DE69004170T2

DE69004170T2 - Verfahren zur Herstellung eines pflanzlichen Eiweisshydrolysats und so hergestelltes Produkt.

Info

Publication number: DE69004170T2
Application number: DE90113464T
Authority: DE
Inventors: Donald J Hamm
Original assignee: Unilever Bestfoods North America
Current assignee: Unilever Bestfoods North America
Priority date: 1989-07-14
Filing date: 1990-07-13
Publication date: 1994-03-24
Anticipated expiration: 2010-07-14
Also published as: HK7994A; KR0158207B1; NO903147L; CA2020461A1; FI903561A0; DK0408063T3; KR910002892A; NO176808C; NO903147D0; EP0408063A1; EP0408063B1; NO176808B; IN171597B; JP2925028B2; ATE96280T1; AR247472A1; ES2059911T3; AU626700B2; BR9003385A; AU5890290A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von hydrolysierten pflanzlichen Proteinen, welche keine nachweisbaren Mengen an Monochlorpropanol enthalten. Das resultierende hydrolysierte pflanzliche Protein ist sauber und angenehm im Geschmack und weist wesentliche geschmacksverbessernde Kennzeichen auf.

Beschreibung des Standes der Technik

Die Herstellung von konventionellen hydrolysierten pflanzlichen Proteinen (HVPs) wird üblicherweise durch saure Hydrolyse mit Salzsäure unter Rückflussbedingungen durchgeführt, spezifisch unter Verwendung von 6M Salzsäure bei 109ºC und Atmosphärendruck. Es wurde gezeigt, dass das Hydrolysieren von pflanzlichen Proteinen unter diesen Bedingungen zur Chlorierung von Glycerin führt, welches aus den restlichen Fettsubstanzen abgeleitet ist, welche im rohen Protein zugegen sind, wobei Monochlorpropanole (MCPs) und Dichlorpropanole (DCPs) gebildet werden. Da MCP und DCP fragwürdige Eigenschaften und Kennzeichen aufweisen, ist ihre Gegenwart in Nahrungsmitteln unerwünscht. DCP wird während der Verdampfungs- oder Konzentrationsstufen der Standard-Verfahren leicht entfernt. Leider wird jedoch MCP nicht entfernt, sondern ist im fertigen Produkt konzentriert, und daher sind zusätzliche Verfahrensstufen erforderlich, um MCP aus dem fertigen Produkt zu entfernen.
In einem konventionellen sauren Hydrolyseverfahren zur Herstellung von HVPs kann die Bildung von MCP und DCP verhindert werden durch Verwendung von Schwefelsäure oder Phosphorsäure anstelle der Salzsäure. Die durch Hydrolyse mit Schwefel- oder Phosphorsäure hergestellten HVPs sind jedoch von schlechterer Qualität, indem sie einen bitteren Geschmack aufweisen.
Die besondere Schwierigkeit liegt darin, dass MCP während der konventionellen sauren Hydrolyse aus der Chlorierung des aus den restlichen Fettsubstanzen, welche in rohen Proteinen zugegen sind, abgeleiteten Glycerin abgeleitet wird. Beispielsweise ist vitales Weizengluten, welches etwa 75 % Protein darstellt, aber auch 5,0 bis 9,5 % Fett und andere Lipidmaterialien enthält, eine reichliche Quelle von Glycerin in der Form eines komplexen Gemisches von Mono-, Di- und Triglyceriden, Phosphorlipiden und Glycolipiden. Zahlreiche Faktoren, von welchen angenommen wird, dass sie die Bildung von MCP bewirken, umfassen die Gegenwart von hohen Konzentrazionen an Chloridionen, hohe Mengen an überschüssiger Säure, hohe Rückflusstemperaturen und lange Reaktionszeiten. Es wird angenommen, dass das gebundene Glycerin aktiver ist bei der Bildung von MCPs als ungebundenes Glycerin.
Es ist auch vieles bekannt über die Verwendung von Enzymen zur Hydrolysierung von pflanzlichen Proteinen für Nahrungsmittelzwecke, nicht jedoch zum Zweck der Verbesserung des Geschmacks. Was in der bestehenden Literatur offenbart wird, ist im allgemeinen auf die Erzeugung von funktionell verbesserten Proteinen gerichtet, wie die Eliminierung der Bildung von bitterem Peptid während der Enzymhydrolyse, wie im U.S. Paent 4.636.388 dargestellt. Das Patent offenbart insbesondere ein Proteinprodukt von niederem Aschegehalt, welches besonders für die enzymatische Hydrolyse angepasst ist. Eine Dispersion von Protein wird isoliert und dann in Teilchenform in einer Flüssigkeit gewaschen um einem Teil des nicht-proteinartigen Materials zu erlauben, aus dem Gel in die Flüssigkeit zu diffundieren, und anschliessend wird die Flüssigkeit vom Gel abgetrennt. Das so behandelte Produkt wird sodann enzymatisch hydrolysiert, vorzugsweise mit Pilz-Protease und Pancreatin.
U.S. Patent 4.757.007 offenbart und beansprucht ein Verfahren für die Herstellung von hydrolysierten Produkten aus Soyaprotein durch partielle Hydrolysierung von Soyaprotein mit Protease und anschliessende Trennung der resultierenden hydrolysierten Produkte unter Verwendung einer 5 %igen wässerigen Lösung von Trichloressigsäure. Der Anteil an hydrolysiertem Protein von niederer Löslichkeit besitzt ausgezeichnete Emulgiereigenschaften, während derjenige von hoher Löslichkeit ausgezeichnete schäumende Eigenschaften aufweist.
Im U.S. Patent 3.830.942 wird ein lösliches Proteinprodukt erzeugt, welches besonders nützlich ist in stark sauren Nahrungsmitteln, und ein unlösliches Proteinprodukt wird hergestellt, welches bei der Herstellung von an Protein angereicherten Bakwaren verwendet wird. Das Patent offenbart das Verfahren zur Herstellung beider Produkte durch Bildung einer wässerigen Lösung von entfetteten, ölhaltigen Samenmaterialien, Einstellung des pH der Ausschlämmung aus dem isoelektrischen Punkt der Samenmaterialien, Erhitzen der Aufschlämmung auf erhöhte Temperaturen,Zusatz eines Enzyms zu der Aufschlämmung, Rühren des Gemisches während der Hydrolyse des Materials und anschliessend Trennung der hydrolysierten von den nicht- hydrolysierten Anteilen des Proteinproduktes.
Obwohl Enzymhydrolyse und Säurehydrolyse im allgemeinen getrennte Verfahren darstellen, wurde ein Patent gefunden, welches die Kombination von Säure- und Enzymhydrolyse offenbart, um ein Proteinhydrolysat zu erhalten. In der USSR-Patentanmeldung 442800 wird ein Verfahren zur Erzielung eines Präparates für parenterale Proteinernährung beschrieben. Ein Verfahren wird offenbar, in welchem das rohe Proteinmaterial enzymatischer Spaltung unterworfen wird, gefolgt von saurer Hydrolyse mit 5,0 % Schwefelsäure (4,0N) in einer Kohlendioxidatmosphäre. Anschliessend wird das Hydrolysat durch eine Anionenaustauschersäule geführt, mit Aluminiumhydroxid behandelt und durch eine Säule geführt, welche Kationenaustauscherharz enthält. Die Säurehydrolyse erfolgt bei etwa 100ºC während etwa sieben (7) Stunden.
Im JP 63-74465 (1988) wird ein Verfahren zur Herstellung einer Würze offenbart, in welchem Glutenmehl mit einem Enzym behandelt wird und der daraus erhaltene wasserlösliche Extrakt mit Säure während etwa 24 Stunden hydrolysiert wird.
Zahlreiche Versuche wurden im Laufe der Jahre durchgeführt, um hydrolysierte Pflanzenproteinprodukte zu erzeugen, welche für zahlreiche Zwecke verwendet werden, doch wurde bisher kein Verfahren bekannt, welches ein hydrolysiertes Pflanzenprotein mit herabgesetzten oder nicht vorhandenen Mengen an MCP oder DCP infolge der Verhinderung der Erzeugung von MCP und DCP durch Regulierung der Parameter der Säurehydrolyse,und welches wesentliche geschmacksverbessernde Kennzeichen aufweist, herstellt.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von hydrolysierten pflanzlichen Proteinen, welche keine nachweisbaren Mengen an MCP enthalten. Dieses Resultat wird mit Hilfe eines einmaligen Verfahrens erzielt, welches zwei Methoden der Hydrolyse des pflanzlichen Proteins vereint, nämlich enzymatische Hydrolyse und milde saure Hydrolyse. Die Hydrolysate, welche aus diesen Verfahren resultieren, sind sauber und angenehm im Geschmack, weisen wesentliche geschmacksverbessernde Eigenschaften auf und enthalten wesentliche Mengen an Mononatriumglutamat, bis zu 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht.
Das Verfahren zur Herstellung hydrolysierter pflanzlicher Proteine ohne nachweisbare Mengen an MCP beginnt mit dem Hydrolysieren des Proteins, indem es einer wässerigen Lösung von mindestens einer Protease zugesetzt wird. Das resultierende hydrolysierte lösliche Protein wird sodann von der unlöslichen Masse getrennt. Anschliessend wird Säure zugesetzt, und das Gemisch wird erhitzt, was zu einem angsäuerten Hydrolysat führt, welches sodann neutralisiert wird.
Es wird angenommen, dass die Stufe der Enzymhydrolyse dazu beiträgt, die Bildung von MCP und DCP herabzusetzen durch Solubilisierung des Proteins weg vom Hauptanteil der nicht-proteinartigen Komponenten des rohen Proteins. Es wird angenommen, dass dies zu einer beträchtlichen Herabsetzung der Menge an verfügbares Glycerin enthaltenden Fettsubstanzen führt und dadurch die Menge an Schlüsselsubstanzen, die für die Bildung von MCP während der folgenden Stufe der sauren Hydrolyse erforderlich sind, herabsetzt. Eine weitere Funktion der Enzymhydrolyse besteht darin, auf das Protein zu wirken, um kleine Peptide und Aminosäuren freizusetzen.
Die Stufe der sauren Hydrolyse verhilft auch zur Herabsetzung des Gehaltes an MCP, da es sich um eine milde Säurehydrolyse handelt, welche verwendet wird. Die Bedingungen, unter welchen die saure Hydrolyse oder die Deamidierung erfolgt, sind wesentlich milder als jene, die in konventionellen Verfahren angewandt werden. Insbesondere wird die milde Säurehydrolyse mit beträchtlich niedrigeren Säurekonzentrationen, bei niedrigeren Temperaturen und während kürzerer Dauer durchgeführt als die konventionellen Hydrolyseverfahren. Durch Regulierung der Bedingungen erfolgt vorzugsweise eine Deamidierung; d.h. die Amidbindungen werden hydrolysiert, während die Hydrolyse der Peptidbindung reguliert oder auf ein Minimum herabgesetzt wird. Es wird angenommen, dass diese Bedingungen, kombiniert mit den herabgesetzten Fettmengen aus der Enzymhydrolyse für das Fehlen der Bildung von MCPs im fertigen Produkt verantwortlich sind.

Die Erfindung im einzelnen

Das vorliegende Verfahren umfasst eine Anzahl von Stufen für das Hydrolysieren eines pflanzlichen Proteins, um zu einem Produkt zu führen, welches keine nachweisbaren Mengen an MCP enthält. Der Ausdruck "keine nachweisbare Menge", wie er hier verwendet wird, bedeutet, dass keine nachweisbare Menge, gemessen mittels Gaschromatographie (GC) mit einer Empfindlichkeit auf Mengen bis herab zu 2 ppm, vorhanden ist.
Insbesondere wird ein pflanzliches Protein hydrolysiert, indem es zu einer wässerigen Lösung von mindestens einer Protease zugesetzt wird. Das pflanzliche Protein kann eines der verfügbaren pflanzlichen Proteine sein, wie, ohne Einschränkung darauf, Oelsamenproteine (Soya-, Erdnuss-, Sonnenblumen-, Baumwollsamen), Plasmaproteine oder Blattproteine. Das bevorzugte Protein zur Herstellung von schmackhaften Geschmacksstoffen mit beträchtlichen geschmacksverstärkenden Eigenschaften ist Weizengluten infolge seines hohen Gehaltes an Glutaminsäure, welche meistens als Glutamin vorhanden ist.
Das Protein wird einer Lösung von mindestens einer Endoprotease zugesetzt, welche sauer, neutral oder alkalisch sein kann. Die Protease wird je nach einer Anzahl von Parametern für die besondere Enzym/Substrat- Kombinationausgewählt, wie a) welches das richtige pH wäre für die optimale proteolytische Aktivität; b) die Peptidbindungsspezifität, welche am besten geeignet ist, um den Erfordernissen des Endproduktes zu entsprechen, und c) ob oder nicht das Substrat eine Entbitterung erfordert. Das bevorzugte Enzym für das Proteinweizengluten ist eine neutrale Endoprotease, spezifisch Prozym 6 (Amano International Enzyme, Troy, Virginia).
Die Enzymhydrolyse des Proteins erfolgt bei einer Temperatur zwischen etwa 25 und etwa 75ºC und bei einem pH von etwa 5,5 bis etwa 8,5, wobei ein neutrales Enzym in einer Menge von etwa 0,1 bis etwa 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Substrat, zugegen ist. Diese Bedingungen werden wiederum variieren je nach der Protein- Protease-Kombination. Beispielsweise hängt das pH vom Typus des verwendeten Enzyms ab. Wenn ein saures Enzym verwendet wird, wird das pH im Bereich von etwa 1,5 bis etwa 4,0 liegen, und wenn ein alkalisches Enzym verwendet wird, wird das pH im Bereich von etwa 7,0 bis etwa 12,0 liegen. Der vorliegende pH-Bereich basiert auf der Verwendung einer neutralen Protease.
Für den bevorzugten Fall von Weizengluten und Prozym 6 , einer neutralen Protease, wird die Enzymhydrolyse bei einer Temperatur von etwa 40 bis 50ºC, vorzugsweisec 45ºC und bei einem pH von etwa 6,5 bis etwa 7,0 , mit einem bevorzugten Gehalt an Prozym 6 von etwa 0,5 bis 1,0 Gewichtsprozent. Die Zeit, während welcher die Enzymhydrolyse erfolgt, hängt von einer ganzen Anzahl Faktoren ab, insbesondere der verwendeten Enzymkonzentration, dem pH, der Reaktionstemperatur, dem Substratgehalt und dem gewünschten Grad an Hydrolyse. Für die bevorzugte Ausführungsform wird eine Zeitdauer von etwa vier (4) Stunden vorgeschlagen.
Auch der Substratgehalt spielt eine wichtige Rolle im vorliegenden Verfahren. Der gewünschte Gehalt beträgt etwa 1,0 bis etwa 30 %, bezogen auf das Gewicht des ganzen Ansatzes, mit einem bevorzugten Gehalt von etwa 22 bis etwa 26 Gewichtsprozent. Diese Gehalte sind aussergewöhnlich hoch und können üblicherweise nicht mittels üblicher Methoden erzielt werden. Um die gewünschten Gehalte zu erzielen, wird das Substrat zu dem Enzym zugesetzt anstelle der üblichen Methode des Zusatzes des Enzyms zu dem Substrat.
Die Enzymhydrolyse ist dazu bestimmt, einen Hauptanteil der Hydrolyse der Peptidbindung zu bewerkstelligen, welcher notwendig ist, um die geschacksaktiven Peptide und Aminosäuren freizusetzen. Er setzt weder die Glutaminsäure oder Mononatriumglutamat aus Glutamin frei, noch wirkt er auf die Amidbindungen des Glutamins, welches an die Peptide gebunden ist. Wie oben erwähnt, können eine ganze Reihe von im Handel erhältlichen Endoproteasen und Exoproteasen verwendet werden, um das gewünschte Resultat zu erzielen. Spezifische Exoproteasen, wie Debitrase (Imperial Biotechnology Inc., Rosemont, Illinois), welche Leucinaminopeptidase enthalten, können verwendet werden, falls gewünscht wird, die Bitterkeit von hydrophoben Peptiden, welche in dem hydrolysierten pflanzlichen Protein zugegen sind, herabzusetzen.
Es muss darauf hingewiesen werden, dass eine Endoprotease unbedingt notwendig ist, um die anfängliche Enzymhydrolyse durchzuführen. Wenn daher nur eine Protease verwendet wird, muss dies eine Endoprotease sein. Wenn mehr als ein Enzym für die Hydrolyse des pflanzlichen Proteinsverwendet wird, können die Enzyme aus jeder beliebigen Kombination von Endoproteasen und Exoproteasen bestehen, und sie können entweder gleichzeitig oder aufeinanderfolgend verwendet werden.
An diesem Punkt kann der enzymatische Prozess im gewünschten Stand unterbrochen werden durch Zusatz von Säure zu der wässerigen Lösung. Diese Stufe ist keine notwendige Stufe, obwohl sie Teil des bevorzugten Verfahrens bildet, und das hydrolysierte lösliche Protein kann von der unlöslichen Masse ohne diese Stufe getrennt werden. Der Zusatz einer organischen oder anorganischen Säure von Nahrungsmittelqualität, um die wässerige Lösung auf ein pH von etwa 2,0 bis etwa 4,0 einzustellen, beendet jedoch die enzymatische Reaktion, wodurch eine genaue Regulierung des Endpunktes und mikrobiologische Stabilität für das Hydrolysat erzielt werden. Der Zusatz einer Säure von Nahrungsmittelqualität im gewünschten Zeitpunkt trägt auch zur besseren Trennung des hydrolysierten löslichen Proteins von der unlöslichen Masse bei. Die Säure kann zugesetzt werden, sobald das Hydrolysat den gewünschten Grad an Löslichkeit und an Hydrolyse erreicht hat. Spezifisch sollte der Grad an Löslichkeit aus wirtschaftlichen Gründen mindestens 60 % betragen, bei einer bevorzugten Höhe von mindestens 90 %. Der Grad an Hydrolyse sollte im Bereich von etwa 10 bis etwa 70 %, vorzugsweise etwa 20 bis etwa 50 %, liegen.
Das hydrolysierte pflanzliche Protein wird sodann von der unlöslichen Masse mit Hilfe jeder geeigneten konventionellen Methode, wie Filtration oder Zentrifugierung oder einer Kombination davon, getrennt.
Anschliessend wird das hydrolysierte lösliche Protein einer milden Säurehydrolyse unterworfen durch Zusatz einer Säure von Nahrungsmittelqualität und wird erhitzt. Die Säure kann Mineralsäure allein sein oder kann mit einer organischen Säure kombiniert sein. Diese milde Säurehydrolyse ist dazu bestimmt, die Desamidierung von freien Aminosäuren und Peptiden auf ein Maximum zu bringen und die Bildung von Pyroglutaminsäure zu minimalisieren durch Optimieren der Menge an überschüssiger Wasserstoffionenkonzentration. Spezifisch ist die überschüssige Wasserstoffionenkonzentration, nach dem Titrieren des hydrolysierten Proteins, etwa 0,5 bis etwa 2,0 molar, vorzugsweise 1,0 molar. Beispiele von Säuren von Nahrungsmittelqualität, welche in dieser Stufe eingesetzt werden können, umfassen Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure und jede Kombination davon. Ausserdem können diese Mineralsäuren teilweise durch verschiedene organische Säuren, wie Apfelsäure, ersetzt werden. Die bevorzugte Säure zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung ist Salzsäure. Diese Desamidierungsstufe wird bei einer Temperatur von etwa 75 bis etwa 100ºC, vorzugsweise etwa 95ºC, durchgeführt. Das angesäuerte Hydrolysat aus der Desamidierung wird sodann auf ein pH von etwa 5,0 bis etwa 7,0 neutralisiert. Jede Anzahl bekannter Mittel können verwendet werden, aber das bevorzugte Mittel ist 50 %iges Natriumhydroxid von Nahrungsmittelqualität.
Das resultierende neutralisierte Hydrolysat kann sodann, falls erwünscht, weiter verarbeitet werden, um es in eine besser verwendbare Form zu bringen. Das Hydrolysat kann einerEntfärbungs- und Desodorierungsbehandlung unterworfen werden. Dies erfolgt üblicherweise unter Verwendung von Aktivkohle. Das entfärbte, desodorierte Hydrolysat kann sodann konzentriert werden. Dies kann durch eine Anzahl gutbekannter Methoden erfolgen, wie Sprühtrocknung, Vakuumtrocknung auf einem Blech oder Verdampfung, z.B. mit einem fallenden Dünnschichtverdampfer.
Während der milden sauren Desamidierung wird alles durch den anfänglichen enzymatischen Prozess erzeugte Glutamin in Mononatriumglutamat (MSG) umgewandelt. Die Menge an MSG, welche im fertigen Produkt vorhanden ist, wird daher durch das erfolgte enzymatische Verfahren und das verwendete Substrat bestimmt. Beispielsweise, wenn Weizengluten als pflanzliches Protein verwendet wird und das enzymatische Verfahren bis zur totalen Konversion verfolgt wird, kann die Menge an MSG im Endprodukt bis etwa 20 bis 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht, betragen.
Die folgenden Beispiele illustrieren die vorliegende Erfindung noch weiter:

Beispiel I

Enzymhydrolyse

Jede Probe wurde der Enzymhydrolyse in einem New Brunswick-Scientific MICROFERM-Fermentator, ausgerüstet mit einem 14 Liter Kessel und einer Standard- Konfiguration, unterworfen. Das allgemeine Verfahren, welches zur Durchführung der Enzymhydrolyse von Weizengluten verfolgt wurde, bestand darin, zuerst den Reaktionskessel mit 65 bis 90 % des einzufüllenden gesamten Wassers zu beschicken. Während der Kessel auf Temperatur gebracht wurde, wurde die pH-Elektrode standardisiert und der Autotitrator wurde mit 4,0M Natriumhydroxid beschickt. Der Titrator wurde auf das Ziel-pH eingestellt, und die Enzmylösung (10 % Gewicht/Gewicht Enzym in D.I. Wasser) wurde zubereitet.
2400 g Weizengluten (Manildra Milling Corp., Shawnee Mission, Kansas 66205) wurden zu 24 g Prozym 6 (Amano Enzymes, U.S. Vertreter : Mitsubishi International Corp., New York, New York 10022) in 7500 g Wasser im Laufe von 15 bis 20 Minuten unter konstantem Rühren zugesetzt. Die enzymatische Hydrolyse, auf pH 7 und einer Temperatur von 45ºC gehalten, wurde während 4 Stunden laufen gelassen.
Nach 4 Stunden wurde das Hydrolysat rasch mit 20 Baumé (10,0 N)-Salzsäure (HCl) von Nahrungsmittelqualität auf pH 2 titriert. Das angesäuerte Hydrolysat wurde sodann durch in Eiswasser getauchte Röhren in ein Sammelgefäss gepumpt und sofort gekühlt. Die lösliche Phase wurde durch Zentrifugieren des ganzen Hydrolysates während 15 Minuten in einer Zentrifuge mit 16'000 x G gewonnen, und die gewonnene überstehende Flüssigkeit wurde mittels Gefriertrocknung konzentriert, um sie für die Desamidierung vorzubereiten.

Milde Säuredesamidierung

9,63 g der gefriergetrockneten überstehenden Flüssigkeit (0,1 g Feuchtigkeit) wurden in einen 50 ml- Messkolben eingewogen. 10M HCl wurde bis zur 50 ml-Markierung eingefüllt (für 1,0M HCl-Ueberschuss wurden 9,04 g 10M HCl verwendet; für 1,5M HCl-Ueberschuss wurden 11,94 g verwendet und für 2,0M HCl-Ueberschuss wurden 14,84 g verwendet). Die Probe wurde in eine 125 ml - Wheaton-Serumflasche verbracht (Wheaton-Katalo No. 223748) und in einem Wasserbad unter Sch ütteln während 1 Stunde inkubiert. Die Probe wurde sodann mit 50 %igem Natriumhydroxid von Nahrungsmittelqualität (NaOH; J. F. Henry Chemical Co., Inc., Union, New Jersey 07083) neutralisiert. Die Resultate sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. TABLLE I Probe Wasserbadtemperatur (ºC) Deamid DH = Grad der Hydrolyse; Prozent der hydrolysierten gesamten Peptidbindung. Deamid = Prozent Deasmidierung, basierend auf dem gesamten freigesetzten Ammoniumhydroxid. GLU = freie Glutaminsäure (MSG). PG = freie Pyroglutaminsäure. NA = Nicht verfügbar.

Beispiel II

Enzymhydrolyse

Die Enzymhydrolyse wurde nach dem in Beispiel I dargestellten Verfahren durchgeführt.

Milde Säuredesamidierung

Die Basis für dieses Beispiel war es, das Desamidierungsverfahren von Beispiel I auf eine 1-Liter Reaktion zu vergrössern 686,7 g Wasser und 183,3 g 10M HCl (1,0 M Ueberschuss) wurden in den Reaktor gegeben und auf 95ºC erhitzt. 200 g des Hydrolysates (20 % Gewicht/Volumen) wurden sodann als trockenes Pulver durch eine Seitenöffnung im Laufe von etwa 5 Minuten in den Reaktor gegeben. Ein Kondensator wurde in die Oeffnung aufgesetzt und die Reaktion während 1 Stunde bei einer konstanten Temperatur von 95ºC fortgesetzt. Die Wärmequelle wurde sodann vom Reaktionsgefäss entfernt, und das Gefäss wurde rasch in einem Eisbad aufunter 50ºC gekühlt, um die Reaktion zu unterbrechen. 160 g 50 %iges NaOH wurden in das Gefäss zugesetzt, um die Probe auf pH 7 zu bringen. Diese Neutralisation wurde in einem Eisbad unterhalb 25ºC durchgeführt, um den MSG-Gehalt aufrecht zu erhalten. 1100 g des neutralisierten Desamidates wurden sodann mit 11 g Marco KB -Aktivkohle (American Norit Company, Inc., Jacksonville, Florida) während 2 Stunden bei Zimmertemperatur behandelt. Das Desamidat wurde sodann auf einem Büchner- Trichter über aschefreiem Whatman 42 -Papier filtriert. Das Filtrat wurde in einen Vakuumtrockner bei 50ºC und 25 mm Hg während 2 Stunden konzentriert. Das erhaltene Produkt, welches mit einer Konzentration von etwa 70 % Feststoffen vorlag, wurde mit Wasser verdünnt, um eine homogene Lösung mit etwa 40 % Feststoffen für die Analyse zu erzeugen. Der MCP-Gehalt wurde sodann mittels Standard- GC-Verfahren gemessen, welches auf 2 ppm empfindlich ist, wobei das Resultat keine nachweisbaren Mängel an MCP ergab. MSG war im Endprodukt in einer Menge von 5 % bezogen auf den Trockengehalt, zugegen.

Beispiel III

Enzymhydrolyse

Milde Säuredesamidierung

Das in Beispiel II dargestellte Verfahren wurde durchgeführt, um die Wirkung der Verwendung von 2,0M - Ueberschuss HCl auf die Desamidierung und die MCP-Bildung zu sehen. 200 g (Trockengewicht) des Hydrolysates wurden in einem 570 g Wasser und 300 g 10M HCl (2,0M -Ueberschuss) enthaltenden Reaktor eingefüllt. Nach 1 Stunde bei 95ºC wurde das Desamidat gekühlt und mit 232 g 50 %iger NaOH neutralisiert. 608 g des neutralisierten Desamidates wurden mit 6,1 g Darco S-51 -Aktivkohle während 2 Stunden bei Zimmertemperatur behandelt. Das Desamidat wurde sodann filtriert und konzentriert. Eine homogene Lösung von etwa 45 % Feststoffen wurde für die Analyse mittels GC verwendet, wobei das Resultat keine feststellbaren Mengen an MCP ergab.

Beispiel IV

Enzymhydrolyse

Die Enzymhydrolyse wurde mit der Probe nach dem in Beispiel I dargestellten Verfahren durchgeführt.

Milde Säuredesamidierung

Dasselbe Desamidierungsverfahren wurde durchgeführt, aber die Enzymhydrolysatkonzentration wurde erhöht, um die Wirkung auf die Desamidierung und die MCP-Bildung zu beobachten. 400 g des Hydrolysates (40 % Gewicht/Volmen) wurde zu einer Lösung von 250,6 g 10M HCl (1,0MHCl Ueberschuss) in 490,0 g Wasser (Substratdichte = 1,14) zugesetzt. Nach 1 Stunde bei 95ºC wurde das Desamidat gekühlt und mit 220 g 50 %iger NaOH neutralisiert. 647 g des neutralisierten Desamidates wurden mit 6,5 g Darco S-51 -Aktivkohle während 2 Stunden bei Zimmertemperatur behandelt. Nach dem Filtrieren und Konzentrieren wurde eine Lösung von etwa 45 % Festoffgehalt mit Hilfe einer GC analysiert, wobei kein feststellbarer Gehalt an MCP erhalten wurde.

Beispiel V

Enzymhydrolyse

Dasselbe Verfahren wie in Beispiel I beschrieben wurde durchgeführt, mit Ausnahme dass eine Kombination von neutralen Proteasen verwendet wurde. 24 g Prozym 6 und 33,7 g (0,5 % Enzym/Substrat-Trockengrundlage) an Neutrase-Flüssigkeit (wie erhalten) (NOVO Industries, Danbury, Connecticut) wurden zu Beginn zu den Reaktionsgefässen mit Wasser eingesetzt.

Milde Säuredesamidierung

Nach dem in Beispiel II dargestellten Verfahren wurden 200 g des Hydrolysates zu einer Lösung von 183,3 g 10M HCl (1,0M Ueberschuss) und 686,7 g Wasser zugesetzt. Nach 1 Stunde bei 95ºC wurde das gekühlte Desamidat mit 156 g 50 %iger NaOH neutralisiert. 400 g des Desamidates wurden mit4 g Darco KB -Aktivkohle während 2 Stunden bei Zimmertemperatur behandelt. Nach Filtrierung und Kondensierung wurde eine Lösung von etwa 40 % Feststoffgehalt der GC-Analyse unterworfen, wobei keine feststellbare Menge an MCP erhalten wurde.

Beispiel VI

Enzymhydrolyse

Das Verfahren für die Enzymhydrolyse, wie es in Beispiel I beschrieben ist, wurde durchgeführt, mit Ausnahme, dass eine Kombination von Enzymen verwendet wurde, und die Enzyme wurden nacheinander zugesetzt. Dieses Verfahren wurde durchgeführt, um die Wirkung einer Exopeptidase auf doe Freisetzung von MSG zu beobachten. 24 g Prozym 6 wurden zu Beginn in den Reaktor mit dem Wasser eingefüllt und gemäss dem obigen Verfahren wurden 2400 g Weizengluten später in den Kessel eingefüllt. Nach 30 Minuten wurden 13,0 g Debitrase 4500.10 (Imperial Biotechnology Inc., Rosemont, Illinois) in den Reaktor zugesetzt,und die Reaktion wurde während einer Dauer von 4 Stunden nach Zusatz der Debiterase bzw. im ganzen während 4,5 Stunden fortschreiten gelassen.

Milde Säiredesamidierung

Gemäss dem Verfahren von Beispiel II wurden 200 g des Hydrolysates zu einer Lösung von 183,3 g 10M HCl (1,0M Ueberschuss) und 686,7 g Wasser (Substratdichte = 1,07) zugesetzt. Nach 1 Stunde bei 95ºC wurde das gekühlte Desamidat mit 159 g 50 %iger NaOH neutralisiert. 618 g des neutralen Desamidates wurden mit 6,2 g Darco S-51 -Kohle während 2 Stunden bei Zimmertemperatur behandelt. Eine Lösung mit etwa 40 % Feststoffgehalt wurde mit einem GC analysiert, wobei keine nachweisbare Menge an MCP erhalten wurde. Die Menge an MSG, die im Endprodukt zugegen war, betrug 10 Gewichtsprozent, auf Trockengewicht berechnet.

Beispiel VII

Enzymhydrolyse

Das allgemeine Verfahren für die Enzymhydrolyse, wie es in Beispiel I dargestellt ist, wurde durchgeführt mit Ausnahme, dass ein anderes Enzym verwendet wurde, welches zur Notwendigkeit führte, die Zeit und Temperatur, bei welcher die enzymatische Hydrolyse stattfand, zu ändern. 16 g Debitrase 4060.50 (1,5 % Enzym/Substrat- Trockenbase) wurden als Enzym verwendet anstelle von Prozym 6 , und die Hydrolyse wurde bei 38ºC während einer Zeit von 6 Stunden durchgeführt.

Milde Säuredesamidierung

200 g des Hydrolysates wurden zu einer Lösung von 183,3 g 10M HCl (1,0M Ueberschuss) und 686,7 g Wasser zugesetzt. Nach 1 Stunde bei 95ºC wurden 153 g 50 %iger NaOH zugesetzt, um das gekühlte Desamidat zu neutralisieren. 600 g des neutralisierten Desamidates wurden mit 6,0 g Darco S-51 -Aktivkohle während 2 Stunden bei Zimmertemperatur behandelt. Eine Probe mit 40 % Feststoffen wurde analysiert, wobei der resultierende MCP- Gehalt nicht nachweisbar war.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von hydrolysierten pflanzlichen Proteinen, welche keine nachweisbare Menge an Monochlorpropanol enthalten, was bedeutet, dass keine nachweisbare Menge, gemessen durch Gaschromatographie (GC) mit einer Empfindlichkeit auf Mengen bis hinunter auf 2 ppm, vorhanden ist, welches umfasst :

(a) das Hydrolysieren eines pflanzlichen Proteins, indem man es zu einer wässerigen Lösung von mindestens einer Protease zusetzt, welche mindestens eine Endoprotease und gegebenenfalls eine weitere Protease ist;

(b) Trennung des hydrolysierten löslichen Proteins von der unlöslichen Masse;

(c) Zusatz von Säure zu dem hydrolysierten löslichen Protein und Erhitzen des Gemisches um das Hydrolysat im wesentlichen zu desamidieren, wobei die milde Säurehydrolyse während einer Zeit durchgeführt wird, welche kurz genug ist, um keine nachweisebare Menge an Monochlorpropanol zu ergeben, was bedeutet, dass keine nachweisbare Menge, wie durch Gaschromatographie mit einer Empfindlichkeit auf Mengen bis hinter auf 2 ppm gemessen, zugegen ist, und

(d) Neutralisieren des desamidierten Hydrolysates.

2. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den Zusatz einer Säure zu der wässerigen Lösung in Stufe (a) umfasst, um die enzymatische Reaktion zu unterbrechen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner die Desodorierung und Entfärbung des Hydrolysates aus Stufe (d) umfasst.

4. Verfahren nach Anspruch 3, welches ferner das Konzentrieren des desodorierten und entfärbten Hydrolysates umfasst.

5. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Protease in Stufe (a) eine Endoprotease ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, in welchem die Endoprotease sauer, neutral oder alkalisch ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem das pflanzliche Protein in Stufe (a) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oelsamenproteinen, Plasmaproteinen, Blattproteinen oder Kombinationen davon.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in welchem das pflanzliche Protein Weizengluten ist.

9. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Hydrolyse in Stufe (a) bei einer Temperatur von 25 bis 75ºC und einem pH von 5,5 bis 8,5 stattfindet.

10. Verfahren nach Anspruch 9, in welchem die Hydrolyse in Stufe (a) bei einer Temperatur von 40 bis 50ºC und einem pH von 6,5 bis 7,0 stattfindet.

11. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Trennung in Stufe (b) durch Filtration, Zentrifugieren oder Kombinationen davon erfolgt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die zugesetzte Säure in Stufe (c) nach Titration des hydrolysierten Proteins einem Wasserstoffionenkonzentrationsüberschuss von 0,5 bis 2,0 molar ergibt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, in welchem die zugesetzte Säure in Stufe (c) einen Wasserstoffionenkonzentrationsüberschuss von 1,0 molar ergibt.

14. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Reaktion der Stufe (c) bei einer Temperatur von etwa 75 bis 100ºC erfolgt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, in welchem die Reaktion in Stufe (c) bei einer Temperatur von 95ºC erfolgt.

16. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Neutralisation der Stufe (d) bei einem pH von 5,0 bis 7,0 erfolgt.

17. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Hydrolyse in Stufe (a) durch aufeinanderfolgenden Zusatz von mindestens zwei Proteasen bewirkt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, in welchem die Hydrolyse in Stufe (a) durch gleichzeitigen Zusatz von mindestens zwei Proteasen bewirkt wird.

19. Verfahren für die Herstellung von hydrolysierten pflanzlichen Proteinen, welche keine nachweisbare Menge an Monochlorpropanol enthalten, gemäss Anspruch 1, welches zusätzlich zu den Stufen (a) bis (d) von Anspruch 1 die folgenden Stufen umfasst :

(e) Zusatz einer Säure zu der wässerigen Lösung in Stufe (a) um die enzymatische Reaktion zu unterbrechen;

(f) Entfärbung und Desodorierung des Hydrolysates aus Stufe (d); und

(g) Konzentrieren des Hydrolysates aus Stufe (f).

20. Verfahren nach Anspruch 19, in welchem das pflanzliche Protein in Stufe (a) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Oelsamenproteinen, Plasmaproteinen, Blattproteinen oder Kombinationen davon.

21. Verfahren nach Anspruch 20, in welchem das pflanzliche Protein in Stufe (a) Weizengluten ist.

22. Verfahren nach Anspruch 19, in welchem die Desodorierung und Entfärbung der Stufe (f) unter Verwendung von Aktivkohle durchgeführt wird.

23. Verfahren nach Anspruch 19, in welchem die Säure in Stufe (e) eine Mineralsäure von Nahrungsmittelqualität ist.

24. Verfahren nach Anspruch 19, in welchem die Säure in Stufe (e) eine Kombination von Mineralsäuren und organischen Säuren von Nahrungsmittelqualität ist.

25. Verfahren nach Anspruch 19, in welchem die Säure in Stufe (c) eine Mineralsäure von Nahrungsmittelqualität ist.

26. Verfahren nach Anspruch 19, in welchem die Säure in Stufe (c) eine Kombination von Mineralsäuren und organischen Säuren von Nahrungsmittelqualität ist.

27. Verfahren nach Anspruch 24, in welchem die Mineral- oder organische Säure von Nahrungsmittelqualität ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Zitronensäure, Apfelsäure und Kombinationen davon.

28. Produkt des Verfahrens nach Anspruch 1 oder Anspruch 19.

29. Hydrolysiertes pflanzliches Protein, welches keine nachweisbare Menge an Monochlorpropanol enthält, was bedeutet, dass keine nachweisbare Menge, gemessen durch Gaschromatographie (GC) mit einer Empfindlichkeit auf Mengen bis hinab auf 2 ppm, zugegen ist, welches sauber und angenehm im Geschmack ist und welches wesentliche geschmacksverbessernde Eigenschaften aufweist.

30. Hydrolysiertes pflanzliches Protein nach Anspruch 29, welches wesentliche Mengen an Mononatriumglutamat, bis zu 25 Gewichtsprozent, bezogen auf das Trockengewicht, enthält.