DE3010832A1 - Verfahren zur gewinnung von molkenproteinen - Google Patents
Verfahren zur gewinnung von molkenproteinenInfo
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Description
- Verfahren zur Gewinnung von Molkenproteinen
- Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von reinem, nativem Protein aus Molke, das größtenteils von Lactose und Salzen befreit wurde, durch Fällen mittels polarer organischer Lösungsmittcl.
- Molke fällt als proteinhaltiges Abfallprodukt in großen Mengen bei der Käserei an. Während früher die Molke nur in geringem Maße verfüttert, zum gröB ten Teil jedoch in die Abwässer geleitet wurde, was natürlich eine beträchtliche Belastung dieser Gewässer darstellt, sind inzwischen zahlreiche Verfahren bekannt, die ein Konzentrieren zu einem proteinreiohren Rohstoff ermöglichen0 Die wichtigsten modernen Verfahren sind Elektrodialyse zur Entsalzung sowie Gelfiltrationt Umkehrosmose, Ultrafiltration und lonenaustausch zur Anreicherung von weitgehend nicht denaturiertem Molkenprotein.
- Ältere Verfahren, wie Hitze-Säurefällung bzw. Polyphosphat- oder Carboxymethylcellulose-Fällungt die hauptsächlich denaturiertes Eiweiß liefern, treten heute in den Hintergrund. In großem Umfang werden derzeit Proteinkonzentrate mit 30 - 65 % Proteine halt mittels Gelfiltration oder Ultrafiltration hergestellt. Da dieses Eiweiß in der Hauptsache aus globulären Proteinen wie α-Lactalbumin und ß-Lactoglobulin besteht, besitzen diese Protein-Erzeugnisse bestimmte funktioneller technisch verwertbare Eigenschaften, die denen des Kaseins überlegen sind. Von besonderer Bedeutung sind die Schäumbarkeit und die Gelierbarkeit (Hitzedenaturierbarkeit). Außerdem sind Molkenproteine ernährungsphysiologisch besonders wertvoll.
- Zur Einarbeitung in verschiedenste Lebensmittel, z.H.
- Schmelzkäse, Teig- und Backwaren sonde Speiseeis, sind die durch Ultra- oder Gelfiltration hergestellten Konzentrate geeignet, sofern der Lactose- und Mineralsalzgellalt nicht störend wirkto Spezielle funktionelle Eigenschaften der Molkenproteine in Konzentraten sind jedoch nicht hinreichend ausgeprägt.
- Um gute Schäumbarkeit und Schaumstabilität, die der des Albumins aus Hühnereiweiß gleicht, sowie um eine ausreichende Gelierbarkeit zu erreichen, sind höhere Anreicherungen und Auf trennungen erforderlich. Theoretisch ist es möglich, bei der Ultrafiltration durch stetiges Nachverdünnen mit Wasser ein nahezu 100 iges, weitgehend natives Molkenprotein zu gewinnen. Jedoch ist dieses Verfahren nicht wirtschaftlich0 Außerdem entstehen große Mengen Abwässer, die Lactose und Mineralien in so geringen Konzentrationen enthalten, daß eine Aufarbeitung nicht lohnt, die jedoch eine beträchtliche Abwasserbelastung darstellen. Früher wurde bereits versucht, durch Aussalzen mittels Ammoniumsulfat Molkenproteine zu gewinnen (Biochemo Journ. 65, 273, 1957)o Da eine mehrfache Fällung und Rekristallisation mittels Ammoniumsulfat erforderlich ist, muß diese Verfahrensweise als sehr umständlich betrachtet werden. Desweiteren beschreibt das britische Patent 546 447 die Abtrennung des Proteins mit Methanol.
- Nachteile dieses Verfahrens bestehen jedoch in der Toxizität und der Schwierigkeit, Methanol aus dem Molkenprotein zu entfernen ohne daß dieses koaguliert.
- In Netz. Milk & Diary J. 20 (1966) Seite 13, wird die Abtrennung von α-Lactalbumin mit Aceton beschrieben.
- Dieses Verfahren ermöglicht zwar eine gute Isolierung des α-Lactalbumins und des ß-Lactoglobulins, ist jedoch aufwendig, da das Aceton bei Temperaturcn von -10°C zugesetzt werden mußO Ein weiterer Nachteil besteht in der pH-Einstellung mittels Ammoniak, was lebensmittelrechtlich nicht unbedenklich ist.
- Überraschend wurde nun gefunden, daß oine Abtrennung der Molkenproteine ohne die obengenannQen Nachteile möglich ist, wenn ein ultrafiltriertes Molkenprotein-Konzentrat mit Aceton behandelt wird. Es zeigte sich, daß dies auch bei Temperaturen zwischen 0 und 30°C, insbesondere aber im Bereich von 18 - 25°C, ohne nennenswerte Denaturierung des Proteins erfolgen kann.
- Außerdem ist es verhältnismäßig einfach, Aceton aus der Proteinfällung quantitativ zu entfernen. Das gefällte Molkenprotein läßt sich mit Hilfe lebensmittelrechtlich.unbedenklicher Basen, wie beispielsweise verdünnter Natronlauge ohne weiteres in Lösung bringen.
- Beispiel Sauermolke wird bei einem pH von ca. 4,75 bis zu einem Proteingehalt von 60 % i.T. ultrafiltriert, wobei man bef einer Trockenmasse von ca. 18 % zur Entfernung von Kasein aus der Lösung zentrifugiert. Anschließend stellt man auf einen pH von 4,5 und versetzt bei Raumtemperatur mit Aceton bis ein Anteil von ca, 35 Vol.% erreicht ist. Das entstandene Präzipitat wird durch Zentrifugation bei 14000 g abgetrennt, die Abtrennung kann jedoch auch in einem Separator erfolgen. Nach Phasentrennung wird das Aceton aus dem Protein-Präzipi tat bei Raumtemperatur im Wasserstrahlvakuum entfernt.
- Die Auf lösung des Proteins erfolgt durch Einstellen eines pE-Wertes von 7,2 - 7,5 mittels verdünnter Natronlauget wobei ein Mieten über einen Zeitraum von mehreren Stunden erforderlich ist0 Sprüht oder Gefriertrocknung liefert ein ca. 85 %iges, nur geringfügig denaturiertes Protein. Wird die Lösung vor der TrockZ nung durch Dialyse oder lonenaustausch entsalzt, wird ein Proteingehalt von ca. 95% erzielt.
Claims (7)
- Verfahren zur Gewinnung von Molkonproteinen Patentansprüche 1. Verfahren zur herstellung von reinem löslichem Molkenprotein, dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem durch Ultrafiltration hergestellten Molkenprotein-Konzentrat Molkenproteine mittels Zugabe von polaren, organischen Lösungsmitteln oder deren Mischungen, vorzugsweise Aceton, abtrennt, neutralisiert und trocknet.
- 2. Vorfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß als Ausgangsstoff Süßmolke, Sauermolke oder konzentrierte Molke zur Anwendung kommt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Aceton bei einer Temperatur von O - 300C, vorzugsweise bei 18 - 220Ct zugesetzt wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Aceton in einer Menge von 25 bis 50 Vol.%, vorzugsweise 35 Vol.%, bezogen auf die wässrige Phase, zur Anwendung bringt.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Acetonfällung bei einem pll-ert von 4,3 - 4,7, vorzugsweise 4,5, durchgeführt wird,
- 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich nett daß die Neutralisation und das Auflösen des zentrifugierten Proteinniederschlages mit verdünnten Alkalien bei einem pE-Wert von 7,2 -7,5 durchgeführt wird.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Auflösen der pH-Wert wieder auf 6,4 - 6,5 erniedrigt wird.
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