DE2735297A1

DE2735297A1 - Verfahren zur hydrolyse von casein

Info

Publication number: DE2735297A1
Application number: DE19772735297
Authority: DE
Inventors: Holger Blum; Willi Ellenberger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-08-05
Filing date: 1977-08-05
Publication date: 1979-02-22
Also published as: NL7808223A; DE2735297C3; IE47145B1; FR2399216A1; GB2002388B; FR2399216B1; LU80037A1; US4181651A; BE869476A; IT7826511A0; IE781516L; ATA537478A; AT359813B; JPS5429386A; GB2002388A; DK343978A; CA1098513A; IT1097615B; DE2735297B2

Description

Sandmoorweg 34a

2000 Hrmburg 56 Hambürg,d.3.August 1977

Verfahren zur Hydrolyse von Casein

Die vorliegende Erfindung betrifft die Hydrolyse von Casein in flüssiger Phase mittels nicht oxydierender Mineralsäuren und ist gekennzeichnet durch die gemeinsame Verwendung von säureaktiviertem Montmorillonit und orthophosphoriger Säure als Verfärbungsinhibitoren.

Im Verlauf der Herstellung von Proteinhydrolysaten durch Einwirkung von Mineralsäuren auf Casein werden lösliche und unlösliche Dunkelstoffe gebildet, die nicht nur die Reinheit und Qualität, sondern auch die Ausbeute an Proteinhydrolysat beeinträchtigen.

Die Herabsetzung der Betriebstemperatur während der Hydrolyse des Caseins ist eines der Verfahren zur Verhinderung der Bildung von Dunkelstoffen, jedoch wird durch diese Maßnahme die Reaktionsdauer auf unzulässig hohe Werte erhöht.

Zur Herstellung ungefärbter oder nur wenig gefärbter Produkte wurde ferner versucht, die Reaktion zwischen Casein und der Mineralsäure in Gegenwart von Schwefeldioxyd oder Harnstoff vorzunehmen, jedoch sind diese Verfahren zur Verhinderung der Bildung von Dunkelstoffen unzureichend. Darüberhinaus bilden sich bei der letztgenannten Arbeitsweise erhebliche Mengen an neuen Fremdstoffen, wie beispielsweise Ammoniumsulfat, wodurch die Verwertungsqualität des Proteinhydrolysates auf dem Ernährungs- oder Futtermittelsektor erhelbich gemindert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ungiftige Verbindungen zur Behandlung des Systems wässrige Mineral-

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säure - Casein zur Verhütung der Verfärbung der Reaktionslösung vorzus chlagen.

Es wurde nun gefunden, daß man die Bildung von Dunkelstoffen bei der mineralsauren Hydrolyse von Casein fast vollständig vermeiden kann, wenn man in der nachstehend beschriebenen Weise arbeitet. Das neue Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Casein enthaltenden wässrigen Mineralsäure orthophosphorige Säure H3PO3 in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.%, bezogen auf den Mineralsäuregehalt, zugesetzt werden.

Gewünschtenfalls können anstelle der freien orthophosphorigen Säure auch die entsprechenden löslichen Salze, insbesondere Kalium-, Natrium- oder Ammoniumsalze verwendet werden. Vorzugsweise wird jedoch die freie orthophosphorige Säure angewendet. Das neue Verfahren ist weiterhin dadurc hgekennzeichnet, daß der Casein enthaltenden wässrigen Mineralsäure neben orthophosphoriger Säure noch zusätzlich säureaktivierter Montmorillonit zugesetzt wird. Unter der Bezeichnung Montmorillonit wird ein als Mineral vorkommendes Aluminiumhydrosilikat mit der Näherungsformel Al₂O^ . Ij SiO₂ . H₂O . χ H₂O verstanden. Darüberhinaus zeichnet sich das in dem neuen Verfahren eingesetzte Mineral durch eine kryptokristalline Dreischicbt-nstruktur aus, die aus zweidimensional unendlichen Makro-Anionen besteht, welche über die Kationen einer Zwischenschicht elektrostatisch vernetzt sind.

Die Herstellung von säureaktiviertem Montmorillonit ist dem Fachmann bekannt und beispielsweise in DBP 1211 6M3 beschrieben. Erfindungsgemäß zu verwendender säureaktivierter Montmorillonit ist

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jedoch auch industriell erhältlich, beispielsweise unter der Bezeichnung "K-Katalysatoren" von der Gindler-Südchemie Katalysator GmbH.

Demgemäß ist das neue Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß der Casein enthaltenden wässrigen Mineralsäure neben orthophosphoriger Säure als weiterer Zusatz säureaktivierter Montmorillonit in einer Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.iS bezogen auf den Mineralsäuregehalt, zugesetzt wird.

Das Verhältnis von Mineralsäure zu Aminstickstoff im Casein liegt bei dem neuen Verfahren im Bereich der üblicherweise bei der Proteinhydrolyse verwendeten Mengenverhältnissen. Soll die Hydrolyse unter möglichst schonenden Bedingungen durchgeführt werden, so kommen etwa 1,5 bis 2 Grammäquivalente Mineralsäure pro Grammatom Caseinstickstof zum Einsatz und die Reaktionstemperatur liegt zwischen 60° bis 100° C. Daneben können jedoch, vor allem zur Verkürzung der Reaktionsdauer, 2,5 bis H Grammäquivalente Mineralsäure Pro Grammatom Caseinstickstoff eingesetzt werden.

üblicherweise wire bei der Caseinhydrolyse Mineralsäure in Form von Salz- und/oder Schwefelsäure in einer Konzentration bis zu etwa 20 Gew.% verwendet.

Ein für das einfindungsgemäß neue Verfahren typischer Reaktionsansatz weist dementsprechend folgende Zusammensetzung auf: 1 Grammatom Stickstoff enthaltende Menge Casein 1,5 bis H Grammäquivalente Mineralsäure in Form einer wässrigen

Lösung
0,1 bis 10 Gew.Teile orthophosphorige Säure und/oder deren Salze

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pro Gew.Teile eingesetzte Mineralsäure

0,1 bis 10 Gew.Teile säureaktivierter Montmorillonit pro 100 Gew.Teile eingesetzter Mineralsäure.

Der vorstehende Reaktionsansatζ wird durch mehrstündiges Erwärmen bis zu einem bestimmten Hydrolysengrad des Casein umgesetzt und nach dem Erkalten mit Hilfe von Aktivkohle gefiltert. Die nachstehend aufgeführten Beispiele dienen zur Erläuterung des neuen Verfahrens.

Beispiel 1

Es werden mehrere Reaktionsansätze bestehend aus handelsüblichem Casein mit einem Trockenstoffgehalt von 3^,6 Gewi? mit 20 Gew.%iger Salzsäure bei 95° C zu 90 % hydrolysiert. Es kommen jeweils 2,5 Grammäquivalente Salzsäure pro Grammatom Caseinstickstoff zum Einsatz.

Bis auf einen Blindversuch enthalten die Reaktionsansätze die nachstehend in Tabelle I aufgeführten Mengen an orthophosphoriger Säure und "Katalysator KSF", einem handelsüblichen säureaktivierten Montnorillonit. Nach dem Erkalten wird das Reaktionsgemisch jeweils mit 0,i| Gew.i Aktivkohle verrührt und filtriert. Die Restfarbe des filtrierten Reaktionsgemisches, bezogen auf den zusatzfreien Blindversuch, wird als Kennzahl der Dunkelstoffmenge, die sich unter den Hydrolysebedingungen bildet, gewertet.

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Beispiel 2

Casein, wie im Beispiel 1 verwendet, wird mit 20 Gew.% Schwefelsäure bei 80° C zu 90 % hydrolisiert. Es kommen jeweils 2,5 Grammäquivalente Schwefelsäure pro Grammatom Caseinstickstoff zur Anwendung. Die Reaktionsansätze enthalten die in nachstehender Tabelle II aufgeführten Mengen an orthophosphoriger Säure und säureaktiviertem Montmorillonit. Die Reaktionsansätze werden nach dem Erkalten mit 0,3 Gew.% Aktivkohle verrührt und filtriert und die Restfarbe wie im Beispiel 1 bewertet.

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Willi Ellenberger
S^ndmoorweg 54a
2000 Hamburg 56

TABELLE I

Hamburg,d.2.August 1977

Reaktions	Gew	.Teile H₃PO₃	Gew.Teile	Hydrolysen-	Rest-
ansatz Nr.	pro	100 Gew.Teile	"KSF-Kat."	prad	farbe %
	HCl		pro 100 Gew
			Teile HCl
1		0	0	90	100
2		3	0	90	95
3		0	3	90	80
1»		1	2	90	50
5		2	1	90	15
6		0,5	3	90	HO

Reaktionsansatz Nr.

TABELLE II:

Gew.Teile H₃PO₃ pro 100 Gew.Teile H„SO„

Gew-Teile Hydrolysen "KSF-Kat." grad
per 100 Gew.
Teile H^SO₁₁

Restfarbe %

7	0	0	90	100
8	3	0	90	91
9	0	3	90	88
10	1	2	90	35
11	2	1	90	30
12	0,2	1,5	90	HO

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Claims

PATENTANSPRUCH

Verfahren zur Hydrolyse von Casein mit nichtoxydierenden Mineralsäuren bei Temperaturen von 6O⁰C bis 100°C, gekennzeichnet durch die gemeinsame Verwendung von orthophosphoriger Säure und/oder deren Salze sowie säureaktiviertem Montmorillonit als Verfärbungsinhibitoren.

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