DE828580C - Verfahren zur Herstellung von Erdnussglobulin - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Erdnußglobulin, das in konzentrierter alkalischer Lösung keine Oberflächengelbildung zeigt und zur Erzeugung von Spinnlösungen bestimmt ist. Zur Extrahierung von vegetabilischen Saatglobulinen aus dem sie enthaltenden Saatmaterial, welches im Falle von Erdnußglobulin normalerweise ein Mehl darstellt, aus welchem das öl im wesentlichen bereits entfernt wurde, verwendet man

ίο in der Praxis oft alkalische Lösungen, da dieselben befähigt sind, eine höhere Ausbeute an Globulinen zu extrahieren als neutrale Lösungsmittel. Je höher jedoch die Alkalität ist, desto merklicher wird das Protein chemisch angegriffen, was sich durch Entwicklung von Ammoniak zeigt, so daß bisher die Konzentration der für die alkalische Extrahierung verwendeten kaustischen Alkalien immer gering gewählt wurde, da man die Zerstörung des Proteins auf ein Minimum reduzieren wollte. Außerdem werden unerwünschte Farbstoffe, die von den Bestandteilen der rötlichbraunen Schale der Erdnuß herrühren, extrahiert, sofern die Alkalität nicht äußerst gering ist. Um die Bildung eines stark gefärbten Extraktes zu vermeiden, wurde vorgeschlagen, die alkalische Extrahierung dermaßen durchzuführen, daß der p_H-Wert der Lösung zu keinem Zeitpunkt während der Extrahierung den Wert 8 bis 8,5 übersteigt. Selbst bei Verwendung von gebleichten Erdnüssen wurde bisher normalerweise darauf geachtet, daß der p_H-Wert des Extraktes keinen wesentlichen höheren Wert erreichte.

In der Herstellung von Proteinfäden bzw. -fasern verwendeten viscosen, alkalischen Lösungen ist es indessen erforderlich, die Alkalität genügend hoch zu wählen, um eine gewisse Veränderung der molekularen Struktur des Globulins hervorzurufen. So ist es für die Erzeugung künstlicher Fäden beim Xaßspinnen aus Erdnußglobulinen wünschenswert, daß der p_H-Wert der frisch zubereiteten Spinnlösung mindestens 12,5 beträgt oder daß die GIobuline mindestens im Verlaufe der Herstellung der viscosen Spinnlösung während einer gewissen Zeitdauer einer solchen Alkalität ausgesetzt werden. Im Hinblick auf den Säurecharakter der Globuline und auf deren höhere Konzentration sind zur Zubereitung der viscosen Spinnlösungen im wesentlichen weit höhere Konzentrationen an Natriumhydroxyd erforderlich als zum Extrahieren der Globuline aus Erdnußmehl.

Bei den bisher verwendeten viscosen, alkalischen Spinnlösungen aus Erdnußmaterial bestand die Schwierigkeit darin, daß sich an der Oberfläche ein Gel bildete, was die Kontinuität der abzuwickelnden Vorgänge, wie das Auspressen der Lösung aus dem Behälter durch eine enge Mündung, hemmte oder die Qualität des aus der ausgepreßten Lösung koagulieren Produktes ungünstig beeinflußte. Diese an der Oberfläche auftretende Gelbildung, die sehr bald nach der Zubereitung der Lösung eintreten kann, beginnt an der Berührungszone der Flüssigkeit mit der Luft und dehnt sich allmählich in das Innere der Lösung aus; sie ist an der genannten Berührungszone am stärksten. Die einzige Methode, die bisher zur Verhinderung von solchen oberflächlichen Gelbildungen vorgeschlagen wurde, wird im britischen Patent 553 539 beschrieben, gemäß welchem ein Ammoniakpartialdruck über der Globulinlösung aufrechterhalten wird, der wesentlich höher ist als derjenige, welcher bei der anfänglichen Hydrolyse durch das in der Lösung vorhandene Alkali entsteht.

Es wurde nun gefunden, daß die Neigung der alkalischen Spinnlösungen zur Oberflächengelbildung nicht nur von gewissen Einflüssen, welchen die Spinnlösungen ausgesetzt sind, wie von der Anwesenheit von Luftblasen, sondern auch von den Alkalitätsbedingungen, welche während der alkalischen Extrahierung bei der Isolierung der Globuline aus den Erdnüssen herrschen, und von der Gegenwart des Schalenmaterials der Nüsse während des zuletztgenannten Vorganges abhängt; überdies wurde festgestellt, daß bei der Isolierung der Globuline unter geeigneten Bedingungen die Notwendigkeit zur Einhaltung eines Ammoniakdruckes über den entlüfteten viscosen Spinnlösungen, die aus den erhaltenen Globulinen erhalten werden, überflüssig ist.

Während es feststeht, daß die bei der Extraktion der Globuline aus dem Erdnußmaterial in Gegenwart des Schalenmaterials herrschende Alkalität den Grad der Färbung beeinträchtigt, indem der Extrakt mehr oder weniger dunkel gefärbt wird und demzufolge auch die aus dem Extrakt durch Ansäuern ausgefällten Globuline gefärbt sind, wurde das Verhältnis zwischen der Alkalität und der Gegenwart der Schalen einerseits und der erwähnten Neigung der Spinnlösungen, die aus den isolierten Globulinen erhalten werden, andererseits bisher noch nicht aufgeklärt. Es wurde nun festgestellt, daß eine minimale Alkalität für die Extrahierung besteht, oberhalb welcher die erzielten isolierten Globuline den Nachteil der oberflächlichen Gelbildung in der daraus erzeugten Spinnlösung nicht aufweisen, daß jedoch in der Schale eine Substanz vorliegt, welche die Oberflächengelbildung bewirkt und welche aus dem Schalenmaterial durch eine solche minimale Extraktionsalkalität herausgelöst wird und die Gelbildung an der Oberfläche bewirkt, und daß die genannte minimale Extraktionsalkalität außerdem dazu ausreicht, um die färbenden Bestandteile aus der Schale unter Bildung gefärbter Globuline zu extrahieren. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Gewinnung von Erdnußglobulin ist somit dadurch gekennzeichnet, daß man das zerkleinerte, von öl und Schalen weitgehendst befreite Erdnußmaterial bei Temperaturen von vorzugsweise bis 40⁰ mit einer verdünnten Natrium- oder Kaliumhydroxydlösung behandelt, die während der Extraktion einen P_n-WeXt von mindestens 11 aufweist, hierauf den alkalischen Extrakt von ungelösten Bestandteilen reinigt und schließlich die Globuline durch Ansäuern bis zum isoelektrischen Wert derselben ausfällt.

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann man vorteilhaft Natriumhydroxyd als Alkali verwenden, man kann jedoch auch z. B. Kaliumhydroxyd verwenden, während schwache Alkalien unwirksam sind. Ganz allgemein läßt sich sagen, daß das zur Anwendung gelangende Alkali die Fähigkeit besitzen muß, eine wäßrige Lösung mit einem p_H-Wert von mindestens annähernd 12,7 in Abwesenheit des Erdnußmaterials zu bilden, da die Globuline den p_H-Wert der zu extrahierenden Flüssigkeit sehr stark vermindern. Das Gewicht der extrahierenden alkalischen Lösung übersteigt das Gewicht des zu extrahierenden Erdnußmaterials zweckmäßig mehrmals, beispielsweise mindestens um das 7fache, und die Gesamtmenge des !^nötigten Alkalis wird vorteilhaft rasch und in einemmal zugesetzt. Überdies ist es angezeigt, auch das öl vor dem Beginn der alkalischen Extraktion zu entfernen. Alle Operationen zur Isolierung der Globuline aus den Erdnüssen werden vorzugsweise bei 40° nicht übersteigenden Temperaturen vollzogen.

Die Trennung der Schalen von den Nüssen kann durch mechanische Einwirkung bzw. durch Abtrennen in geeigneter Weise während oder teilweise vor und teilweise während des Zerkleinerns der Nüsse erfolgen. Die Schalen können z. B. durch die zum Zerkleinern der Erdnüsse verwendete Vorrichtung herausgelöst bzw. abgetrennt werden, und vorausgesetzt, daß deren Einwirkung nicht derart stark ist, daß durch eine Beschädigung der Zellen ein übermäßiges Ausschwitzen des Öls bewirkt wird, können die Schalenbestandteile leicht abgeblasen werden. Es ist deshalb vorteilhaft, die

Schalen in einer Zwischenstufe der Zerkleinerung abzublasen.

Die Erfindung ist durch das folgende Beispiel, in welchem die Teile Gewichtsteile 1 «deuten, erläutert.

Beispiel

Zerkleinertes, vom Öl befreites, keinen merklichen Gehalt an Schalenmaterial aufweisendes EnI-nußmaterial wird wie folgt zubereitet: Erdnüsse werden aufgeknackt, indem man sie durch lose aufeinanderliegende Rollen durchführt, und die geknackten Xüsse werden zermahlen, indem man sie durch enger gestellte Rollen durchführt, worauf sie fortlaufend in einen Luftstrom gebracht werden. Das Zermahlen und Blasen wird wiederholt mit jeweils enger gestellten Rollen, und das Produkt wird hierauf auf einem Schüttelsieb ausgebreitet, durch welches Luft geblasen wird. Durch diese Vorgänge werden die Bestandteile der Schalen entfernt. Hierauf wird das Produkt mehrmals mittels Benzin extrahiert, bis es im wesentlichen frei von Öl ist, und das zurüc"kbleil>ende Benzin durch Verdampfen entfernt, wobei diese Operationen bei 40⁰ nicht übersteigenden Temperaturen durchgeführt werden. Das Mehl wird hierauf, sofern dies nötig ist, durch Mahlen auf eine feinere Korngröße gebracht.

Ein Teil dieses Mehles wird nun mit Wasser angefeuchtet und rasch mit einer Natriumhydroxydlösung vermischt, welche eine Konzentration von 0,2% aufweist. Man rührt das Gemisch 1 Stunde lang, worauf abgeschleudert und filtriert wird. Das auf diese Weise erhaltene klare Filtrat, welches einen p^-Wert von 11,0 bis 11,2, gemessen mit einem p_H-Messer oder einem Indikator, aufweist, wird hierauf durch Zugabe von Schwefeldioxyd bis zu einem p_H-Wert von annähernd 5 angesäuert und stehengelassen. Die Flüssigkeit wird abgesaugt und das zurückbleibende, ausgefällte Globulin mit frischem Wasser versetzt. Hierauf wird das Produkt zentrifugiert und erneut gewaschen und abgeschleudert. ICs wird schließlich mit Aceton getrocknet, sofern man nicht beabsichtigt, es sofort in eine alkalische Spinnlösung überzuführen. Von Luftblasen befreite Lösungen dieses Produktes, welche solche Konzentrationen an Protein und an Natriumhydroxyd aufweisen, daß sie beim Altern eine für das Spinnen geeignete Viscosität besitzen, können beim Spinnen ohne Zwischenreinigung zwischen jeder Zugabe wegen der Oberflächengelbildung nachgefüllt werden. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestelltes Erdnußglobulin hat sich für die Herstellung von viscosen, alkalischen Lösungen von beträchtlicher Globulinkonzentration, wie sie zur Herstellung von künstlichen Proteinfäden, z. B. durch Naßspinnen, zur Anwendung gelangen, als äußerst günstig erwiesen.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Erdnußglobulin, das in konzentrierter alkalischer Lösung keine Oberflächengelbildung zeigt und zur Erzeugung von Spinnlösungen bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß man das zerkleinerte, von öl und Schalen weitgehendst befreite Erdnußmaterial bei Temperaturen von vorzugsweise bis 40⁰ mit einer verdünnten Natrium- oder Kaliumhydroxydlösung behandelt, die während der Extraktion einen p_H-Wert von mindestens 11 aufweist, hierauf den alkalischen Extrakt von ungelösten Bestandteilen reinigt und schließlich die Globuline durch Ansäuern bis zum isoelektrischen Wert derselben ausfällt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Globuline in gelöstem Zustand vor deren Ausfällung höchstens eine kurze Zeit einer Alkalität ausgesetzt werden, die einem höheren p_H-Wert als 11,5 entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der extrahierenden alkalischen Lösung mindestens das 7fache Gewicht des zu extrahierenden Erdnußmaterials beträgt.

O 2779 1.52