DE2722246C2

DE2722246C2 - Herstellung von Sojaschrot

Info

Publication number: DE2722246C2
Application number: DE2722246A
Authority: DE
Inventors: Manfred 4240 Emmerich Kock
Original assignee: Akzo GmbH
Current assignee: Akzo Patente 5600 Wuppertal De GmbH
Priority date: 1977-05-17
Filing date: 1977-05-17
Publication date: 1984-03-15
Also published as: BE867084A; AR212849A1; FR2390909A1; US4359480A; GB1565044A; FR2390909B1; JPS637742B2; DE2722246A1; DK207178A; NL7804828A; JPS53142555A; ES469872A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von weitgehend bltlerstofffreiem Sojaschrot aus Sojasaat gemüß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solches Verfahren mit einer anderen Zielrichtung, welches sich nicht speziell mit Sojasaat befaßt, wird In der DE-OS 24 07 453 beschrieben.

Die Sojabohne Ist wohl die bekannteste und vielseitigste Ölfrucht. Sie hat In den letzten Jahren erhebliche Bedeutung als Fett und Eiweißquelle bekommen. Der Gehalt an Öl und Eiweiß wechselt je nach Herkunft der Bohnen. Der Ölgehalt bewegt sich Im allgemeinen zwischen 15 und 21%, während der Eiweißgehalt 35% und mehr beträgt. Die Sojabohne Ist auch das hauptsächlichste Ausgangsmaterial zur Herstellung der für die Ernährung und Technik wichtigen Pflanzenphosphatlde.

Zur Verarbeitung werden die ankommenden Bohnen zunächst vorgcrelnlgt. wobei alles das, was größer als das Bohnenkorn ist, entfernt wird. Anschließend wird in der Feinreinigung alles, was kleiner als das Bohnenkorn ist, sowie mit In den Bohnen enthaltene Elsenteile durch Magnetreinigung entfernt. In R. Lüde »Die Gewinnung von Fetten und fetten Ölen«, 3. Auflage, 1954, Seile 261 sind die Kenndaten von Sojabohnen verschiedener Provenlenz als Rohstoff aufgeführt. Der Gehalten Öl schwankt dabei von 16.4 bis 19,5% und der Wassergehalt zwischen 10,5 bis 17,6*. Bei der vorbereitenden Verarbeitung verringert sich der Wassergehalt der Sojabohnen, zum Teil erheblich. Wenn der Wassergehalt mehr als 10* beträgt, wird, bevor die Bohnen über Riffelwalzen gebrochen werden, noch zunächst auf einen Wassergehalt von 8 bis 10% getrocknet. Die gebrochenen Sojabohnen werden dann zu möglichst dünnen Blättchen in Quetschwalzwerken ausgewalzt. Dann werden die Blättchen den Extraktoren zugeführt, wo sie mit Extraktlons- mitteln von rohem Sojaöl befreit werden. Das mit

Lösungsmittel behaftete Schrot wird ausgestoßen, vom Lösungsmittel befreit, getrocknet, gemahlen und

gekühlt.

Bei den Sojabohnen, der heute überwiegend auf

Extraktionsanlagen verarbeiteten Ölsaat, kommt der richtig geführten Entbenzinierung der Extraktionsrückstände eine entscheidende Bedeutung zu, da νς.:; ihr der Wert des Schrotes abhängt. Mit der Entbenzinierung wird ein Kochprozeß, der auch als Toastung bezeichnet wird, ver bunden, um bestimmte schädliche Inhaltsstoffe, wie Enzyme, unwirksam zu machen und das Froiein in einen leichtverdaulichen Zustand zu überführen. Das noch benziafeuchte Schrot tritt im Dom eines Toasters ein und passiert nacheinander die einzelnen Etagen bei jeweils gleichbleibender Schichthöhe. Hierbei wird Dampl eingeblasen, der die Verdampfung des Lösungsmittels bewirkt und das Gut zusätzlich mit dem kondensierenden Wasser anfeuchtet. Die folgenden Böden sind dann mit Indirekter Dampfbeheizung ausgestattet. Hler beginnt das eigentliche Toasten, das vorzugsweise bei Temperaturen von 102 bis 105° C unter Einhaltung bestimmter Feuchtigkeitsgehalte und Verweilzeiten durchgeführt wird. Die Wirksamkeit des Toastprozesses wird anhand der Bestimmung der Urease-Aktlvltät verfolgt.

Der skizzierte Verarbeitungsprozeß Ist heute allgemein üblich und wird im Prinzip in ullen Extraktionsanlagen gleich durchgeführt. Um eine möglichst vollständige Extraktion zu erzielen, wird eine lockere Schüttung der Sojablättchen - also ein geringeres Schüttgewicht - ange strebt. Ebenso wird vor der Extraktion jede unnötige Wärmebelastung vermieden, um eine Denaturierung des Sojaeiweißes und eine thermisch oxidative Schädigung des noch nicht extrahierten Sojaöles zu vermeiden. Das erhaltene Produkt enthält noch Bitterstoffe, deren Anwe senheit bisher einen Einsatz von Sojaschrot für die menschliche Ernährung immer wieder scheitern Heß.

Aus der US-PS 26 45 650 Ist ein Verfahren bekannt, in dem Ülsaaten, darunter auch Sojasaat, nach dem Brechen auf einen Wassergehalt befeuchtet '»erden und anschlle- Bend zu Flocken gewalzt werden. Beim Walzen oder i.-nmlttelbar danach werden die Flocken bzw. Blättchen durch Erhltzjn auf Temperaturen von 80 bis 140° C auf einen Wassergehalt von etwa 7 bis 12%, vorzugsweise mit Hilfe der beheizten Walzen, getrocknet. Diese Behandlung dient dazu, einen zu hohen Feinantell beim Walzen der Blättchen zu verhindern.

In der DE-OS 25 44 863 wird eine Kochbehandlung für ülsaaten beschrieben, die die unmittelbare Solvens-Extraktlon von Öl aus Ölsaaten mit mindestens 30 Gew,-% öl ermöglichen soll, Die hler beschriebene Kochbehandlung sieht vor, die Ölsaaten vor der Vorbereitung zu Flocken bei einem Feuchtigkeitsgehalt von 6 bis 12% feucht-heiß zu behandeln, die so konditionieren Samen zu Flocken zu verarbeiten und diese Flocken auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 1,9 bis 6% durch trockene Wärme einzustellen. Vorzugswelse soll die Feuchthelükondltlonlerunf! bei einer Temperatur von 71 bis 105° C durchgeführt werden. Da Sojasaat deutlich weniger als

30% Öl enthält, umfaßt diese Publikation nicht die Verarbeitung von Sojasaat.

Auch wenn hier von Baumwollsamen die Rede ist, kann es sich nur um Baumwollsaat In entschälter Form handeln, die einen Ölgehalt von mehr als 30% aufweist und nur so in die vorausgesetzte Definition dieser Publikation fällt. Zudem wird man ungeschälte Baumwollsamen deshalb nicht zur Ölgewinnung heranziehen, da, wie der Fachmann weiß, die Schalen das giftige Gossypol enthalten und dieses mit in das Öl gelangen würde. Nur geschälte Baumwollsamen sind für die Ölgewinnung Rohstoff. Im Rahmen der Lehre der DE-OS 25 44 963, die ein Produkt zur menschlichen Dlätemährung zum Ziel hat, wäre der Einsau ungeschälter Baumwollsaat deshalb nicht denkbar, weil das Schrot noch giftiges Gossypol enthalten würde.

Aus der DE-OS 24 07 453 ist ein Verfahren zur Vorbehandlung Öl enthaltender pflanzlicher Rohstoffe zur Gewinnung des darin enthaltenden Öles durch die Einwirkung von (Feuchte und Wärme nötigenfalls mit anschließender Entfernung der Oberschußfeuchte bekannt, wobei die pflanzlichen Rohstoffe wenigstens während der Einwirkung eines Feuchte und/oder Wärme übertragenden Mediums kontinuierlich in einen auf gelockerten Zustand gebracht werden, wobei man das Feuchte und/oder Wärme übertragende Medium während des Zustandes der Auflockerung unmittelbar auf die pflanzlichen Rohstoffe einwirken läßt. Als Temperatur für die Behandlung Innerhalb einer Stufe Ist für einige Zelt eine Höchsttemperatur von 95 bis II5° C vorgesehen. Vorzugsweise können die Rohstoffe aus vorgebrochenen, geschälten und gewalzten F.Qchten, Samen oder Bohnen bestehen. Weitere Angaben zur Natur der Rohstoffe fehlen. Abgesehen davon, daß ιί" meisten Arbeitsstufen nicht näher konkretisiert sind (nähere Angaben zur Befeuchtung beispielsweise fehlen), sieht diese Vorpublikation vor, daß eine Auflockerung des Behandlungsgutes während der feuchtwarmen Behandlung erfolgt und bedient sich dazu einer besonderen Schüttelapparatur, die In Schwingungen versetzt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung Ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von möglichst bitterstofffreiem Sojaschrot, das einen hohen Gehalt an verdaulichem und aufgeschlossenem Eiweiß enthält, bei möglichst vollständiger Abtrennung des Rohöles und der Phosphatide.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit dem Kennzeichen des Patentanspruches 1.

Die mechanische Bewegung des Gutes soll während Befeuchtung und Wärmebehandlung erfolgen und kann während der Trocknung und Extraktion fortgesetzt werden. Beim Befeuchten Ist eine Intensivere Bewegung empfehlenswert.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen des erflndungsgetnäßen Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Zweckmäßig wird die Befeuchtung und Behandlung in einem Turm vorgenommen, der in mehreren Etagen Böden mit Dampfschlangen aufweist und an dessen oberem Zugang eine Befeuchtungsmöglichkeit vorgesehen ist.

Die Trocknung erfolgt In dem Ausmaße, daß der anlagebedingte übliche Wassergehalt, der zwischen etwa 8 und 14 Gew.-% liegt, erreicht wird.

Um das angestrebte hohe Schuttgewicht durch mechanische Bewegung zu erreichen, können In den genannten Turm Rührflügel eingebaut werden, die die Soja'über die Böden In den Etagen bewegen, wobei die Soja dann jeweils durch Schächte auf die nächsttiefere Etage hinabfällt. Beispiele für geeignete Extraktionsmittel sind Pentan,

-> Hexan, Cyclohexan, Heptan, Nonan, Octan, Leichtbenzin mit einem Sledeberelch von 65 bis 85° C, die in technischer Reinheit eingesetzt werden können.

Es hat sich erwiesen, daß eine Behandlungszeh von 10 bis 45 Minuten für die Wärmebehandlung ausreichend

in ist, wenn die Befeuchtung und Wärmebehandlung an den In den Quetschwalzwerken ausgewalzten Blättchen vorgenommen wird.

Zweckmäßig erfolgt d\n Befeuchtung durch Dampf, tier direkt auf das Gut geblasen wird und der die Soja

ι» einerseits bis auf die Temperaturen für die Wärmebehandlung aufheizt und andererseits mit dem Kondenswasser die Soja in gewünschter Weise befeuchtet.

Das aus der Extraktionsphase gewonnene Rohöl fiel in einer Form an, in der Öl und Lecithin besonders gut und

2i) quantitativ zu trennen sind. Die Ausbeute an Lecithin betrug 1,2 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Soja.

Gegenüber Sojaschrot, welches nach bekannten Verfahren des Standes der Technik hergestellt wurde, liegt der große Vorteil beim erfindungsgemäßen Verfahren darin, daß es aufgrund der Bitterstoffarmut in größerem Umfange auch für dia menschliche Ernährung nutzbar gemacht werden kann.

Die besondere Struktur und das mögliche höhere Schüttgewicht bringen bei der Lagerung des Schrotes und

JO beim Transport durch die bessere Fließfähigkeit und dem gegebenenfalls geringeren Raumbedarf deutliche Vorteile.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß sich bei der Extraktion eine deutlich angehobene Ausbeute an extrahierbaren Stoffen ergibt.

Es wurde beobachtet, daß bei der Behandlung gleicher Bohnenprovenienzen, gegenüber bekannten Verfahren, in der Extraktion Ausbeuteverbesserungen von 0,6%.

bezogen auf Sojabohneneinsatz, möglich sind. Die gewinnbare Leclthinmenge Ist relativ groß und beträgt bis zu 1,2 Gew.-%, bezogen auf den Sojabohneneinsatz.

Beispiel 1

+5 Es wurden Sojabohnen nach der üblichen Vorreinigung, wie Sieben und Sichten zur Entfernung artfremder Begleitstoffe, gebrochen, und danach auf Glattwalzen, auf denen die Bohneiibruchstücke zu Plättchen von ca. 0,25 mm gewalzt. Die so vorbereiteten Sojaflocken wur den Im Produktionsmaßstab (ca. 5001 pro Tag) mittels Direktdampf auf einen Wassergehalt von 16 Gew.-% unter ständiger mechanischer Bewegung in einem schnellaufenden Paddelmischer (400 U/mln) befeuchtet und anschließend in einen Turm überführt, der In meh-

^ reren Etagen Böden mit Dampfschlangen enthielt, die das Gut auf den Böden auf Temperaturen um 100° C heizten. Mittels langsamlaufender Rührflügel wurde die Soja über Fallschächte von Boden zu Boden weiterbewegt.

Das Gut wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 12% getrocknet, wonach es zur Extraktion gelangte. Die Verweilzelt Im Turm betrug etwa 30 Minuten und das der Extraktion vorgelegte Gut hatte ein Schottgewicht von 475 kg/m'.

In einem Band-Extrakteur wurde das Gut mit technischem Hexan bis auf einen Restölgehalt des Schrotes von ca. 1% extrahiert. Die Gesamtextraktlonszelt betrug etwa V₁ Stunde.

Das anfallende Schrot wurde in einem üblichen Toaster in bekannter Weise vom Extraktionsmittel befreit. Nach der Extraktionsmittelabtrennung wurde ein wertvolles Schrot erhalten, das einen Restölgehalt von 1%, ein Schüttgewicht von 635 kg/m^J und 44 Gew.-*, Protein aufwies.

Die Urease-Aktivität betrug weniger als 0,1.

Das Schrot wurde von einer für die Geschmacksbeurteilung vor; Speiseölen geübten Geschmacksprüfergruppe organoleptisch auf die Anwesenheit von bitteren Geschmackskomponenten geprüft.

Gegenüber üblichem Schrot des Standes der Technik wurde eine feststellbare Geschmacksverbesserung ermittelt.

Beispiel 2

Die in üblicher Weise vorbehandelten Sojabohnen wurden zunächst in den Brechwalzen (Stufe A) gebrochen und dann in Quetschwalzen (Stufe B) zu Blättchen gewalzt.

Über eine Transportschnecke (Siufc C) würden die Blättchen In einen schnellaufenden Paddelmischer (400 U/mln) mit Direktdampfzuführung transportiert und hier innerhalb von 1 bis 10 see unter Aufwirbelung befeuchtet und auf eine Temperatur von 95° C aufgeheizt (Stufe D). Aus diesem Mischer fielen die heißen feuchten Blättchen In einen Turm, der hier beispielsweise 6 Etagen (Stufen El bis E6) aufweist, die auf die Behand-

i5

20 lungstemperatur (101 bis 105° C) aufgeheizt wurden. Die einzelnen Etagen sind nachfolgend mit El bis E6 bezeichnet. Jede Etage war mit langsam laufenden Paddelrührern - Umlaufzeit bei den Versuchen 3 see pro Umlauf- ausgestattet. Die Schütthöhe der Sojablättchen betrug auf jeder Etage 60 cm. Die Gesamtverweilzeit im Turm betrug ca. 30 Minuten.

Über eine Austragschnecke (Stufe F) wurden die Blättchen ausgetragen.

Von den angegebenen Stufen wurden Proben entnommen und auf folgende Werte untersucht:

1. Sciiüttgewicht. Ermittlung nach DIN 1060.

2. Bestimmung des Wassergehaltes erfolgte nach der »DGF-Einheitsmethode B-II, 3«.

3. Extraktion in Labormaßstab mit Hexan, und Bestimmung des Lecithingehaltes anhand des Phosphorgehaltes nach der AOCS-Methode Ca 12-55.

Der Lecithingehalt wurde a) im erhaltenen Extrakt bestimmt und anschließen« durch Fällung mit Wasser (entsprechend dem bekannten Entlecithinierungsverfahren für Sojaöl) entleclthinlert. In der entleclthinierten Probe wurde anschließend der Restlecithingehalt b) nach der gleichen Methode bestimmt.

In der nachfolgenden Tabelle sind die erhaltenen Meßergebnisse zusammengestellt.

Proben-	Wassergehalt	Schuttgewicht	gesa
entnahmeort	%	kg/m³	a)
A	12,0	680	2,43
B	11,9	286	2,59
C	-	-	-
D	15,2	319	3,09
El	14,8	348	3,40
E2	14,5	395	3,23
E3	14,3	413	3,98
E4	14,1	440	4,05
E5	14,2	426	4,02
E6	13,7	438	3,79
F	11,5	465	4,11

Lecithin im Extrakt

(30% Rest nach Entlecithinierung b)

0,35
0,37

0,16

0,06

0,041

0,029

0,032

0,034

0,029

(nicht bestimmt}

Die tabellarisch aufgellsteten Ergebnisse zeigen, daß mit fortschreitender Erhöhung des Schüttgewichtes eine größere Menge an Lecithin bei der Extraktion gewonnen wird, wodurch das entölte Sojaschrot einen geringeren Gehalt an Lecithin aufweist, was sich in einer Verminderung des bitteren Geschmacks auswirkt. Dieser erhöhte Lecithingehalt im Extrakt führt aber nicht zu einem höheren Restlecithingehalt im entieclthinierten Rohöl, sondern vielmehr völlig überraschend zu einer erhebli-Qhsn Absenkung des Reslliclthlngehaltes bei der Entlecithinierung des Extraktes.

Beispiel 3

In einem Vibrationsmischer der Fa. Stork wurden Sojabohnenblättclien. entsprechend bis zur Stufe B des Beispiels 2 hergestellt, einer Feucht-Wärmebehandlung gämaß der DE-OS 24 07 453 unterworfen. Die Vibrationsfrequenz betrug 250 min"¹, die Schütthöhe 8 cm und die Dampftemperatur 100° C. Die Behandlungsdauer betrug 10 Minuten. Der Wassergehalt der Sojablättchen heirug 15,8 Gew.-v Die Untersuchung des gewonnenen Materials In gleicher Welse, wie in Beispiel 2 beschrieben, ergab ein Schüttgewicht von 320k°/m^!. Der Lecithingehalt im Extrakt der am Aujtrag der Apparatur (vergleichbar mil Stufe F im Beispiel 2) genommenen Probe betrug vor der Entlecithinierung 2,86°b und der Restleclthlnge.ialt nach der Entlecithinierung 0,21 Gcw.-^,.

Höhere Verweilzelten brachten keine Verbesserung hinsichtlich der Lecithinausbeute im Extrakt. Auch eine Erhöhung der Frequenz der Vorrichtung ergab keine anderen Ergebnisse.

⁶^ Die organolepiischc Prüfung ergab einen deutlich höheren Gehalt an bitteren Geschmacksstoffen gegenüber den in den Beispielen 1 und 2 geprüften Sojaschroten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von weitgehend bitterstofffreiem Sojaschrot aus Sojasaat durch Brechen, Walzen, Anfeuchten, Aufwärmen, Trocknen und Extrahieren mit Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Brechen und Walzen die noch nicht extrahierte Soja unter mechanischer Bewegung auf einen Wassergehalt von 12 bis 25 Gew.-% befeuchtet und einer Wärmebehandlung bei Temperaturen von 90 bis 120° C unterworfen wird, wobei die Soja mechanisch bewegt wird, bis ein Schüttgewicht von mindestens 400 kg/m³ erreicht wird, daß schlle31ich nach Trocknung die Soja eine Behandlung mit unpolaren Extraktionsmitteln erfährt und vom rohen Sojaöl und anschließend vom Extraktionsmittel befreit wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Walzen auf einen Wassergehalt von i4 bis 20 Gew.-% befeuernd wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Wärmebehandlung die Temperaturen 95 bis 110° C betragen.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Soja während der Befeuchtung und Wärmebehandlung mechanisch bewegt wird, bis ein Schüttgewicht von mindestens 500 kg/m¹ erreicht ist.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Extraktionsmittel einzeln oder in Mischung Kohlenwasserstoffe verwendet werden, die 5 bis 12 Kohlensioffatome im Molekül enthalten.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befeuchtung der Soja Wasserdampf direkt aufgeblasen wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befreiung vom Extraktionsmittel durch Anwendung des -cn sich bekannten Toastprozesses erfolgt.