DE3026193A1 - Verfahren zur herstellung von sojaproteinhydrolysat aus fetthaltigem sojabohnenmaterial - Google Patents

Verfahren zur herstellung von sojaproteinhydrolysat aus fetthaltigem sojabohnenmaterial

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Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung von Sojaproteinhydrolysat aus fetthaltigem Sojabohnenmaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Sojaproteinhydrolysats aus einem fetthaltigen Sojabohenmaterial sowie das dabei erhaltene Sojaproteinhydrolysat.
Ein Verfahren zur Herstellung von Sojaproteinhydrolysat aus Sojabohnen, die durch Extraktion mit organischen Lösungsmitteln entfettet worden sind, ist z.B. angegeben in Fifth International Congress of Food Science & Technology, Abstract of paper 3b - 14, "Enzymatic hydrolysis of soy protein. Processing developments and applications in low pH foods". Aufgrund des Vorhandenseins von Fett in den fetthaltigen Sojamaterialien, wie sie als Ausganssubstanzen für das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden und aufgrund der entscheidenden Rolle, die das Fett, in allen den Verfahren spielt, bei denen Fett vorhanden ist, unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren jedoch grundlegend von der oben erwähnten Herstellung von Sojaproteinhydrolysat aus entfetteten Sojabohnen.
Sojaproteinhydrolysat ist ein Produkt, dessen Bedeutung z.B. in der Nahrungsmittelindurstrie ständig zunimmt. So kann es z.B. angewandt werden als einer der Hauptbestandteile von Pökelbrühe beim
/2
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Fleischspritzen, um den Proteingehalt
des Fleisches zu erhöhen, als Bestandteil von Sojamilch, um diese mit Proteinen anzureichern, ohne den Geschmack nach Sojabohnen zu erhöhen, wie er im allgemeinen in Sojamilch auf der Grundlage von nicht-hydrolysiertem Sojabohnenmaterial vorhanden ist, sowie als Mittel zur Anreicherung von sauren und neutralen alkoholfreien Getränken mit Proteinen.
In der folgenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen wird der Ausdruck "fetthaltiges Sojabohnenmaterial" in einem allgemeinen Sinne verwendet und umfaßt ein vollfett.es Sojamehl, gemahlene ganze Sojabohnen, zerstoßene Sojabohnen, die teilweise mechanisch entfettet worden sind u.a. .
Fetthaltiges Sojabohnenmaterial, insbesondere vollfettes Sojamehl, ist in sehr großen Mengen in Bereichen der Erde vorhanden, die eine noch nicht entwickelte Industrie haben.
Bei jeder Herstellung eines raffinierten Proteinproduktes aus fetthaltigen Sojabohnenmaterialien, ist die Gewinnung bzw. Abtrennung des störenden Fetts von Bedeutung. Üblicherweise umfaßt die Gewinnung von Sojaöl aus Sojabohnen eine Extraktion mit organischen Lösungsmitteln, im allgemeinen mit Hexan. Die Lösungsmittelextraktion macht eine Rückgewinnung des Lösungsmittels durch fraktionierte Destillation erforderlich, wobei
verhältnismäßig hohe Investionen notwendig sind und darüber hinaus ist dieses Verfahren vom Gesichtspunkt des Umweltschutzes aus nicht besonders günstig, da üblicherweise leicht entflammbare Lösungsmittel für die Extraktion angewandt werden. Das Verfahren muß auch so sorgfältig durchgeführt werden, daß es nicht besonders geeignet ist zur Anwendung an primitiven Produktionsstätten, z.B. in Entwicklungsländern.
Es besteht daher Bedarf an einem Verfahren zur Behandlung eines
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fetthaltigen Sojabohnenmaterials, das auch an primitiven Produktionsstätten angewandt werden kann und das darüber hinaus ein Sojaprotein-hydrolysat ergibt, das vom organoleptischen Standpunkt aus annehmbar ist und bei dem in hohem Ausmaß das Sojaöl und andere wertvolle Substanzen aus dem vollfetten Sojamehl gewonnen werden können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Sojaproteinhydrolysat aus fetthaltigem Sojabohnenmaterial besteht darin, daß man ein teilweise entfettetes festes Sojabohnenmaterial, das erhalten worden ist durch Vaschen eines fetthaltigen Sojabohnenmaterials in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich von 3 »5 bis 5»5 bei verhältnismäßig konstantem pH-Vert mit einem proteolytischen Enzym in Gegenwart von Wasser und einer Base/zuseinem Hydrolysationsgrad (DH) im Bereich von 1 bis 20 hydrolysiert, das Enzym anschließend desaktiviert, worauf man die wäßrige Hydrolysatphase von der ölphase und der festen Phase abtrennt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das fetthaltige Sojabohnenmaterial in einem wäßrigen Medium mit einem pH-Wert im Bereich von 3»5 bis 555> vorzugsweise 4,2 bis 4,5 gewaschen.
Vorteilhafterweise besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Sojaproteinhydrolysat aus fetthaltigem Sojabohnenmaterial darin, daß man das fetthaltige Sojabohnenmaterial (a) in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich von 4,2 bis 4,5 wäscht (Stufe I), das Waschwasser (2) von der Stufe I in einen Abscheider leitet, in dem es in eine ölphase (3) und eine Wasserphase (4) getrennt wird (Stufe II), das gewaschene teilweise entfettete feste Sojabohnenmaterial (1) von der Stufe I in' einen Hydrolysebehälter leitet, zu dem außerdem Wasser (d), ein proteolytisches Enzym (e) und eine Base (f) zugegeben werden und in dem das teilweise entfettete
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Sojabohnenmaterial (1) aus der Stufe I bei einem verhältnismäßig konstanten pH-Wert bis zu einem Hydrolysegrad im Bereich von 1 bis 20 hydrolysiert wird (Stufe III), woraufhin man das proteolystische Enzym inaktiviert , die Aufschlämmung (5) aus der Stufe III in einen Abscheider leitet, in dem die Aufschlämmung in eine ölphase (7) und eine wäßrige Hydrolysatphase (6) sowie eine Schlammphase (8) getrennt wird (Stufe IV). Die Schlammphase (8) von der Stufe IV wird gesammelt (Produkt A), die Ölphasen (3) und (7) von den Stufen II und IV werden zusammengegeben (Produkt B) und die wäßrige Hydrolysatphase (6) von der Stufe IV wird gesammelt (Produkt C).
Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Hydrolysat fällt ebenfalls unter die Erfindung.
Überraschenderweise hat es sich erfindungsgemäß gezeigt, daß es mit Hilfe eines Verfahrens, das gut geeignet ist, um an primitiven Produktionsstätten durchgeführt zu werden, möglich ist, in guter Ausbeute ein wertvolles Sojaproteinhydrolysat zu erhalten, das keine Bitterkeit besitzt, nicht nach Sojabohnen schmeckt und keine nachteiligen Eigenschaften besitzt, die von dem Sojafett herrühren, für das verschiedene Anwendungsmöglichkeiten bestehen, wobei 60 % des Öls als getrennte ölphase gewonnen werden und bei dem ein Hydrolyseprodukt erhalten wird, das entweder als hochwertiges Futtermittel oder als neues Ausgangsmaterial für weitere Hydrolysestufen angewandt werden kann. Das erfindungsgemäß erhaltene Sojaproteinhydrolysat ist vom organoleptischen Standpunkt aus völlig akzeptabel und die ölphase wird während ihrer Gewinnung nicht ranzig.
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die Schlammphase (8) von der Stufe IV vor dem Sammeln in eine Waschvorrichtung leitet, zu der auch Wasser (h) zugegeben wird (Stufe V), woraufhin der Niederschlag (10) von der Stufe V als Produkt A gesammelt wird.
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Die Waschwasserphase (9) von der Stufe V wird in einen Abscheider geleitet, in dem sie in eine ölphase (11) und eine wäßrige Hydrolysatphase (12) getrennt wird (Stufe VI). Die ölphasen (3), (7) und (11) von den Stufen II, IV und VI werden zusammengegebenen (Produkt B) und die wäßrigen Hydrolysatphasen (6) und (12) von den Stufen IV und VI werden ebenfalls zusammengegeben (Produkt C). Auf diese Weise wird der Gehalt an niedermolekularen Verbindungen, z.B. niedermolekularen Peptiden aus der festen Phase (8) von der Stufe IV ausgewaschen und das Produkt A ist für eine wiederholte Hydrolyse gut geeignet. Wenn zu viele niedermolekulare Peptide in dem Material, das
der Hydrolyse unterworfen wird, vorhanden sind, werden
diese
in erster Linie/enzymatisch abgebaut und ergeben ein bitter
schmeckendes Produkt und in zweiter Linie bauen die proteolytischen Enzyme nicht hauptsächlich - wie beabsichtigt - das hochmolekulare Sojabohnenprotein ab, sondern vielmehr die niedermolekularen Peptide.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Trennungen bei einer oder mehreren oder allen Stufen II, IV und VI mit Hilfe von Zentrifugen durchgeführt. Auf diese Weise wird eine schnelle und wirksame Trennung erreicht.
Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ferner bevorzugt, ein proteolytisches Enzym für die Hydrolyse anzuwenden, das gebildet worden ist von Bacillus licheniformis und die Hydrolyse ungefähr beim pH-Optimum dieses Enzyms durchzuführen.
Ein bevorzugtes Beispiel für ein derartiges proteolytisches Enzym ist das Handelsprodukt "ALOALASE" (subtilisin Carlsberg) der NOVO INDUSTRI A/S. Dieses Enzym ist imstande, Protein entlang der Proteinkette mit so hoher Hydrolysegeschwindigkeit zu spalten, daß der minimale DH-Wert schnell erreicht ist.
Es ist bevorzugt, daß die Hydrolyse bei einem pH-Wert durchge-
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■1·
führt wird, der sich um nicht mehr als 2,5 pH-Einheiten von dem optimalen pH-Wert des proteolytischen Enzyms unterscheidet. Der optimale pH-Wert des proteolytischen Enzyms sollte bestimmt werden mit Hilfe eines Substrats, das dem Hydrolysegemisch verwandt ist} wenn z.B. "ALCALASE" als proteolytisches Enzym verwendet wird, kann die Enzymaktivitätskurve und damit der pH-Wert für die optimale Aktivität bestimmt werden mit Hilfe des modifizierten Anson-Verfahrens, wie es beschrieben ist in NOVO Enzyme Information 1B no. 058 e-GB (das original Anson-Verfahren ist angegeben in J.Gen.Physiol., 22, 79-89 (1939}. Nach diesem Verfahren beträgt das pH-Optimum für "ALCALASE" in dem Hydrolysegemisch ungefähr 9»O und der pH-Wert während der Hydrolyse sollte entsprechend dieser bevorzugten Arbeitsweise im Bereich von 6,5 bis 11,5 liegen.
Die Hydrolyse wird erfindungsgemäß vorzugsweise bis zu einem Hydrolysegrad im Bereich von 8 bis 12 durchgeführt. Die proteolytische Aktivität wird vorzugsweise mit Hilfe von Äpfelsäure oder Zitronensäure inaktiviert.
Die Hydrolyse kann in jeder gewünschten Weise, z.B.·.wie in der US-PS 4 100 024 angegeben, durchgeführt werden.
Die Sojaölphase kann ebenfalls in jeder gewünschten Weise gereinigt werden, z.B. nach dem bekannten Verfahren zur Entfernung von restlichen Anteilen an Protein und Wasser.
Der Hydrolysegrad (DH) ist definiert durch die folgende Gleichung :
Tm - Anzahl der gespaltenen Peptidbindungen *nn 0/ a ~ Gesamtzahl der Peptidbindungen x ' u /o*
Eine nähere Diskussion der Definition des DH-Wertes ist angegeben in J. Adler-Nissen, J. Agric. Food Chem. 'Bd. 24, Nr. 6 (1976), S. 1090 bis 1093.
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Die Anzahl der gespaltenen Peptidbindungen kann mit Hilfe des Ninhydrinverfahrens "bestimmt werden, das angegeben ist in Moore, S., Stein, W.H., "Photometric Mnhydrin Method for use in the Chromatography of Amino Acids", J. Biol. Chem., 176, 367 bis 388 (1948).
Der DH-Wert kann auch bestimmt werden, wenn der Verlauf der Hydrolyse mit Hilfe des pH-STAT-Verfahrens verfolgt wird, wie es angegeben ist in Jacobsen, S.F., Leonis, J., Linderstr^m-
Lang, E., Ottesen, M., "the pH-STAT and its use in Biochemistry",
in Glick, D. (Edit.), "Methods of Biochemical Analysis",
Bd. IV, S. 171 "bis 210, Interscience, Publishers Inc., New York
(1957).
Aus dem oben gesagten geht hervor, daß der DH-Wert erfindungsgemäß eine wichtige Rolle spielt, insoweit, als die Hydrolyse gesteuert wird durch den DH-Wert: Nur wenn der DH-Wert einen kritischen Wert erreicht hat, kann die Hydrolyse abgebrochen werden. Der DH-Wert ist sozusagen der wichtigste Parameter der Hydrolyse.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und zu deren näherer Erläuterung wird auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen, bei denen:
Fig. 1 ein Fließschema einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 den Zusammenhang zwischen Zeit und Hydrolysegrad, entsprechend Beispiel 1, zeigt.
In Fig. 1 wird das fetthaltige Sojabohnenmaterial (a), das ohne Bildung von unangenehm schmeckenden Begleitstoffen vorbehandelt werden soll, mit Wasser (b) gewaschen (extrahiert) (Stufe I). Zunächst wird Säure (c) eingeleitet, bis der pH-Wert
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des nassen Sojabohnenmaterials im Bereich von 4 bis 4,5 liegt, dann jedoch nicht weiter, da es sich gezeigt hat, daß der pH-Wert konstant bleibt, selbst wenn große Wassermengen angewandt werden. Das Sojabohnenmaterial wird gewaschen, bis es einen neutralen Geschmack besitzt und bis alle löslichen Bestandteile (bei pH 4 bis 4,5) entfernt sind. Es kann ein schrittweises Arbeiten angewandt werden, wobei jeder Schritt eine Trennung der flüssigen und festen Phase umfaßt und wenn ein Verhältnis Flüssigkeit zu Feststoff von 10:1 angewandt wird, kann die Stufe I mit Hilfe von Dekantierzentrifugen oder anderen Abscheidern durchgeführt werden. In diesem Falle haben sich mindestens vier einzelne Schritteais erforderlich erwiesen. Andere Extraktionsvorrichtungen können ebenfalls angewandt werden, z.B. Korbzentrifugen, kontinuierlich oder ansatzweise arbeitende Gegenstromextraktoren oder Druckvorrichtungen. Bei der Stufe I erhält man ein teilweise entfettetes und gewaschenes Sojabohnenmaterial (1). Ferner wird die gesamte Menge an Waschflüssigkeit (2) zurückgewonnen und in der Stufe II wird diese Flüssigkeit in eine Ölphase (3) und eine ölfreie Phase (4) aufgetrennt, die als Abwasser betrachtet werden kann.
Das teilweise entfettete und gewaschene Sojabohnenmaterial (1) wird in einen Hydrolysebehälter überführt, der mit Eührer, Thermometer und pH-Elektroden versehen ist, die mit einem Titrator verbunden sind. In dem Hydrolysebehälter findet die Hydrolyse (Stufe III) statt. Es wird Wasser (d) zu dem Sojamaterial (1) gegeben, bis die Proteinkonzentration im Bereich von 6 bis 10 % (N χ 6,25) liegt. Die Temperatur wird auf 50 bis 55°C eingestellt und Alcalase (e) zugegeben. Wenn das Hydrolysat für Nahrungszwecke vorgesehen ist, wird ein für Nahrungszwecke geeignetes proteolytisches Enzym in solchen Mengen angewandt, daß die gesamte Hydrolysezeit ungefähr zwei Stunden beträgt.
Die enzymatische Hydrolyse (Stufe III) wird bei konstantem pH-Wert, vorzugsweise bei 8,0, durchgeführt. Um den für die Reaktion ge-
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wählten pH-Wert aufrechtzuerhalten, ist eine kontinuierliche Zugabe einer Base (f) während der Reaktion erforderlich. Wie von Adler-Nissen Process Biochem. 12(6)18 beschrieben, kann der DH-Wert aus dem Verbrauch an Base (f) berechnet werden.
Wenn der DH-Wert den vorbestimmten Wert vorzugsweise 10 %/ erreicht, wird die Hydrolyse durch Zugabe von Säure (g) bis zu einem pH-Wert von 4,0 abgebrochen. Das Enzym wird nach 50 min bei pH 4,0 und 50°C inaktiviert. Wenn Essigsäure oder Zitronensäure angewandt werden, ist das Hydrolysat nicht bitter. Es können auch andere Säuren angewandt werden, vorausgesetzt, daß sie das Produkt,zu dem das Hydrolysat zugesetzt werden soll, nicht stören.
Das fertige Hydrolysat (5) wird dann in eine Ölphase (7),
ein So japroteinhydrolysat (6) und eine Schlammphase (8), enthaltend unlösliches Protein, Polysaccharide und restliche Mengen an öl, aufgetrennt (Stufe IV). Vorzugsweise wird eine Dreiphasenzentrifuge angewandt, aber eine Kombination einer Feststoffe ausstoßenden Zentrifuge mit einem Flüssigkeitsabscheider ist ebenfalls geeignet.
Die Schlammphase (8) wird mit Wasser (h) gewaschen (Stufe V), um die Ausbeute an Hydrolysat zu erhöhen. Diese Waschstufe
kann wie für die Stufe I beschrieben durchgeführt werden.
Die gewaschene Phase (10) (Produkt A) kann auf die gleiche
Weise wie für die Phase (1) beschrieben weiter mit Enzym behandelt werden oder sie kann als Tierfutter verwendet werden
oder als Rohmaterial für andere Fermentationsprodukte auf der Basis von Sojabohnen. Die Waschflüssigkeit (9) wird in eine
ölphase (11) und eine ölfreie Phase (12) aufgetrennt (Stufe VI).
Die Ölphasen (3), (7) und (11) aus den Stufen II, IV und VI werden zusammengegeben zu dem Produkt B, aus dem reines Sojaöl isoliert werden kann.
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COPY
Die ölfreien Phasen (6) und (12) von den Stufen IV und VI werden als rohes Sojaproteinhydrolysat C zusammengegeben. Das Produkt C kann mit Aktivkohle behandelt, eingeengt und getrocknet werden (siehe z.B. US-PS 4 100 024).
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
600 g vollfettes Sojamehl (a) (Nutridan TF-100-L der Dansk Soyakagefabrik A/S) der folgenden Zusammensetzung:
Protein (N χ 6,25) 43 ,2
Fett 20 ,5
Trockensubstanz 95 ,0
wurden schrittwise bei pH 4,2 gewaschen. Jeder Schritt umfaßt ein 30 min langes Rühren der festen Phase mit Wasser und anschliessendes 20 min langes Zentrifugieren mit 3000 g in einer Laborzentrifuge (Typ Beckmann model J-6B). Die bei dieser Waschstufe (Stufe I) erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I angegeben, zusammen mit dem Gehalt an Protein (N χ 6,25). Fett und Gesamttrockensubstanz des teilweise entfetteten Sojamehls und den angegebenen Zentrifugaten der vier Zentrifugierschritte. Aufgrund dieser Ergebnisse sind das Massengleichgewicht und die Ausbeuten in Tabelle II angegeben ("Nutridan" sowie "Beckmann" sind Warenzeichen).
Zu 666,5 g des teilweise entfetteten Sojamehls (1) (als Aufschlämmung) mit einem pH-Wert von 4,35 wurden 39,6 ml 4 η NaOH (f) bis zu einem pH-Wert von 8 zugegeben. Dann wurden 1282 g Wasser (d) zugegeben, um die Suspension auf einen Proteingehalt von ungefähr 8 % (N χ 6,25) zu verdünnen. Das Gemisch wurde im Wasserbad auf 500C erhitzt. 3,20 g Aücalase.
*) (Anteil der einzelnen Bestandteile)
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COPY
0,6 L (0,65 Anson-Einheiten pro g) (e) wurden mit 50 ml Wasser verdünnt und zu der das teilweise entfettete Sojamehl (1) enthaltenen Suspension gegeben. Man erhielt eine Enzymaktivität von 13,1 Anson-Einheiten pro kg Protein. Während der Hydrolyse wurde der pH-Wert durch Zugabe von 4 η NaOH (f) mit Hilfe des pH-Stat-Verfahrens konstant auf 8,0 gehalten. Der Hydrolysegrad wurde berechnet aufgrund des Verbrauchs an Base (B) mit Hilfe der von J. Adler-Nissen (a.a.O.) angegebenen Beziehung. Die Beziehung von DH zu Zeit ist in Fig.2 angegeben. Bei einem DH von 10 % waren 27,2 ml 4,0 η NaOH verbraucht. Dann wurde die Hydrolyse durch. Zugabe von DL-Äpf el säure (g) bis zu einem pH-Wert von 4,0 abgebrochen. Es wurden 44 g DL-Äpfelsäure zugegeben und die Hydrolyse 30 min bei 50°C aufrechterhalten, um· das Enzym zu inaktivieren. .Das Hydrolysegemisch, wurde dann in einer Laborzentrifuge (Beckmann model J-6B) mit 3000 g 15 min zentrifugiert und 1500 g Zentrifugat (6) + (7), enthaltend sowohl öl als auch Proteinhydrolysat und 554 g Schlamm (8) wurden gesammelt. Die Schlammphase (8) wurde mit 1500 g Wasser (h) gewaschen und wie oben erwähnt, zentrifugiert. Man erhielt 1500 g Zentrifugat (11) und (12) und 500 g Schlamm (10) (Produkt A) (Stufe VI). Die nach Durchführung der Stufen III und IV erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle III angegeben. Nach. Abtrennen der ölphasen (7) und (11) wurden die beiden Zentrifugate (6) und (12) von den Stufen IV und VI zusammengegeben und mit Hilfe von 4 η NaOH (Menge nicht bestimmt) auf einen pH-Wert von 5 gebracht und Aktivkohle (BGN der Lurgi Apparate-Technik) in einer Menge von 0,2 %, bezogen auf das Gesamtvolumen des Hydrolysats, zugegeben. Nach 30 min langem Rühren bei 50°G wurde die Aktivkohle durch ein Glasfilter (Watman glass fibre Gi1/!1), das vorher mit 5 entionisiertem Wasser gewaschen worden war, um störende Geschmacksstoffe von dem Filter zu entfernen, filtriert. Das Pil trat wurde auf einen pH-Wert von 6,5 eingestellt und auf einen Proteingehalt von 4 % (N χ 6,25) verdünnt, bevor es von 14 erfahrenen Versuchspersonen bezüglich des Geschmacks bewertet
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wurde. Das Hydrolysat wurde mit einer Probe verglichen, die erhalten worden war aus entfetteten Flocken, wie es beschrieben ist z.B. in Fifth International Congress of Food Science & Technology, Abstracts of paper, 3b bis 14·, "Enzymatic
hydrolysis of soy protein. Processing development and
applications at a low pH foods". Es wurde eine Dreiecks-Geschmacksbewertung durchgeführt, die zu sieben richtigen und zu sieben falschen Antworten führte und zeigte, daß kein Geschmacksunterschied nachgewiesen werden konnte. (Das Wort "Watman" ist ein Warenzeichen).
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TABELLE
Zentrifugat und feste 1. Schritt 2 Phase bei Stufe I Schritt Gesamtmenge I
Ντ-		 Oj
CD
600 . Schritt 3. Schritt 4. Ο 2619
Vollfettes Soja
mehl (κ)		 34,5 0
O
co
O		 6 η HCl (ml) 6000 0 0 5000
O Wasser (g) 6000 5000
cn
CD Zentrifugat: 5160 5000 20460
OO
co		 Masse (g) 0,25 5300 5000 0,04 0,10
co Protein konz.
N χ 6,25 (%)		 (%) 2,22 0,07 0,07 0,15 0,78
Trockensubstanz (%) nicht be
stimmt		 0,49 0,23 nicht be
stimmt		 0,20
Fett nicht be-,
stimmt		 nicht be
stimmt
feste Phase: 1050,6 1009,7 1009,7
Masse j(g) nicht be
stimmt		 991,4 1032,0 23,9 23,9 .
Protein konz.
N χ 6,25 (%)		 nicht be
stimmt		 nicht be
stimmt		 40,7 40,7
Trockensubstanz M Il Il 8,2 8,2
Fett (%) Il M
-fr·
TABELLE II Massengleichgewicht ujid Ausbeuten bei Stufe I
Vollfettes Vereinigtes Zentri- teilweise ent-Sojamehl fngat fettetes Sojamehl
(als Schlamm)
Gesamtmasse (g) Trocken-
(S)
(%)		 600 20 460 1009,7
Masse der
substanz
Ausbeute		 Protein
(S)
(%)		 570,1
100		 159,6
28,0		 410,9
72,1
Masse an '.
Ausbeute		 Fett
(S)
(%)		 259,1
100		 20,5
7,9		 241,3
93,1
Masse an .
Ausbeute		 123
100		 40,9
33,3		 •82,8
67,3
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TABELLE III
Ergebnisse nach. Durchführung der Stufen III und IY
Verfahrens- Masse der Protein Ausbeute Fett
stufe und Fraktion (%) an Protein
Fraktion (g) (%)
bezogen auf
teilweise entfettetes Mehl/
bezogen auf
vollfettes
Mehl
Ausbeute an Fett (%)
bezogen auf teilweise entfettetes Mehl/ bezogen auf vollfettes Mehl
Stufe III:
teilweise
entfettetes 666,5
Sojamehl
23,9 - 100/93,1
8,2 100/67,3
nach der
Hydrolyse 2117,8 7,5 100/93,1 2,6 100/67,3
Stufe IV: 1500 4,3 40,6/37,8 1,2 52,7/22,2
Zentrifu-
gat m
und (6)		 554 nicht analysiert
ι 		nicht analysiert
Schlamm (8) 1500 nicht analysiert nicht analysiert
Stufe V:
Zentrifu-
gat (11)
und (12)		 500 14,3 44,9/41,8 7,3 66,8/45,0
Produkt A
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Beispiel 2
20kg vollfettes Sojamehl (a) (Nutridan TF-1OO L der Dansk Soyakagefabrik A/S) mit der in Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzung wurden schrittweise bei pH 4,2 mit Hilfe von 4 χ 180 1 Wasser (b) von 15 bis 200C gewaschen (Stufe I).*) Jeder Schritt umfaßt das Rühren der festen Phase mit Wasser und anschließendes Zentrifugieren in einer Dekantierzentrifuge (Alfa-Laval N x 310-B). Der Schlammgehalt in dem Zentrifugat (bestimmt nach Zentrifugieren von 10 ml in einem geeichten Gläschen) betrug 2 bis 4 %. Deshalb wurde das Zentrifugat erneut in einer Feststoffe auswerfenden Zentrifuge zentrifugiert (Westfalia SB 7-35-076). Die Ergebnisse sind in Tabelle IV angegeben. Das in Tabelle I angegebene Zentrifugat war das Zentrifugat aus der Westfalia Zentrifuge und der Schlamm war der gesamte Schlamm aus der Dekantier- und der Feststoffe auswerfenden Zentrifuge (Stufe I). Die zusammengegebenen 630 1 Zentrifugat (2) wurden in 2,8 kg Ölphase · (3) und 627 kg ölfreie Phase (4) getrennt (Westfalia Zentrifuge vom Typ LG 205-2). Die Ergebnisse sind in Tabelle V angegeben. (Das Wort Westfalia ist ein Warenzeichen).
Bezogen auf diese Ergebnisse sind das Massengleiengewicht und die Ausbeute in Zusammenhang mit den Stufen I und II in Tabelle VI angegeben.
Zu 41 kg des teilweise entfetteten Sojamehls (1) wurden 46 kg Wasser (d) zugegeben, um den Schlamm auf einen Proteingehalt von ungefähr 6,75 % zu verdünnen. 685 ml 4,8 η NaOH wurden zugegeben, um den pH-Wert auf 8,0 einzustellen. Das Gemisch wurde in einem Kessel mit Heizmantel gerührt und auf 55°C erwärmt. Es wurden 118 g Alcalase 0,6 L (0,65 Anson-Einheiten/g) (e) mit kaltem Wasser auf 5 1 verdünnt und zu der Suspension zugegeben. Während der Hydrolyse wurde der pH-Wert mit Hilfe des pH-STAT-Verfahrens durch Zugabe von 4,8 η NaOH (f) konstant auf 8 gehalten. Nach 133 min
*) Säure (c) wurde nur bei dem 1. Schritt zugegeben.
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war ein DH-Wert von 10 % erreicht, wenn 843 ml 4,8 η NaOH verbraucht waren. Unmittelbar darauf wurden 1887 g DL-Apfelsäure (g) zugegeben, wobei ein pH-Wert von 4,0 entstand. Die Suspension wurde 30 min gerührt, um das Enzym zu inaktivieren (Stufe III).
Das Hydrolysegemisch wurde dann in der Feststoffe auswerfenden Zentrifuge (Westfalia SB 7-35-076) zentrifugiert und 37 1 Zentrifugat (6) und (7) zusammen mit 50 1 verdünntem Schlamm (8) gewonnen. Das Zentrifugat wurde dann in 84 g Öl (7) und 34 1 ölfreie Phase (6) getrennt (Stufe IV).
Der Schlamm (8) wurde mit 70 1 ¥asser (h) gewaschen (Stufe V) und in 73 1 Schlamm (10) und 45 1 Waschflüssigkeit (9) getrennt, die in 43 1 ölfreie Phase (12) und 66 g Öl (11) aufgetrennt wurde (Stufe VI). Die während der Gewinnung des Sojaproteinhydrolysats erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle VII angegeben.
Die ölfreienHydrolysate (6) und (12) wurden zusammengegeben (Produkt C), filtriert, mit Aktivkohle behandelt, durch umgekehrte Osmose eingeengt und gefriergetrocknet.
Die Ölphasen (7) und (11) wurden mit der Ölphase (3) der Stufe II zusammengegeben, zu dem Produkt B.
Die Zusammensetzung und die Ausbeute der erhaltenen Produkte A, B und C sind in der Tabelle angegeben.
VIII
Aus den folgenden Tabellen geht hervor, daß die Genauigkeit des Massengleichgewichts nicht vollständig ist. Das liegt an der Ungenauigkeit der Wiegung und Messung kleiner Mengen in verhältnismäßig großen Vorrichtungen.
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5*,' j:?■:;Γ
Tabelle
IV
Zentrifugat und feste Phase nach der Stufe I
1. Schritt
2. Schritt 3. Schritt 4. Schritt
Gesamtmenge
O CO
σ cn cn -ν ο 00 co
vollfettes Sojamehl (kg) 20,0 6 η HCl (kg) 1,3
Wasser (kg) 180,0
Zentrifugat:
Masse (kg)
Protein (% N χ 6,25) 0,38
Trockensubstanz (%) 3,30
Fett (%) 1,23
Feste Phase:
Masse (kg) 59,3
Protein (% N χ 6,25) 16,44
Trockensubstanz {%) 27,51
Fett {%) 4,12
180
180
160
0,13
0,43
0,16
57,4
16,0
27,7
nicht bestimmt
160 155
0,13 0,13
0,50 0,21
nicht be
stimmt		 0,20
51,8 51,5
15,06 14,19
22,95 21,77
nicht be
stimmt		 1,80
720
630 0,25 0,96 0,50
51,5
19,19
21,77
CD CD CO
TABELLE V Ergebnisse nach Stufe II
vereinigtes Olphase ölfreie
Zentrifugat
(2)		 (3) Phase (4)
Masse (kg) 630 2,8 627
Protein
(JiNx 6,25) 0,25 1,44 0,19
Trockensubstanz (%) 0,96 62,4 0,77
Fett (JO 0,50 59,6 nicht bestimmt
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TABELLE
VI
Massengleichgewicht und Ausbeute bei den Stufen II und III
Stufe I
vollfettes Sojamehl
(a)
Waschflüssigkeit (2)
teilweise entfettetes Sojamehl (1)
Stufe II
Olphase
(3)
ölfreie Phase (4)
CO O O CD
CD 00 CD
Gesamtmasse (kg)
20,0
630
51,5
2,8
627
Masse an Trockensubstanz (kg) 19,9 Ausbeute (%)
6,05 31,8
11,2 59,0
1,75
9,2
4,83 25,4
Masse an Protein (kg) 8,64 Ausbeute (%)
1,58 18,5
7,31 84,6
0,04
0,5
1,19 13,9
Masse an Fett (kg) 4,10 Ausbeute (%)
3,15 76,8
0,92 22,4
1,67
40,7
nicht bestimmt
OJ
CJ)
CD OJ
TABELLE VII
Stufe und Ergebnisse nach Durchführung der Ausbeute Stufen III, IV, V und VI an Fett
Fraktion Masse der Protein Protein an Fett Ausbeute bezogen auf
voll-fettes
Mehl
Stufe III Fraktion (kg) 00 bezogen
auf teil
weise ent
fettetes
Mehl		 ι 0/ ι
V /0 J 		v^; bezogen auf
teilweise
entfettetes
Mehl
(D
(5)		 bezogen
auf voll
fettes
Mehl		 22,4 ,
Stufe IV 41
95,5		 14,19
6,56		 100 1,80 100
0,67)		 to
130065 (7)
(6)
(8)		 84,6 1 -5 4^
<—» Stufe V 0,084
34
50		 2,63
4,38
7,63		 0,04
25,6
65,6		 60,4 6,9
nicht analy-
siert
r893 (10) A
(9)		 0,03
21,7
55,5		 oo
CD
Stufe VI 73
45		 2,75
1,88		 34,5
14,5		 nicht analy-
siert „		 IO
cn
(11)
(12)		 29,2
12,3		 CaJ
0,066
43 -		 2,53
1,81		 0,03
13,4		 61,5 5,5
0,02
11,3
( ) = unrealistischer Wert
TABELLE VIII
Zusammensetzung und Ausbeute an den Produkten A, B und C, bezogen auf vollfettes Sojamehl
Bestandteile A B C
Protein (%)
Ausbeute (%) 		2,75
29,2		 1,5
0,5		 2,99
33,0
Trockensubstanz
Ausbeute (%) 		10,3
(84,2)		 65
10		 4,5
22,9
Öl (%)
Ausbeute (%) 		nicht bestimmt
Il		 60
43,4
( ) = unrealistischer Wert
62XXIV
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Claims (1)

1A-53 700 Patentansprüche
(1) Verfahren zur Herstellung von Sojaproteinhydrolysat aus fetthaltigem Sojabonnenmaterial, dadurch gekennzeichnet , daß man ein teilweise entfettetes festes Sojabohnenmaterial, das erhalten worden ist durch Waschen eines fetthaltigen Sojabohnenmaterials in einem wäßrigen Medium mit einem pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5 bei verhältnismäßig konstantem pH-Wert mit einem proteolytischen Enzym in Gegenwart von Wasser und einer Base bis zu einem Hydrolysegrad im Bereich von 1 bis 20 hydrolysiert und anschließend das Enzym desaktiviert und die wäßrige Hydrolysatphase von der Ölphase und der festen Phase abtrennt.
(2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß man das fetthaltige Sojabohnenmaterial in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich von 3,5 bis 5,5 wäscht.
(3) Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß man das fetthaltige Sojabohnenmaterial in einem wäßrigen Medium mit einem pH-Wert im Bereich von 4,2 bis 4,5 wäscht.
(4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch g e -
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kennzeichnet , daß man das fetthaltige Sojabohnenmaterial (a) in einem wäßrigen Medium mit einem pH-Wert von 3,5 bis 5,5 wäscht (Stufe I), das Waschwasser (2) der Stufe I in einen Abscheider leitet, wo es in eine Ölphase (3) und eine wäßrige Phase (4) getrennt wird (Stufe II) und das gewaschene, teilweise entfettete feste Sojabohnenmaterial (1) von der Stufe I in einen Hydrolysebehälter leitet, zu dem außerdem Wasser (d) ein proteolytisch.es Enzym (e) und eine Base (f) zugegeben werden und in dem das teilweise entfettete Sojabohnenmaterial (1) von der Stufe I bei einem verhältnismäßig konstanten pH-Wert bis zu einem Hydrolysegrad von 1 bis 20 hydrolysiert wird (Stufe III), anschließend die proteolytische Aktivität inaktiviert
die Aufschlämmung (5) von der Stufe III in einen Abscheider leitet, in dem sie in eine Ölphase (7), eine wäßrige Hydrolysatphase (6) und eine Schlammphase (8) getrennt wird (Stufe IV), die Schlammphase (8) von der Stufe (IV) sammelt (Produkt A), die Ölphasen (3) und (7) von den Stufen (2) und (4) zusammengibt (Produkt B) und die wäßrige Hydrolysatphase (6) von der Stufe -IV sammelt (Produkt C).
(5) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schlammphase (8) von der Stufe IV vor dem Sammeln in eine Waschvorrichtung geleitet wird, zu der außerdem Wasser (h) zugegeben wird (Stufe V), worauf der Niederschlag (10) von der Stufe V als Produkt A gesammelt wird, die Waschwasserphase (9) von der Stufe V in einen Abscheider geleitet wird, jn.dem sie in eine Ölphase und eine wäßrige Hydrolysatphase (12) getrennt wird (Stufe VI), die Ölphasen (3), (7) und (11) von den Stufen II, IV und VI zusammengegeben werden (Produkt B) und die wäßrigen HydroIysatphasen (6) und (12) von den.Sbufen IV und VI zusammengegeben werden (Produkt C).
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(6) Verfahren nach Anspruch k oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Trennungen in den Stufen II und IV oder II, IV und VI mit Hilfe einer Zentrifuge durchgeführt werden.
(7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß als proteolytisches Enzym (e) für die Hydrolyse ein solches verwendet wird, das gebildet worden ist von B. licheniformis und die Hydrolyse (Stufe III) bei einem pH-Wert entsprechend etwa dem optimalen Viert für dieses Enzym durchgeführt wird.
(8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Hydrolyse (Stufe III) bei einem pH-Wert durchgeführt wird, der sich um nicht mehr als 2,5 pH-Einheiten vom pH-Optimum des proteolytischen Enzyms unterscheidet.
(9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Hydrolyse (Stufe III) bis zu einem Hydrolysegrad im Bereich von 8 bis 12 "% durchgeführt wird.
(10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß das proteolytisehe Enzym
mit Hilfe von Äpfelsäure oder Zitronensäure inaktiviert wird.
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