DE60027932T2 - Verfahren zur herstellung von proteinhydrolysaten - Google Patents

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Ajinomoto Co. Ko Kawasaki YAMAMOTO
Junichiro Kojima
Ajinomoto Co. Toshimasa Kawasaki ISHII
Ajinomoto Co. Inao Kawasaki OYAMA
Ajinomoto Co. Mitsuyoshi Kawasaki SEKI
Ajinomoto Co. Hidetsugu Kawasaki NAKAZAWA
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Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Produktion eines hydrolysierten Proteins. Genauer gesagt betrifft sie ein Verfahren zum einfachen Herstellen eines hydrolysierten Proteins in hoher Qualität und hoher Stabilität, das als Würzstoff oder der gleichen geeignet ist, wobei die Herstellung durch Hydrolysieren eines Protein enthaltenden Ausgangsmaterials unter Einwirkung eines Enzyms durchgeführt wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung eines hydrolysierten Proteins aus einem Protein enthaltenden Ausgangsmaterial durch ein Enzym im industriellen Produktionsmaßstab bekannt.
  • Beispielsweise wurden ein Verfahren zum Herstellen eines flüssigen Würzstoffes durch Umsetzen von denaturierten entfetteten Sojabohnen mit alkalischer Phosphatase und einer Peptidase (vgl. offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) JP-A-51-35,461) und ein Verfahren zur Herstellung eines Würzstoffes berichtet, bei dem verschiedene Proteine mit einer Protease und einer Peptidase, die in einer Kultur eines Kojipilzes enthalten sind, hydrolysiert werden (vgl. die offengelegten Japanischen Patentanmeldungen (Kokai) JP-A-6-125,734, JP-A-9-75,032 und JP-A-9-121,807).
  • Außerdem wurde ein Verfahren zum Herstellen eines Würzstoffs mit einem hohen Anteil an Glutaminsäure (vgl. die offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) JP-A-2000-88) oder mit einem Aminosäuregemisch mit verringerter Braunfärbung (vgl. die offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) JP-A-2000-14,394) unter Einsatz einer mikrobiellen Kultur berichtet, die durch ein spezifisches Inkubationsverfahren oder durch Einsatz einer spezifischen Bedingung zur Hydrolyse eines Protein enthaltenden Ausgangsmaterials erhalten wurde.
  • US-A-3830942 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines löslichen Proteinprodukts, beispielsweise eines hydrolysierten Sojabohnenproteins, durch Einstellen des pH-Wertes einer wässriges Protein enthaltenden Dispersion auf 4,6, Erhitzen auf 82 bis 121°C, Abkühlen auf 32 bis 71°C und Zugeben eines protolytischen Enzyms.
  • Solche herkömmlichen Verfahren waren dahingehend problematisch, dass bei der Produktion eines Hydrolysats durch enzymatische Hydrolyse eines Ausgangsmaterials, das ein festes Protein enthält, die Qualität und die Ausbeute des hydrolysierten Proteins aufgrund des Wachstums von Mikroorganismen, die nicht die als Enzymquelle eingesetzten Mikroorganismen waren, sondern sogenannte Kontaminanten, in der Hydrolysestufe verringert wurden. Um dieses Problem zu lösen, wurden bakteriostatische Substanzen, wie Alkohole, Natriumchlorid, Ethylacetat und dergleichen in der Hydrolysestufe in den herkömmlichen Verfahren eingesetzt (vgl. die offengelegten Japanischen Patentanmeldungen (Kokai) JP-A-6-125,734 und JP-A-9-75,032). In diesem Verfahren war eine zusätzliche Stufe erforderlich, in der die bakteriostatischen Substanzen nach der Hydrolysestufe abgetrennt und entfernt wurden. Insbesondere wenn Natriumchlorid als bakteriostatische Substanz eingesetzt wurde, war es ziemlich schwierig, den Gehalt an Natriumchlorid auf einen Wert zu senken, der unter der Konzentration liegt, bei der eine Beeinträchtigung der Qualität des erhaltenen hydrolysierten Proteins auftritt. Überdies war es fast unmöglich, das Auftreten von sogenanntem Braugeruch oder Sojasoßengeruch in dem hydrolysierten Protein, das durch die Hydrolysestufe in Anwesenheit von bakteriostatischen Substanzen erhalten wurde, zu verhindern. Deshalb war der Anwendungsbereich des erhaltenen hydrolysierten Proteins extrem eingeschränkt.
  • In den herkömmlichen Verfahren wurden außerdem Versuchen unternommen, das Ausgangsmaterial, das ein festes Protein enthält, nach dem Entfernen oder der Sterilisation von Kontaminanten, die in dem Protein enthaltendem Ausgangsmaterial oder einer mikrobiellen Kultur als Enzymquelle enthalten waren, zu hydrolysieren. Es ist relativ einfach, die Hydrolyse eines Protein enthaltenden Materials nach dessen Sterilisation im Labormaßstab durchzuführen. Bei der industriellen Massenproduktion sind jedoch die Verhinderung der Kontamination durch Mikroorganismen in der Sterilisationsstufe und die Hydrolysestufe sehr schwer durchzuführen.
  • Bei der kommerziellen Produktion eines flüssigen Würzstoffs aus einem enzymatisch hydrolysierten Protein ist es wichtig, die Kontamination durch Mikroorganismen im Hinblick auf die Qualitätskontrolle zu verhindern. Die hauptsächlichen Kontaminationsquellen umfassen das Protein enthaltende Ausgangsmaterial, die Enzympreparation oder eine Enzym enthaltende Fermentationsbrühe und die Produktionsvorrichtung. In der Stufe der Sterilisierung eines Protein enthaltenden Ausgangsmaterials vor der enzymatischen Hydrolyse wurden bakteriostatische Mittel, wie Alkohole, Natriumchlorid, Ethylacetat und dergleichen, wie vorstehend beschrieben, eingesetzt. Die Einverleibung dieser bakteriostatischen Mittel in Produkte schränkt jedoch den Einsatz dieser Produkte ein. Außerdem führt die zusätzliche Stufe, in der das bakteriostatische Mittel entfernt wird, zu dem Problem, dass die Produktionskosten erhöht werden. Im Hinblick auf die Enzympreparation oder die Enzym enthaltende Fermentationsbrühe ist ein Filtrat einer Enzymlösung mit einem absoluten Filter oder eine aseptisch fermentierte Enzymbrühe für den aseptischen Einsatz in dem nachfolgenden Hydrolyseverfahren geeignet. Bei der Sterilisation der Produktionsvorrichtung werden in Abhängigkeit von den Eigenschaften jeder Vorrichtung Behandlungsverfahren eingesetzt. Das Waschen mit einer alkalischen Waschlösung oder einer sauren Waschlösung und das Dampferhitzen sind verfügbare und kostengünstige Maßnahmen.
  • Dementsprechend ist unter anderem das gravierendste Problem, ein Protein enthaltendes Ausgangsmaterial ohne Einsatz von Natriumchlorid oder Alkoholen vollständig zu sterilisieren. Insbesondere bringt die Sterilisation eines Protein enthaltenden Materials, das Feststoffe enthält, die folgenden Schwierigkeiten mit sich. Bei der Untersuchung eines typi schen Verfahrens, bei dem ein pulverisiertes Protein in Wasser dispergiert wird und die Dispersion hitzesterilisiert wird, wird zunächst befunden, dass die Dispersion einen Feststoff enthält, dessen Inneres durch ein übliches Erhitzungsverfahren kaum erhitzt wird. Wenn die Proteinkonzentration in der Dispersion erhöht wird, wird außerdem die Viskosität der Dispersion ziemlich hoch, so dass eine Ausrüstung mit sehr hoher Leistung zur Einspeisung der Dispersion erforderlich ist, wodurch die Produktionskosten erhöht werden.
  • Insbesondere enthält ein Protein enthaltendes Ausgangsmaterial, wie Weizengluten, aktives Gluten, das leicht verklebt, wenn dessen Pulver im Wasser dispergiert wird. Somit kann es nicht einmal dispergiert werden. Selbst wenn die Dispersion reibungslos eingespeist werden kann, werden überdies Proteinbestandteile im Inneren einer Einheit für die Sterilisationsstufe denaturiert und verfestigt, beispielsweise in einem Wärmeaustauscher vom Plattentyp oder Erhitzer vom Düsentyp, wodurch diese verklumpt werden.
  • Als ein Verfahren zum teilweisen Lösen dieses Problems ist eine Methode vorgeschlagen worden. In dieser Methode wird ein Protein enthaltendes Ausgangsmaterial auf einen Durchmesser von nicht mehr als 300 μm fein pulverisiert und in heißem Wasser von nicht weniger als 80°C dispergiert, wodurch die Dispergierbarkeit des Protein enthaltenden Ausgangsmaterials verbessert wird und verhindert wird, das gleichzeitig Blasen in die Dispersion einverleibt werden (vgl. die offengelegte Japanische Patentanmeldung (Kokai) JP-A-11-313,693). In diesem Verfahren wird die Dispergierung des Protein enthaltenden Ausgangsmaterials, was bislang schwierig war, in der Proteindispersion mit einer relativ geringen Konzentration ermöglicht. Außerdem wird die Viskosität der Dispersion verringert und Blasen werden in die Dispersion nicht einverleibt, wodurch eine vollständige Sterilisierung in der nachfolgenden Sterilisierungsstufe ermöglicht wird.
  • Um die Produktionskosten im industriellen Maßstab zu senken, ist es jedoch erforderlich, die Konzentration der Proteindispersion zu erhöhen und die Produktivität in der nachfolgenden Hydrolysestufe zu verbessern. Keine der Techniken des Standes der Technik war hinsichtlich der Sterilisierung einer solchen Proteindispersion mit einer hohen Konzentration zufriedenstellend.
  • Das heißt, mit der Erhöhung der Konzentration der Proteindispersion wird das Protein enthaltende Ausgangsmaterial kaum gleichförmig dispergiert. Wenn das Protein enthaltende Ausgangsmaterial in einem wässrigen Medium aggregiert wird, enthält es Luft, und das Erhitzen wird nicht gleichförmig durchgeführt, so dass eine vollständige Sterilisation in diesem Zustand schwierig ist. Obwohl das Protein enthaltende Ausgangsmaterial dispergiert werden kann, ist außerdem die Viskosität der Dispersion hoch, und sie wird dementsprechend in die nachfolgende Stufe kaum eingespeist. Es ist theoretisch möglich, das Protein enthaltende Ausgangsmaterial mit einem Hochleistungs- Dispergiergefäß zu dispergieren und die Dispersion mit einer Pumpe für hochviskose Flüssigkeiten einzuspeisen. Eine solche Vorrichtung ist jedoch teuer. Für die Sterilisierungsstufe gibt es zwei Verfahren, ein direktes Erhitzungsverfahren und ein indirektes Erhitzungsverfahren. Bei dem direkten Erhitzungsverfahren werden ein Heizmedium und ein zu behandelnder Gegenstand direkt kontaktiert, um den Gegenstand zu erhitzen. Es gibt einen Sterilisator für hochviskose Flüssigkeiten vom Typ eines direkten Erhitzens mit sehr hoher Temperatur. Gemäß diesem Verfahren kann sogar ein Nahrungsmittel mit einer hohen Viskosität von mehreren 100.000 centipoises (c.p. (mPa·s)) innerhalb kurzer Zeit erhitzt werden, indem es mit Dampf als Heizmedium bei guter Effizienz erhitzt wird, und es kann vollständig sterilisiert werden, indem die Temperatur über einen vorbestimmten Zeitraum aufrecht erhalten wird. Der erhitzte Gegenstand kann unter vermindertem Druck gesetzt werden, um den Dampf zu entfernen, und er kann augenblicklich auf etwa die Ausgangstemperatur gekühlt werden. Da der Dampf als das Heizmedium direkt mit dem Lebensmittel gemischt wird, ist die Verwendung von Chemikalien, wie Kesselsteinverhütungsmittel und dergleichen, in der Wasserversorgung eingeschränkt, und es ist erforderlich, zusätzlich eine Stufe durchzuführen, bei der Dampf produziert wird, der für Lebensmittel eingesetzt werden kann. Daneben besteht die Unzulänglichkeit, dass das Verfahren nicht auf einen Gegenstand angewandt werden kann, der ein festes Material mit einer Größe von mehreren Millimetern enthält. Bei dem indirekten Erhitzungsverfahren wird ein zu behandelnder Gegenstand über ein Wärmetransferelement indirekt von einem Heizmedium erhitzt. Das indirekte Erhitzungsverfahren wird bei der Sterilisation von hochviskosen Lebensmitteln in der Lebensmittelindustrie häufig eingesetzt, weil es eine einfache mechanische Struktur erfordert, die gut durchführbar und kostengünstig ist. In diesem Zusammenhang ist ein röhrenartiges System oder ein Sterilisator mit einer Abkratzvorrichtung ein typischer Sterilisator vom Typ des indirekten Erhitzens für hochviskose Lebensmittel. Das röhrenartige System ist ein System, bei dem hochviskose Lebensmittel durch eine Röhre geleitet und von außen mit heißem Wasser oder dergleichen erhitzt werden. Da der ausgeübte Druck aufgrund des Druckabfalls in einer Röhre erhöht wird, ist die Länge der Röhre eingeschränkt, so dass manchmal viele Röhren parallel angeordnet werden, um ein Mehrröhrensystem zu erhalten. Es ist von Vorteil, dass die Struktur einfach ist, und das System ist in einfacher Weise aufzubauen oder abzubauen und kann auch auf einfache Weise gewaschen werden. Andererseits neigt die Hitzetransferoberfläche zum Verbrennen. Und das im Inneren fließende Fluid ist schwer zu mischen, so dass die Tendenz besteht, dass die Temperatur nicht gleichförmig ist. Dementsprechend ist dieses Verfahren nicht geeignet, wenn eine strenge Kontrolle der Temperatur erforderlich ist. Der Wärmeaustauscher mit einer Abkratzvorrichtung dient dazu, die Unzulänglichkeit des röhrenförmigen Systems zu beheben, wobei Nahrungsmittel neben der Wärmeübertragungsoberfläche abgekratzt wird, um das Versengen der Nahrungsmittel zu verhindern. Gleichzeitig kann das Nahrungsmittel in der Röhre gerührt werden, um gleichförmige Wärmeverteilung zu gewährleisten. Das Versengen auf der Wärmeübertragungsoberfläche kann jedoch für fast alle hochviskosen Nahrungsmittel nicht vollständig verhindert werden. Nach einem festgelegten Betriebszeitraum wird der Wärmeaustauscher normalerweise im zusammengebauten Zustand gewaschen. Im Fall einer Verhärtung infolge des Versengens muss der. Wärmeaustauscher jedoch zerlegt und gewaschen werden. Diese indirekten Sterilisatoren vom Erhitzungstyp sind jedoch hinsichtlich der Wärmeübertragung immer noch problematisch und verursachen aufgrund der langen Erhitzungsdauer und der mechanischen Belastung (physikalische Änderung der Viskosität und dergleichen) aufgrund des Rührens thermische Beeinträchtigungen der Qualitäten (Abbau der Nahrungsbestandteile, Beeinträchtigung des Geschmacks, der Farbe und dergleichen).
  • In der Fermentationsindustrie, in der ein vollständiger Sterilisationsschritt eines Kulturmediums unverzichtbar ist, wird jedoch ein indirekter Wärmeaustauscher vom Typ einer Heizplatte unter Verwendung von Dampf als Heizmedium im Allgemeinen für die Sterilisation eines Kulturmediums eingesetzt. Wenn die Hitzesterilisation durch ein einfaches Durchleiten einer Proteindispersion mit einer hohen Konzentration durch den Wärmeaustauscher durchgeführt wird, wird die Proteindispersion jedoch thermisch denaturiert, die Wärmetransfereffizienz wird herabgesetzt, und der Druckabfall aufgrund der Ablagerungen in dem Heizer oder dem Kühler erhöht sich, und im schlimmsten Fall wird es unmöglich, die Dispersion durchzuleiten.
  • Unter diesen Umständen wurde es für das Durchführen einer vollständigen Sterilisation einer hochviskosen Proteindispersion mit einer hohen Konzentration im industriellen Maßstab erforderlich, eine neue Technik zu entwickeln, die nicht von einer speziellen Technologie oder Vorrichtung abhängt.
  • Gegenstände der Erfindung und zu lösende Aufgaben Dementsprechend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem eine wässrige Dispersion eines Protein enthaltenden Ausgangsmaterials, insbesondere eine Dispersion mit einer hohen Konzentration, bei der Produktion eines enzymatisch hydrolysierten Proteins im industriellen Maßstab auf leichte Weise im Wesentlichen aseptisch gemacht werden kann, ohne dass eine spezielle Vorrichtung verwendet werden muss, wodurch die Produktivität der Vorrichtung und die Produktqualität verbessert werden und der Einsatzbereich der Produkte erweitert wird.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Um die vorstehend genannten Aufgaben zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eingehende Untersuchungen durchgeführt und haben befunden, dass eine wässrige Dispersion eines proteinhaltigen Ausgangsmaterials dadurch im Wesentlichen aseptisch gemacht werden kann, dass es erhitzt wird und unter sauren Bedingungen mit einem Wärmeaustauscher vom Plattentyp unter Verwendung einer Flüssigkeit als Heizmedium gehalten wird. Dieses Ergebnis hat zur Vervollständigung der vorliegenden Erfindung geführt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines hydrolysierten Proteins ist dadurch gekennzeichnet, dass eine wässrige Dispersion eines proteinhaltigen Ausgangsmaterials mittels eines Plattenwärmetauschers unter Einsatz einer Flüssigkeit als Erwärmungsmedium unter sauren Bedingungen erwärmt und gehalten wird, und dass dann die erhaltene wässrige Dispersion der Wirkung eines proteolytischen Enzyms unterworfen wird. Somit ermöglicht es die vorliegende Erfindung, ein hydrolysiertes Protein im industriellen Maßstab in einfacher Weise in Massenproduktion zu erhalten.
  • Als wässrige Dispersion des proteinhaltigen Materials wird eine Dispersion mit einer hohen Konzentration von vorzugsweise mindestens 10 g/dl, stärker bevorzugt 10 bis 15 g/dl oder dergleichen eingesetzt. Die Dispersion sollte zum Zeitpunkt der Stufe des Erhitzens und Haltens (Erhitzungs-Haltestufe) unter sauren Bedingungen gehalten werden. Es ist bevorzugt, dass eine saure Bedingung nicht nur in der Heiz- und Haltestufe eingesetzt wird, sondern auch in dem Stadium, in dem die Dispersion hergestellt wird. Die saure Bedingung in der Heiz- und Haltestufe bedeutet außerdem einen pH-Wert von vorzugsweise zwischen 3 und 6. Außerdem wird als Flüssigkeit des Heizmediums in dem Plattenwärmetauscher heißes Wasser von 120 bis 150°C vorzugsweise eingesetzt. Unter solchen Bedingungen wird das proteinhaltige Ausgangsmaterial erhitzt und während 1 bis 20 Minuten, vorzugsweise 5 bis 15 Minuten oder dergleichen bei 120 bis 140°C (Produkttemperatur) erhitzt und gehalten. Eine solche erfindungsgemäße Ausführungsform ermöglicht es, die Denaturierung des Proteins zu verhindern und eine vollständige Sterilisation der proteinhaltigen Ausgangsmaterialdispersion mit hoher Konzentration durchzuführen.
  • Die wesentliche Eigenschaft der vorliegenden Erfindung ist es, dass eine gleichförmige wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials unter den vorstehend genannten Bedingungen erhitzt und gehalten wird. Durch diese Eigenschaft kann, selbst wenn die proteinhaltige Ausgangsmaterialdispersion eine hohe Konzentration aufweist, die Denaturierung des Proteins verhindert werden, und die Dispersion kann im Wesentlichen aseptisch gemacht werden, was zu einer Verbesserung der Produktivität und der Stabilität der Qualität führt. Außerdem kann in dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines hydrolysierten Proteins ein Teil hydrolysiertes Protein als proteinhaltiges Ausgangsmaterial eingesetzt werden. Die Proteindispersion mit einer hohen Konzentration kann durch das vorherige Absenken des Molekulargewichts des proteinhaltigen Ausgangsmaterials leicht erhalten werden.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden nachstehend beschrieben.
  • Als proteinhaltiges Ausgangsmaterial, das in den erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt wird, sind pflanzliche oder tierische Proteine verfügbar. Pflanzliche Proteine umfassen Proteine, die von Weizen, Mais und Bohnen abgeleitet sind, und tierische Proteine umfassen Proteine, die von Haustieren, Geflügel und Fischen sowie Schalentieren abgeleitet sind. Spezifische Beispiele davon umfassen Weizengluten, Maisgluten, entfettete Sojabohnen, isoliertes Sojabohnenprotein, isoliertes Kartoffelprotein, Fischmehl, Gelatine, Collagen, Molkeprotein, Casein, Magermilch, Fleischextrakt und Extrakte von Fischen und Schalentieren. Außerdem werden verarbeitete Produkte dieser Proteine von den erfindungsgemäßen proteinhaltigen Ausgangsmaterialien umfasst. Besonders bevorzugt ist ein Pulver, das durch Teilhydrolyse dieser Proteine mit einer Säure, einer Protease oder dergleichen, und durch Trocknen der aufgelösten Fraktionen erhalten wird. Im Hinblick auf das Ausmaß der Hydrolyse in diesem Fall wird ein teilhydrolysiertes Protein, worin der Gehalt an Formolstickstoff, bezogen auf den zugänglichen Stickstoff, der durch Subtrahieren des Ammoniakstickstoffs vom Gesamtstickstoff berechnet wird, zwischen 0,05 und 10%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 1% oder dergleichen ist, eingesetzt. Dies liegt daran, dass eine Dispersion mit einer hohen Konzentration in der nachfolgenden Dispergierstufe leicht hergestellt werden kann.
  • Danach wird das proteinhaltige Ausgangsmaterial in einen wässrigen Lösungsmittel (Wasser oder ein Lösungsmittel, das hauptsächlich aus Wasser besteht) gleichförmig dispergiert, so dass die Konzentration 10 g/dl oder höher (Feststoffgehalt) ist. In dieser Stufe sollte die Temperatur des wässrigen Lösungsmittels in einem solchen Bereich sein, dass eine Denaturierung des Proteins nicht auftritt. Sie ist vorzugsweise nicht höher als 80°C, stärker bevorzugt nicht höher als 70°C. Wenn eine Denaturierung eines Proteins auftritt, wird die Viskosität der Dispersion erhöht, so dass es schwierig wird, die Dispersion einzuspeisen. Deshalb ist dies nicht wünschenswert. Um die Kosten für die Vorrichtung gering zu halten, ohne die Aufrüstung für das Erhitzen und das Halten der Dispersion (Hitzeübertragungsfläche der Platte) in der nachfolgenden Sterilisationsstufe zu ändern, ist es bevorzugt, dass die Temperatur dieser Dispersion höher ist. Bei einer niedrigen Temperatur tritt keine Denaturierung auf, die Viskosität ist jedoch hoch. Dementsprechend ist der Temperaturbereich in der Dispersion vorzugsweise zwischen 40 und 80°C, stärker bevorzugt zwischen 50 und 70°C. Außerdem ist es im Hinblick auf die Effizienz der Dispergierstufe vorteil haft, dass die Dispergierung mit einem starken Rührmischer durchgeführt wird, vorzugsweise mit einer Rührkraft von nicht weniger als 0,2 kwh pro Kiloliter der zu behandelnden Flüssigkeit.
  • In der vorliegenden Erfindung wird die wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials auf einen sauren pH-Bereich zumindest während der Stufe des Erhitzens und des Haltens der Temperatur eingestellt. Es ist bevorzugt, den pH-Wert auf einen sauren Bereich von der Stufe der Herstellung der Dispersion an einzustellen, weil die Dispergierbarkeit erhöht wird und die Viskosität während der Dispergierung nicht so stark ansteigt. Außerdem kann dies die Denaturierung des Proteins und die Erhöhung der Viskosität während der Hitzesterilisation verhindern. Der optimale pH-Bereich variiert mit der Art des proteinhaltigen Ausgangsmaterials. Der pH-Wert ist in einem Bereich, so dass die Viskosität der Flüssigkeit nach der Hitzebehandlung weniger ansteigt. Er ist vorzugsweise nicht mehr als 6, stärker bevorzugt zwischen 3 und 6 im Hinblick auf das Verhindern der Korrosion der Vorrichtung. Um den pH-Wert einzustellen, werden Zitronensäure, Milchsäure, Chlorwasserstoffsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder dergleichen eingesetzt. Das Mittel zur pH-Einstellung kann in Abhängigkeit von der Endproduktqualität ausgewählt werden. Wenn das proteinhaltige Ausgangsmaterial als solches eine saure Substanz enthält und die Dispersion bereits innerhalb des bevorzugten pH-Bereichs liegt, besteht kein Bedarf, ein Mittel zur pH-Einstellung zuzugeben.
  • Danach wird die so erhaltene wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials mit einem Plattenwärmetauscher erhitzt (Heizstufe). Die Platte ist vorzugsweise eine Platte, die für hochviskose Flüssigkeiten geeignet ist. Beispielsweise wird vorzugsweise eine gewellte Platte oder eine Platte mit freiem Fluss eingesetzt, die für die Nahrungsmittelverarbeitung entwickelt worden ist. Durch Einsatz dieser Platten können die Kontaktstellen zwischen den Platten minimiert werden, oder die Kontaktstellen der Platten werden zu einer Kontaktlinie abgeändert, oder der Spalt zwischen den Platten wird eingestellt, so dass die Behandlung des Produktes, das festes Material sowie Getränke und Würzstoffe enthält, mit hoher Viskosität ermöglicht wird. Außerdem ist die Temperatur in der Heizstufe vorzugsweise 120 bis 140°C (Produkttemperatur). Die Haltestufe wird durch Durchleiten der erhitzten Proteindispersion durch eine Halteröhre oder durch ein Halterohrsystem, das mit dem Plattenwärmetauscher in Verbindung steht, durchgeführt. Die Haltedauer in der Haltestufe wird entsprechend den Eigenschaften des Ausgangsmaterials oder der Menge der in dem Ausgangsmaterial enthaltenen Kontaminanten durch Einstellen des Durchmessers und der Länge der Halteröhre oder des Halterohrsystems verändert. Wenn beispielsweise das proteinhaltige Ausgangsmaterial zur Denaturierung neigt, ist es ratsam, dass die Temperatur gesenkt wird oder die Haltedauer verkürzt wird Wenn eine große Menge an Kontaminanten vorhanden ist, ist es ratsam, dass die Temperatur erhöht wird oder die Haltedauer verlängert wird. Die Heizdauer ist vorzugsweise zwischen 1 und 20 Minuten, stärker bevorzugt zwischen 5 und 15 Minuten. Das in der Heizstufe eingesetzte Heizmedium ist überdies vorzugsweise heißes Wasser mit hoher Temperatur. Die Temperatur des heißen Wassers ist vorzugsweise 120 bis 150°C. Wenn Dampf anstelle von heißem Wasser als Heizmedium eingesetzt wird, neigen die Proteine zur Denaturierung, es treten Ablagerungen an der Oberfläche der Platte auf der Seite der zu behandelnden Flüssigkeit auf, und es tritt ein Verklumpen auf, so dass die Durchleitung der Dispersion schwierig wird. In der Kühlstufe, bei der die Proteindispersion nach der Heizstufe und der heißen Stufe gekühlt wird, ist es ratsam, eine Platte für eine hochviskose Flüssigkeit wie in der Heizstufe einzusetzen.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei dem herkömmlichen Verfahren die Sterilisation einer Weizenglutenemulsion unter Verwendung desselben Plattenwärmetauschers wie in der vorliegenden Erfindung durchgeführt (vgl. Beispiel 2 in der offengelegten Japanischen Patentanmeldung (Kokai) JP-A-11-313,693). Dieses Verfahren ist nicht problematisch, wenn die Konzentration der wässrigen Dispersion eines proteinhaltigen Ausgangsmaterials relativ gering ist. Für die Sterilisation einer wässrigen Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials mit einer hohen Konzentration wie in der vorliegenden Erfindung tritt jedoch das Problem auf, dass die Denaturierung des Proteins oder das Verklumpen der Platte auf der Seite der zu behandelnden Flüssigkeit auftritt und somit die Sterilisation schwierig wird. Im Übrigen wird in diesem herkömmlichen Verfahren (vgl. Beispiel 2 der offengelegten Japanischen Patentanmeldung (Kokai) JP-A-11-313,693) eine Glutenkonzentration von 50 g/dl erwähnt, wobei jedoch eine Konzentration von 50 g/l richtig ist, was sich für den Fachmann aus der gesamten Beschreibung ergibt.
  • Die wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials, das durch die Heizstufe und die Haltestufe auf diese Weise hergestellt wird, ist im Wesentlichen aseptisch. Der Ausdruck "im Wesentlichen aseptisch" bezieht sich auf einen Zustand, in dem Kontaminanten in der Flüssigkeit nach der Sterilisation durch mindestens 1 übliches Nachweisverfahren nicht nachgewiesen werden können. Die wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials wird mit einer protolytischen Enzympreparation oder einer Mikroorganismuskultur, die ein protolytisches Enzym im Wesentlichen ohne Kontamination durch Mikroorganismen enthält, gemischt, und die Hydrolyse wird in einem Hydrolysegefäß, das aseptisch kontrolliert wird, durchgeführt. Der Ausdruck "im Wesentlich ohne Kontamination durch Mikroorganismen" bedeutet "im Wesentlichen frei von Mikroorganismen (Kontaminanten), ausgenommen die Mikroorganismen, die ein protolytisches Enzym produzieren". Dadurch kann ein hydrolysisertes Protein mit dem gewünschten Eigenschaften stabil erhalten werden, ohne dass während der Hydrolyse eine Kontamination auftritt.
  • Als Mikroorganismen mit einer hohen Produktion an proteolytischen Enzymen können verschiedene Mikroorganismen unabhängig von deren taxonomischen Stellung eingesetzt werden. Angesichts der Tatsache, dass das Endprodukt für Nahrungsmittel eingesetzt wird, sind Mikroorganismen, die bislang auf dem Gebiet der Nahrungsmittel- oder Brauindustrie eingesetzt worden sind, geeignet.
  • Filamentöse Pilze sind bevorzugt, und ein Koji-Pilz oder Bacillus subtilis für die Nahrungsmittelproduktion ist stärker bevorzugt. Als Koji-Pilz sind gelbgrüne Koji-Pilze vom Typ Aspergillus oryzae und Aspergillus soyae bevorzugt.
  • Als solche Mikroorganismen können Stämme, die von einem käuflich erwerbbaren Reis-Koji, einem Koji für das Brauen von Sojasoße, "Natto" (fermentierte Sojabohnen) oder eine Impfkultur für die Herstellung von "Natto" isoliert werden und deren Eigenschaften identifiziert wurden, eingesetzt werden. Stämme dieser Mikroorganismen, die von einer Hinterlegungsstelle erhältlich sind, sind ebenfalls zugänglich. In jenem Fall ist es erforderlich, zu bestätigen, dass Kontaminanten in der Kultur der Stämme vor der Verwendung abwesend sind. Wenn Kontaminanten anwesend sind, wird eine isolierte Kultur durch eine Einzelkolonieisolierung hergestellt und in einem Zustand eingesetzt, der im Wesentlichen ohne die Kontamination von Mikroorganismen ist.
  • Wenn eine Mikroorganismuskultur als Quelle für das proteolytische Enzym für die Hydrolysestufe eingesetzt wird, wird sie üblicherweise zu einer im Wesentlichen aseptischen Dispersion eines proteinhaltigen Ausgangsmaterials in der Form eines flüssigen Koji oder eines Gemisches zugegeben. Das Ausgangsmaterial für die Herstellung eines flüssigen Koji kann dasselbe wie das zu hydrolysierende proteinhaltige Ausgangsmaterial sein, oder es kann sich davon unterscheiden. Die Kontaminanten müssen jedoch in dem hergestellten flüssigen Koji abfließend sein. Dementsprechend muss besondere Sorgfalt aufgewandt werden, so dass Kontaminanten nicht vorhanden sind, wenn das proteinhaltige Ausgangsmaterial für das flüssige Koji sterilisiert wird.
  • Als Kulturmedium, das für die Herstellung des flüssigen Koji eingesetzt wird, ist jedes Kulturmedium zugänglich, solange die Mikroorganismen darin wachsen können. Im Allgemeinen enthält es eine Kohlenstoffquelle, eine Nitroquelle, einen Kofaktor und dergleichen. Beispiele der Kohlenstoffquelle um fassen Glucose, Maltose, Fructose, Saccharose, Stärkehydrolysat, Lactose, Mannitol und Sorbose, und diese werden entweder einzeln oder in Kombination eingesetzt. Bevorzugte Beispiele der Stickstoffquelle umfassen anorganische Stickstoffquellen, wie Natriumnitrat, Natriumnitrit, Ammoniumchlorid und Ammoniumsulfat, organische Stickstoffquellen, wie Gasaminosäure, Polypepton, Bactopepton, Sojabohnenprotein, isoliertes Sojabohnenprotein, entfettete Sojabohnen und Casein, und Aminosäuren, wie Natrium L-Glutamat, Natrium L-Aspartat, L-Prolin, L-Alanin, Glycin und L-Glutamin. Diese werden entweder einzeln oder in Kombination eingesetzt. Außerdem umfassen Beispiele des Kofaktors Magnesiumsulfat, 7-Hydrat, Dinatriumhydrogenphosphat, Mononatriumhydrogenphosphat, Monokaliumhydrogenphosphat, Dikalumhydrogendphosphat, Fleischextrakt, Kaliumflorid und Maiswasser. Diese werden nach Bedarf eingesetzt. Die Bestandteile des Kulturmediums können von Beginn der Inkubation an oder in geeigneter Weise während der Inkubation zugegeben werden.
  • Die Bedingungen für die Inkubation können übliche Bedingungen für die aerobe Inkubation sein. Der pH-Wert ist zwischen 4,5 und 9,0, vorzugsweise zwischen 5,5 und 8,5, und die Temperatur ist zwischen 15 und 40°C, vorzugsweise zwischen 25 und 35°C. Im Hinblick auf die Rührgeschwindigkeit und das Ausmaß der Belüftung, sind beliebige Bedingungen geeignet, solange eine aerobe Inkubationsatmosphäre aufrecht erhalten werden kann.
  • Im Übrigen kann die Hydrolyse mit einer käuflich erwerbbaren proteolytischen Enzympreparation durchgeführt werden. In diesem Fall muss die Enzympreparation einer Stufe unterworfen werden, in der die Mikroorganismen durch Filtration entfernt werden, so dass keine Kontaminanten in das Reaktionssystem eingeführt werden sollten.
  • Für die Hydrolyse ist jedes beliebige Reaktionsgefäß geeignet. Wenn eine Mikroorganismuskultur, die ein proteolytisches Enzym enthält, eingesetzt wird, ist es bevorzugt, ein Gefäß zu verwenden, worin die Bedingungen, wie Temperatur, Belichtung, Rühren und dergleichen in dem Reaktionssystem voll ständig kontrollierbar sind. Ein Reaktionsgefäß vom Typ eines Untertauchkulturfermentors wird deshalb als geeignetes Reaktionsgefäß ausgewählt. Außerdem wird als bevorzugtes Beispiel das proteolytische Enzym mit der Proteindispersion in einem Verhältnis von 1/20 bis 2/1 gemischt, so dass die Proteinkonzentration in dem Bereich zwischen 5 und 30 g/dl ist, und die Hydrolyse wird bei einer Temperatur von 20 bis 60°C während einer Reaktionsdauer von 10 bis 100 Stunden durchgeführt.
  • In der vorliegenden Erfindung wird das durch die Hydrolyse erhaltene hydrolysierte Protein direkt als Würzmaterial oder dergleichen eingesetzt. In vielen Fällen wird es jedoch eine Entfernung von Mikroorganismen, einer Entfärbung und Geruchsneutralisierung unterworfen, beispielsweise durch Behandlung mit aktivem Kohlenstoff, und wird dann als Dämpfprodukt eingesetzt. Entsprechend dem Verwendungszweck wird es außerdem zu einer kondensierten Paste, einem feinflockigen Pulver, einem sprühgetrockneten Pulver, zu Granulaten oder Würfeln verarbeitet, und es wird dann als Endprodukt eingesetzt. Da die Lösung des hydrolysierten Proteins im Wesentlichen frei von einem bakteriostatischen Mittel, wie Alkohol, Natriumchlorid, Essig oder Ethylacetat ist, ist sie einsetzbar, um den Einsatzbereich des Produkts zu erweitern und die Reinigung und das Verarbeiten leicht und effektiv durchzuführen. Zudem ist das erfindungsgemäße hydrolysierte Protein wirksam, um einen guten Geschmack ("umami") und die Süße zu verstärken, ein kompaktes Gefühl, Klebrigkeit und Milde zu verleihen, das Aroma zu verstärken, den Salzgeschmack oder den sauren Geschmack abzuschwächen und einen fremden Geschmack zu maskieren, in dem es zu verschiedenen Nahrungsmitteln zugegeben wird (Nahrungsmittel unter Verwendung von Mehl, Fertignahrungsmittel, landwirtschaftliche, tierische und aus dem Meer stammende verarbeitete Produkte, Milchprodukte, Fette und Öle, gefrorene Nahrungsmittel, Grundwürzstoffe und Verbundwürzstoffe, Konditorwaren, Getränke und dergleichen). Insbesondere ist es ziemlich wirksam zur Verleihung einer Süße, eines milden und kompakten Gefühls in Anwesenheit von Soja soße für das Maskieren eines fremden Geschmacks, eines Fleischprodukts, für die Verstärkung des Fleischaromas, die Verstärkung des Aromas bei der kombinierten Verwendung von Schwein, Geflügel, Rind, aus dem Meer stammenden Produkten oder Pflanzenextrakten, und zur Verstärkung des Würzaromas und der Schärfe in Anwesenheit eines Gewürzes.
  • Bevorzugte Ausführungsformen
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Beispiele und Vergleichsbeispiele nachfolgend eingehender veranschaulicht.
  • (Beispiel 1) Produktion von hydrolysiertem Weizengluten und einem flüssigen Würzmittel
  • (1) Produktion einer Weizenglutendispersion und Sterilisation
  • Leitungswasser mit einer Temperatur von 60°C wurde in ein Dispergiergefäß gegeben, das mit einem Rührer mit hoher Rührkraft ausgestattet war. Trockenpulver von Weizengluten (mit einem Gehalt an Formolstickstoff, bezogen auf den zugänglichen Stickstoff, von etwa 0,6%), das mit einem proteolytischen Enzym teilweise hydrolysiert worden war, wurde in einer Konzentration von etwa 30 g/dl zugegeben. Dieses Gluten enthielt Zitronensäure. Nach dem Rühren und Mischen während einer Stunde wurde ein pH-Wert zwischen 4 und 5 erreicht. Außerdem war die Viskosität der Dispersion 0,1 Pa·s und blieb fast unverändert.
  • Diese Dispersion wurde einer kontinuierlichen Sterilisationsbehandlung durch indirektes Erhitzen mit heißem Wasser einer Temperatur von 130 bis 150°C als Heizmedium und einer Haltedauer von 6 Minuten unter Verwendung eines Plattenwärmetauschers (verwendete Platte: Free Flow Plate N40, hergestellt von Izumi Food Machinery K.K.) und einer Halteröhre unter Bedingungen unterworfen, so dass die Lineargeschwindigkeit im Inneren der Platte 0,3 bis 0,5 m/s und die Heiztemperatur 130°C war. Die kontinuierliche Sterilisationsbehandlung konnte problemlos durchgeführt und abgeschlossen werden, wobei Probleme, wie das Verklumpen innerhalb der Platte und ein starker Anstieg des Druckabfalls in dieser Stufe überhaupt nicht auftraten. Die nach der Sterilisationsbehandlung während 6 Minuten erhaltene Dispersion wurde zu einer gleichen Länge des sterilisierten Kulturmediums (pH 7,0), welches 0,2 g/dl Glucose und 0,01 g/dl (als Stickstoff) zu Wasserstoffsäurehydrolysat von entfetteten Sojabohnen enthielt, aseptisch zugegeben, und das Gemisch wurde 48 Stunden unter Schütteln bei 34°C inkubiert. Die inkubierte Lösung wurde mit einem Mikroskop beobachtet. Die Anwesenheit von Mikroorganismen wurde nicht nachgewiesen, und die vollständige Sterilisation wurde bestätigt. Nach der Sterilisationsbehandlung wurde eine kleine Menge von Ablagerungen auf der Oberfläche der eingesetzten Platte festgestellt. Die Ablagerungen konnten jedoch mit einem üblichen Mittel zur Entfernung von Ablagerungen leicht entfernt werden.
  • (2) Herstellung einer flüssigen Koji-Kultur
  • Ein Kulturmedium, das durch Dispergieren eines Pulvers von entfetteten Sojabohnen, ESUSAN-PUROTEN F (hergestellt von Ajinomoto Seiyu K.K.) auf 1,5 g/dl und außerdem durch Zugeben von etwa 0,5 g/dl L-Glutamat erhalten wurde, wurde im Bereich zwischen 120 und 140°C hitzesterilisiert. Eine flüssige Impfkultur des Koji-Pilzes Aspergillus oryzae ATCC 11494, der von isolierten Sporen in einem aseptischen Kulturmedium gezüchtet worden war, worin das Pulver von entfetteten Sojabohnen in einer Konzentration von 1,5% dispergiert worden war, wurde in das vorstehend genannte hitzesterilisierte Kulturmedium in einer Menge von 15% eingeimpft. Nach dem Einimpfen wurde die Inkubation unter Belüftung und Rühren bei 30°C während 48 Stunden durchgeführt, um eine Koji-Pilzkultur ohne die Kontamination von Mikroorganismen zu erhalten. Die Proteaseaktivität des erhaltenen flüssigen Koji war etwa 30 Einheiten/ml.
  • (3) Hydrolyse einer Weizenglutendispersion
  • Eine Glutendispersion (Aufschlämmung), die mit einem Plattenwärmetauscher sterilisiert worden war, wurde in einem vollständig sterilisierten Fermenter eingeführt. Die flüssige Koji-Pilzkultur, die in (2) hergestellt worden war und ein proteolytisches Enzym, jedoch neben dem Koji-Pilz keine Mikroorganismen enthielt, wurde in ein halbes Volumen der Weizenglutendispersion zugegeben. Die enzymatische Hydrolyse wurde unter Belüftung und Rühren während 72 Stunden unter Kontrollieren der Flüssigkeitstemperatur auf 36°C durchgeführt.
  • (4) Nachbehandlung des hydrolysierten Weizenglutens.
  • Zellen, die in dem erhaltenen hydrolysierten Weizengluten enthalten waren, wurden durch Filtration entfernt, und aktiver Kohlenstoff wurde zugegeben, um zu Entfärben und den Geruch zu neutralisieren. Außerdem wurde das Produkt mit einem Vakuumtrockner konzentriert und dann sprühgetrocknet.
  • (5) Beurteilung des sprühgetrockneten Produkts des hydrolysierten Weizenglutens
  • Das sprühgetrocknete Produkt des hydrolysierten Weizenglutens war fast geruchlos, war ein blassgelbes gleichförmiges Pulver mit einem reichen und wünschenswerten Geschmack ("umami"). Die Analyse ergab einen Gehalt an Natriumchlorid von nicht mehr als 10%. Außerdem wurde die Anzahl der lebensfähigen Zellen unter Verwendung eines Standard-Agarmediums (hergestellt von Eiken Kagaku K.K.; Hefeextrakt 2,5 g/l, Trypton 5 g/l, Glucose 1 g/l, Agar 15 g/l) gemessen. Die Einverleibung von Mikroorganismen wurde im Wesentlichen nicht nachgewiesen. Bei der Gesamtbeurteilung hatte das sprühgetrocknete Produkt des hydrolysierten Weizenglutens bevorzugte Eigenschaften, wie ein Würzmaterial für guten Geschmack ("umami"), und ein Nahrungsmittelmaterial für guten Geschmack ("umami"), das für verschiedene Einsätze geeignet ist. Dementsprechend kann das so erhaltene hydrolysierte Produkt oder deren Bestandteile in der Form verschiedener Würzstoffe verwendet werden.
  • (Vergleichsbeispiel 1) Sterilisation einer Weizenglutendispersion zum Vergleich
  • Eine Weizenglutendispersion, die in einer Konzentration von etwa 20 g/dl auf dieselbe Weise wie in (1) des Beispiels 1 hergestellt wurde, wurde einer kontinuierlichen Sterili sationsbehandlung durch indirektes Erhitzen mit Dampf von 130 bis 150°C als Heizmedium und einem Halten während etwa einer Minute unter Verwendung eines Plattenwärmetauschers (eingesetzte Platte: Free Flow Plate N40, hergestellt von Izumi Food Machinery K.K.) einer kontinuierlichen Sterilisationsbehandlung unterworfen, und ein Halteröhrchen wurde unter Bedingungen gehalten, bei denen die lineare Geschwindigkeit im Inneren der Platte 0,3 bis 0,5 m/s und die Heiztemperatur 130°C war. Bei dieser kontinuierlichen Sterilisationsbehandlungsstufe traten ein Verklumpen innerhalb der Platte und ein starker Anstieg des Druckabfalls innerhalb von 15 Minuten nach Durchleiten der Flüssigkeit auf, so dass diese Stufe nicht vervollständigt werden konnte.
  • Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, dass eine rasche Denaturierung des Proteins durch Einsatz von heißem Wasser statt Dampf als Heizmedium verhindert werden kann.
  • (Beispiel 2) Herstellung einer Pulverdispersion von entfetteten Sojabohnen und Sterilisation
  • Leitungswasser mit einer Temperatur von 60°C wurde in ein Dispergiergefäß gegeben, das mit einem Rührer mit hoher Rührkraft ausgestattet war. Pulver von entfetteten Sojabohnen, ESUSAN-PUROTEN F (hergestellt von Ajinomoto Seiyu K.K.) wurde in einer Konzentration von etwa 20 g/dl zugegeben. Nach dem Rühren und Mischen während 1 Stunde wurde ein pH-Wert zwischen 6 und 7 erreicht. Außerdem war die Viskosität der Dispersion 0,1 Pa·s und veränderte sich kaum. Diese Dispersion wurde durch Zugeben von Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 4,5 eingestellt.
  • Diese Dispersion wurde einer kontinuierlichen Sterilisationsbehandlung durch indirektes Erhitzen mit heißem Wasser von 130°C bis 150°C als Heizmedium und einem Halten während 1 Minute unter Einsatz eines Plattenwärmetauschers (eingesetzte Platte: Free Flow Plate N40, hergestellt von Izumi Food Machinery K.K.) unterworfen, und eine Halteröhre wurde unter Bedingungen eingesetzt, so dass die lineare Geschwindigkeit im Inneren der Platte zwischen 0,3 und 0,5 m/s und die Heiztemperatur 130°C waren. Die Stufe der kontinuierlichen Sterilisationsbehandlung konnte problemlos durchgeführt und vervollständigt werden, und es traten in dieser Stufe überhaupt keine Probleme auf, wie das Verklumpen innerhalb der Platte und der starke Anstieg des Druckabfalls. Nach der Sterilisationsbehandlung wurde eine kleine Menge der Ablagerungen auf die Oberfläche der eingesetzten Platte abgelagert. Diese Ablagerungen konnten jedoch mit einem üblichen Ablagerungsentfernungsmittel entfernt werden.
  • (Vergleichsbeispiel 2) Sterilisation einer Pulverdispersion von entfetteten Sojabohnen als Vergleich
  • Eine Pulverdispersion von entfetteten Sojabohnen wurde wie im Beispiel 2 hergestellt, außer dass die pH-Einstellung durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure nicht nachgeführt wurde. Diese Dispersion wurde einer kontinuierlichen Sterilisationsbehandlung durch indirektes Erhitzen mit heißem Wasser von 130°C bis 150°C als Heizmedium und einer Haltezeit während etwa 1 Minute unter Verwendung eines Plattenwärmetauschers (eingesetzte Platte: Free Flow Plate N40, hergestellt von Izumi Food Machinery K.K.) unterworfen, und die eingesetzte Halteröhre wurde unter Bedingungen eingesetzt, so dass die lineare Geschwindigkeit im Inneren der Platte zwischen 0,3 und 0,5 m/s und die Heiztemperatur 130°C war. Bei der kontinuierlichen Sterilisationsbehandlungsstufe trat innerhalb der Platte im Lauf der Zeit eine Verklumpung und ein starker Anstieg des Druckabfalls auf, und die Stufe konnte nicht vervollständigt werden.
  • Die vorstehend genannten Ergebnisse zeigen, dass die Denaturierung eines Proteins durch Einstellen des pH-Wertes der flüssigen Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials auf nicht höher als 6 im Vergleich mit dem pH-Wert von 6 bis 7 kontrolliert werden kann.
  • Wirkungen der Erfindung
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine wässrige Dispersion eines proteinhaltigen Materials in einem im Wesentlichen aseptischen Zustand umgewandelt werden, ohne dass eine thermische Denaturierung des Proteins selbst bei hoher Konzentration auftritt. Durch Behandlung der Dispersion mit einem proteolytischen Enzym, das im Wesentlichen keine Kontamination durch Mikroorganismen aufweist, wird ein hydrolysiertes Protein, das frei von einem bakteriostatischen Mittel ist, wie Natriumchlorid oder dergleichen, leicht und effizient hergestellt. Folglich kann ein hydrolysiertes Protein mit hoher Produktqualität mit hoher Produktivität bezüglich der Vorrichtungen ohne Einführung einer speziellen Vorrichtung hergestellt werden, wobei auch der Einsatzbereich des Produkts erweitert werden kann.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines hydrolysierten Proteins, das eine Stufe, bei der eine wässrige Dispersion eines proteinhaltigen Ausgangsmaterials mittels eines Plattenwärmetauschers unter Einsatz einer Flüssigkeit als Erwärmungsmedium unter sauren Bedingungen erwärmt und gehalten wird, wobei die wässrige Dispersion im wesentlichen aseptisch gemacht wird, und eine Stufe umfasst, bei die wässrige Dispersion der Wirkung eines proteolytischen Enzyms unterworfen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials eine Konzentration von mindestens 10 g/dl hat.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die sauren Bedingungen zwischen pH 3 und 6 liegen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Flüssigkeit heißes Wasser von 120 bis 150°C ist.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bedingungen für das Erhitzen und Halten bei einer Temperatur zwischen 120 und 140°C während 1 bis 20 Minuten liegen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das proteolytische Enzym im wesentlichen ohne Kontamination durch Mikroorganismen ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das proteinhaltige Ausgangsmaterial ein teihydrolysiertes Protein enthält.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das teilhydrolysierte Protein in einem Maß hydrolysiert ist, dass der Gehalt an Formolstickstoff, bezogen auf erhältlichen Stickstoff, zwischen 0.05 und 10% ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das proteinhaltige Ausgangsmaterial ein Pflanzenprotein enthält.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Pflanzenprotein ein von Weizen, Mais oder einer oder mehreren Bohnen abgeleitetes Protein ist.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das proteinhaltige Ausgangsmaterial ein Tierprotein enthält.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Tierprotein ein Protein ist, das von Haustieren, Geflügel, Fisch oder Schalentieren abgeleitet ist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das proteolytische Enzym ein von einem Mikroorganismus abgeleitetes Enzym ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Mikroorganismus ein Koji-Pilz ist.
  15. Verfahren nach Anspruch 1, welches die folgenden Stufen umfasst: (1) eine Stufe, bei der ein proteinhaltiges Ausgangsmaterial in einem wässrigen Medium bei einer Konzentration von mindestens 10 g/dl dispergiert wird, wobei eine wässrige Dispersion des proteinhaltigen Ausgangsmaterials erhalten wird; (2) eine Stufe, bei der der pH-Wert der wässrigen Dispersion auf zwischen 3 und 6 eingestellt wird, wenn der pH-Wert der wässrigen Dispersion nicht zwischen 3 und 6 liegt; (3) eine Stufe, bei der die wässrige Dispersion mittels eines Plattenwärmetauschers unter Verwendung von heißem Wasser als Erwärmungsmedium erwärmt und gehalten wird, wobei die wässrige Dispersion im wesentlichen aseptisch gemacht wird; (4) eine Stufe, bei der ein proteolytisches Enzym im wesentlichen ohne Kontamination durch Mikroorganismen zu der wässrigen Dispersion gegeben wird; (5) eine Stufe, bei der das proteinhaltige Ausgangsmaterial mit dem proteolytischen Enzym hydrolysiert wird.
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