NL7906915A - Werkwijze voor de hydrolyse van melkeiwit in de vloeibare fase met niet-oxyderende minerale zuren. - Google Patents

Description

s 1 &' JL

H.O. 28.278

Werkwijze voor de hydrolyse van melkeiwit in de vloeibare fase met niet-oxvderende minerale zuren._

Bij de hydrolyse van melkeiwit bij verhoogde temperatuur onder toepassing van niet-oxyderende minerale zuren ontstaan naast de gewenste proteïne-hydrolysaten nog oplosbare en onoplosbare, donker gekleurde stoffen als bijproduk-5 ten, die niet alleen de zuiverheid en de kwaliteit, maar ook de opbrengst aan proteine-hydrolysaat nadelig beïnvloeden. Het is ’.wè lis waar mogelijk door verlaging van de reac-tietemperatuur bij de hydrolyse van caseïne de vorming van ongewenste, donkergekleurde stoffen gedeeltelijk of volle-10 dig te voorkomen. Daardoor wordt echter de reactieduur tot niet meer te accepteren waarden verhoogd. Men heeft ook reeds getracht ongekleurde of slechts zwak gekleurde proteïne-hydrolysaten te bereiden, doordat men de hydrolyse van caseïne bij verhoogde temperatuur met een niet-oxyderend 15 mineraal zuur bij aanwezigheid van zwaveldioxide of ureum uitvoerde. Ook deze maatregelen zijn echter ontoereikend gebleken voor het volledig voorkomen van de vorming van ongewenste, donker gekleurde stoffen. Bovendien ontstaan daarbij aanzienlijke hoeveelheden nieuwe vreemde produkten, zo-20 als bijvoorbeeld ammoniumsulfaat, die van hun kant de kwaliteit van het proteïne-hydrolysaat op het gebied van de levens- of voedermiddelen aanzienlijk verminderen.

Aan de uitvinding lag het probleem ten grondslag een werkwijze te ontwikkelen, waarmede het mogelijk is op 25 technisch eenvoudige en toch werkzame wijze caseïne met ' niet-oxyderende minerale zuren bij verhoogde temperaturen zodanig te hydrolyseren, dat daarbij geen ongewenste bij-produkten, in het bijzonder geen verkleuringen optreden.

Gevonden werd nu,, dat dit probleem bij een werkwijze 50 voor het hydrolyseren van melkeiwit met niet-oxyderende minerale zuren bij verhoogde temperaturen kan worden opgelost, doordat de hydrolyse bij aanwezigheid van orthofosforig-zuur en/of de zouten daarvan, alsmede bij aanwezigheid van zuur geactiveerd montmorilloniet als verkleuring remmende 35 middelen bij temperaturen van 60 tot 100°C wordt uitgevoerd.

De werkwijze volgens de uitvinding is technisch eenvoudig en economisch uitvoerbaar en geeft de gewenste 7906915 2 proteïne-hydrolysaten met een grote opbrengst zonder dat ongewenste bijprodukten, in het bijzonder ongewenste, donkergekleurde stoffen, die tot een verkleuring van het eindprodukt leiden, ontstaan.

5 Als niet-oxyderende minerale zuren worden bij de werkwijze volgens de uitvinding de gewoonlijk voor de hydrolyse van melkeiwit toegepast, water bevattende minerale zuren, in het bijzonder zoutzuur en/of zwavelzuur, in een willekeurige concentratie, bij voorkeur in een concentratie 10 tot ongeveer 20 gew.%, toegepast.

De hydrolyse wordt volgens de uitvinding bij een temperatuur van 60 tot 100°C, bij voorkeur van 80 tot 95°C, uitgevoerd.

Het als een van de toevoegsels volgens de uitvinding 15 toegepaste orthofosforigzuur, iï^PO^, kan in een willekeurige hoeveelheid gebruikt worden en bij voorkeur wordt dit zuur gebruikt in een hoeveelheid tot 15 gew.%, in het bijzonder in een hoeveelheid van 0,1 tot 10 gew.%, meer in het bijzonder in een hoeveelheid van 0,2 tot 2 gew.%, telkens 20 betrokken op het gehalte aan niet-oxyderende minerale zuren.

Het volgens de uitvinding toegepaste vrije orthofosforigzuur kan geheel of gedeeltelijk vervangen worden door een of meer van de oplosbare zouten ervan, die in een met het vrije zuur overeenkomende hoeveelheid toegepast wor-25 den.

Als oplosbare zouten kunnen volgens de uitvinding de alkalimetaal- en/of aardalkalimetaalzouten en/of het ammo-niumzout van dit zuur worden toegepast. Bijzonder geschikte zouten van het orthofosforigzuur zijn de kalium-, natrium-, 50 barium- en ammoniumzouten. Bij voorkeur wordt echter het vrije orthofosforigzuur toegepast.

Naast het orthofosforigzuur wordt bij de werkwijze volgens de uitvinding als verder toevoegsel een zuur geactiveerd montmorilloniet toegepast. Onder montmorilloniet 55 wordt hier een als mineraal voorkomend aluminiumhydrosili-caat met de benaderde formule AI2O2.4S1O2.H2O+XH2O verstaan, dat door een cryptokristallijne, uit drie lagen bestaande structuur gekenmerkt wordt, die uit twee dimensioneel oneindige macroanionen bestaat, die via de kationen met een tus-40 senlaag elektrostatisch verknoopt zijn.

7906915 3 +, ·*

Een dergelijk zuur geactiveerd montmorilloniet kan ook synthetisch bereid worden, zoals bijvoorbeeld beschreven in het Duitse octrooischrift 1.211.643· Het volgens de uitvinding toegepaste, zuur geactiveerde montmorilloniet is 5 in de handel verkrijgbaar, bijvoorbeeld onder de handelsnaam "K-Katalysatoren" van de firma Girdler, Südchemie Katalysator GmbH.

Het zuur geactiveerde montmorilloniet kan in een willekeurige hoeveelheid worden toegepast, bij voorkeur in 10 een hoeveelheid van 0,1 tot 10 gew.%, in het bijzonder 1 tot 3 gew.%, telkens betrokken op het gehalte aan niet-oxyderend mineraal zuur.

De verhouding van het niet-oxyderende minerale zuur tot de amine-stikstof in het melkeiwit wordt bij de uitvoe-15 ring van de werkwijze volgens de uitvinding binnen het traject gehouden, dat gewoonlijk bij de proteïne-hydrolyse wordt aangehouden. De gewoonlijk toegepaste hoeveelheidsver-houding bedraagt ongeveer 1 tot ongeveer 4 gramequivalenten mineraal zuur per gramatoom aminestikstof in het melkeiwit.

20 Indien de hydrolyse onder zo voorzichtig mogelijke omstandigheden moet worden uitgevoerd, worden ongeveer 1,5 tot ongeveer 2 gramequivalenten mineraal zuur per gramatoom aminestikstof in het melkeiwit gebruikt en de reactietempe-ratuur ligt tussen 60 en 100°C. Ter verkorting van de reac-25 tieduur kunnen evenwel ook 2,5 tot 4 gramequivalenten mineraal zuur per gramatoom aminestikstof in het melkeiwit worden gebruikt. Een voor de uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding typisch reactiemengsel heeft de volgende samenstelling: 30 Caseïne in een hoeveelheid, die 1 gramatoom amine stikstof bevat, 1,5 tot 4 gramequivalenten niet-oxyderend mineraal zuur in de vorm van een water bevattende oplossing, 0,1 tot 10 gew.dln orthofosforigzuur en/of zouten ervan per 35 100 gew.dln toegepast niet-oxyderend mineraal zuur, 0,1 tot 10 gew.dln zuur geactiveerd montmorilloniet per 100 gew.dln toegepast niet-oxyderend mineraal zuur.

Het hiervoor vermelde reactiemengsel of een gedeelte of een veelvoud daarvan wordt door enkle uren verwarmen 40 tot de grootst mogelijke hydrolysegraad, bij voorkeur tot 7906915

V

4 een hydro lyse graad van 75 tot 99 %» in het "bijzonder tot een hydrolysegraad van 90 tot 99 %» van het caseïne omgezet en na afkoelen onder toepassing van actieve kool gefiltreerd, waarbij men het gewenste produkt verkrijgt.

5 De uitvinding wordt door de volgende voorbeelden na der toegelicht.

Voorbeeld I

Enkele reactiemengsels, bestaande uit in de handel verkrijgbaar caseïne met een gehalte aan droge stof van 10 34,6 gew.% en 20 gew.% zoutzuur worden bij 95°C tot een hy drolysegraad van 90 % gehydrolyseerd. Per gramatoom amine-stikstof van het caseïne worden telkens 2,5 gramequivalenten zoutzuur toegepast.

Met uitzondering van een blanco proef bevatten de 15 reactiemengsels de in tabel A vermelde hoeveelheden ortho-fosforigzuur en een in de handel verkrijgbaar, zuur geactiveerd montmorilloniet (katalysator KSF). Na het afkoelen wordt het reactiemengsel telkens met 0,4 gew.% actieve kool geroerd en gefiltreerd.

20 Vervolgens wordt de restkleur van het na het filtre ren verkregen reactiemengsel, betrokken op de van toevoegsels vrije blanco proef, als kengetal van de hoeveelheid van de daarin verkregen donkergekleurde stoffen, die onder de hydrolyse-omstandigheden zijn gevormd, bepaald.

Tabel A

Uitgangs- Gew.dln Gew.dln zuur Hydroly- Restkleur mengsel H,P0, per geactiveerd segraad (%) .L montmorillo- (%; §«?· niet per 100 _ dln H01 gew.dln HC1___ 1 o o 90 100 2 3 0 90 95 3 0 3 90 80 4 1 2 90 50 5 2 1 90 45 6 0,5 3 90 40

25 Voorbeeld II

Hetzelfde in de handel verkrijgbare caseïne zoals in voorbeeld I wordt met 20 gew.% zwavelzuur bij 80°C tot een hydrolysegraad van 90 % gehydrolyseerd. Per gramatoom amine-stikstof in het caseïne worden telkens 2,5 gramequivalenten 7906915 5 zwavelzuur toegepast. De reactiemengsels bevatten de in tabel B aangegeven hoeveelheden orthofosforigzuur en zuur geactiveerd montmorilloniet (KSP-katalysator).

De reactiemengsels worden na het afkoelen met 5 0,3 gew.% actieve kool geroerd en gefiltreerd en de rest- kleur van het daarbij’ verkregen reactieprodukt wordt zoals in voorbeeld I beschreven, bepaald.

Tabel B

Uitgangs- Gew.dln Gew.dln zuur Hydrolyse- Eestkleur mengsel H^PO-, per geactiveerd graad (%) (%) A montmorillo- f qó “iet per 100 ain h2so4 h2s0^ 7 0 0 90 100 8 3 0 90 91 903 90 88 10 1 2 90 35 11 2 1 90 30 12 0,2 1,5 90 40

Voorbeeld III

Enkele reactiemengsels, bestaande uit een in de han-10 del verkrijgbaar mengsel van lactalbumine/globuline met een gehalte droge stof van 38 gew.% worden met 20 gew.% zoutzuur bij' 95°C tot een hydrolysegraad van 90 % gehydrolyseerd. Per gramatoom aminestikstof van het mengsel van lactalbumine/ globüline worden telkens 2,5 gramequivalenten zoutzuur toe-15 gepast.

Met uitzondering van een blanco proef bevatten de reactiemengsels de in tabel C vermeldé hoeveelheden orthofosforigzuur en een in de handel verkrij’gbaar zuur geactiveerd montmorilloniet (katalysator ESP). SFa het afkoelen 20 wordt het reactiemengsel telkens met 0,6 gew.% actieve kool geroerd en gefiltreerd.

Vervolgens wordt de restkleur van het na het filtreren verkregen reactiemengsel, betrokken op de van toevoegsels vrij'e blanco proef, als kengetal van de hoeveel-25 heid van de daarin aanwezige, donkergekleurde stoffen, die onder de hydrolyse-omstandigheden zij'n gevormd, bepaald.

7906915 * 6

Tabel C

Uitgangs- Gew.dln Gew.dln zuur Hydroly- Restkleur mengsel H,PO, per geactiveerd segraad (%)

1 11 montmorillo- (9éJ

8»*· niet per 100 _ dln HC1 gew.dln HC1 _ _ 1 0 0 90 100 2 3 o 90 100 3 0 3 90 95 4 1 2 90. 66 52' 1 90 54 6 2 3 90 52

Voorbeeld IV

Hetzelfde in de handel verkringbare mengsel van lactalbumine/globuline, zoals toegepast in voorbeeld III, wordt met 20 gew.% zwavelzuur bij 80°C tot een hydrolyse-5 graad van 90 % gehydrolyseerd. Per gramatoom aminestikstof in het mengsel van lactalbumine/globuline worden telkens 2,5 gramequivalenten zwavelzuur toegepast. De reactiemeng-sels bevatten de in tabel D aangegeven hoeveelheden ortho-fosforigzuur en met zuur geactiveerd montmorilloniet (kata-10 lysator ESP).

De reactiemengsels worden na het afkoelen met 0,6 gew.% actieve kool geroerd en gefiltreerd en de restkleur van het daarbij verkregen reactieprodukt wordt zoals in voorbeeld III beschreven, bepaald.

Tabel D

Uitgangs- Gew.dln Gew.dln zuur Hydroly- Restkleur mengsel Η-ΡΟ, per geactiveerd segraad (%) 100 Lw montmorillo- (%) dln H SÓ niet per 100

dln H2S04 gew#dln HgSO

7 0 0 90 100 8 3 0 90 100 9 0 3 90 92 10 1 2 90 61 11 2 1 90 50 12 4 1,5 90 48

15 Voorbeeld V

Enkele reactiemengsels bestaande uit lactalbumine, dat als een mengsel van de a- en β-vorrn aanwezig was, wor- 7906915 7 den bij 95°C met 20 gew.% zoutzuur tot 94 °/° gehydrolyseerd. Per gramatoom proteïne-stikstof worden telkens 3 gramequi-valenten zoutzuur toegepast. Vóór bepaling van de restkleur worden de reaetiemengsel met 0,5 gew.% actieve kool geroerd 5 en gefiltreerd. In tabel E zijn de resultaten van de proeven opgenomen.

label E

Uitgangs- Gew.dln Gew.dln "KSF- Hydroly- Eestkleur mengsel H,P0, per katalysator segraad (%) 100 lew per 100 gew' _ lig lei dl* HC1___ 13 0 0 94 100 14- 0 2 94 85 15 1,5 0 94 85 16 1,5 2 94 40

Voorbeeld VI

Het reaetiemengsel no. 16 volgens de in voorbeeld V beschreven werkwijze, wordt toegepast, echter onder toepas-10 sing van lactoglobuline als uitgangsproteïne. De restkleur bij dit reaetiemengsel bedraagt 45 °/° tegenover 100 %, wanneer het lactoglobuline aan de omstandigheden van het reac-tiemengsel 13, overeenkomend met voorbeeld V, wordt onderworpen.

7906915

Claims (6)

1. Werkwijze voor de hydrolyse van melkeiwit, zoals albumine, globuline en caseïne, met niet-oxyderende minerale zuren bij verhoogde temperatuur, met het k e n - 5 merk, dat men de hydrolyse bij aanwezigheid van ortho-fosforigzuur en/of zouten ervan, alsmede bij aanwezigheid van zuur geactiveerd montmorilloniet als verkleuring remmende middelen bij temperaturen van 60 tot 100°C uitvoert.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het 10 kenmerk, dat men als niet-oxyderend mineraal zuur water bevattend zoutzuur en/of zwavelzuur toepast,

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat men als zouten van orthoforsforig-zuur de natrium-, kalium, barium- en/of ammoniumzouten toe- 15 past,

4. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 3» met het kenmerk, dat men het orthofosforigzuur en/of de zouten ervan in een hoeveelheid tot 15 gew.%, bij voorkeur 0,1 tot 10 gew.%, in het bijzonder 0,2 tot 2 gew.%, 20 telkens betrokken op het gehalte aan niet-oxyderend mineraal zuur, toepast.

5. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 4, met het kenmerk, dat men het zuur geactiveerde montmorilloniet in een hoeveelheid van 0,1 tot 10 gew.%, bij 25 voorkeur 1 tot 3 gew.%, telkens betrokken op het gehalte aan niet-oxyderend mineraal zuur, toepast.

6. Werkwijze volgens conclusies 1 tot 5» met het kenmerk, dat men het niet-oxyderende minerale zuur in een hoeveelheid van 1 tot 4 gramequivalenten per 30 gramatoom aminestikstof van het toegepaste melkeiwit, toepast. ******* 7906915