DE69928097T2

DE69928097T2 - Verfahren zur herstellung eines proteinhydrolysats

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Publication number: DE69928097T2
Application number: DE69928097T
Authority: DE
Inventors: Inc. Michinobu-Ajinomoto Co. NAKAMURA; Inc. Mitsuyoshi-Ajinomoto Co. SEKI; Inc. Miyoko-Ajinomoto Co. NAWATA; Inc. Hidetsugu-Ajinomoto Co. NAKAZAWA; Inc. Hideki-Ajinomoto Co. OKAMURA
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2019-04-24
Also published as: KR20010043154A; EP1074632B1; ID26903A; MY126497A; DE69928097D1; BR9909969A; EP1074632A1; CN1227365C; EP1074632A4; US6858405B1; WO1999057302A1; KR100624353B1; TW589383B; CN1298454A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrolysiertem Protein. Genauer gesagt betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung von hydrolysiertem Protein, wobei in einer Stufe der enzymatischen Hydrolysierung eines pflanzlichen Proteinmaterials, das ein Protein in festem Zustand enthält, die Hydrolyse auf spezielle Weise durchgeführt wird, wobei das erhaltene Hydrolysat nicht braun wird oder der Zeitraum, der vergeht, bis das erhaltene Hydrolysat braun wird, deutlich verlängert werden kann.
Stand der Technik
Bezüglich der Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch enzymatische Hydrolyse eines Proteinausgangsmaterials, das pflanzliches Protein in einem festen Zustand enthält, sind bislang viele Verfahren bekannt.
Beispielsweise offenbart JP-A-51-35461 ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigen Würzmittels, das eine Kombination einer ersten Stufe, in der modifizierte, entfettete Sojabohnen mit einem Index an löslichem Stickstoff von 50 oder weniger mit einer alkalischen Protease bei einem pH von 9 bis 12 während 2 Stunden umgesetzt wird, wodurch 70% oder mehr einer von Proteinen abgeleiteten Stickstoffkomponente aufgelöst und extrahiert werden, wodurch eine Festflüssigtrennung durchgeführt wird, mit einer zweiten Stufe umfasst, bei der der Extrakt mit einer Peptidase in einem abgeschlossenen Behälter bei 40°C bis 60°C hydrolysiert wird.
JP-A-6-125734 beschreibt eine Enzympräparation, die von einem in einem organischen Lösungsmittel eingetauchten Produkt von Koji erhalten wird, das durch Festkultivierung eines Mikroor ganismus gebildet wird und das eine Exopeptidase enthält, das durch Autolyse des Koji erhalten wird, und ein Verfahren zur Herstellung eines Protein-haltigen flüssigen Würzmittels, welches das Umsetzen eines tierischen oder pflanzlichen Proteinmaterials mit Protein-auflösenden Enzymen und das anschließende Umsetzen des Reaktionsprodukts mit einer Exopeptidaseenthaltenden Enzympräparation umfasst.
Außerdem offenbart JP-A-9-75032 ein Verfahren zur Herstellung eines Würzmittels, bei dem, wenn Koji für Sojasoße in Anwesenheit von Alkohol für eine enzymatische Hydrolyse bei 35°C bis 45°C eingesetzt wird, ein Verdampfen durchgeführt wird, sodass die Alkoholkonzentration nach Ablauf der Hydrolyse 2% oder weniger ist, und dieses Hydrolysat wird fermentiert und gereift.
Außerdem offenbart JP-A-9-121807 ein Vielzweckwürzmittel mit einem hohen Glutaminatanteil und mit einem Aroma, das eigentümlich für ein säurehydrolysiertes Würzmittel ist, ohne dass ein Sojasoßengeschmack oder ein Brühgeschmack auftritt. Dieses Würzmittel wird durch gleichzeitiges Durchführen der Kultivierung eines Koji-Pilzes (Aspergillus) und der Hydrolyse der Proteine in dem Medium durch die Enzyme, die in der Kultur des Koji-Pilzes enthalten sind, in Abwesenheit von Salz oder in Anwesenheit einer kleinen Menge Salz durchgeführt.
Es besteht jedoch das Problem, dass wenn das Hydrolysat, das durch diese herkömmlichen Verfahren hergestellt wird, gelagert wird, innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums eine Verfärbung auftritt und das Hydrolysat schnell braun wird, sodass der wirtschaftliche Wert deutlich sinkt.
Jedes bekannte Verfahren zur Herstellung von Aminosäuren durch enzymatische Hydrolyse eines Proteinmaterials, das ein festes Protein enthält, ist mit den Problemen behaftet, dass andere Mikroorganismen als diejenigen der Enzymquelle in der Hydrolysestufe, so genannte Kontaminanten, wachsen, was die Qualität der Hydrolysate verringert und die Ausbeute an Aminosäuren senkt. Um diese Probleme zu lösen, wurde die Anwesenheit von bakteriostatischen Materialien, wie Alkohol, Natriumchlorid und Ethylacetat, in der Hydrolysestufe in dem herkömmlichen Verfahren ausgenutzt. In diesem Verfahren ist eine zusätzliche Stufe erforderlich, bei der die bakteriostatischen Materialien nach dem Ablauf der Hydrolyse abgetrennt und entfernt werden. Insbesondere ist es, wenn die Anwesenheit von Natriumchlorid als bakteriostatisches Mittel ausgenutzt wird, schwierig, Natriumchlorid unter eine geeignete Konzentration zu entfernen, ohne die Qualität des erhaltenen Hydrolysats zu beeinträchtigen. Außerdem ist es fast unmöglich, das Auftreten eines so genannten Brühgeschmacks oder Sojabohnengeschmacks in dem Produkt zu vermeiden, das durch die Hydrolysestufe in Anwesenheit der bakteriostatischen Materialien erhalten wird, was zu einer eingeschränkten Verwendbarkeit des erhaltenen hydrolysierten Proteins führt.
Zusätzlich ist auch in den herkömmlichen Verfahren auf natürliche Weise ein Ansatz versucht worden, bei dem Kontaminanten, die in ein Proteinmaterial, das ein festes Protein oder eine mikrobielle Kultur als Enzymquelle enthält, einverleibt werden oder darin enthalten sind, entfernt oder zerstört werden und die Hydrolysestufe dann durchgeführt wird. Das Verfahren, bei dem das Ausgangsmaterial der Proteolysereaktion nach der Sterilisierung unterworfen wird, ist angeblich im Labormaßstab relativ einfach. Bei der industriellen Massenproduktion treten jedoch in der Sterilisierungsstufe und der Proteolysestufe erhebliche Probleme auf, wie die Kontrolle der Kontaminanten.
Offenbarung der Erfindung
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zu etablieren, bei dem die Braunfärbung eines hydrolysierten Proteins, das durch enzymatische Hydrolyse eines Protein materials, das ein pflanzliches Protein in einem festen Zustand enthält, erhalten wird, zur Beibehaltung des wirtschaftlichen Werts über einen längeren Zeitraum verhindert wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines hydrolysierten Proteins bereitzustellen, das als Vielzweckwürzmittel oder als Vielzwecknahrungsmittelmaterial ohne Kontamination durch Keime selbst in Abwesenheit eines bakteriostatischen Mittels nützlich ist, wobei das Verfahren in der industriellen Massenproduktion durchgeführt werden kann.
Um das Problem zu lösen, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine große Zahl an Experimenten und eingehende Untersuchungen durchgeführt, um ein Verfahren zur enzymatischen Hydrolyse von Proteinmaterialien, die verschiedene pflanzliche Proteine enthalten, bereitzustellen und die Beziehung der Zustände dieser Proteine mit der Braunfärbung des erhaltenen Hydrolysats zu untersuchen. Sie haben die folgenden neuen Ergebnissen (1) bis (3) erhalten.

(1) Das Auftreten und das Fortschreiten der Braunfärbung des Hydrolysats hängt eng mit der Konzentration des reduzierten Zuckers zusammen, der unmittelbar nach der Hydrolysereaktion in dem Reaktionsprodukt enthalten ist. Das heißt, wenn die Konzentration des reduzierten Zuckers hoch ist, tritt die Braunfärbung unmittelbar nach der Reaktion auf und schreitet selbst unter üblichen Lagerungsbedingungen rasch voran.
(2) Sobald die Braunfärbung auftritt, ist es ziemlich schwierig, ein wirksames Verfahren zu finden, um das Fortschreiten der Braunfärbung zu unterdrücken.
(3) Die Konzentration der reduzierten Zucker, die in dem Reaktionsprodukt unmittelbar nach der Hydrolyse enthalten sind, kann auf einen Wert unter eine vorbestimmte Konzentration kon trolliert werden, indem das Hydrolyseverfahren und die Hydrolysebedingungen spezifiziert werden. Abgesehen davon bleibt in dem so spezifizierten Hydrolyseverfahren und den Hydrolysebedingungen die Hydrolysegeschwindigkeit des Proteins selbst und das Zusammensetzungsverhältnis der erhaltenen Aminosäuren im Wesentlichen unverändert. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben auch die folgenden neuen Ergebnisse (4) bis (6) bezüglich der Sterilisation des Proteinmaterials und des Kulturmediums erhalten.
(4) Kontaminanten, die in der Hydrolysestufe wachsen, sind solche, die in dem Proteinmaterial in einem festen Zustand und in der mikrobiellen Kultur als die Enzymquelle vorhanden sind.
(5) Wenn das Proteinmaterial und das Kulturmedium vollständig sterilisiert werden können, kann die Hydrolysestufe im Wesentlichen in Abwesenheit von Kontaminanten durchgeführt werden.
(6) Die Sterilisation des Proteinmaterials und des Kulturmediums wird durch die Anwesenheit von Luft und darin enthaltenen Bläschen extrem inhibiert. Anders ausgedrückt, kann, wenn die Hitzesterilisation durchgeführt wird, nachdem Luft und Bläschen, die darin enthalten sind, vollständig entfernt worden sind, das Proteinmaterial, das im Wesentlichen in einem sterilen Zustand ist, und die Kultur der Mikroorganismen als die Enzymquelle, die im Wesentlichen frei von Kontamination durch Keime ist, erhalten werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Erfindung auf Grundlage dieser neuen Ergebnisse gemacht.
Das heißt, die erste Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von hydrolysiertem Protein, indem Pflanzenproteinmaterial, das Saccharide enthält, unter Verwendung einer Pilzkultur in einem flüssigen Reaktionssystem enzymatisch hydrolysiert wird, welches das Mischen des Pflanzenproteinmaterials mit der Pilzkultur, das Durchführen einer Reaktion zuerst bei einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 39°C unter Belüftung und Rühren und dann, nach dem Beenden der Belüftung, das Durchführen und Vervollständigen der Reaktion bei einer Temperatur im Bereich von 40°C bis 60°C umfasst.
Die zweite Erfindung ist das Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein gemäß der ersten Erfindung, wobei das Pflanzenproteinmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Weizengluten, Maisgluten, entfetteten Sojabohnen und behandelten Produkten davon besteht.
Die dritte Erfindung betrifft das Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein gemäß der ersten Erfindung, wobei die Reaktion, die bei einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 39°C durchgeführt wird, in eine Reaktion abgeändert wird, die bei einer Temperatur im Bereich von 40°C bis 60°C durchgeführt wird, wenn von 10% bis 60% des Gesamtzeitraums vom Beginn der Reaktion bis zum vollständigen Ablauf der Reaktion nach dem Beginn der Reaktion abgelaufen sind.
Die vierte Erfindung betrifft das Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein gemäß der ersten Erfindung, wobei der Anteil von reduzierten Zuckern, die in dem nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion in dem erhaltenen Reaktionsprodukt vorhanden sind, auf 5 Gew.-% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt in dem Reaktionsprodukt, eingestellt wird.
Die fünfte Erfindung betrifft das Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein gemäß der ersten Erfindung, wobei die Herstellung der Pilzkultur und die Hydrolysereaktion des Pflanzenproteinmaterials in einem Reaktionsgefäß vom Typ eines Submerskulturbehälters durchgeführt wird.
Die sechste Erfindung betrifft das Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein gemäß der ersten Erfindung, wobei das Pflanzenproteinmaterial mindestens teilweise in einem festen Zustand ist und vor der enzymatischen Hydrolyse auf 300 μm oder weniger pulverisiert wird, in heißem Wasser bei über 80°C dispergiert wird und unmittelbar, nachdem Luftblasen, die in dem pulverisierten Produkt enthalten sind, im Wesentlichen entfernt worden sind, sterilisiert wird.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden eingehend beschrieben.
Das in der vorliegenden Erfindung eingesetzte Ausgangsmaterial ist Pflanzenproteinmaterial, das Saccharide enthält. Das heißt, es ist ein Pflanzenproteinausgangsmaterial mit einem hohen Anteil an essbaren Pflanzenproteinen, die zumindest teilweise in einem festen Zustand sind, wobei das Material Saccharide enthält, einschließlich Stärke und verschiedene Saccharide, die nicht Stärke sind, wie Glucose, Fructose, Saccharose und Galactose.
Die Form dieser eingesetzten Pflanzenproteinmaterialien ist nicht besonders eingeschränkt. Es werden Ausgangsmaterialien mit verschiedenen Formen eingesetzt, wie Pulver, Granulate, Pellets, eine Dispersion in einem wässrigen Lösungsmittel und eine Paste. Außerdem ist, solange es sich um das Pflanzenproteinmaterial handelt, dessen Ursprung nicht eingeschränkt.
Spezifische Beispiele des Pflanzenproteinmaterials umfassen Ausgangsmaterialien, wie Weizengluten, Maisgluten, entfettete Sojabohnen, abgetrenntes Sojabohnenprotein, abgetrenntes Kartoffelprotein und behandelte Produkte dieser Pflanzenproteinmaterialien. Unter diesen Pflanzenproteinmaterialien sind Weizengluten und entfettete Sojabohnen für die Erfindung besonders wichtige Proteinmaterialien.
Die enzymatische Hydrolyse des Pflanzenproteinmaterials ist eine Stufe, bei der das sterilisierte Proteinmaterial oder das Proteinmaterial, das in einem bakteriostatischen Zustand gehalten wird, in einem wässrigen Lösungsmittel dispergiert wird und die Dispersion mit einer Pilzkultur mit einer hohen proteolytischen Aktivität in dem wässrigen Lösungsmittel kontaktiert wird, um das Proteinmaterial zu hydrolysieren.
Es ist wichtig, Belüftung und Rühren am Anfang der Hydrolysereaktion durchzuführen, wobei sichergestellt wird, dass nach einem bestimmten Zeitraum das Reaktionssystem in einem vorbestimmten Zustand vorliegt, und dann die Reaktionstemperatur auf einen höheren Temperaturbereich abzuändern und das Kontaktieren fortzusetzen. In diesem Zusammenhang unterscheidet sich das Verfahren deutlich von üblichen Verfahren zur enzymatischen Hydrolyse eines Proteinmaterials. Somit ist dies ein Hauptmerkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Zur spezifischen Durchführung dieses Verfahrens ist es erforderlich, dass ein Hydrolysereaktionsgefäß oder ein Behälter mit mindestens einer Temperaturkontrollausrüstung, einer Belüftungsausrüstung und einer Rührausrüstung bereitgestellt wird. In der Reaktion ist eine Belüftungsrate von 1/1 vvm oder weniger ausreichend. Die Rührausrüstung ist nicht besonders eingeschränkt, solange sie der Größe des Reaktionsgefäßes entspricht und einer Belastung standhält, die sich beispielsweise aus der Viskosität der Ausgangsdispersion oder des Reaktionssystems ergibt. Es sind verschiedene Rührvorrichtungen erhältlich. Beispielsweise ist eine Submerskulturvorrichtung, die bei der Fermentation für die Aminosäureproduktion eingesetzt wird, eine besonders bevorzugte Reaktionsvorrichtung.
Das eingesetzte Ausgangsmaterial wird zum Zeitpunkt der Sterilisation des Ausgangsmaterials oder unmittelbar vor der Hydrolysereaktion pulverisiert oder fein verteilt, um den Rührvor gang nicht zu behindern. Die Sterilisationsbehandlung wird mit einem Verfahren und einer Vorrichtung durchgeführt, die üblicherweise in der Fermentationsindustrie eingesetzt werden. Um die Hydrolysereaktion ohne Kontaminierung durch Keime durchzuführen, wird die Kultivierung eines Pilzes als Enzymquelle unter Kontaminationsausschlussbedingungen durchgeführt. Außerdem sollte selbstverständlich eine Maßnahme, um mit der Kontaminierung durch Keime fertig zu werden, und eine Kontrolle des Verfahrens während der Reaktionsstufe sorgfältig durchgeführt werden.
Es ist bevorzugt, dass das Proteinmaterial vor der Proteolysestufe auf eine Größe von 300 μm oder weniger pulverisiert wird und in heißem Wasser bei 80°C oder höher dispergiert wird. Die Pulverisierung des Proteinmaterials kann mit einem trockenen Proteinmaterial durchgeführt werden. Wenn dies jedoch gleichzeitig mit der Dispergierung des Proteinmaterials, das grob pulverisiert worden ist, in heißem Wasser durchgeführt wird, kann diese Stufe auf bequeme Weise kontinuierlich in die Sterilisierungsstufe überführt werden.
Die Bedingungen der Pulverisierung und die Temperaturbedingung des heißen Wassers für die Dispergierung sind als Ergebnis vieler Versuche mit verschiedenen Proteinmaterialien bestimmt worden. Wenn die Pulverisierung so vollständig wie möglich unter diesen Bedingungen durchgeführt wird und die Behandlung bei einer Temperatur nahe dem Siedepunkt durchgeführt wird, können in der nachfolgenden Sterilisationsstufe bevorzugte Sterilisierungswirkungen erwartet werden.
Das heißt, wenn die Dispersion, die Teilchen mit einer Teilchengröße von 300 μm oder mehr enthält, mit einem Wärmetauscher behandelt wird, werden die Teilchen des Proteinmaterials in der Dispersion ausgefällt, und es besteht das Risiko des Verklumpens in den Leitungen des Wärmetauschers. Folglich wird die Sterilisationsbehandlung praktisch unmöglich.
Außerdem wurde das Phänomen entdeckt, dass die Viskosität der Dispersion der feinen Teilchen des Proteinmaterials bei 80°C oder höher abrupt abnimmt.
1 ist ein Graph, der das Verhältnis der Viskosität und der Temperatur einer Dispersion von Weizengluten in heißem Wasser mit einer Konzentration von 32% bei Temperaturen im Bereich von 60°C bis 90°C zeigt. In 1 gibt die Ordinate die Viskosität in regelmäßigen Abständen mit einer Einheit von 10⁴ cps (centipoises) an, um die Abszisse gibt die Temperatur in regelmäßigen Abständen mit der Einheit °C an. In diesem Beispiel kann beobachtet werden, dass die Viskosität bei einer Temperatur von 80°C bis 85°C deutlich abnimmt.
Einer der technischen Fortschritte der Erfindung liegt in diesem Punkt. Das heißt, eine deutliche Verbesserung der Handhabbarkeit bei der abrupten Abnahme der Viskosität der Proteinmaterialdispersion innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs ist mit der effektiven Hitzesterilisation verknüpft.
Wenn das Proteinmaterial pulverisiert und in heißem Wasser dispergiert wird, zeigt die Dispersion des Proteinmaterials in vielen Fällen einen emulgierten Zustand. Die Viskosität der Dispersion wird jedoch nicht erhöht, und die Dispersion wird eine nicht-klebrige Lösung mit einer geringen Viskosität. Folglich sind Luft und Bläschen in der behandelten Dispersion nicht enthalten.
Wenn das Proteinmaterial pulverisiert und in heißem Wasser dispergiert wird, können ein Verfahren und eine Vorrichtung, die diesen Zweck erfüllen, eingesetzt werden. Beispielsweise kann ein Verfahren eingesetzt werden, bei dem das pulverige Proteinmaterial in einen Behälter gespeist wird, der eine wässrige Lösung enthält, die bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, und dann zu einem Emulgator gespeist wird, während sie für die Emulgierung und Dispergierung gerührt wird.
Bei der Dispergierung ist es wichtig sicherzustellen, dass Luft und Bläschen an die feinen Teilchen des Proteinmaterials, das nach der Dispergierung in der Dispersion enthalten ist, nicht gebunden sind und auch nicht darin enthalten sind. Die Dispersion wird nach der Dispergierung in einem Mikroskop mit schwacher optischer Vergrößerung beobachtet und es wird festgestellt, dass im Wesentlichen keine Bläschen an den feinen dispergierten Teilchen haften und dass die feinen dispergierten Teilchen in direkten Kontakt mit der flüssigen Phase gebracht werden.
Wenn nach der Dispergierung in der Dispersion Bläschen vorhanden sind, kann keine vorbestimmte Sterilisierungswirkung erwartet werden, selbst wenn die Hochtemperaturbehandlung in der nachfolgenden Sterilisierungsstufe durchgeführt wird. Außerdem besteht beim Sterilisierungsvorgang die Gefahr, dass erhebliche Probleme auftreten, wie beispielsweise das Ausklumpen.
Wenn Bläschen in der Dispersion vorhanden sind, kann die Sterilisierung nicht vollständig durchgeführt werden, was vermutlich daran liegt, dass die Hitze in dem Sterilisator nicht gleichförmig verteilt wird und somit nicht auf die Keimzellen oder Sporen wirken kann, die von den Bläschen umgeben sind.
Das in heißem Wasser dispergierte Proteinmaterial wird nach der Dispergierung einer Sterilisationsstufe unterworfen. Das Verfahren und die Vorrichtung für die Sterilisationsstufe sind nicht besonders eingeschränkt. Ein kontinuierliches Sterilisationsverfahren oder ein Chargen-Sterilisationsverfahren in einer Hydrolysevorrichtung ist für die problemlose Durchführung der gesamten Stufe einsetzbar. Die Dispersion des Proteinmate rials wird durch diese Sterilisationsbehandlung im Wesentlichen steril. Es ist außerdem auch möglich, dass bei Bedarf eine Probe genommen und als steril identifiziert wird.
Als Vorrichtung, die für die kontinuierliche Sterilisation eingesetzt wird, ist insbesondere ein Plattenwärmetauscher oder ein Erhitzer vom Düsentyp geeignet. Wenn die Heißwasserdispersion des Proteinmaterials, das durch das vorstehend genannte Verfahren hergestellt wird und als frei von Bläschen identifiziert wird, mit diesen Hitzesterilisierungsvorrichtungen unter üblichen Durchführungsbedingungen behandelt wird, tritt ein Ausklumpen oder Versengen in den Vorrichtungen nicht auf. Außerdem werden Reinigungs- und Wartungsvorgänge der Vorrichtung, die nach dem vollständigen Ablauf der Behandlung durchgeführt werden, ziemlich einfach.
Als Pilzkultur, die in der Hydrolysereaktion eingesetzt wird, ist eine Kultur geeignet, die durch Züchten eines Pilzstammes mit einer hohen Proteaseproduktivität, von dem man annehmen kann, dass eine Proteaseproduktivität vorliegt, präpariert wird.
Als der Pilz mit der hohen Proteaseproduktivität können verschiedene Pilze unabhängig von der taxonomischen Klassifizierung eingesetzt werden. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass ein Produkt für Nahrungsmittel eingesetzt wird, ist es ratsam, Pilze auszuwählen, die bereits auf dem Gebiet der Nahrungsmittelindustrie oder Brauindustrie eingesetzt worden sind, insbesondere ein Koji-Pilz (Aspergillus). Bei der Durchführung der Proteolysereaktion ist die Verwendung des Koji-Pilzes im Hinblick auf die Kontrolle der Hydrolysereaktion oder die Reinigung und die Nachbehandlung des Reaktionsprodukts zweckmäßig.
Als Koji-Pilz können Stämme eingesetzt werden, die aus käuflich erwerbbarem Koji-Reis und käuflich erwerbbarem Koji für Sojasoßen abgetrennt worden sind und festgelegte Stammeigenschaften haben, eingesetzt werden. Es können natürlich auch die hinterlegten Stämme dieser Mikroorganismen eingesetzt werden.
Die Pilzkultur mit der hohen Proteaseaktivität, die in der Hydrolysereaktion eingesetzt wird, wird zu dem Proteinmaterial, das in der Form eines flüssigen Koji sterilisiert worden ist, gegeben und damit vermischt. Das Ausgangsmaterial des flüssigen Koji kann dasselbe sein wie das zu hydrolysierende Proteinmaterial, oder es kann sich davon unterscheiden. Wenn jedoch die Hydrolyse in einem Zustand durchgeführt wird, der frei von der Kontamination durch Keime ist, sollten in dem hergestellten flüssigen Koji keine Keime vorhanden sein. Dementsprechend muss die Sterilisation des Proteinmaterials für die Herstellung von flüssigem Koji besonders sorgfältig durchgeführt werden.
Wenn die Gefahr besteht, dass die Sterilisationsbehandlung in dem Hydrolysereaktionssystem nicht effektiv durchgeführt werden kann, oder wenn die Sterilisationsbehandlung aus bestimmten Gründen nicht zufriedenstellend durchgeführt werden kann, ist es auch möglich, die Hydrolysereaktion in Anwesenheit eines bakteriostatischen Mittels durchzuführen, welche das Wachstum von Keimen hemmt, die in demselben System koexistieren.
Beispiele der bakteriostatischen Substanz, die in das Hydrolysereaktionssystem gegeben wird, umfassen Natriumchlorid, Ethanol und Ethylacetat. Außerdem werden im Hinblick auf die Art der Zugabe geeignete Mengen dieser bakteriostatischen Substanzen zu dem System gegeben, und überdies kann, was Ethanol betrifft, Hefe mit der Fähigkeit zur effektiven Ethanolbildung in dem System koexistieren.
Wenn eine dieser bakteriostatischen Substanzen eingesetzt wird, ist es erforderlich, die bakteriostatischen Substanzen durch Abtrennen nach dem Durchführen der Hydrolysereaktion aus dem Reaktionsgemisch zu entfernen. Es ist schwierig, das Entfernen durch Abtrennen ohne Verringerung der Qualität des erhaltenen Hydrolysats effektiv durchzuführen, sodass dies wirtschaftlich nicht vorteilhaft ist. Insbesondere ist für das vollständige Entfernen von Natriumchlorid durch Abtrennen eine neue Ausrüstung erforderlich. Dementsprechend gibt es keine andere Alternative, als ein Hydrolysat zu erhalten, das eine erhebliche Menge an Natriumchlorid enthält. Die Verwendung eines solchen Produkts ist natürlich eingeschränkt.
2 ist ein Graph, der die Konzentration (Einheit: mg/dl) von Glutaminsäure (GH) zeigt, die in einem Hydrolysesystem bei den angegebenen Temperaturen nach bestimmten Reaktionszeiten gebildet und angehäuft wird. Außerdem ist 3 ein Graph, der die Konzentration (Einheit: mg/dl) von Glucose (Glc) in einem Hydrolysesystem bei den angegebenen Temperaturen nach bestimmten Reaktionszeiten zeigt.
Ein Vergleich der 2 und 3 zeigt deutlich, dass durch Änderung der Reaktionstemperatur während der Hydrolysereaktion die Menge der Saccharide, vertreten durch die Konzentration an gebildeter und angehäufter Glucose, insbesondere die Menge der reduzierenden Zucker ohne wesentliche Beeinflussung der Proteolysereaktionsgeschwindigkeit, nämlich die Geschwindigkeit der Bildung von Aminosäuren, vertreten durch die Konzentration der gebildeten und angehäuften Glutaminsäure, selektiv verringert werden kann. Außerdem kann die Menge und die Konzentration von Zucker, der in dem Reaktionsprodukt enthalten ist, das am Ende erhalten wird, auf Werte unter vorbestimmten Konzentrationen eingestellt werden.
2 zeigt, dass die Konzentration der gebildeten und angehäuften Glutaminsäure mit der Erhöhung der Raumtemperatur und mit dem Ablauf der Reaktionszeit erhöht wird. 3 zeigt außerdem, dass die Konzentration der gebildeten und angehäuften Glucose bei einer Reaktionstemperatur von 36°C bis 39°C im Verlauf der Reaktionszeit (nach 5 bis 10 Stunden) abrupt abnimmt. Daraus wird geschlossen, dass unter der Reaktionstemperaturbedingung von 36°C bis 39°C die einmal gebildete Glucose von dem Pilz im Verlauf der Reaktion rasch zersetzt und verbraucht wird.
Das heißt, das sterile Pflanzenproteinmaterial und die Pilzkultur, das flüssige Koji, werden in einem Hydrolysereaktionsgefäß gemischt. Danach wird die Reaktion zuerst bei einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 39°C, vorzugsweise 25°C bis 38°C unter Belüften und Rühren umgesetzt, und die Belüftung wird dann gestoppt, um die Reaktion bei einer Temperatur im Bereich von 40°C bis 60°C, vorzugsweise von 41°C bis 50°C zu vervollständigen. Folglich kann die Menge des Zuckers, insbesondere der reduzierenden Zucker, die in dem Hydrolysereaktionssystem gebildet, angehäuft und vorhanden sind, ohne wesentliche Beeinflussung der Proteolysegeschwindigkeit, nämlich der Geschwindigkeit der Bildung von Aminosäuren, selektiv verringert werden, und der Anteil der reduzierenden Zucker, die in dem schließlich erhaltenen Reaktionsprodukt enthalten sind, kann auf 5% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt in dem Reaktionsprodukt, eingestellt werden.
Überdies wird der Zeitpunkt, wenn die Reaktion, die bei einer Temperatur im Bereich von 15°C bis 39°C durchgeführt wird, in eine Reaktion überführt wird, die bei einer Temperatur im Bereich von 40°C bis 60°C durchgeführt wird, auf einen Zeitpunkt festgelegt, bei dem 10% bis 60% des Gesamtzeitraums der Zeit, die von dem Beginn bis zum vollständigen Ablauf der Reaktion erforderlich ist, nach dem Beginn der Reaktion abgelaufen ist.
Folglich kann die Menge an Zucker, insbesondere der reduzierenden Zucker, die in dem Hydrolysereaktionssystem gebildet und angehäuft wird und darin enthalten ist, ohne wesentliche Beeinträchtigung der Proteolysegeschwindigkeit, nämlich der Geschwindigkeit der Bildung von Aminosäuren, selektiv gesenkt werden, und der Anteil der reduzierenden Zucker, die in dem schließlich enthaltenen Reaktionsprodukt vorhanden sind, kann auf 5% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt in dem Reaktionsprodukt, eingestellt werden.
Das Hydrolysereaktionsprodukt, das durch Einstellen des Anteils der reduzierenden Zucker, die in dem erhaltenen Reaktionsprodukt enthalten sind, auf 5% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt in dem Reaktionsprodukt, erhalten wird, kann seine Qualität über einen langen Zeitraum ohne Braunfärbung erhalten.
4 ist ein Graph, der die Ergebnisse eines groben Erwärmungstests zeigt, der unter Verwendung des vorstehend erhaltenen Produkts und eines Kontrollprodukts, erhalten durch Durchführen des gesamten Verfahrens bei 45°C in konstanter Weise ohne Änderung der Reaktionstemperatur während der Hydrolysereaktion, durchgeführt wurde.
In 4 gibt die Ordinatenachse die Geschwindigkeit der Erhöhung der Absorption von Licht bei einer Wellenlänge von 545 nm an, und die Abszisse gibt den Zeitraum an, über den die Temperatur bei 105°C gehalten wurde. Außerdem zeigt der Pfeil in 4, dass das Braunwerden des Produkts deutlich verringert werden könnte, wie es die Länge des Pfeils angibt.
Dieser Erhitzungsversuch wurde dadurch durchgeführt, dass das flüssige Produkt und das Kontrollprodukt, die auf eine Brix-Konzentration von 20% eingestellt wurden, 6 Stunden bei 105°C in einem versiegelten Zustand gehalten wurden. Die Testbedingungen entsprechen solchen Bedingungen, bei denen das Produkt 12 Monate bei Raumtemperatur gehalten wird. Der Test soll zeigen, dass obwohl das Produkt 12 Monate gelagert wird, es ohne Braunfärbung seine Eigenschaften stabil beibehält.
Bei der Hydrolysereaktion werden das Festlegen der zwei Arten der Temperaturbereiche, das Festlegen des Zeitpunkts, bei dem die Temperatur abgeändert wird, und der Anteil der in dem Endreaktionsprodukt vorhandenen reduzierenden Zuckern aus den Ergebnissen abgeleitet, die in einer großen Anzahl von Versuchen ermittelt wurden, die unter Verwendung verschiedener Pflanzenproteinmaterialien und einer Vielzahl von flüssigen Kojis aus unterschiedlichen Ausgangsstämmen unter verschiedenen Bedingungen durchgeführt wurden.
Außerdem ist es nach den Ergebnissen dieser Vielzahl von Versuchen ratsam, die vorstehend genannten zwei Arten von Temperaturbereichen so deutlich wie möglich voneinander zu unterscheiden. Das heißt, es ist ratsam, dass die Hydrolysereaktion zuerst bei einer relativ niedrigen Temperatur begonnen wird, und dass nach dem Abändern der Temperatur die Reaktion bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt wird. Außerdem wurde unter Berücksichtigung der Tatsache, dass der Gesamtzeitraum, der für die Hydrolysereaktion erforderlich ist, in vielen Fällen etwa 24 Stunden ist, gefunden, dass der Zeitpunkt, bei dem die Temperatur abgeändert wird, so festgelegt wird, dass etwa 8 Stunden von dem Beginn der Reaktion an abgelaufen sind, das heißt, ein Zeitpunkt, bei dem etwa 30% des vorhergesehenen Gesamtzeitraums abgelaufen sind, wodurch gute Ergebnisse erhalten werden. Außerdem sollte der Anteil der in dem Endreaktionsprodukt enthaltenen reduzierenden Zucker 5% oder weniger, vorzugsweise 3% oder weniger, stärker bevorzugt 1,5% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt, sein. Das heißt, ein Anteil von 5% ist die Obergrenze.
Dementsprechend ist es im Hinblick auf die zwei Temperaturbereiche, die verwendet werden, wenn die Hydrolysereaktion mit einem spezifischen Pflanzenproteinmaterial und einem spezifischen flüssigen Koji durchgeführt wird, und den spezifischen Zeitpunkt, bei dem die Temperatur abgeändert wird, erforderlich, die optimalen Bereiche und Werte innerhalb der vorstehend genannten Bereiche durch Vorversuche mit den spezifischen Proteinmaterialien zu bestimmen.
Das unter den vorstehend genannten Hydrolysereaktionsbedingungen erhaltene Hydrolysat ist eine schwachgelbe, halbtransparente Flüssigkeit mit darin dispergierten Koji-Pilzzellen. Eine schwachgelbe, klare Flüssigkeit, die durch die Festflüssigtrennung nach dem Entfärben und Deodorisieren unter Zugabe von Aktivkohle erhalten wird, ist eine Aminosäurelösung mit vollmundigem Geschmack und weist keinen unangenehmen Geschmack oder aufdringlichen Geruch auf.
Die enzymatisch hydrolysierte Proteinlösung, die durch die vorstehend genannte Hydrolysereaktion erhalten wird, wird direkt als Würzmaterial eingesetzt. In vielen Fällen wird jedoch eine Entfärbung, Deodorisierung, beispielsweise mit Aktivkohle, oder Reinigung, wie Aufkonzentration, durchgeführt, um das Produkt bereitzustellen. Alternativ dazu wird sie entsprechend dem Verwendungszweck in eine konzentrierte Paste, ein flockiges Pulver, ein sprühgetrocknetes Pulver, in Granulate oder Würfel umgeformt. Im Übrigen hat das Produkt, das ohne die Verwendung einer bakteriostatischen Substanz, wie Natriumchlorid, in der Hydrolysereaktionsstufe erhalten wird, Vielzweckeigenschaften, die zusätzlich zu der Eigenschaft, dass eine Braunfärbung nicht leicht auftritt, Vielzweckeigenschaften, die eine breite Anwendung finden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Graph, der das Verhältnis der Viskosität zu der Temperatur einer Dispersion von Weizenprotein in heißem Wasser zeigt.
2 ist ein Graph, der die Beziehung der Konzentration von Glutaminsäure, die in einem Hydrolysereaktionssystem gebildet und angehäuft wird, wenn verschiedene Reaktionstemperaturen eingesetzt werden, zu der Reaktionszeit zeigt.
3 ist ein Graph, der die Beziehung der Konzentration der Glucose, die in einem Hydrolysereaktionssystem gebildet und angehäuft wird, wenn verschiedene Reaktionstemperaturen eingesetzt werden, zu der Reaktionszeit zeigt.
4 ist ein Graph, der zeigt, dass hinsichtlich der Erhöhung der Absorption in einem Erhitzungsversuch, der mit einem Produkt, das durch Abändern der Hydrolysereaktionstemperaturbedingungen während der Reaktion erhalten wird, und einem Produkt durchgeführt wurde, das nicht durch Abändern der Temperaturbedingungen erhalten wird, ein deutlicher Unterschied besteht.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Die Erfindung wird durch Bezugnahme auf spezifische erfindungsgemäße Beispiele veranschaulicht. Die folgenden Beispiele sollen den technischen Umfang der Erfindung nicht einschränken.
Beispiel 1: Herstellung von Weizenglutenhydrolysat, das gegen Braunfärbung beständig ist.
(Emulgierungsvorbehandlung von Weizengluten)
400 l Leitungswasser wurden in einen 1.000-Liter-Tank gegeben, der mit einer Emulgiervorrichtung zur Emulgierung durch Sche ren verbunden ist, Homomicline Mill (erworben von Tokushu Kikako K. K.). Das Wasser in dem Tank wurde erhitzt. Nachdem die Temperatur des Wassers 95°C erreicht hatte, wurde der Emulgiervorgang begonnen. 2.0 kg eines Pulvers von aktivem Weizengluten wurden in den Tank gegeben. Das Weizengluten wurde 30 Minuten nach Beginn des Vorgangs zu einer vollständig emulgierten Dispersion, und gleichzeitig verschwand die Viskoelastizität, die für Weizengluten eigentümlich ist. In dieser Dispersion wurde weder die Einverleibung eines Coagulums (so genannter Klumpen) von Weizengluten noch der Einfluss von Bläschen mittels eines Mikroskops mit leichter Vergrößerung beobachtet.
Der Teilchendurchmesser der Weizenglutenteilchen in der emulgierten Dispersion war im Mittel 150 μm, mindestens 10 μm und höchstens 900 μm. Außerdem war die Konzentration der Weizenglutenteilchen 50 g/Liter.
(Vorbehandlung der entfetteten Sojabohnen für flüssigen Koji)
Ein entfettetes Sojabohnenpulver, das durch grobes Pulverisieren von nicht-modifizierten, entfetteten Sojabohnen (erworben von Toyo Seiyu K. K.) erhalten wurde, wurde unter Mischen mit einem Mischer, mit dem eine Erhitzungsbehandlung möglich ist, erhitzt, wobei 20 Minuten bei 98°C erhitzt wurde.
(Sterilisationsbehandlung der entfetteten Sojabohnen für flüssigen Koji)
3 kg des hitzebehandelten, entfetteten Sojabohnenpulvers wurden in 200 l Wasser bei einer Temperatur von 25°C gegeben, das in ein Reaktionsgefäß vom Typ eines Submerskulturfermenters gegeben worden war, um Aminosäuren zu produzieren, während gerührt wurde, wobei eine gleichmäßige, entfettete Sojabohnenpulverdispersion ohne Luftblaseneinschlüsse erhalten wurde.
Danach wurde die Dispersion durch Erhitzen mit überhitztem Dampf 20 Minuten bei 120°C chargenweise hitzesterilisiert.
(Herstellung von flüssigem Koji)
1 Vol.-% einer Impfkultur eines Koji-Pilzes, Aspergillus oryzae ATCC 15240, der nach dem Einimpfen von Sporen bei einer Konzentration von 10⁴ Sporen/ml in einem Medium inkubiert wurde, das 1,5% entfettetes Sojabohnenpulver in einem 5-Liter-Schaufelfermenter enthielt, wurde in diese hitzesterilisierte Dispersion des entfetteten Sojabohnenpulvers eingeimpft. Nach dem Einimpfen wurde die Kultivierung 24 Stunden bei 30°C unter Belüften bei einer Rate von 1/4 vvm und Schütteln bei 520 Umdrehungen pro Minute durchgeführt, wobei flüssiger Koji erhalten wurde.
(Beurteilung des flüssigen Kojis)
sDie Proteaseaktivität des erhaltenen flüssigen Kojis war 304 Einheiten/ml, und es wurde weder die Kontamination durch Keime, die nicht Koji-Pilze waren, noch deren Wachstum beobachtet.
(Hydrolyse von Weizengluten)
Die Gesamtmenge der Dispersion mit emulgiertem Weizengluten, die durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhalten wurde, wurde in einen 1-Kiloliter-Fermenter überführt, der bei der Fermentation von Aminosäuren eingesetzt wird. Danach wurde die Weizenglutendispersion durch Erhitzen mit überhitztem Dampf 20 Minuten bei 120°C chargenweise hitzesterilisiert. Nach dem Absenken der Temperatur der Lösung auf 50°C nach dem vollständigen Ablauf der Hitzesterilisation wurde die halbe Menge des flüssigen Kojis zugegeben. Die Hydrolysereaktion wurde bis 8 Stunden nach dem Beginn der Reaktion unter Belüften bei einer Rate von 1/4 vvm und Rühren bei 200 UpM unter Kontrollieren der Temperatur der Dispersion bei 35°C und 8 bis 24 Stunden nach dem Abschluss der Reaktion ohne Durchführung der Belüftung unter Kontrollieren der Temperatur der Dispersion bei 45°C durchgeführt.
Während der Reaktion wurde die Konzentration der gebildeten Aminosäuren, ausgedrückt als Glutaminsäurekonzentration in dem Reaktionssystem, von Beginn der Reaktion an progressiv erhöht. Gleichzeitig wurde die Konzentration der reduzierenden Zucker, ausgedrückt als Glucosekonzentration, in dem Reaktionssystem bis 3 Stunden nach dem Beginn der Reaktion rasch erhöht und bei dem maximalen Wert von diesem Zeitpunkt bis 8 Stunden nach Beginn der Reaktion gehalten. Wenn jedoch die Reaktion nach dem Erhöhen der Temperatur der Dispersion in dem Reaktionssystem über die 8 Stunden hinaus fortgesetzt wurde und die Temperaturkontrolle bei 45°C gehalten wurde, wurde die Konzentration der reduzierenden Zucker abrupt gesenkt. Nach 24 Stunden, also bei Abschluss der Reaktion, wurde die Glucosekonzentration auf 1,0 Gew.-% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Reaktionsprodukts, gesenkt.
(Hydrolyse des Weizenglutens in dem Kontrollansatz)
200 l einer Dispersion mit emulgiertem Weizengluten, die auf die vorstehend genannte Weise erhalten worden war, wurden in einen 1-Kiloliter-Fermenter gegeben, der für die Fermentation einer Aminosäure eingesetzt wurde. Dann wurde die Weizenglutendispersion durch Erhitzen mit überhitztem Dampf 20 Minuten bei 120°C chargenweise hitzesterilisiert. Nachdem die Temperatur der Dispersion nach der Hitzesterilisierung auf 50°C gesenkt worden war, wurde die Hälfte des flüssigen Kojis zugegeben. Die Hydrolysereaktion wurde unter Belüften und Rühren durchgeführt, während die Temperatur der Dispersion konstant bei 45°C ohne Abänderung der Temperatur während des gesamten Zeitraums vom Beginn der Reaktion bis 24 Stunden, also nach Abschluss der Reaktion, gehalten wurde.
Während der Reaktion wurde die Konzentration der Aminosäuren, ausgedrückt als Glutaminsäurekonzentration in dem Reaktionssystem, vom Beginn der Reaktion an progressiv erhöht. Gleichzeitig wurde die Konzentration der reduzierenden Zucker, ausgedrückt als Glucosekonzentration in dem Reaktionssystem, bis 3 Stunden nach dem Beginn der Reaktion rasch erhöht und bei etwa dem maximalen Wert von Stunde 8 bis Stunde 24 gehalten. Nach 24 Stunden, also nach Abschluss der Reaktion, erreichte die Glucosekonzentration 6,6%. Es wurde identifiziert, dass während der gesamten Reaktionsdauer die Glutaminsäurekonzentration im Vergleich mit dem vorstehend beschriebenen Fall, bei dem die Temperatur der Lösung während der Reaktion erhöht und kontrolliert wurde, zu einem langsamen und stetigen Erhöhen neigte.
(Test für die Lagerung des erhaltenen Hydrolysats)
Das Testhydrolysat von Weizengluten (im Folgenden als "Testprodukt" bezeichnet), das durch das vorstehend genannte Verfahren erhalten wurde, und das Kontrollhydrolysat von Weizengluten (im Folgenden als "Kontrollprodukt" bezeichnet) wurden zentrifugiert, um die Koji-Pilzzellen abzutrennen und zu entfernen. Die Rückstände wurden dann durch eine Schicht von granulierter Aktivkohle, die beim Brauen eingesetzt wird, geleitet, wobei gereinigte Hydrolysate erhalten wurden. Jedes dieser gereinigten Hydrolysate wurde in eine farblose, transparente Glasflasche von 500 ml mit einem Stopper gegeben, sodass im oberen Bereich kein Raum verblieb.
Im Hinblick auf die Proben in den Flaschen, die unter Streulicht in einem Raum gelagert wurden, in dem die Temperatur nicht speziell kontrolliert wurde; wurde das Auftreten und das Fortschreiten der Braunfärbung unmittelbar nach der Einlage rung und nach 1 Woche, 2 Wochen, 1 Monat, 3 Monaten, 6 Monaten und 12 Monaten visuell beobachtet. Die Ergebnisse sind zusammen mit der Änderung des Geruchs unmittelbar nach dem Öffnen des Stoppers nach den angegebenen Lagerzeiten angegeben. In Tabelle 1 bedeutet "+" in der Spalte "Braunfärbung" eine 5-stufige Beurteilungsskala. Das heißt, ein Zustand, bei dem die Braunfärbung am weitesten fortgeschritten ist, wird als 5 definiert, und ein Zustand, bei dem nur leichte Braunfärbung beobachtet wurde, wird als 1 definiert. Außerdem gibt "+" in der Spalte "Verbrennungsgeruch" eine 5-stufige Beurteilungsskala an. Das heißt, ein Zustand, bei dem unangenehmer Geruch zusammen mit Braunfärbung auftrat, ein so genannter "Verbrennungsgeruch", wurde als 5 definiert, und ein Zustand, bei dem der Verbrennungsgeruch nur leicht auftrat, wurde als 1 definiert. Übrigens wurde die Beurteilung durch 5 Testpersonen durchgeführt. Die Beurteilungsbewertungen durch die Versuchspersonen wurden gemittelt und gerundet. Die vergebenen Punkte wurden als Anzahl der "+" angegeben.
Tabelle 1 Braunfärbung eines Weizenglutenhydrolysats
Tabelle 1 zeigt, dass in dem Testprodukt selbst nach 12 Monaten das Ausmaß der Braunfärbung gering war und das Auftreten des "Verbrennungsgeruchs" kaum gefunden wurde. Das Testprodukt wurde somit dahingehend bewertet, dass es einen zufriedenstellenden wirtschaftlichen Wert beibehält. Gleichzeitig wurde in dem Kontrollprodukt bereits unmittelbar nach dem Einlagern in die Flasche Braunfärbung beobachtet, und die Anwesenheit des "Verbrennungsgeruchs" wurde, wenn auch schwach, festgestellt. Nach 1 Monat zeigten sich deutliche "Braunfärbung" und "Verbrennungsgeruch". Nach 3 Monaten wurden sowohl merkliche "Braunfärbung" als auch "Verbrennungsgeruch" festgestellt. Dementsprechend wurde das Kontrollprodukt dahingehend beurteilt, dass es den wirtschaftlichen Wert extrem beeinträchtigt.
Beispiel 2: Produktion von hydrolysiertem Protein, das gegen Braunfärbung resistent ist, aus anderen Pflanzenproteinmaterialien
Hydrolysiertes Protein, das gegen Braunfärbung resistent ist, wurde aus Maisgluten und entfetteten Sojabohnen auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
(Vorbehandlung der Pflanzenproteinmaterialien)
Pulveriges Maisgluten aus Minnesota, USA, wurde wie in Beispiel 1 emulgiert. Außerdem wurden nicht-modifizierte, entfettete Sojabohnen, erworben von Toyo Seiyu K. K.) pulverisiert und dann wie in Beispiel 1 emulgiert. Es wurde weder die Bildung eines Coagulums (so genannte Klumpen) noch der Einschluss und die Anwesenheit von Bläschen in einem der emulgierten Produkte beobachtet.
(Produktion von flüssigem Koji)
Flüssiges Koji wurde aus dem entfetteten Sojabohnenpulver auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 hergestellt.
(Hydrolyse der Pflanzenproteinmaterialien)
Jede der Dispersionen mit emulgiertem Maisgluten und emulgierten, entfetteten Sojabohnen wurde in einem 30-Kiloliter-Fermenter überführt und sterilisiert. Nachdem die Temperatur der Dispersion auf 50°C gesenkt worden war, wurde flüssiges Koji in jeden der Fermenter wie in Beispiel 1 gegeben. Die Bedingungen der Hydrolysereaktion waren dieselben wie in Beispiel 1. Das heißt, die Hydrolysereaktion wurde bis Stunde 8 nach Beginn der Reaktion unter Belüften und Rühren unter Kontrollieren der Temperatur der Dispersion bei 35°C und von Stunde 8 bis Stunde 24, nachdem die Reaktion abgeschlossen war, ohne Belüftung unter Kontrollieren der Temperatur der Dispersion bei 45°C durchgeführt. Nach Abschluss der Hydrolysereaktion war die Glucosekonzentration des Reaktionsprodukts 0,9 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt des Reaktionsprodukts.
(Hydrolyse der Pflanzenproteinmaterialien in einem Kontrollansatz)
Jede der Dispersionen eines emulgierten Maisglutens und von emulgierten, entfetteten Sojabohnen, die nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren erhalten wurden, wurde in einen 30-Kiloliter-Fermenter überführt und sterilisiert. Nachdem die Temperatur der Dispersion auf 50°C gesenkt worden war, wurde flüssiges Koji zu jedem Fermenter gegeben. Die Hydrolysereaktion wurde unter Rühren und Kontrollieren der Temperatur der Dispersion bei 45°C ohne Abänderung der Temperatur während der Reaktion von dem Beginn der Reaktion bis Stunde 24, also nach Abschluss der Reaktion, durchgeführt. Nach dem vollständigen Ablauf der Hydrolysereaktion war die Glucosekonzentration in dem Reaktionsprodukt 6,4 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt.
(Lagerungstest der erhaltenen Hydrolysate)
Die erhaltenen Hydrolysate wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 einem Lagerungstest unterzogen. Zu Vergleichszwecken sind die Ergebnisse in den Tabellen 2 und 3 gezeigt.
Tabelle 2 Braunfärbung eines Maisglutenhydrolysats
Tabelle 3 Braunfärbung eines entfetteten Sojabohnenhydrolysats
Tabellen 2 und 3 zeigen, dass in dem Maisglutentestprodukt und dem Testprodukt aus entfetteten Sojabohnen selbst nach 12 Monaten das Ausmaß der Braunfärbung schwach war und das Auftreten des "Verbrennungsgeruchs" kaum gefunden wurde. Somit wurden die Testprodukte dahingehend beurteilt, dass sie zufriedenstellenden wirtschaftlichen Wert haben. Gleichzeitig wurden in dem Glutenkontrollprodukt und dem Kontrollprodukt aus entfetteten Sojabohnen unmittelbar nach dem Einfüllen in die Flasche Anzeichen der Braunfärbung beobachtet, obwohl es zwischen beiden leichte Unterschiede gab, und auch die Anwesenheit des "Verbrennungsgeruchs" wurde, obwohl schwach, festgestellt. Nach einem Monat wurden "Braunfärbung" und "Verbrennungsgeruch" deutlich gefunden. Nach 3 Monaten wurden die "Braunfärbung" und "Verbrennungsgeruch" erheblich gefunden. Dementsprechend wurden die Kontrollprodukte dahingehend beurteilt, dass sie den wirtschaftlichen Nutzen extrem beeinträchtigen.
Industrielle Einsetzbarkeit
Hydrolysiertes Protein, das aus Pflanzenproteinmaterial in einem flüssigen Reaktionssystem unter Verwendung einer Pilzkultur nach dem erfindungsgemäßen Verfahren produziert wird, kann stabil den wirtschaftlichen Wert über einen langen Zeitraum beibehalten, ohne dass Braunfärbung auftritt.

Claims

Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein, indem Pflanzenproteinmaterial, das Saccharide enthält, unter Verwendung einer Pilzkultur in einem flüssigen Reaktionssystem enzymatisch hydrolysiert wird, welches das Mischen des Pflanzenproteinmaterials mit der Pilzkultur, das Durchführen einer Reaktion zuerst bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 39°C unter Belüftung und Rühren und dann, nach dem Beenden der Belüftung, das Durchführen und Vervollständigen der Reaktion bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 60°C umfasst.
Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein nach Anspruch 1, wobei das Pflanzenproteinmaterial aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Weizengluten, Maisgluten, entfetteten Sojabohnen und behandelten Produkten davon besteht.
Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein nach Anspruch 1, wobei die Reaktion, die bei einer Temperatur im Bereich von 15 bis 39°C durchgeführt wird, in eine Reaktion abgeändert wird, die bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 60°C durchgeführt wird, wenn von 10% bis 60% des Gesamtzeitraums vom Beginn der Reaktion bis zum vollständigen Ablauf der Reaktion nach dem Beginn der Reaktion abgelaufen sind.
Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein nach Anspruch 1, wobei der Anteil von reduzierenden Zuckern, die in dem nach dem vollständigen Ablauf der Reaktion in dem erhaltenen Reaktionsprodukt vorhanden sind, auf 5 Gew.-% oder weniger, bezogen auf den Gesamtfeststoffgehalt in dem Reaktionsprodukt, eingestellt wird.
Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein nach Anspruch 1, wobei die Herstellung der Pilzkultur und die Hydrolysereaktion des Pflanzenproteinmaterials in einem Reaktionsgefäß vom Typ eines Submerskulturbehälters durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen von hydrolysiertem Protein, wobei das Pflanzenproteinmaterial mindestens teilweise in einem festen Zustand ist und vor der enzymatischen Hydrolyse auf 300 μm oder weniger pulverisiert wird, in heißem Wasser bei über 80°C dispergiert wird und unmittelbar, nachdem Luftblasen, die in dem pulverisierten Produkt enthalten sind, im wesentlichen entfernt worden sind, sterilisiert wird.