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Verfahren zur herstellung von isoliertem sojaprotein
DE2748001A1
Germany
- Other languages
English - Inventor
Ind Evansville Jun Kenneth C Goodnight Jun Grant H Hartman Robert F Marquardt - Current Assignee
- Bristol Myers Squibb Co
Description
translated from
BAUEItSTRASSE 12. Ο-βΟΟΟ MUNCHEM AO ■ FERNRUF (ΟββΙ 37 ·9 β3 · TELEX S219XO8 ISAR O
POSTANSCHRIFT: POSTFACH 7SO. D-SOOO MÜNCHEN «3
-S-
München, 26. Oktober 1977 M/18 278
BRISTOL-MYERS COMPANY 345 Park Avenue
Verfahren zur Herstellung von isoliertem Sojaprotein
M/18 278 T
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines verbesserten, gereinigten Sojaproteins
mit einem ausnehmend geringem Phytinsäuregehalt, wesentlich verbessertem Wohlgeschmack, verbesserter Verwertbarkeit,
hohem Nährwert und geringem Ascheanteil. Phytinsäure, der Hexaorthomonophosphatester von Myo-inosit, kommt in relativ
hohen Anteilen in Körnern und ölsamen als das Calciummagnesiumsalz,
Phytin, vor. Ungefähr 70 % des im Sojabohnenmehl enthaltenen Gesamtphosphors sind im Phytin. Auf der
Basis von 0,6 % Phosphorgehalt beim entfetteten Sojabohnenmehl errechnet sich ein Anteil von etwa 2 Gew.-% Phytin
im entfetteten Sojamehl. Bei der Isolierung und der Herstellung von Konzentraten verbleibt ein großer Teil der
Phytinsäure und der Phytate in Form von Komplexen an das Protein gebunden. Bei der Beschreibung der vorliegenden Erfindung
steht die Bezeichnung Phytat oder Phytate auch für Phytinsäuresalze oder Komplexe von Phytinsäure mit
anderen Sojabestandteilen. Bei den derzeit im Handel erhältlichen isolierten Sojaproteinen ist ein Phsophorgehalt
von 0,7 bis 0,8 % üblich, welcher zeigt, daß bis zu 2 bis 3 Gew.-% des isolierten Proteins Phytin sind. Die Entfernung von
Phytat aus isoliertem Sojaprotein und Sojakonzentraten ist deshalb erwünscht, weil Phytinphosphor monogastrischen
Lebewesen als Nährstoff nicht zugänglich zu sein scheint, und die Absorption von für die Ernährung wesentlichen
mehrwertigen Kationen, wie Kalzium, Eisen und Zink, stört.
Erfindungsgemäß stellt man somit eine wässrige Lösung von Sojaprotein bei einem pH von 10,6 bis 14 durch wässrige Extraktion
von sojaproteinhaltigem Sojamaterial her, das zuvor nicht mit einer Säure in Berührung kam. Eine bevorzugte Quelle
für Sojaprotein sind entfettete, zerkleinerte Sojabohnen, wie entfettetes Sojabohnenmehl oder entfetteter Sojaschrot oder
Flocken. Bei der erfindungsgemäßen Behandlung werden die
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M/18 278 T
in Form von unlöslichen Phytaten ausgefällt. War das Ursprung- ,
liehe Sojamateriel vorher in Kontakt mit einer Säure, so
bildet sich eine Bindung zwischen dem Phytat und dem Protein, >
welche bei einem pH von 10,6 bis 14 stabil ist. Dies macht ;
isoelelktrische oder säurebehandelte Sojaproteinroh- \
materialien für die Zwecke der vorliegenden Erfindung un- J
geeignet. ;
j Die zurückbleibenden extrahierten Flocken und unlöslichen
j Phytate werden dann durch Abfiltrieren oder Zentrifugieren
ι i
aus der Sojaproteinlösung abgetrennt/ und danach wird das '
Sojaprotein durch Ansäuern innerhalb des isoelektrischen
Bereiches des Proteins ausgefällt und der Niederschlag '■
wonnen. Gegebenenfalls wird das Protein einer Wärmebehandlung j und anschließenden Wiederauflösung des gewonnen Proteins unterworfen,
so daß sich eine wässrige Lösung mit einem pH
oberhalb des isoelektrischen Bereiches bildet. Diese
Lösung kann dann getrocknet oder als solche mit zusätzlichen Nahrungsmittelbestandteilen zur Herstellung eines flüssigen : Diätprodukts verwendet werden. !
oberhalb des isoelektrischen Bereiches bildet. Diese
Lösung kann dann getrocknet oder als solche mit zusätzlichen Nahrungsmittelbestandteilen zur Herstellung eines flüssigen : Diätprodukts verwendet werden. !
: i
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Feststellung eines | grundsätzlichen Fehlers bei den Verfahren nach dem Stand
der Technik zur Herstellung von mit Hilfe von Säure ausgefälltem Sojaprotein, wie diese beispielsweise von Bolley at al.
und Robbins beschrieben wurden. (US-PS 2 732 395).
Nach dem Stand der Technik wurde Sojaprotein in den Flocken
mit Hilfe von Säure in Gegenwart von Phytinsäure ausgefällt.
Es wurde gefunden, daß dadurch ein alkali-stabiler Komplex
zwischen dem Protein und der Phytinsäure gebildet wird, wodurch
das Abtrennen des Phytins aus dem Sojaprotein bei alkalischen
pH-Werten unmöglich wird, wie von McKinney et al. beschrieben.
Ein 4- oder 5-Stufenverfahren bildet den Kern der vorliegenden
Erfindung. Das verwendete Rohmaterial sind zerkleinerte, entfettete Sojabohnen, bevorzugt entfettetes Sojabohnenmehl oder
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M/18 278 —9" -
entfettete Sojaflocken. In Stufe (a) des Verfahrens bildet man eine wässrige Lösung von Sojaprotein bei einem pH 10,6 bis
aus sojaproteinenthaltendem Rohmaterial, wie es vorstehend beschrieben wurde. Bevorzugt bildet man die wässrige Sojaproteinlösung
durch wässrige Extraktion von entfetteten zerkleinerten Sojabohnen bei einem pH oberhalb des isoelektrischen
Punktes des Sojaproteins. Für die Extraktion kann Wasser oder eine wässrig-alkalische Lösung verwendet werden.
Sojaprotein, das zuvor mit Säure in Berührung kam oder am isoelektrischen Punkt des Sojaproteins liegt, ist ungeeignet.
Mit Ausnahme des säurebehandelten Rohmaterials ist die Erfindung auf keine spezielle Herstellungsart des als
Ausgangsmaterial verwendeten Sojaextrakts beschränkt, da viele Verfahrensvarianten, je nach den verschiedenen Verwendungsarten
möglich sind.
Wenn es Ziel der anfänglichen Extraktion ist, einen größtmöglichen
Anteil von Protein im Extrakt zu erhalten, verwendet man größere Mengen von Wasser oder alkalischer Lösung
für die Extraktion, wobei man die Feststoffe durch Zentrifugieren entfernen und erneut extrahieren kann. Wenn Rückstandsfeststoffe
als Tierfutter verwendet werden sollen, kann man weniger gründlich extrahieren oder das Waschen der Feststoffe
nach Entfernen aus der überstehenden Flüssigkeit unterlassen. Ähnlich können Reaktionszeiten und Temperaturen
den speziellen Verfahren und Ausrüstungen angepaßt werden, j bevorzugt begrenzt man jedoch die Zeit, in der das Protein
stark alkalischen pH-Werten ausgesetzt ist, um eine chemische i Zersetzung des Proteins zu vermeiden, wie auch nachstehend I
ι beschrieben. Auf jeden Fall enthält die anfängliche Extraktions-j
aufschlämmung etwa 1 bis 30 Gew.-% Sojabohnenfeststoffe, j
vorzugsweise 2,5 bis 20 %, und insbesondere 6 bis 12 %.
Wenn der anfängliche Extrakt beispielsweise bei einem pH 7 gebildet
wird, wie dies gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bevorzugt ist, dann stellt man den pH
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27Λ8001
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vor der Abtrennung der Feststoffe auf einen Bereich von 10,6 - 14, vorzugsweise 11 bis 12 und insbesondere 11,4 bis
11,8 ein, um die Bindung zwischen löslicher Phytinsäure und
Sojaprotein, die bei Extrakten vorliegt, welche bei pH Werten unterhalb 10,6 erhalten werden, zu zerstören. Dadurch werden
dann das Phytat und die Phytinsäure unlöslich gemacht und können mittels herkömmlicher Verfahren zur Abtrennung von
Feststoffen, wie Zentrifugieren oder Filtrieren, entfernt werden. Natriumhydroxyd, Kaliumhydroxyd oder andere, nichttoxische, wasserlösliche Basen, die zur Verwendung bei
Nahrungsmitteln geeignet und mit dem Sojaprotein verträglich sind, können zum Basischmachen verwendet werden. Erdalkalimetallhydroxyde,
wie Bariumhydroxyd oder Calciumhydroxyd verursachen bei einigen Verfahrensmethoden eine Ausfällung
des Sojaproteins.
Bei der alkalischen Behandlung in Stufe (a) zur Abtrennung der Phytate sollte die Temperatur vorzugsweise oberhalb
10 0C liegen, beispielsweise zwischen 10 und 50 0C oder
15 bis 30 0C. Es wurde gefunden, daß nach alkalischer Behandlung
bei pH 11 bis 12 die Phytatabtrennung bei einer
Temperatur von weniger als 10 C zwar unvollständig, jedoch bemerkenswert ist. Bei 10 0C wird etwa die Hälfte des Phytats
entfernt, während bei 20 0C 90 % des Phytats und bei 30 0C
mehr als 99 % entfernt wird. Die vorstehenden Temperaturbereiche sind optimal für die Aufspaltung des Komplexes von
löslichem Sojaprotein und Phytinsäure und ergeben unlösliche Phytate und Phytinsäurederivate. Bei bestimmten Herstellungsbedingungen können sich zwar auch andere Temperaturen als
geeigneter erweisen, da die Temperatur, bei der das Phytat ausgefällt wird, dessen physikalische Eigenschaften beeinflußt,
was sich beim Abfiltrieren oder Zentrifugieren auswirken kann. Eine empirische Wahl der optimalen Temperatur zum Unlöslichmachen
des Phytats für jede spezielle Herstellunsvorrichtung ist daher wünschenswert. Die optimalen Werte liegen dabei
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27480ΌΊ
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im Bereich von 15 0C bis 30 0C. Bei Temperaturen oberhalb 50 0C
nimmt die Tendenz zur Hydrolyse des Proteins und zur Bildung von unerwünschten Proteinreaktionsprodukten zu, weshalb höhere
Temperaturen vermieden werden sollten.
Die Zeitdauer, während der der Sojaprotein enthaltende Extrakt wässriger Base im pH-Bereich von 10,6 bis 14 zur Ausfällung
des Phytats ausgesetzt ist, sollte je nach der verwendeten Temperatur begrenzt werden, so daß kein wesentlicher Verlust
hinsichtlich der Proteinqualität eintritt. Ein einfaches Verfahren dies festzustellen ist, denCysteingehalt des Proteins
zu bestimmen, da Cystein die empfindlichste der Aminosäuren
ist, die bei den verwendeten alkalischen Bedingungen verlorengehen kann. Es wurde nun gefunden, daß bei Temperaturen im
Bereich von 20 bis 30 0C und einem pH 11 während einer Zeitdauer
bis zu 6 3/4 Stunden praktisch kein Cysteinverlust eintritt. Bei einem pH-Wert von 12 jedoch, tritt bei einer Temperatur
von 40 0C während einer Zeitdauer von 2 3/4 Stunden ein beträchtlicher Cysteinverlust ein. Bei 20 0C und pH 12
scheint der Cysteinverlust während 2 3/4 Stunden unbedeutend zu sein, jedoch sind nach 6 3/4 Stunden 15 % des Cysteins verloren.
Somit wird zur Phytatausfällung eine Zeitdauer von etwa 1/2 Stunde empfohlen, es sind jedoch auch längere Verfahrenszeiten
möglich, wenn man am unteren Ende des pH-Bereiches bei etwa 11 arbeitet. Bei pH-Werten, die bei 12 und
höher liegen, sollte die Zeitdauer, während der das Protein dem alkalischen Medium ausgesetzt ist begrenzt sein und sorgfältig
durch überwachung des Cysteingehalts der Aminosäure geregelt werden.
Kurzum, die Einwirkungszeit des alkalischen, wässrigen Extrakts auf das Sojabohnemnaterial im Bereich von
pH 10,6 bis pH 14 zum Zv/ecke der Phytatausfällung sollte so gewählt werden, daß bei den gewählten pH-Werten und Temperaturen
dies nur so lange dauert, daß nicht mehr als etwa 10 % Cystein des Sojaextrakts verloren gehen. Verfahrensbedingungen,
die zu einer Zerstörung von mehr als 10 3 Cystein
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M/18 278 - 1ST -
führen, sind ungeeignet, da eines der Ziele der vorliegenden j
Erindung die Schaffung von Sojaprotein mit verbesserter \
Nährwertqualität ist, was durch Zersetzung des Sojaproteins \
und Verlust verschiedener Aminosäuren, insbesondere des j Cysteins, zunichtegemacht würde. !
In Stufe (b) werden die leeren Flocken und die unlöslich ge- j machten Phytate und die Phytinsäure aus dem Extrakt entfernt.
Man kann dabei herkömmliche Abtrennungsverfahren, wie Zentrifugieren oder Abfiltrieren verwenden. Der in Stufe .(b) hergestellte
geklärte, wässrige Extrakt ist am besten zur weiteren Verarbeitung geeignet, wenn er etwa 1 bis 12 Gew.-% Protein,
1 bis 10 Gew.-% Kohlenhydrate und etwa 0,3 bis etwa 3 Cew.-% Verunreinigungen, einschließlich mineralischer Bestandteile,
die bei der Verbrennung einer Probe als Asche zurückbleiben, enthält. Aufgrund der Art des verwendeten Ausgangsmaterials
enthält der Extrakt wenig Fett, gewöhnlich etwa 0,1 %, aber auf jeden Fall weniger als 1 %. Werden Extrakte hergestellt,
die mehr als 12 Gew.-% Protein enthalten, sind sie im allgemeinen viskos und sowohl unangenehm zu handhaben als auch
schlecht zu zentrifugieren oder zu filtrieren und schlecht zu waschen.
Bei der alkalischen Behandlung in Stufe (a) wurde gefunden, daß der Phytatgehalt des Extrakts nach Behandlung bei pH-Werten
oberhalb 10,5 abrupt abfällt, was auf der Aufspaltung des Protein-Phytatkomplexes und Ausfällung der Phytate beruht.
Bei pH 10,6 erhält man einen Phytatgehalt von etwa 1 g/100 g Feststoffe im Extrakt. Bei pH 11,0 beträgt der Phytatgehalt
der Extrakte etwa 0,05 g/100 g Feststoffe. Je weiter der pH-Wert erhöht wird, um so mehr nimmt die Tendenz zu, daß
das Protein hydrolysiert wird und eine Kondensation durch die Schwefel enthaltenden Aminosäuren erfolgt. Obwohl die
Phytatentfernung bei allen pH-Werten oberhalb 10,6 wirksam ist,
arbeitet man vorzugsweise im Bereich von etwa pH 11 bis 12,
um so weit wie möglich eine Beeinträchtigung der Protein-
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M/18 278 ->5 -
qualität durch Hydrolyse oder Kondensation von Schwefel enthaltenden Aminosäuren zu vermeiden. Wenn bei der Beschreibung
der vorliegenden Erfindung die Bezeichnung "isoliertes Sojaprotein mit geringem Phytat-Gehalt" verwendet
wird, so bezeichnet sie ein Sojaproteinprodukt, das etwa 88 Gew.-% oder mehr Sojaprotein und weniger als 1 Gew.-%
Phytate (ausgedrückt als Phytinsäureäquvalente), bevorzugt weniger als 0,5 g Phytate pro 100 g Protein und insbesondere
weniger als 0,3 g Phytate pro 100 g Protein, enthält.
Die Verfahrensstufen (c) und (d) werden auf herkömmliche Weise durchgeführt, wobei man ausfällt und das Protein aus
einer wässrigen Lösung an dessen isoelektrischem Punkt gewinnt. Die Sojaproteine haben isolektrische Punkte im
Bereich von pH 4 bis pH 5 und insbesondere bei pH 4,5 bis 4,7. Der in Stufe (b) hergestellte, Phytat-freie geklärte
Extrakt wird dann einfach auf einen pH im isoelektrischen Bereich des Sojaproteins angesäuert, indem
man ihn mit einer nicht-toxischen, wasserlöslichen Säure behandelt, die als solche nicht mit dem Sojaprotein reagiert.
Das ausgefällte Protein wird dann auf herkömmliche Weise gesammelt, beispielsweise durch Dekantieren der überstehenden
Flüssigkeit, durch Abfiltrieren oder Zentrifugieren. Ziel bei der Entfernung der überstehenden Flüssigkeit ist selbstverständlich
die Entfernung unerwünschter, löslicher Sojakohlenhydrate. Es können jegliche nach dem Stand der Technik
bekannte Mittel zur Gewinnung des ausgefällten Proteins verwendet werden.
Man kann das abgetrennte und ausgefällte Protein mit Wasser J waschen und trocknen, oder es erneut in Wasser suspendieren, '
die Suspension naß mahlen und dann sprühtrocken oder lyophilisieren.
Gemäß einem Alternatiwerfahren kann das ausgefällte und abgetrennte Protein in verdünnter wässriger Lösung
bei einem pH oberhalb des isoelelktrischen Bereiches erneut gelöst und die sich ergebende Lösung sprühgetrocknet werden,
wie dies für die Herstellung sogenannter Sojaproteinate bekannt ist.
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~ΐ--is·?*»;' :?$&&■% ■■'-■'
Μ/18 278 X
Schließlich kann man, anstatt durch Versprühen zu trocknen, das ausgefällte
und abgetrennte Protein bei einem pH oberhalb des isoelektrischen Bereiches erneut lösen, und die sich ergebende
Sojaproteinlösung dann ohne Trocknen zu einem flüssigen Diätprodukt formulieren, indem man sie mit den gewünschten
Kohlenhydraten und Fettbestandteilen, und falls gewünscht, Vitaminen, Mineralien, Geschmacksmitteln, etc. kombiniert.
Dies ist nicht nur ein geeignetes Verfahren hinsichtlich der Kombination der verschiedenen Bestandteile, es ergibt
auch ein Diätprodukt mit verbesserten funktioneilen Eigenschaften, wie Löslichkeit, Suspendierbarkeit, Viskosität,
; Gefühl im Mund und Emulsionsstabilität. Zu diesem Zweck löst man vorzugsweise das Sojaproteingerinnsel erneut nach
Ausfällen mit Säure in Stufe (c) in wässriger Lösung bei
einem pH oberhalb des isoelektrischen Bereiches, jedoch bei einem pH-Wert, der zur endgültigen Formulierung, beispiels
weise für eine Sojamilch mit einem pH von etwa 6,5 bis 7,5, geeignet ist.
Eine Abwandlung des Verfahrens besteht in einer wahlweisen fünften Stufe, wobei das Sojaproteinprodukt gemäß Stufe (d)
; für kurze Zeit bei hoher Temperatur behandelt wird, nachdem : man es in verdünnter wässrigalkalischer Lösung bei einem
pH geringer als 10, der jedoch oberhalb des isoelektrischen Punktes des Sojaproteins liegt, beispielsweise bei pH 6 bis
! 10 und vorzugsweise ph 7,0, erneut gelöst hat. Die Lösung
hat vorzugsweise einen Feststoffgehalt von etwa 5 bis 8 Gew.-%
Nach der Wärmebehandlung kann die sich ergebende Lösung auf jede geeignete Weise, beispeilsweise durch Lyophilisieren oder
Sprühtrocknen getrocknet werden, oder man kann sie mit
anderen Nährmittelbestandteilen mischen, wodurch sich dann ein flüssiges Diätprodukt bildet. Die Wärmebehandlung verbessert
die Nährwertqualität und die Funktionalität des Produkts.
809817/0902
M/18 278 >y
Die Zeit- und Temperaturbedingungen für die Hitzebehandlung lassen sich nicht präzise definieren, jedoch der Fachmann
auf dem Gebiet der Milchbehandlung und der Sojaproteinextraktion
wird keine Schwierigkeiten haben, die für die vorhandenen . Einrichtungen optimalen Bedingungen zu wählen. Je höher die
gewählte Temperatur ist, um so kürzer ist die Behandlungszeit, >
wobei die gegenwärtig als anwendbar betrachtete Maximaltemperatur 175 C während etwa 1 Sekunde beträgt. Verwendet
man niedrigere Temperaturen, so werden längere Behandlungszeiten notwendig, beispielsweise entsprechen 60 0C während '
30 Minuten im wesentlichen 175 0C während 1 Sekunde. Weitere
; geeignete Temperatur-und Zeitbereiche sind 140 C während
'. 45 bis 60 Sekunden und 100 0C während 10 Minuten.
Die für eine bestimmte Anwendung bevorzugten Hitzebehandlungsbedingungen
werden empirisch bestimmt und an die verfügbare Ausrüstung angepaßt, indem man das isolierte Sojaprotein
untersucht, wobei man die Hitzebehandlung des geklärten Extrakts bei verschiedenen Temperaturen und während verschiedener Zeit-
; spannen durchführt. Für einige Zwecke können bestimmte Hitzebehandlungsbedingungen
bevorzugt werden, während wiederum andere geeigneter sind, wenn das sich ergebende Sojaprotein j
ι für einen anderen Zweck verwendet wird. Auf jeden Fall werden j
j die Bedingungen so gewählt, daß eines oder beide der folgenden j
Ziele erreicht wird: !
ι ι
(i) den Protein-Nutzwert des in Stufe (d) !
hergestellten isolierten Proteins zu verbessern, oder |
; (ii) die Funktionalität dieses in Stufe (d) hergestellten
ί isolierten Proteins zu verbessern, wenn man es in ein ' flüssiges Diätprodukt aufnimmt, gemessen am Sedimentindex,
! Stickstofflöslichkeitsindex oder Emulsionsstabilitäts-
! index.
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27Α8σ01
Μ/18 278 ^
Beispiel 1 ι
Verbessertes isoliertes Sojaprotein mit geringem Phytatgehalt j
Man mischt 1 kg entfettete Sojaflocken mit 15 1 Wasser und
stellt den pH der Mischung mit 12,5 η Natriumhydroxyd auf j pH 9,0 ein. Man rührt die Mischung 1 Stunde bei Raumtemperatur | (24 0C) bei pH 9, wobei man den pH überwacht. Dann entfernt i man die unlöslichen Bestandteile durch Zetrifugieren während
20 Minuten bei 3 650 χ 6. Ein 4kg Aliquot des Extraktes | stellt man dann auf pH 11,6 ein und hält diesen pH unter Rühren' 15 Minuten lang aufrecht. Diese Behandlung fühfct zur Ausfällung des größten Teils der Phytinsäurekomponenten des
Extrakts, welche dann aus den alkalischen Extrakt lurch
ler.-r^f-s^erer. bei ": c-- χ 3 vlr.rer.d " Sz-r.äe bei 21 bis 25 'C
entfernt werden. Die überstehende Flüssigkeit wird gesammelt j und mit 1 η Chlorwasserstoffsäure auf pH 4,5 eingestellt. ^ Das ausgefällte Sojaprotein wird durch Zentrifugieren bei 3 650 χ G während 20 Minuten gesammelt. Man verwirft die überstehende
stellt den pH der Mischung mit 12,5 η Natriumhydroxyd auf j pH 9,0 ein. Man rührt die Mischung 1 Stunde bei Raumtemperatur | (24 0C) bei pH 9, wobei man den pH überwacht. Dann entfernt i man die unlöslichen Bestandteile durch Zetrifugieren während
20 Minuten bei 3 650 χ 6. Ein 4kg Aliquot des Extraktes | stellt man dann auf pH 11,6 ein und hält diesen pH unter Rühren' 15 Minuten lang aufrecht. Diese Behandlung fühfct zur Ausfällung des größten Teils der Phytinsäurekomponenten des
Extrakts, welche dann aus den alkalischen Extrakt lurch
ler.-r^f-s^erer. bei ": c-- χ 3 vlr.rer.d " Sz-r.äe bei 21 bis 25 'C
entfernt werden. Die überstehende Flüssigkeit wird gesammelt j und mit 1 η Chlorwasserstoffsäure auf pH 4,5 eingestellt. ^ Das ausgefällte Sojaprotein wird durch Zentrifugieren bei 3 650 χ G während 20 Minuten gesammelt. Man verwirft die überstehende
Flüssigkeit, suspendiert das feste Material erneut in 2 1
Wasser und stellt auf pH 4,5 ein. Dann sammelt man das feste
Material erneut durch Zentrifugieren und trocknet durch j Lyophilisieren. Das getrocknete Produkt wiegt 89,1 g. ι Die Analysenergebnisse hinsichtlich Protein und Phytjrnsäure- j gehalt für die dem Verfahren zugeführten Sojaflocken ,; und für das verbesserte isolierte Sojaprotein, das gemäß dem
Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle I aufgeführt.
Wasser und stellt auf pH 4,5 ein. Dann sammelt man das feste
Material erneut durch Zentrifugieren und trocknet durch j Lyophilisieren. Das getrocknete Produkt wiegt 89,1 g. ι Die Analysenergebnisse hinsichtlich Protein und Phytjrnsäure- j gehalt für die dem Verfahren zugeführten Sojaflocken ,; und für das verbesserte isolierte Sojaprotein, das gemäß dem
Verfahren hergestellt wurde, sind in Tabelle I aufgeführt.
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M/18 278 - f
Verfahren zur Isolierung von Sojaprotein nach einem repräsentativen,
herkömmlichen Verfahren
Man mischt 1kg entfettete Sojaflocken mit 16 1 Wasser und stellt den pH mit 12,5 η Natriumhydroxyd auf 9,0 ein. Man
rührt die Mischung 1 Stunde bei Raumtemperatur (24 0C) bei
pH 9, wobei man den pH-Wert überwacht. Dann wird das unlösliche Material durch Zentrifugieren bei 3 650 χ G während
20 Minuten entfernt und ein Aliquot der geklärten überstehenden Flüssigkeit, 4 kg, wird mit 1 η Chlorwasserstoffsäure
auf pH 4,5 eingestellt. Das ausgefällte Sojaprotein wird durch Zentrifugieren bei 3 650 χ G während 20 Minuten
gesammelt. Man verwirft die überstehende Flüssigkeit und suspendiert den Feststoff erneut in 2 Liter Wasser, wobei
man den pH auf 4,5 einstellt. Das feste Material wird erneut durch Zentrifugieren gesammelt und lyophilisiert. Das getrocknete
Produkt wiegt 96,8 g. Die Analysenwerte für das so isolierte Sojaprotein, das für handelsüblich erhältliches
Material repräsentativ ist, sind in Tabelle I aufgeführt.
Sojaprotein, das nach dem Verfahren von Bolley et al., gemäß US-PS 2 732 395 isoliert wurde
250 g entfettete Sojaflocken suspendiert man in 4 1 Wasser und stellt den pH mit 1 η Chlorwasserstoffsäure auf 4,7 ein,
wobei man rührt. Man rührt weitere 45 Minuten bei diesem pH-Wert, sammelt dann das unlösliche Material durch Zentrifugieren bei 3 650 χ G während 20 Minuten und stellt den
flüssigen Teil beiseite, falls eine Phytatgewinnung erwünscht ist. Das unlösliche Material wird dann in 4 1 Wasser erneut
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M/18 278
suspendiert, angesäuert, gerührt und zentrifugiert wie oben. Das unlösliche Material wird dann erneut in 4 1 Wasser suspendiert
und mit 10 %-igem wässrigem Natriumhydroxyd auf
pH 11,0 eingestellt und unter Rühren 45 Minuten bei diesem
pH gelassen. Man trennt dann das unlösliche Material durch Zentrifugieren bei 3 650 χ 6 während 20 Minuten und bei
5 800 χ G während 30 Minuten ab und verwirft es. Die überstehende Flüssigkeit, welche gesammelt wurde, wird mit 1 η
Chlorwasserstoffsäure auf pH 4,7 angesäuert. Das ausgefällte
Protein gewinnt man durch Zentrifugieren bei 3 650 X G während 20 Minuten, suspendiert das feste Material erneut in
2 1 Wasser bei pH 4,5 und zentrifugiert nochmals wie oben beschrieben. Das sich dann ergebende unlösliche Material
wird dann lyophilisiert. Das getrocknete Produkt wiegt 96,3 g. Die Analysenwerte bezüglich des Protein- und Phytinsäuregehaltes
dieses nach dem Verfahren von Bolley et al. isolierten Proteins sind in Tabelle I aufgeführt.
Tabelle I
Zusammensetzung der Proteinmaterialien* :
Soja- Υ^36?861^ JfJ1· repräsentatives Verfahren
flocken S^^Sfit handelsübliches nach !
rxgem Phytatgehalt ilaterial Bolley et all
Protein g/100 g Feststoffe 54,6
Asche g/100 g
Protein 13,0
Phytinsäure
g/100 g M
Protein 3,39
% Entfernung —
| 88, | 9 | 1 |
| 2, | 81 | |
| 0,133 | ||
| 96, |
94,3 3,87
2,22 34,5
89,1 4,00
1.75 48,4
* Die Substanzen wurden gemäß den vorstehend beschriebenen Beispielen
hergestellt, die Nunraern sind in der Überschrift angegeben.
** Analysenverfahren nach Makower, J. Sei. Food Agr., 20, 82-84 (1969).
809817/0993
M/18 278 - ><-
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß 48,4 % der Phytinsäurebestandteile der nach dem von Bolley et al.
beschriebenen Verfahren behandelten Sojaflocken entfernt wurden, während das erfindungsgemäße Verfahren 96,1 % der
Phytinsäurebestandteile entfernt. Der Anteil der Phytinsäure-Verbindungen oder "Phytin" der in dem Beispiel über Sojabohnen,
das von Bolley et al. in dessen Patentschrift beschrieben ist, entfernt wurde, beträgt etwas weniger als 48,4 %. Bei dem her- ■
kömmlichen handelsüblichen Verfahren zur Isolierung von Sojaprotein,
das in Beispiel 2 beschrieben wurde, wurde nur ein Drittel der Phytinsäurekomponenten der behandelten Sojaflocken entfernt.
Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, wobei für Stufe (a) verschiedene pH-Werte untersucht wurden, um den
optimalen pH-Wert für die Entfernung der Phytinsäure zu finden. Tabelle II stellt den pH-Wert der alkalischen Behandlung in
Stufe (a) dem endgültigen Phytat-Gehalt im isolierten Protein gegenüber.
ι
Phytatgehalt (g/100 g Feststoffe) als Funktion des pH-Wertes,
j bei dem die Behandlung durchgeführt wurde j
ι pH Phytat
8,5 2,18
9,0 2,13
9,5 2,11
10,0 2.14
10,5 1.45
11,0 0,05
806817/6992
"274BÜ0T
M/18 278 ->«Γ -
Interpoliert man diese Werte, so zeigt sich, daß die Bildung
von Sojaprotein bei einem pH von wenigstens 10,6 wünschenswert ist, um den Phytatgehalt unter 1 g/100 g Feststoffe
im endgültig isolierten Sojaprotein zu senken.
Es wurde eine weitere Reihe von Versuchen durchgeführt wobei
man Sojaflocken in Stufe (a) bei einem pH 11 verschieden
lange behandelte. Der Phytatgehalt des sich ergebenden Sojaproteins
wurde dann der Extraktionszeit gegenübergestellt. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle III aufgeführt.
Eine Extraktionszeit von 15 Minuten war ausreichend,
um das Phytat zu entfernen.
Phytat (g/100g Feststoffe) als Funktion der Extraktionszeit
| Minuten | Phytat |
| 15 | 0,01 |
| 30 | <0,01 |
| 60 | <0,01 |
| 120 | <0,01 |
Es wurden auch Versuche durchgeführt, um den Einfluß von
Reaktionszeit und Temperatur bei pH 12,0 zu bestimmen. Destilliertes Wasser wurde auf die gewünschte Temperatur vorerhitzt (Temperaturen von 20 0C, 30 0C, 50 0C und 60 0C
wurden bewertet) un9aßisehte 1 Teil Sojaflocken mit 16 Teilen
Wasser, wobei der pH mit 10 %-igem Natriumhydroxyd auf 12
eingestellt wurde. Man rührte die Mischung dann 2 Stunden lang bei dieser Temperatur. Dann wurde die Hälfte des Extrakts
entfernt und der Rest unter Mischen während insgesamt 5,5 Stunden bei der Versuchstemperatür belassen. Jedesmal wurden unmittelbar nach Beendigung der Extraktionezeit die Flocken durch '.
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atr
Zentrifugieren von dem Extrakt getrennt, wonach der geklärte Extrakt mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure auf pH 7 eingestellt,
gefroren und aus dem gefrorenen Zustand getrocknet wurde. Die getrockneten Extrakte wurden dann einer quantitativen
Bestimmung der Aminosäurezusammensetzung unterworfen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengefaßt.
Es ist augenscheinlich, daß bei den höheren Temperaturen und den längeren Reaktionszeiten wesentliche Cysteinverluste
auftreten. Was die in der Tabelle aufgeführten Analysenwerte
für Cystein anbelangt, so ist das Verhältnis der Cysteinwerte zu den Glycinwerten in der letzten Zeile der Tabelle aufgeführt,'
da Glycin gegen eine Zerstörung unter den gegebenen Versuchs- '<
bedingungen unempfindlich ist und somit als interner Bezugs- ■
standard für das Analysenverfahren dienen kann. Es besteht ; kein bedeutender Unterschied zwischen dem Cys/Gly-Verhältnis j
nach 2 Stunden und nach 5,5 Stunden bei 20 0C, aber bei den
höheren Temperaturen ist es offensichtlich, daß Cystein verlorengeht, da die Inkremente zwischen den Cys/Gly-Verhältnissen,
für die beiden Zeitspannen bei einer gegebenen Temperatur bedeutsam sind und bei höheren Temperaturen wesentlich
werden. Bei einem anderen Versuch, der auf diese Weise durchgeführt wurde, und wobei ein pH 11 bei Raumtemperatur (20 - 30 0C)
während 1 Stunde bis 6 3/4 Stunden verwendet wurde, zeigten sich bei den verschiedenen Extrakten keine bedeutsamen Unterschiede
in den Cysteinanalysen.
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Tabelle IV
Repräsentative Aminosäure-Zusammensetzung geklärter Extrakte
| • | Protein | 2 | 20#C. | hr | 5. | 5 hr | 2 | 30"C | . | 5. | 5 hr | - — · | 40*C | 5. | 5 hr | 2 | 50· | C. | 5. | 5 hr | 2 | 60 | •c. | 5. | 5 hr | 09 |
| g/100 g Feststoff | • | hr | 2 | hr | hr | hr | ||||||||||||||||||||
|
1 Aminosäuren
g/100 s protein |
59 | .8 | 56 | .0 | 58 | 64 | .8 | 67 | .5 | 62. | 58 | .7 | 60 | 61 | .4 | |||||||||||
| acc | .8 | 64 | .3 | 1 | .4 | |||||||||||||||||||||
| cys | 1 | .37 | 1 | .33 | 1 | 1 | .25 | 1 | .24 | 1. | 1 | .27 | 0 | 1 | .19 | |||||||||||
| 1 | .28 | 1 | .06 | 1 | .26 | 0 | .943 | 1 | .20 | 0 | .441 | 0. | 26 | 0 | .364 | 0 | .909 | 0 | .302 | |||||||
| gly | 5 | .12 | 3 | .84 | 5 | .00 | 6 | .06 | 0 | .700 | 3 | .43 | 5. | 430 | 5 | .82 | 5 | .255 | 5 | .51 | ||||||
| cys/gly | 4 | .76 | 4 | .10 | 3 | .96 | 4 | .38 | 3 | .17 | 3 | .59 | 3. | 68 | 4 | .55 | 4 | .45 | 4 | .27 | ||||||
| O | .270 | 0 | .276 | 0 | .91 | 0 | .215 | 3 | .25 | 0 | .123 | 0. | 96 | 0 | .080 | 0 | .18 | .0 | .071 | |||||||
| .256 | 0 | .215 | 109 | .061 | ||||||||||||||||||||||
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Beispiel 1 wird wiederholt, wobei man die Sojaflocken bei einem pH 9 extrahiert und die verbrauchten Flocken mittels
einer Zentrifuge entfernt. Um den Einfluß der Temperatur auf den Grad der Phytatentfernung festzustellen, wenn man
die wässrige Sojaproteinlösung bei 10,6 - 14 bildet, wurde der geklärte Extrakt bei pH 9 in sechs Teile geteilt, welche
alle auf verschiedene Temperaturen von 5 C, 10 C, 20 0C,
25 C oder 30 C eingestellt wurden. Dann wurden die Teile mit wässrigem Natriumhydroxyd auf pH 12 eingestellt,
<~> ein 15 ml Aliquot entfernt, sofort abgeschreckt und bei 3 0C
gehalten. Der Rest des Anteils wurde dann während man die angegebene Temperatur aufrechterhielt 30 Minuten lang bei
6560 Upm (5250 χ G) zentrifugiert. Dadurch wurde das bei der angegebenen Temperatur bei pH 12 gebildete unlösliche
Phytat entfernt. Nach diesem zweiten Zentrifugieren wurde dann ein 15 ml Aliquot der überstehenden Flüssigkeit entfernt
und unmittelbar auf 3 0C abgekühlt. Dann ließ man die
beiden 15 ml Anteile, die vor und nach dem Zentrifugieren
von jedem Anteil entnommen wurden, sich auf Raumtemperatur erwärmen, wobei man sie 30 Minuten lang bei 550 Upm (70 χ G)
in einem spitz zulaufenden graduierten Zentrifugenrohr zentrifugierte. Dann wurde das Volumen des Niederschlags
in jedem Rohr gemessen und der Volumensunterschied zwischen den beiden Rohren entsprach der Menge an Phytat, die durch
Basischmachen auf pH 12 und Zentrifugieren bei der angegebenen Temperatur entfernt wurde. Auf diese Weise wurden die in
Tabelle V aufgeführten Werte für die Temperaturabhängigkeit der Phytinsäure-Entfernung bestimmt.
<15 Minuten bei der entsprechenden Temperatur bei pH 12 gehalten,
danach ^
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Tabelle V
| Temperaturabhängigkext der | Phytinsäure-Entfernung bei p_H 12 |
| pH Einstellung | Verbleibende Phytin- |
| Temperatur | säure Vol.-% |
| 5 0C | 69 |
| 10 0C | 46 |
| 15 0C | 15 |
| 20 0C | 10 |
| 25 0C | 5 |
| 30 0C | 0 |
Die Auswirkung des Phytatgehalts im Protein des Futters eines Säugetiers auf die Mineralabsorption wurde anhand
von Futterversuchen durchgeführt, wobei Ratten mit Sojaproteinisolaten
gefüttert wurden, aus denen verschiedene Mengen des natürlichen Phytats entfernt worden waren. Zum Vergleich wurde
ein Futter verwendet, bei dem unbehandeltes entfettetes Sojamehl als Proteinquelle verwendet wurden und ein anderes,
bei dem Kasein als Proteinquelle diente. Die Bioverfügbarkeit von Zink wurde als Parameter für die Mineralabsorption gewählt,
da die Zinkabsorption besonders empfindlich ist gegen die Anwesenheit von Phytat im Futter und leicht mit herkömmlichen
Methoden gemessen werden kann. Man bestimmt die Bioverfügbarkeit von Zink bei Ratten, deren Futter gleiche Mengen
Protein enthält, das aus den in Tabelle VI aufgeführten Bestandteilen und aus Kasein erhalten ist. Die Bioverfügbarkeit
wurde derart gemessen, daß man den Unterschied zwischen dem mit der Nahrung aufgenommenen Zink und dem in den Fäkalien
ausgeschiedenen Zink während eines 14 Tage dauernden Versuchs bestimmte.
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Das verwendete Futter enthielt einen Überschuß an Zink, der bei den Sojaflocken mittels Analyse in den Flocken selbst
nachgewiesen wurde. Bei den anderen Futtermaterialien wurde Zinkzitrat zugesetzt, bis sich ein Gehalt von 6 - 7 mg Zink
pro kg Futter ergab. Die Sojaproteinisolate, die als Proteinbestandteile im Futter verwendet werden, erhält man
durch ein ähnliches Verfahren wie das gemäß der vorliegenden Erfindung, indem man das Phytat durch Behandeln mit Alkali
bei einem pH von wenigstens 10,6 entfernt. Man arbeitet
dabei bei verschiedenen pH-Werten, um unterschiedliche Isolate mit den in der Tabelle aufgeführten Phytatgehalten
zu erhalten. Dabei wird nach Entfernung des Phytats aus dem wässrigen Sojamehlextrakt durch alkalische Behandlung
und Abfiltrieren, das Protein durch ein Ultrafiltrationsverfahren isoliert und nicht durch Ausfällen mittels einer
Säure,wie bei der vorliegenden Erfindung. Die Tabelle zeigt jedoch trotzdem den Einfluß des Phytatgehalts auf die Absorp
tion der mehrwertigen Metalle aus dem Futter.
Proteingehalt im Futter
| Nährwertuntersuchung | Isolat mit 30 % Phytat |
Isolat mit 10 % Phytat |
phytat- freies Isolat |
| entfettete Sojaflocken |
93,5 | 93,8 | 99,2 |
| 54,6 | 3,27 | 2,63 | 2,31 |
| 13,0 |
Protein g/100 g Feststoff
Asche
g/100 g Protein
g/100 g Protein
| Zink im Futter (mg/kg Futter) |
14,1 | 6,5 | 8,2 | 5,8 |
| Phytinsäure g/100 g Protein % Entfernung |
3,39 | 1,05 69,1 |
0,299 91,2 |
0* 100 |
| % Zink das aus dem Futter absorbiert wurde |
61,6 | 70,9 | 85,4 | 86,9 |
keine gefunden
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Es zeigt sich, daß wenn der Phytatgehalt des Sojaproteinisolats
um 70 %, der der entfetteten Sojaflocken um 90 % verringert wird und wenn schließlich kein meßbarer Phytatgehalt
mehr vorliegt, die Zinkabsorption zunimmt. Eine optimale Wirkung scheint bei dem Futter erreicht zu sein,
bei dem 90 % des ursprünglich enthaltenen Phytats entfernt ist, wobei eine bedeutende Verbesserung der Zinkabsorption
zu beobachten ist, verglichen mit einem Isolat, bei dem 70 % des ursprünglichen Phytats entfernt wurde. Bei dem auf
die gleiche Weise durchgeführten Kontrollversuch, bei dem Kasein als Proteinquelle verwendet wurde, zeigte sich,
daß die Ratten 85,7 % des im Futter enthaltenen Zinks absorbieren konnten, was im wesentlichen dasselbe ist, wie
bei dem erfindungsgemäßen Sojaproteinisolat, bei dem 90 %
bis 100 % des Phytats entfernt sind.
Herstellung von Sojamilch
Man suspendiert 50 g des in Beispiel 1 hergestellten Sojaproteinisolats
in 500 ml Wasser und löst es dann durch Einstellen auf pH 7,0 mit 10 %-iger wässriger Natriumhydroxylösung.
In dieser Lösung suspendiert oder löst man dann die nachstehend aufgeführten Bestandteile und homogenisiert die
sich ergebende Suspension mechanisch.
Maisöl 52,5 g
Maissirup-Feststoffe 15,6 g
Saccharose 60,0 g
Milchsalze 13,0 g
Magnesiumchlorid 1,3 g
Karrageen 0,75 g
Lecithin 6,0g
Wasser, soviel wie erforderlich für 1500 g
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Das homogenisierte Produkt wird dann pasteurisiert und zum Verkauf in gekühltem Zustand in Flaschen abgefüllt, oder
man verpackt es in Dosen und sterilisiert es in der Hitze.
Die funktionellen Vorteile des erfindungsgemäßen Sojaproteins,
das in ein flüssiges Nahrungsmittel wie in Beispiel 4 beschrieben aufgenommen worden ist, zeigen sich bei der Messung
des Sedimentations-Indexes und des Stickstofflöslichkeits-Indexes wobei man sie mit den Werten vergleicht, die man
mit einem handelsüblichen Isolatpulver erhält (Edi-Pro A, Ralston Purina Company, St. Louis, Mo. 63188) das vermutlich
nach einem Verfahren ähnlich dem gemäß Beispiel 2 hergestellt wurde. Der Enulsionsstabiltitäts-Index wurde an einer Sojamilch
ähnlich der gemäß Beispiel 4 hergestellt, die jedoch kein Karrageen und kein Lecithin enthielt. Die Ergebnisse
sind in Tabelle VII zusammengefaßt.
Tabelle VII
| Funktionelle Eigenschaften | 97 100 57 |
Emulsions- stabilitäts- Index (28 Tage) |
|
| Probe | Stickstoff- Sedimentations- löslichkeits- Index (g) index |
35 38 30 |
|
| Beispiel 5 Beispiel 5 flüssig* Edi-Pro A |
0,63 0,33 9,84 |
Nach Hitzebehandlung bei 138 0C/1 Min., jedoch vor dem Trocknen.
Diese Werte zeigen die überlegene Wasserlöslichkeit der erfindungsgemäßen Sojaproteinisolate. Man erreicht eine
wesentliche Verbesserung der physikalischen Stabilität hin-
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27A8001
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2 Ψ
sichtlich der Sedimentbildung und Proteinlöslichkeit einer
Sojamilch gemäß Beispiel 4, wenn man das erfindungsgemäß hergestellte Sojaproteinisolat verwendet.
Bei dem vorstehenden Vergleich wird der Sedimentations-Index
wie folgt bestimmt:
1. Man stellt die flüssige Probe auf eine Proteinkonzentration
von 5 Gew.-% ein.
2. Man gibt einen 45 g Anteil in ein geeichtes Zentrifugenrohr
.
3. Diese Probe wird dann 15 Minuten bei 18 0C mit
27 500 χ G zentrifugiert.
4. Man dekantiert dann die überstehende Flüssigkeit, dreht
die Röhrchen um und läßt sie 1 Minute auf einem Tuch abtropfen.
5. Man wiegt die Röhrchen und bestimmt das Gewicht des Sediments.
6. Die Ergebnisse werden in Gramm Sediment pro 45 g 5 %-iger Proteinlösung ausgedrückt.
Der Stickstofflöslichkeitsindex wird bei dem vorstehenden
Versuch wie folgt bestimmt:
1. Man löst das Sojaprotein in Wasser, so daß 2,5 Gew.-% Feststoffe vorhanden sind.
2. Man stellt den pH auf 7 ein und rührt während 25 Minuten.
3. Man gibt 25 ml in ein 50 ml Zentrifugenrohr und zentrifugiert 20 Minuten bei 5 200 üpm.
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— 2
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4. Man filtriert die überstehende Flüssigkeit über Whatman Nr. 1 Filterpapier und untersucht das FiItrat auf Protein,
wobei man das Verfahren von Lowry, Jour. Biol. Chem., 193,
265 (1951) anwendet.
5. Der Stickstofflöslichkeitsindex wird ausgedrückt als
NSI = % Protein im Filtrat, dividiert durch % Protein in der ursprünglichen Probe mal Hundert.
Der Emulsionsstabilitätsindex wird wie folgt bestimmt: '\
1. Man zieht 20 ml Produkt in einer Spritze auf und spritzt j
den größten Teil davon mehrmals wieder aus, um die Luft aus der Spritze zu entfernen. Dann füllt man die Spritze
bis zur 2 oz. (56,70 g) Marke
2. Man stellt die gefüllte Spritze mit der Spitze nach unten
in einen Halter.
3. Aus dem gleichen Behälter können mehrere Spritzen gefüllt werden, man muß jedoch etwas Produkt: zurückbehalten,
um die Fettanalyse vor der Lagerung durchzuführen. Diese Probe "vor der Lagerung" wird als ursprüngliche Probe be
zeichnet und zeigt die Fettkonzentration des Produkts in homogener Dispersion.
4. Nach beendeter Lagerdauer wird die Spritze aus der Lager—
kammer genommen, welche eine Temperatur von 37 0C hat.
Hält man die Spritze aufrecht in Augenhöhe so kann nan Defekte des Produkts beobachten. Seron ist beispielsweise
eine Zone in der Nähe des Bodens der Spritze» die gewöhnlich weniger Feststoffe enthält und "dünner" scheint.
5. Man spritzt alles bis auf die obersten 10 si der Sojaailchprobe heraus und behält diese Probe für doppelte
Fettanalyse.
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6. Berechnung der Ergebnisse:
% Fett nach Lagerung
7. Bezeichnung der Ergebnisse:
"ESI7 = 85" bedeutet: I
7 Tage gelagert wurden, 1st 85.
8. Interpretation der Ergebnisse:
j Im gleichen Ausmaß in dem das Fett oben an der Spritze
; -sich ansammelt sinkt der ESI.
I ESI1. » 7 χ 100 =58
! 14 TI
Beispiel 5
Man mischt 22,7 kg (50 lbs.) entfettete Sojaflocken und
363 kg (800 lbs) Leitungswasser bei 21,1 0C (70 0F) unter
gründlichem Rühren und gibt soviel 50 %-iges wässriges Natriumhydroxyd zu, daß der pH der Mischung auf 11,6 eingestellt wird. Man extrahiert 30 Minuten lang bei pH 11,6.
Die verbrauchten Flocken entfernt man dann mit Hilfe einer Entschlammungszentrifuge und klärt den hellen flüssigen
Strom, der die wässrige Sojaproteinlösung enthält durch weiteres Zentrifugieren in einer Klärzentrifuge. Dann stellt
man den geklärten Extrakt durch Zugabe von 1 η Chlorwasser-
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M/18 278 ->*f - I
stoffsäure auf pH 4,6 ein. Das ausgefällte Sojaprotein
* i
wird mit einer Entschlammungszentrifuge gesammelt, das ! isolierte, geronnene Material in ein großes Gefäß gegeben !
und mit etwa 189 Liter Leitungswasser von 21,1 C gewaschen.
Man gewinnt das geronnene Material erneut mit Hilfe einer
Entschlammungszentrifuge und mischt es dann mit soviel
Leitungswasser, daß man eine Aufschlämmung mit 5 bis 7 Gew.-%
Feststoffen erhält, anschließend stellt man den pH mit |
Man gewinnt das geronnene Material erneut mit Hilfe einer
Entschlammungszentrifuge und mischt es dann mit soviel
Leitungswasser, daß man eine Aufschlämmung mit 5 bis 7 Gew.-%
Feststoffen erhält, anschließend stellt man den pH mit |
50 %-igem wässrigem Natriumhydroxyd auf pH 7,0 ein. Dadurch |
wird das geronnene Material in der Lösung gelöst, durch ;
direkte Dampfeinstrahlung 1 Minute auf 138 0C erhitzt, j
wieder abgekühlt, auf die Hälfte seines ursprünglichen
Volumens eingeengt und sprühgetrocknet, wobei man die
Volumens eingeengt und sprühgetrocknet, wobei man die
neutralisierte Form des erfindungsgemäßen Sojaproteinisolats mit
geringem Phytatgehalt erhält. Dieses Produkt hat verbesserte j
funktioneile Eigenschaften verglichen mit einem Produkt, das :
genauso hergestellt wurde, das jedoch nicht 1 Minute lang :
auf 138 0F erhitzt wurde.
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Claims (15)
Hide Dependent
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Claims (15)
Hide Dependent
translated from
1. Verfahren zur Herstellung von isoliertem Sojaprotein i
mit geringem Phytatgehalt, dadurch gekennzeichnet, ;
daß man
(a) eine wässrige Lösung von Sojaprotein mit einem pH >
im Bereich von 10,6 bis 14 bei einer Temperatur im Bereich
von 10 - 50 0C solange rührt oder stehen läßt,
bis Phytäte und Phytinsäure unlöslich geworden sind,
jedoch nicht solange, daß das Sojaprotein abgebaut : wird, wobei man das Sojaprotein durch wässrige Extraktion
bei einem pH oberhalb des isoelektrischen Punktes des Sojaproteins aus entfetteten, zerkleinerten Sojabohnen,
die zuvor nicht mit Säure behandelt wurden, herstellt;
(b) das unlösliche Material das Phytate und Phytin
säure enthält aus der Lösung entfernt wobei man einen geklärten Extrakt erhält, der gelöstes Protein
und gelöste Kohlenhydrate enthält;
(c) diesen geklärten Extrakt auf einen pH im isoelektrischen Bereich von etwa pH 4 bis 5
ansäuert, wodurch das Sojaprotein ausgefällt wird, und
(d) dieses ausgefällte Sojaprotein aus dem geklärten Extrakt gewinnt.
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2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Sojaprotein nach der Abtrennung aus dem geklärten Extrakt in Stufe (d) getrocknet wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sojaprotein nach Abtrennung aus dem geklärten
Extrakt in Stufe (d) in eine wässrige Lösung bei einem pH oberhalb des isoelektrischen Bereichs des Sojaproteins
überführt und diese dann getrocknet wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sojaprotein nach der Abtrennung aus dem geklärten
Extrakt in Stufe (d) in eine wässrige Lösung mit einem pH oberhalb des isoelektrischen Bereichs des Sojaproteins
überführt wird und die sich ergebende Lösung mit weiteren Nahrungsmittelbestandteilen vereinigt wird, wobei sich
ein flüssiges Diätprodukt bildet, welches einen verbesserten Nährwert und eine bessere physikalische Stabilität
im Vergleich zu ähnlichen Produkten aufweist, die aus isoliertem getrocknetem Sojaprotein hergestellt wurden. :
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe (a) bei einer Temperatur im Bereich von etwa
15 0C bis etwa 30 0C durchgeführt wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung vor dem Trocknen auf eine Temperatur
im Bereich von 60 0C bis 175 0C so lange erhitzt wird,
bis
(i) der Proteinnutzwert des Sojaproteins oder
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(ii) die Funktionalität des Sojaproteins, gemessen am
Sedimentations-Index, Stickstoff-Löslichkeits-Index
oder Emulsionsstabilitäts-Index
verbessert worden ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
j daß man die Lösung 45 Sekunden bis 30 Minuten bei einer Temperatur im Bereich von 14oPc bis 60 °c erhitzt.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Temperatur im Bereich von 100 0C bis 140 0C
bei einer entsprechend angepaßten Erhitzungszeit von 10 bis 1 Minuten anwendet.
9. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Sojaprotein, nachdem es in eine wässrige Lösung
überführt wurde, so lange auf eine Temperatur im Bereich von 60 0C bis 175 0C erhitzt, bis
(i) sein Protein-Nutzwert, oder
(ii) die Funktionalität des Sojaproteiens, gemessen am Sedimentations-Index, Stickstoff-Löslichkeits-Index
oder Emulsionsstabilitäts-Index
verbessert worden ist.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man 45 Sekunden bis 30 Minuten lang bei einer Temperatur im Bereich von 1400C bis 60°C erhält.
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11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß man eine Temperatur im Bereich von 100 0C bis 140 C bei einer entsprechend angepaßten Erhitzungszeit von etwa 10 Minuten bis 1 Minute anwendet.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Stufe (a) das Sojaprotein durch wässrige
Extraktion entfetteter zerkleinerter Sojabohnen bei einem pH im Bereich von 7 bis 9 erhalten wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der wässrigen Lösung des Sojaproteins
mit einem pH von 10,6 bis 14 in Stufe (a) Natriumhydroxyd
oder Kaliumhydroxyd verwendet wird.
14. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung des Sojaproteins in Stufe (a)
einen pH-Wert im Bereich von pH 11 bis pH 12 hat.
15. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, j
daß in Stufe (c) der pH-Wert im Bereich von etwa 4,5 bis 4,7 liegt.
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