenstoffes, was einem Proteingehalt von 85,7 io entspricht (N x 6,25). Der Extrakt wurde durch Dispergieren in vollständig entmineralisiertem Wasser gewaschen, und der Niederschlag wurde abgetrennt und gefriergetrocknet. Das getrocknete Produkt hatte eine leicht braune Farbe. Durch das oben beschriebene Verfahren wurden ungefähr 87 fo der Stickstoffverbindungen, die bei einem pH-Wert von 11,ο gelöst wurden, ausgefällt. Insgesamt wurden o,3o kg Extrakt pro kg entfettetem Rapssamenmehl erhalten. Der Gehalt an Phytinsäurephosphor des Extraktes war geringer als 1 mg pro Gramm.

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Claims (7)

1. Pa t ent ans ρ rüch e

   (14) Verfahren zum Zubereiten von Proteinextrakten, welche praktisch frei von Phytinsäure oder Verbindungen davon sind, aus entfettetem Samenmaterial der Brassica- oder Crambe-Art, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur zwischen O⁰C und 70 C das Protein aus einer wässrigen Dispersion des Samenmateriales bei einem pH-Wert in dem Bereich von 1o,5 bis 12 herausgelöst wird, in welchem Bereich die Phytinsäure in dem Samenmaterial als schwierig lösliche Verbindungen vorhanden ist oder letztere bildet, während bei den gleichen Bedingungen die Proteinlöslichkeit hoch ist, daß danach die herausgelösten Proteine nach Entfernen der nicht gelösten Substanzen durch Zentrifugieren oder Filtrieren aus der Lösung durch Zusetzen von Säure und einer Ausscheidungshilfe ausgefällt werden, und daß der gebildete Niederschlag durch Zentrifugieren oder Filtrieren abgetrennt und gewaschen wird, um verbleibende Reste der Mutterlauge zu entfernen.
2. 2.) Verfahrennach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Salze von mehrwertigen Metallen wie beispielsweise Calcium und/oder Magnesium in geringen Mengen zugesetzt werden, so daß die wässrige Dispersion des Samenmateriales mehrwertige

   £ η 9 fl η R /1 η α 4

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   Metallionen in einer Menge enthält, die ausreichend ist, um die Phytinsäure in eine unlösliche Form zu überführen.
3. 3.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfällung in zwei Stufen durchgeführt wird, wobei die erste Stufe ein Ausfällen mit Säurein dem pH-Bereich von 3>5 bis 8,5 umfaßt und die zweite Stufe ein ergänzendes Ausfällen mit einer Aussciieidungshilfe umfaßt, die aus einem sauren PoIyelektrolyten oder einem Salz einer mehrwertigen Säure besteht, und daß dieses abschließende Ausfällen in einem pH-Bereich von 3>o bis 6,5 nötigenfalls nach Einstellen des pH-Wertes durchgeführt wird.
4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausfällen bei einem pH-Wert in dem Bereich von 3,ο bis 6,5 in einer Stufe durchgeführt wird und daß ein saurer PoIyelektrolyt oder ein Salz einer mehrwertigen Säure als Ausscheidungshilfe verwendet wird.
5. 5.) Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß als saurer Polyelektrolyt Carboxymethylcellulose, Polyphosphate, Hexamethaphosphat, Alginat, Pektinsäure, Carrageenan, Purcellanan, Stärke oder Stärkederivate verwendet werden.

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6. 6.) Verfahren nach Anspruch 3 oder 4> dadurch gekennzeichnet, daß Citrate oder cyklische Polyphosphate als die Salze einer mehrwertigen Säure verwendet werden.
7. 7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetrennte, nicht gelöste Rest in einer alkalischen wässrigen Lösung wieder dispergiert wird, welche einen pH-Wert in dem Bereich von 1o,5 bis 12 aufweist, um das zurückgehaltene lösliche Protein zu extrahieren, und daß dieses Verfahren verschiedene Male wiederholt wird, wenn dies notwendig ist.

   09808/100