DE748483C - Verfahren zur Herstellung kuenstlich geformter Gebilde, wie Fasern, aus Pflanzenproteinen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von künstlich geformten Gebilden, wie Fasern, aus Pflanzenproteinen, die unter Verwendung von schwefliger Säure erhalten worden sind. Zweck der Erfindung ist die Verwendung vorzüglich gebleichter Proteine, die möglichst wenig einer Denaturierung unterworfen worden und daher am besten geeignet sind.

xo Um dieses Ziel zu erreichen, werden folgende Maßnahmen angewendet. Die in- den pflanzlichen Rohstoffen enthaltenen Proteine werden mit Y₁₀ bis einfach normaler schwefliger Säure aufgelöst, dann wird die Wasser-Stoffionenkonzentration der Extraktionsflüssigkeit etwa· auf den isoelektrischen Punkt der zu fällenden Proteine eingestellt, wobei die gewünschten Proteine erhalten werden.

Das bisher übliche Verfahren zum Extraliieren von Proteinen aus proteinhaltigen, Rohstoffen besteht in der Verwendung einer alkalischen Lösung. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß die Proteine im Verlaufe der Extraktion, wie dies an sich bekannt ist, durch Alkali geschädigt werden, was zu einer Denaturierung und Zersetzung führt. Infolgedessen sind die so erhaltenen Proteine von schwacher und minderwertiger Beschaffenheit als Ausgangsmaterial für Proteinfasern u. dgl. Vor allem sind die pflanzlichen Proteine derart unbeständig gegen Alkali, daß sie unbedingt denaturiert und zersetzt werden, wenn man sie selbst mit einer äußerst verdünnten Alkalilösung in Berührung bringt. Infolge dieser Tatsache sind die aus solchen Proteinen in Form von Fasern hergestellten Erzeugnisse hinsichtlich ihrer Festigkeit und Dauerhaftigkeit den üblichen Erzeugnissen beträchtlich unterlegen. Die Aminogruppen innerhalb der Proteinmoleküle, 40' die chemisch die wichtigste Rolle spielen, neigen dazu, sich zu zersetzen und bei der Herstellung verschiedenartiger Erzeugnisse aus den Proteinen· sich abzuspalten.

Es wurde nun gefunden, daß bei Verwendung einer Säurelösimg für die Extraktion

der Proteine aus den proteinhaltigen Rohstoffen keine derartige Zersetzung stattfindet. "Vielmehr tritt durch die Säure eine günstige Veränderung der Proteine ein, die inaktiven Aminogruppen innerhalb der Proteimnoleküle werden aktiviert und die Zahl der aktiven Aminogruppen vergrößert. Aus diesem Grunde zeigen verschiedene Erzeugnisse, die aus den, — wie oben angegeben — hergestellten Proteinen gewonnen worden sind, eine wesentliche Verbesserung ihrer Eigenschaften.

Bisher kannte man die Verwendung einer sauren Lösung für diesen Zweck nicht, man wußte daher nicht, daß sie ebenfalls zum Extrahieren von Proteinen aus natürlichen Rohstoffen brauchbar sei. Es wurde jedoch gefunden, daß schweflige Säure begrenzter Acidität, die gleichzeitig" eine genügende Reaktionswirkung besitzt, imstande ist. bei wirtschaftlichen Herstellungskosten eine genügende Menge von hervorragenden Proteinen aus natürlichem proteinhaltigem Material zu gewinnen.

Es wurde weiterhin gefunden, daß diejetiigen Proteine die besten Eigenschaften aufweisen, welche mit ^:!/₁₀ bis ⁴/₁₀ normaler schwefliger Säure extrahiert worden sind. obwohl gefunden wurde, daß schweflige Säure ^von Vio bis einfacher Normalität die Proteine in wirksamer Weise extrahiert.

Der Vorzug dieses Verfahrens liegt in der Tatsache, daß es eine selektive Extraktion ermöglicht, wobei man Proteine von hervorragenden Eigenschaften in genügender Menge und in wirtschaftlicher Weise gewinnt, die vorzüglich als Ausgangsmaterial für Fasern geeignet sind. Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden Proteine, die den Zwecken der praktischen Anwendung nicht entsprechen, nicht extrahiert, sondern in dem Teil des nicht extrahierten Rückstandes zurückbleiben. In Sojabohnenkuchen sind 40 bis 50% Protein enthalten. Das vorliegende Verfahren extrahiert jedoch lediglich 20 bis 25%, die am besten für die Herstellung von Fasern geeignet sind. Die übrigen 20 bis 25Ύ0 Protein eignen sich nicht für diesen Zweck.

Die selektive Extraktion der im Rohstoff

enthalteneu Proteine bietet die folgenden Vorteile in Verbindung mit einem günstigen Einfluß der Lösung der schwefligen Säure auf die ausgewählten Proteine. Wie sich aus der weiter unten in der Beschreibung gebrachj ten Tabelle ergibt, erleichtern diese Proteine in merklicher Weise die Xanthogenierungsreaktion der ursprüglichen Spinnlösung, die Viscosität der Lösungen ist beständig und die .Maßnahmen bei der Herstellung von Protein-"iasern aus dem zusammengeballten Protein 'werden wesentlich erleichtert. Weiterhin zeigt die Anwendung der Lösung der schwefligen Säure als Extraktionsmittel die folgenden Wirkungen: Die Proteine werden während der Extraktion durch die reduzierende und bleichende Wirkung der schwefligen Säure aufgehellt und vor Oxydation geschützt. Infolgedessen werden die Proteine in besserer Qualität erhalten als bei den bisher gebräuchlichen Verfahren, und die Festigkeit, Dauerhaftigkeit und der Farbton der hieraus hergestellten Erzeugnisse ist im Vergleich zu den in anderer Weise erhaltenen Erzeugnissen wesentlich besser.

Diese besonderen Proteinsorten können leicht in Fasern übergeführt werden im Gegensatz zu . den sonstigen Proteinen, die in den Sojabohnenkucl\en enthalten sind.

Um die Proteine zu fällen, wird die Acidität der Extraktionsflüssigkeit mit Hilfe von Ätzalkali oder irgendeinem alkalischen Salz etwa auf den isoelektrischen Punkt der im Lösungsmittel enthaltenen Proteine eingestellt, wodurch die größte Menge ausgefällt wird.

Die besonderen Sorten von Proteinen, die durch dieses Verfahren gewonnen werden, besitzen nicht nur die obenerwähnten besonderen Eigenschaften als proteinhaltiges Material für künstlich geformte Gebilde, sondern auch noch andere Eigenschaften, die im folgenden erwähnt werden und die den Verlauf des Spinnverfahrens der Kunstwolle besonders erleichtern. In dieser Verarbeitung liegt der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung.

Die folgende Tabelle zeigt einen Vergleich zwischen den nach dem neuen Verfahren erhaltenen Proteinen und anderen Verfahren, bei denen die ursprüngliche Spinnlösung durch Zusatz von Alkali und Schwefelkohlenstoff hergestellt worden ist.

Art der Extraktion Farbänderung bei'
Scliwefelkohlenstoffzusatz

Viscositätsändemng

Protein mit Wasser extrahiert

Protein mit verdünnter Salzsäure extrahiert Protein mit verdünntem Ätznatron extrahiert Protein ernndungsgemäß extrahiert

gelblich grün

gelblich schwarz
unverändert
tiefschwärzlich grün

unbeständig, zeigt

merkliche Abnahme annähernd beständig unbeständig vollkommen beständig

Wie sich aus der vorliegenden Tabelle ergibt, sind die gemäß der Erfindung' gewonnenen Proteine von einer solchen Beschaffenheit, daß die Xanthogenierung durch Zusatz von Schwefelkohlenstoff leicht vor sich geht. Infolge der Beständigkeit der Viscosität der ursprünglichen Spinnlösung wird das Spinnverfahren in weit größerem Maße erleichtert als bei irgendeinem der nach früheren Verfahren erhaltenen Proteine. Infolgedessen ist die Beschaffenheit der hieraus gewonnenen Fasern ebenfalls eine hervorragende.

Als Beispiel für die praktische Durchführung der Erfindung sei folgendes gegeben:

ι kg Sojabohnenkuchen wird in 20 1 einer Vio bis einfach normal schwefligen Säure eingetaucht und 2 bis 3 Stunden verrührt. Auf diese Weise werden die Proteine aus dem Sojabohnenkuchen sorgfältig herausgelöst, die Extraktionsfiüssigkeit wird dann filtriert oder einige Zeit ruhig stehengelassen, wobei sich der unlösliche Rückstand am Boden der Flüssigkeit absetzt. Dieser wird anschließend entfernt. Zu der so erhaltenen reinen und durchsichtigen Flüssigkeit wird Ätzalkali oder irgendein Alkalisalz, beispielsweise eine Lösung von Ätznatron, Natriumcarbonat oder Natriumsulfat, zugesetzt, bis zum isoelektrischen Punkt der in der Lösung enthaltenen Proteine, der etwa bei einem p_H-Wert von 4,0 bis 5,1 liegt, wodurch die Proteine in ihrer Hauptmenge ausgefällt werden.

Die Ausbeute an getrockneten Proteinen beträgt 20^fl/o des ursprünglichen Sojabohnenkuchens. Die so erhaltenen Proteine werden nun mit einer verdünnten alkalischen Lösung gelöst und durch Düsen mit engen Löchern in ein Fällbad ausgespritzt, im Anschluß hieran mit Formalin gehärtet und zu proteinhaltigen Fasern getrocknet. Wenn man die Proteine erhitzt, preßt und unter Zusatz von Formalin formt, so erhält man proteinhaltige plastische Massen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   - Verfahren zur Herstellung künstlich geformter Gebilde, wie Fasern, aus Pflanzenproteinen, die aus diese enthaltendem pflanzlichem Rohmaterial mittels schwefliger Säure extrahiert worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man Proteine verwendet, die aus dem pflanzlichen Rohmaterial mittels n/10 bis n/i. schwefliger Säure extrahiert und aus der Extraktionsflüssigkeit durch Zusatz von Ätzalkali oder alkalischen Salzen bis zu einer einem Pß-Wert von 4,0 bis 5,0 entsprechenden Wasserstoffionenkonzentration, also in der Nähe des isoelektrischen Punktes der Pro- ^s< > teine, gefällt worden sind.

   Zur Abgrenzung des Anmeldiingsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden:

   deutsche Patentschrift Nr. 109 612.