FI94015B

FI94015B - Menetelmä liukoisen ravintokuidun rikastamiseksi

Info

Publication number: FI94015B
Application number: FI932558A
Authority: FI
Inventors: Olavi Myllymaeki; Yrjoe Maelkki
Original assignee: Exavena Oy
Priority date: 1993-06-04
Filing date: 1993-06-04
Publication date: 1995-03-31
Also published as: FI932558A0; EP0703733B1; AU6797794A; FI94015C; DE69425497T2; FI932558A; DE69425497D1; US5846590A; EP0703733A1; CA2163990A1; WO1994028742A1

Description

9401 5

Menetelmä liukoisen ravintokuidun rikastamiseksi - Förfarande för anrikning av löslig näringsfiber 5 Tämän keksinnön kohteena on menetelmä liukenevaa ravintokuitua, kuten j8-glukaania ja/tai pentosaaneja sisältävän rikasteen valmistamiseksi viljakasvin jyvistä peräisin olevasta raaka-aineesta. Erityisesti keksinnön mukaan valmistetaan kauran, ohran tai rukiin jyvistä β-10 glukaanin, jolla tarkoitetaan jS- (l-13) (l-14)D-glukaania, tai pentosaanien suhteen rikastettuja valmisteita, jotka liukenevat nopeasti veteen kohottaen liuoksen viskositeettia ja toimien veden sitojina ruoansulatuskanavassa tai elintar-vikevalmisteissa.

15 0-glukaani toimii ihmisen ruoansulatuskanavassa liukoisena ravintokuituna ja vaikuttaa erityisesti veren kolesterolipitoisuuden alentajana sekä veren aterianjälkeisten sokeripitoisuuden vaihteluiden tasoittajana. Molemmat näistä vaiku-20 tukeista perustuvat mahalaukun ja suolen sisällön vis kositeetin kohoamiseen. Tämän lisäksi 0-glukaanin viskositeettia kohottavia ja sideaineominaisuuksia on mahdollista käyttää useisiin teknisiin tarkoituksiin.

25 jS-glukaania on todettu esiintyvän runsaasti ohran ja <1. kauran sekä rukiin jyvissä. Puhtaan tai lähes puhtaan β-

glukaanin eristäminen viljakasvien jyvistä laboratoriomittakaavassa on tunnettu useista patentti- ja tieteellisistä julkaisuista, joista katsaus on esitetty muun muassa tämän 30 keksinnön keksijöiden suomalaisessa patentissa n:o 84775 ja sitä vastaavassa kansainvälisessä patenttihakemuksessa WO

.ν’: 89/01294. Menetelmistä 0-glukaanin suhteen rikastettujen « · · tuotteiden valmistamiseksi ovat Paton ja Lenz vuonna 1993 -julkaisseet katsauksen kirjassa Oat Bran, julkaisija American 35 Association of Cereal Chemists. Tunnetaan myös useita ohralajikkeita, joiden /J-glukaanipitoisuus on jo jyvissä samaa l · i · * · ·

9401S

2 tasoa kuin kaurasta valmistetuissa β-glukaanirikasteissä eli 14-17%.

Vaikeutena sekä puhtaana tai lähes puhtaana eristetyn /3-glukaa-5 nin että 0-glukaanin suhteen rikastettujen valmisteiden, ja runsaasti j8-glukaania sisältävän ohran käytössä on ollut /?-glukaa-nin hidas, epätäydellinen ja vaikeasti kontrolloitavissa oleva liukeneminen. Nopea liukenevuus ja viskositeetin muodostus ovat tärkeitä muun muassa tavoiteltaessa fysiologisia vaikutuksia, 10 joista eräissä liukeneminen alle 15 minuutin kuluessa on tarpeen. Jyvissä olevasta 0-glukaanista liukenee kuumaan veteen tavallisesti alle puolet. Heikko liukoisuus johtuu osittain molekyylikoko jakautumaa ta, vain alempien molekyylikokofraktioiden ollessa vesiliukoisia. Tämän lisäksi on todettu, että sekä ohran 15 (Forrest ja Wainwright, Journal of the Institute of Brewing 83 (1977) ss. 279-286) että kauran (Värum ja Smidsrod, Carbohydrate Polymers 9 (1988) ss. 103-117) /3-glukaaniin on kiinteästi sitoutunut proteiinia tai peptidiä, jonka oletetaan sitovan molekyylejä soluseinään ja myös toisiinsa kohottaen siten näennäistä 20 molekyylipainoa. Liukenemista hidastavat sekä veden diffuusioa rajoittavat jyvän muut komponentit että jS-glukaanin voimakas paakkuuntumistaipumus sen joutuessa kosketuksiin veden kanssa.

Liukoisuus kohoaa ja nopeutuu prosessoitaessa, sekä lämmön että 25 mekaanisten voimien ja j8-glukaania tai pentosaaneja ha joit tavien entsyymien vaikutuksesta. Tällöin kuitenkin viskositeettia kohottavat ominaisuudet heikkenevät siinä määrin, että fysiologisesti edulliset vaikutukset sekä tekniset käyttömahdollisuudet alenevat oleellisesti tai menetetään kokonaan. Esimerkiksi ohran 30 /S-glukaanista vesiliukoiseksi saatava osa on molekyylikooltaan vain noin puolet tai kolmasosa kauran liukoisen 0-glukaanin mo-•t lekyylipainosta, ja sen viskositeettiominaisuudet ovat vas taavasti heikommat. Useissa elintarvikeraaka-aineissa esiintyvien sekä monien mikrobilajien tuottamien 0-glukanaasien yleisyys 35 ja korkea lämmönkestävyys aiheuttavat myös epävarmuustekijän β- 1 li · · >.

94015 3 glukaanin säilyvyydestä vesipitoisissa elintarvikkeissa. Tämän johdosta toistettava annostelu on saavutettavissa vain kuivia preparaatteja käyttäen, mutta nykyisten preparaattien liukene-vuus on liian hidas ja epätäydellinen tehokkaan vaikutuksen sa-5 vuttamiseen.

Rukiin sisältämän liukoisen ravintokuidun pääkomponenttina ovat pent osaani t, joiden lisäksi esiintyy myös j8-glukaania. Teknologisesti tähän mennessä tärkein mielenkiinto näihin pentosaanei-10 hin on leipomoteollisuudessa, niiden vettä sitovan vaikutuksen johdosta, joka parantaa leivän tuoreuden säilymistä. Lääketieteellisessä mielessä vaikuttavat rukiin sisältämä ravintokuitu ja sitä seuraavat polyfenoleja sisältävät yhdisteet syöpälajeja, erityisesti rintasyöpää ja paksusuolen syöpää ehkäisevästi.

15

Kaikkien näiden viljalajien kuidun ja sitä seuraavien aineiden ennaltaehkäisevän käytön vaikeutena on vaikuttavien tekijöiden pienet pitoisuudet viljan jyvissä, jonka vuoksi on pyritty niiden konsentrointiin.

20 j8-glukaanipitoisten raaka-aineiden entsymaattisesta muuntelusta on Inglett esittänyt yhdysvaltalaisen patentin n:o 4,996,063 mukaisen menetelmän. Tässä menetelmässä suoritetaan tärkkelyksen hajoittaminen maltodekstriiniksi a-amylaasilla, jolloin myös β-25 glukaani hajoaa niin pitkälle, ettei sillä ole odotettavissa fysiologisia vaikutuksia. Wilhelm"in tutkimusryhmän (Stärke 41 (1989) sivut 372-376) julkaisemassa menetelmässä käsitellään kauraraaka-ainetta selluloosaa hajoittavilla entsyymeillä tärkkelyksen ja proteiinin erottamiseksi. Tuotteiden /J-glukaanipi-30 toisuuksia ei ilmoiteta, mutta on todennäköistä, että teknillisessä sellulolyyttisessä entsyymivalmisteessa on aina riittävää-, . ti myös 0-glukaania hajoittavaa aktiivisuutta, ja siten frakti oissa on viskositeettia muodostavan suurimolekyylisen /S-glukaanin pitoisuus todennäköisesti pieni.

* · · 35 4 94015

Ohran /S-glukaanin liukoiseksi saattamista entsymaattisesti on tutkinut Yin työryhmineen (Journal of the Institute of Brewing 95 (1989) sivut 195-198). Työryhmä on todennut useiden ohranjy-vissä esiintyvien homeiden muodostavan /3-glukaania liuottavia 5 entsyymejä. Nämä ovat kuitenkin alentaneet viskositeettia, joten niitä ei voida käyttää hyväksi pyrittäessä valmistamaan korkea-viskoosista j8-glukaania sisältäviä preparaatteja.

Forrest ja Wainwright ovat edellämainitussa tutkimuksessaan sello vittäneet myös proteolyyttisten entsyymien vaikutusta ohran β-glukaanin molekyylipainoon ja viskositeettiin. Kokeet osoittivat sekä molekyylipainon että viskositeetin alenemista, joka oli voimakkain termolysiinillä, tätä heikompi papaiinilla sekä ky-motrypsiinillä ja trypsiinillä. Mälkki työryhmineen (Cereal Che-15 mistry 69 (1992) sivut 647-653) totesi trypsiinin alentavan kauran /S-glukaanin viskositeettia, ja Autio työryhmineen (Food Hyd-rocolloids 5 (1992) sivut 513-522) tämän vaikutuksen olevan eri suuruisen eri kauralajikkeilla. Koska trypsiinissä ei todettu β-glukanaasiaktiivisuutta, on viskositeetin aleneminen ilmeisesti 20 johtunut proteiinin tai peptidin /S-glukaanimolekyylien välille muodostamien sidosten katkeamisesta.

Kauralajikkeiden ominaisuuksia edelleen tutkittaessa on nyt yllättäen todettu, että lievä käsittely proteolyyttisillä entsyy-25 meillä johtaa, vastoin aikaisemmin julkaistuja havaintoja, eräiden lajikkeiden 0-glukaanin viskositeettiominaisuuksien kohoamiseen. Tätä vaikutusta on voimistanut sitä seurannut lämpö-, liuotin- ja mekaaninen käsittely. Tässä yhteydessä on edelleen todettu, että lämpö- ja tätä.seuraavalla liuotinkäsittelyllä voi-30 daan saada aikaan ravintokuidun rikastuminen ja sen viskositeettiominaisuuksien kohoaminen myös ilman edeltävää entsyymikä-sittelyä. Näihin havaintoihin perustuen on kehitetty menetelmä ravintokuidun konsent ro imi seksi ja nopeasti liukenevien /3-glu-kaani ja/tai pentosaanikonsentraattien valmistamiseksi. Menetel- ··

II

94015 5 män oleelliset tunnusmerkit ilmenevät oheisista patenttivaatimuksista.

Keksinnön mukaisen prosessin raaka-aineena voidaan käyttää liu-5 koista ravintokuitua sisältävien viljalajien kuten kauran, ohran tai rukiin jyviä tai niistä erotettuja fraktioita. Raaka-aineen esikäsittelynä suoritetaan jauhaminen sekä pentosaaneja ja β-glukaania hajottavien entsyymien inaktivoiminen, mikäli näitä ei ole suoritettu aikaisemmissa käsittelyissä. Esikäsitelty hienok-10 si jauhettu raaka-aine suspendoidaan veteen sopivimmin käyttäen vesimäärää, joka on pienempi kuin raaka-aineen sisältämän tärkkelyksen alle 100°C:n lämpötiloissa gelatinoiva vesimäärä. Sus-pendointi voidaan aloittaa n. huoneenlämpötilassa lisäämällä esim. n. 20°C:n lämpöiseen veteen raaka-aine, johon vesi alkaa 15 imeytyä aiheuttaen raaka-aineen turpoamisen. Viljalajeille ja -lajikkeille, joilla kuidun liukoisuuden ja viskositeetin parantamiseksi on tarpeen proteolyysikäsittely, se suoritetaan tässä vaiheessa, käytetyn entsyymin optimilämpötilassa ja pH-arvossa. Seoksen lämpötila kohotetaan 60-85°C:een, samalla jatkamalla ve-20 den imeyttämistä raaka-aineeseen ja liukoisen kuidun uuttamista siitä veteen näissä korkeammissa lämpötiloissa. Kuumaan suspensioon lisätään 80-140 % suspension painosta polaarista orgaanista liuotinta, joka on edullisesti valittu ryhmästä Ct - C6-ali-faattiset alkoholit ja asetoni, liukoisen kuidun saostamiseksi 25 liukenemattomille kantajapartikkeleilie, jotka voivat olla pe-räisin viljaraaka-aineesta tai jotka voidaan lisätä raaka-aineesta saatavaan suspensioon. Lisättynä kantajana voidaan käyttää esim. selluloosaa tai piimaata. Suspensiota homogenoidaan käyttäen iskeviä ja leikkaavia toimintoja, esimerkiksi käsitte-30 lemällä suspensiota potkurisekoittimellä tai kolloidimyllyllä, ja kiintoaine konsentroidaan liukoisen kuidun suhteen hiukkas-kokoon ja ominaispainoon perustuvilla operaatioilla kuten sedi-mentoiden, märkäseulonnalla, sentrifugoimalla tai hydrosyklo-neilla, jolloin osa tärkkelyksestä saadaan eroamaan hienoja-35 koisena fraktiona. Kiintoainefraktiot kuivataan, jolloin pääosa 6 9401 5 imeytyneestä liuottimesta on mahdollista saada talteenotetuksi. Vaihtoehtoisesti tai tämän lisäksi voidaan kiintoaineen konsen-trointi liukoisen kuidun suhteen suorittaa myös kuivauksen jälkeen suoritettavilla operaatioilla, kuten seulonnalla tai ilma-5 luokituksella. Runsaasti rasvaa sisältäviä materiaaleja prosessoitaessa jäännösrasva uutetaan saostuneen kuidun sisältävistä partikkeleista konsentroidulla polaarisella liuottimena ennen partikkeleiden kuivausta. Voimakkaasti polaariset lipidit otetaan talteen saostusvaiheesta saatavasta vesipitoisesta uut-10 teestä, heikommin polaariset ja ei-polaariset lipidit mainitulla konsentroidulla polaarisella liuottimena saadusta uutteesta. Liuottimet voidaan palauttaa kiertoon.

Käytettäessä proteolyysiä suspendointivaiheessa on entsyymi va-15 littava siten, että sillä ei ole prosessissa käytetyllä pH-alu-eella merkittävää /3-glukanaasi- tai pentosanaasiaktiivisuutta. Esimerkkinä sopivista entsyymeistä voidaan mainita trypsiini. Proteolyyttisen vaiheen tarkoituksena on irrottaa /J-glukaani so-luseinämästä ja katkaista /S-glukaanimolekyyliketjujen välisiä 20 proteiinien tai peptidien muodostamia sidoksia ja siten parantaa liukoisuutta ja viskositeettiominaisuuksia. Kuitenkin proteolyy-sin jatkaminen optimipisteen jälkeen johtaa viskositeetin alenemiseen, joka on ollut syynä aikaisemmissa tutkimuksissa tehtyihin havaintoihin proteolyysin vaikutuksesta /3-glukaaniin tai 25 sitä sisältäviin raaka-aineisiin. Koska samankin viljalajin eri V* viljelylajikkeiden 0-glukaanipitoisuus, sen sijainti jyvässä, viskositeettiominaisuudet sekä herkkyys proteolyysin vaikutukselle vaihtelevat suuresti, kuten aikaisemmasta kirjallisuudesta on tunnettua, on annostus ja vaikutusaika määriteltävä kokeelli-30 sesti, erikseen kullekin viljalajille, -lajikkeelle ja kullekin entsyymille.

j8-glukaania hajottava aktiivisuuus tai sivuaktiivisuus on varsin tavallista mikrobien avulla valmistetuissa entsyymeissä. Tästä 35 syystä valinta on kohdistettava entsyymilähteisiin, jotka eivät »·« 94015 7 tunnetusti sisällä /S-glukanaasia tarkoitetussa pH:ssa, tai siitä puhdistettuihin tai inaktivoituihin preparaatteihin.

Proteolyyttisen vaiheen jälkeisen kuumennuskäsittelyn tarkoituk-5 sena on toisaalta veden imeyttäminen korkeassa lämpötilassa raaka-aineeseen /S-glukaanin ja pentosaanien erottamiseksi muusta soluseinämateriaalista, toisaalta proteaasin mahdollisimman täydellinen inaktivoiminen. Kuumennuskäsittelylämpötilan, kuumen-nusajan ja käytetyn vesimäärän valinnassa on rajoittavana teki-10 jänä tärkkelyksen voimakkaan liisteröitymisen välttäminen. Ohjeellisina olosuhteina voidaan pitää sellaisia, joissa tärkke-lysjyvien kahtaistaittuvuus voi hävitä, mutta jyväset säilyvät mikroskooppisesti tarkastellen hajoamattomina. Tämän rajoituksen johdosta ei kaikkein lämmönkestävimpien proteaasien täydellinen 15 lämpöinaktivointi ole mahdollista.

Veden imeytys- ja kuumennusvaiheissa tapahtuu vilja jyvän liukoista kuitua sisältävien kasvikudosten ja niiden osien turpoaminen, mutta tärkkelysjyvästen hajoaminen alkaa voimakkaammin 20 vasta gelatinoitumislämpötilassa. Tärkkelyksen hydratoitumista voidaan rajoittaa paitsi lämpötilan avulla myös rajoittamalla veden määrää sekä tärkkelyksen mekaanista vaurioitumista. Siten sekoitus-, aineen- ja lämmönsiirto-operaatiot ennen saostusvai-hetta on suoritettava pieniä leikkausvoimia käyttäen.

25

Kuidun saostaminen liukenemattoman kantaja-aineen läsnäollessa johtaa siihen, että osa saostuneesta kuidusta jää kiinteiden hiukkasten pinnoille, jolloin liukoiselle kuidulle saadaan suuri tehollinen pinta-ala. Tämä vaikuttaa edullisesti uudelleenliuke-30 nemisominaisuuksiin.

Sekä turvotus- että saostamisvaiheissa tapahtuu liukoista kuitua sisältävissä kasvikudoksissa suurempia tilavuudenmuutoksia kuin tärkkelysjyväsissä ja liukenematonta kuitua sisältävissä kasvi-35 kudoksissa. On todennäköistä, että kuvatun prosessin kestäessä 1 ••1 8 94015 tapahtuva, muu kuin proteolyyttisten entsyymien aiheuttama komponenttien erottuminen toisistaan aiheutuu suurelta osin näistä muutoksista.

5 Menetelmää ja saavutettavien tuotteiden ominaisuuksia kuvaavat seuraavat esimerkit. Esimerkki 1 koskee raaka-ainekonsentraat-tien viskositeettiominaisuuksien mittaamista ja esimerkit 2-5 valaisevat keksinnön mukaista menetelmää.

10 Esimerkki 1

Kauralajikkeista Sang, viljelty Ruotsissa, ja Yty, viljelty Suomessa, valmistettiin kuitukonsentraatteja erottamalla lese kuiva jauhatuksessa, poistamalla rasva etanoliuutolla, ja erottamal-15 la tärkkelystä ilmaluokitusseulonnalla hieno jauhatuksen jälkeen.

Konsentraattien viskositeettiominaisuuksien toteamiseksi niitä suspendoitiin 2,5 g 95 mL:aan natriumfosfaattipuskuria, pH 2,5, jolloin suspension laskennallinen 0-glukaanipitoisuus oli Sang-20 lajikkeella 0,505%, ja Yty-lajikkeella 0,67%. Suspensioita uutettiin ravistellen 37°C:n lämpötilassa, siten jäljitellen maha-nesteen olosuhteita. Samoja konsentraatteja uutettiin myös pH 7 puskurissa, johon oli lisätty 0,63 g/L trypsiiniä, jonka aktiivisuus oli 2000 EU/g. Suspensioiden viskositeetit mitattiin Boh-25 lin-visco 88 reometrillä 32°C:n lämpötilassa useilla leikkausnopeuksilla. Tällä laitteella pienet viskositeetit eivät ole pienillä leikkausnopeuksilla mitattavissa. Mittaustulokset olivat seuraavat: 30 Lajike pH Trypsiini Uutto- Viskositeetti, mPa-s aika,h 77 s'1 697 s'1 , . Yty 2,5 - 0,5 ei mitatt. 24 2.5 - 1,0 ei mitatt. 32 2.5 - 1,5 110 34 35 2,5 - 2,0 129 30 ♦ *

II

94015 9

Sang 2,5 - 0,5 ei mitatt. 15 2.5 - 1,0 ei mitatt. 17 2.5 - 1,5 ei mitatt. 18 2.5 - 2,0 ei mitatt. 19 5 Yty 7,5 + 1,0 156 45 7.5 + 2,0 205 58

Sang 7,5 + 1,0 ei mitatt. 22 7.5 + 2,0 ei mitatt. 29 10 Esimerkki 2

Sang- ja Yty- lajikkeista esimerkin l ensimmäisen kappaleen mukaan valmistettuja konsentraatteja suspendoitiin 40 g 200 g:aan fosfaattipuskuria pH 7, ja inkuboitiin yli yön 40°C:n lämpötilas-15 sa eri suuruisten trypsiinimäärien läsnäollessa. Pastamaiseksi muuttuneeseen seokseen lisättiin 400 ml etanolia, sakka suodatettiin, pestiin pienellä määrällä etanolia, ja kuivattiin. Saatuja kuitupreparaatteja suspendoitiin 2,5 g/95 mL pH 2,5:n puskuria, ja inkuboitiin kuten esimerkissä 1, ja mitattiin vis-20 kositeetit 32°C:n lämpötilassa, e.m. = ei mitattavissa.

Trypsiiniä Uuttoaika Viskositeetti mPa-s g/L min 24 8^69784 697s'1 697s'1

Yty,koe 1 Yty,koe 2 Sang 25 : : : o 10 e.m. 43 0,25 10 285 64 61 26 20 66 31 30 441 76 30 60 471 80 120 528 86 0,5 10 e.m. 60 48 35 20 57 37 30 60 39 35 10 9401 5 1.0 10 e.m. 44 2.0 10 e.m. 39 5

Esimerkki 3

Yty-lajikkeesta esimerkin 1 ensimmäisen kappaleen mukaisesti valmistettua konsentraattia inkuboitiin eri suuruisten tryp-10 siinimäärien läsnäollessa 40°C:n lämpötilassa ja natriumfosfaat-tipuskurissa pH 7,5, kahden tunnin ajan. Käsittelyn jälkeen suspension lämpötila nostettiin 80°C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa tunnin ajan. Suspensioon lisättiin 133% sen painosta 94% etanolia, seos homogenoitiin leikkaavalla homogenisaattorilla, 15 kiintoaine erotettiin ja kuivattiin. Kuivan preparaatin määrä lähtöaineen määrästä oli 90%, sen jS-glukaanipitoisuus kalkofluo-rin antamaan väriin perustuvalla analysaattorilla määritettynä vaihteli rajoissa 27,5 - 30,5%, kun se lähtömateriaalissa saman menetelmän mukaan oli 16,5 %, ja entsymaattisen menetelmän mu-20 kaan 26,1%. Kohonnut kalkofluorianalysaattorin antama /3-glukaa-nipitoisuus osoittaa liukoisen β-glukaanin osuuden kohoamista. Saaduista kuivista preparaateista tehtiin esimerkkien 1 ja 2 mukaisena väkevyytenä suspensiot natriumfosfaattipuskuriin pH

2,5, jolloin suspension β-glukaanipitoisuus entsymaattisen mene-25 telmän tulosten mukaan oli 0,67%, ja suspensioita uutettiin : : 37°C:n lämpötilassa. Viskositeetti mitattiin kuten esimerkeissä 1 ja 2., 32°C:n lämpötilassa. Mittaustulokset olivat seuraavat:

Trypsiiniä Uuttoaika Viskositeetti mPa1s 30 g/L min 43 s1 697 s1 0,25 10 242 63 20 335 73 30 367 77 35

II

l l 94015 11 1.0 10 348 74 20 440 86 30 472 89 5 2.0 10 414 85 20 498 92 30 501 93 10

Esimerkki 4

Esimerkin 3 mukainen trypsiini- ja saostuskäsittely suoritettiin joukolle tunnetuista lajikkeista valmistettuja leseitä tai kon-15 sentraatteja. Sekä lähtöaineista että trypsiinikäsitellystä kuivasta lopputuotteesta suoritettiin j8-glukaanimääritys entsymaattisesti. Koesarjassa saatiin seuraavat tulokset:

Lajike Alkuperä Esikäsittely 0-glukaania,% 20 ennen jälk

Yty Suomi lese 12,0 18,9

Yty Suomi konsentr. 26,1 29,3

Sang Ruotsi konsentr. 19,7 20,8 25 Mortlock Australia lese 7,5 11,1 : ; Salo Suomi lese 12,2 16,9

Virma Suomi lese 11,7 16,0

Nasta Suomi lese 12,6 15,2 30 Esimerkki 5

Yty-lajikkeesta esimerkin 1 ensimmäisen kappaleen mukaisesti tehtyä konsentraattia inkuboitiin esimerkin 2 mukaisesti, mutta korvaten trypsiini kaupallisilla mikrobiologista alkuperää ole-35 villa proteolyyttisillä entsyymeillä, ja säätäen pH sekä inku-

• «. I

12

9401 S

bointilämpötila kunkin entsyymin optimiarvoihin. Useimpia kokeiltuja entsyymejä käytettäessä suspension viskositeetti ei kohonnut osoittaen, että /3-glukaani oli hydrolysoitunut. Hydrolysoimalla Esperase-entsyymillä (Novo A/S, Brabrand, 5 Tanska) väkevyytenä 0,30 ml/L, pH:ssa 7,6 ja 58°C:n lämpötilassa kahden tunnin ajan saavutettiin viskositeetin kohoaminen. Proteaasin inaktivoimiseksi ja /3-glukaanin edelleen liuottamiseksi seos kuumennettiin 80° C:een ja pidettiin tässä lämpötilassa tunnin ajan. Liukoinen kuitu 10 saostettiin etanolilla lisäämällä 133% seoksen painosta 94% etanolia, ja kiintoaine erotettiin ja kuivattiin. Kuivauksen jälkeen erotettiin irronnut tärkkelys seulonnalla. Seulotun kuivan kuidun saalis oli 90% lähtöaineena käytetyn konsentraatin määrästä. Sama menettely toistettiin toisella erällä 15 ilman entsyymihydrolyysivaihetta. Lähtöaineesta ja molemmista käsitellyistä eristä fosfaattipuskuriin pH 2,5 tehtyjen 2,5% kiintoainetta sisältävien suspensioiden viskositeetit ajan funktioina 37° C:n lämpötilassa uutettaessa olivat seuraavat (e.m. = ei mitattavissa): 20

Viskositeetti mPa^s Lähtöaine Esperase,kuu- Kuumennus menn.,saostus ja saostus Leikkausnopeus 43 s'1 697s'1 43 s'1 6973^433^ 697s'1 25 10 min uutto e.m. 14 240 62 e.m. 28 > t t 20 min uutto e.m. 19 333 73 187 42 30 min uutto e.m. 23 390 77 248 49 t c ·

II

· (. ♦ 13 94015

Esimerkki 6

Kauran viljelylajikkeen Yty jyviä kuorittiin ja kuoritut jyvät jauhettiin valssimyllyllä sileillä valsseilla, ilman 5 edeltävää lämpökäsittelyä. Saadut hiutaleet jauhettiin vasa-ramyllyllä ja leseosa erotettiin seulomalla 125 μπΐ:η aukkoisella seulalla. Saadun leseen j8-glukaanipitoisuus oli 9,5 %.

250 g näin saatua lesettä uutettiin ja lämpöinaktivoitiin 10 entsyymien suhteen 85 paino-%:n väkevyisessä etanoli-ve-siseoksessa seoksen kiehumispisteessä kahden tunnin ajan, minkä jälkeen seos seulottiin 71 μπΐ:η aukkoisella seulalla. Karkea jae suspendoitiin uudelleen etanoliin, ja seulonta uudistettiin kolmesti. Karkean jakeen saalis pesujen ja kui-15 vauksen jälkeen oli 77 g. 70 g näin saatua lesekonsentraattia suspendoitiin 190 ml:aan 40°C:n lämpötilaan kuumennettua 0,02-molaarista natriumfosfaattipuskuria pH 7,5, seokseen lisättiin 0,175 g trypsiiniä ja seosta pidettiin 40°C:n lämpötilassa kahden tunnin ajan. Korkeaviskoosiseksi massaksi 20 muuttunut seos kuumennettiin mikroaaltouunissa 80°C:n lämpötilaan ja pidettiin tässä lämpötilassa tunnin ajan. Kuumaan seokseen lisättiin 420 ml 92 paino-%:n väkevyistä etanolia, seos homogenoitiin leikkaavalla sekoittajalla tasa-aineisek-si, seulottiin 71 μιη:η aukkoisella seulalla, ja karkea jae 25 pestiin seulalla kolmesti. Karkean jakeen saalis kuivauksen ,·. jälkeen oli 49,7 g, ja sen /3-glukaanipitoisuus oli 35,9 %.

Seulan läpäisseen hienojakoisen osan /S-glukaanipitoisuus oli 6,9 %. Sentrifugaalisessa erottelussa seulan läpäissyt osa saatiin edelleen jaetuksi tärkkelys- ja ravintokuitufrakti-30 oiksi.

^ < · > c ·. · l ·

Claims

94015

1. Menetelmä liukenevaa ravintokuitua, kuten 0-glukaania ja/tai pentosaaneja, sisältävän rikasteen valmistamiseksi viljakasvin jyvistä peräisin olevasta jauhetusta raaka-ai- 5 neesta, jossa menetelmässä raaka-ainetta käsitellään vedellä ja orgaanisella liuottimena, syntynyttä suspensiota homogenoidaan ja suoritetaan hienojakoisemman kiintoaineksen erotus hiukkaskokonsa ja/tai ominaispainonsa perusteella karkeammista, ravintokuitua sisältävistä partikkeleista sekä 10 viimeksi mainittujen erotus jäljelle jäävästä nestefaasista ja kuivaus lopputuotteeksi, tunnettu siitä, että veden lisäys tapahtuu hienoksi jauhettuun ja j8-glukanaasien sekä pentosaaneja hajottavien entsyymien suhteen inaktivoituun raaka-aineeseen, että saatava raaka-aineen ja veden seos kuumennetaan 15 lämpötilavälille 60-85°C niin, että muodostuu kiinteitä partikkeleja ja hydratoitunutta ravintokuitua sisältävä suspensio, että kuumaan suspensioon lisätään polaarista orgaanista liuotinta ravintokuidun saostamiseksi mainituille kiinteille partikkeleille ja että suspensiota homogenoidaan hienojakoi-20 semman kiintoaineksen, kuten tärkkelyksen, irrottamiseksi mainituista saostuneen ravintokuidun sisältävistä partikkeleista, jotka erotetaan ja kuivataan lopputuotteeksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu sii-25 tä, että raaka-aine on peräisin kauran, ohran tai rukiin jy- : : : vistä. I <.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vettä lisätään määrä, joka on pienempi kuin tärk- 30 kelyksen alle 100°C:n lämpötiloissa gelatinoiva vesimäärä.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raaka-aineeseen ja veteen lisätään ennen seoksen kuumennusta proteolyyttistä entsyymiä, joka ei sisäl- 35 lä seoksen pH:ssa vaikuttavaa, 0-glukaania tai pentosaaneja hajottavaa aktiivisuutta. « · II 94015

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytettävä entsyymi on trypsiini.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että raaka-ainelähteenä käytetään viljelylajiketta, jonka sisältämän j8-glukaanin viskositeetti kohoaa lievän trypsiini-hydrolyysin vaikutuksesta.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että ravintokuidun saostava liuotin on etanoli.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suspensioon lisätään kantajapartikkelei- 15 ta, joille ravintokuidun saostuminen tapahtuu.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että saostuneen ravintokuidun sisältävistä partikkeleista uutetaan lipidit ennen partikkeleiden kuivaus- 20 ta.