NL8701264A - Werkwijze ter bereiding van schuimmiddelen op basis van aardappeleiwit. - Google Patents

Description

* VO 9188

Uitvinders: - Jacob Willem Minnaard - Hendrik Lucas Rengers __

Titel: Werkwijze ter bereiding van schuimmiddelen op basis van aardappeleiwit.

De uitvinding heeft betrekking op schuimende eiwitpreparaten die vervaardigd worden door aardappeleiwit te behandelen met alkalische reagentia.

Sommige plantaardige eiwitproducten (aardappeleiwit, tarwe-gluten, maisgluten) worden verkregen als nevenproduct bij de productie 5 van de overeenkomstige zetmeelsoorten. Aardappeleiwit kan worden verkregen als nevenproduct bij de winning van aardappelzetmeel uit aardappelen. Bij de aardappelzetmeelproductie wordt de aardappel met behulp van mechanische scheidingstechnieken verwerkt tot aardappelzetmeel, aardappelpulp en aardappelsap. In het aardappelsap zijn de aardappel-10 eiwitmoleculen in opgeloste toestand aanwezig. Er zijn diverse mogelijkheden om het aardappeleiwit in min of meer zuivere toestand uit het aardappelsap te isoleren. In het algemeen wordt het aardappelsap eerst aan een hittebehandeling onderworpen waardoor de aanwezige aardappel-elwitmoleculen gaan coaguleren (thermische coagulatie). Vóór de hitte-15 behandeling kan het aardappelsap eventueel onderworpen worden aan een membraanfiltratie (ultra-filtratie of hyperfiltratie) waardoor de aardappeleiwitconcentratie in het aardappelsap verhoogd wordt. Hierdoor is voor de thermische coagulatie minder energie nodig. Het gecoaguleerde eiwitmateriaal kan door middel van filters, separatoren of decanters 20 van de resterende oplossing afgescheiden worden. Het vochtige afgescheiden aardappeleiwit kan volgens de uitvinding als zodanig worden toegepast als uitgangsmateriaal voor de vervaardiging van schuimmiddelen.

Het is echter ook mogelijk het afgescheiden product eerst te drogen en het gedroogde product als uitgangsmateriaal toe te passen. Op droge-25 stof-basis bevat het aardappeleiwitproduct ongeveer 80-90 gewichts-procent eiwit. Daarnaast komen nog lipiden, zouten en koolhydraten voor (samen ongeveer 10-15 gewichtsprocent op de droge stof).

Het door thermische coagulatie verkregen eiwit is onoplosbaar in water.

67 0 12 M

Ί -2-

Schuimen behoren tot de dispersies en bestaan uit een continue vloei-stoffase en een disperse fase van fijn verdeelde gasblaasjes.

De schuimen worden gevormd door het inbrengen van lucht in fijn verdeelde vorm in vloeistoffen door opkloppen, schudden of lucht inleiden.

5 Schuimmiddelen zijn stoffen die de vorming van een schuimstructuur in een vloeistof mogelijk maken. Eiwitproducten vormen een belangrijke klasse van schuimmiddelen. De eiwitmoleculen vormen een beschermende film rond de gasbellen. Aldus wordt het schuim gecreëerd en gestabiliseerd. Bekende uitgangsmaterialen op eiwitbasis voor de vervaardiging 10 van schuimmiddelen zijn het wit van kippeëieren, soja-eiwit, caseïne en gelatine.

Thermisch gecoaguleerd aardappeleiwit is onoplosbaar in water en lijkt daarom een minder geschikt uitgangsmateriaal voor de vervaardiging van wateroplosbare schuimmiddelen. Tot nu toe zijn er dan ook geen 15 schuimmiddelen op basis van aardappeleiwit op de markt. Verrassenderwijs werd echter gevonden dat bij toepassing van de werkwijze volgens de uitvinding goede schuimmiddelen op basis van aardappeleitwit vervaardigd kunnen worden. De uitvinding heeft derhalve betrekking op een werkwijze ter bereiding van schuimende aardappeleiwitpreparaten 20 door aardappeleiwit te behandelen met alkalische reagentia. Hierbij treedt een partiële hydrolyse van de eiwitmoleculen op en wordt het eiwitproduct tevens grotendeels wateroplosbaar.

Als uitgangsmaterialen voor de werkwijze volgens de uitvinding kunnen thermisch gecoaguleerd aardappeleiwit (als vochtig afgescheiden 25 product of gedroogd) alsmede aardappeleiwitproducten die anderszins uit het aardappelsap zijn geïsoleerd (bijvoorbeeld door omgekeerde osmose gevolgd door sproeidrogen) worden toegepast.

Als alkalische reagentia kunnen o.a. alkalihydroxiden, alkali-carbonaten, aardalkalihydroxiden en aardalkalioxyden toegepast worden.

30 Tijdens de behandeling met de alkalische reagentia kan men tevens oxyderende stoffen zoals waterstofperoxyde op het eiwitmateriaal laten inwerken. De behandeling van het aardappeleiwit met alkalische reagentia kan op diverse manieren uitgevoerd worden bijvoorbeeld in droge toestand, als suspensiereactie of in opgeloste toestand.

8701 264 * -3-

Een geschikte methode om het aardappeleiwit tot de gewenste graad te hydrolyseren bestaat daarin dat men een waterige alkalische eiwit-• suspensie of eiwitoplossing gedurende een bepaalde tijd mengt en roert.

Eventueel kan tijdens het roeren in het reactiemedium tevens een 5 oxydatiemiddel (bijvoorbeeld waterstofperoxyde) aanwezig zijn.

De reactievoorwaarden van de alkalische behandeling van het aardappeleiwit (aard en concentratie van de base, eiwitconcentratie, temperatuur, reactieduur) worden zó gekozen, dat optimale schuimende eigenschappen worden bereikt.

10 De reactietemperatuur, pH en reactietijd kan men in ruime mate variëren en worden o.a. bepaald door de gewenste hydrolysegraad. De reactietemperatuur ligt bij voorkeur tussen 10 en 100°C, de pH ligt bij voorkeur boven 11 en de reactietijd ligt bij voorkeur tussen 1 en 100 uur. De reactie wordt zo lang voortgezet tot de eiwitmoleculen 15 voldoende ver zijn afgebroken. Dit kan bijvoorbeeld worden vastgesteld met behulp van viscositeitsmetingen van de verkregen oplossingen.

Het is gebleken dat bij toepassing van de onderhavige werkwijze het aardappeleiwit de eigenschap krijgt een grote hoeveelheid schuim van voldoende stevigheid te kunnen produceren. De verkregen oplossingen 20 bevatten nog moleculen met een eiwitkarakter. Daarnaast bevatten zij echter een aanzienlijke hoeveelheid polypeptiden.

De na de alkalische behandeling verkregen oplossingen kunnen als zodanig of ha neutralisatie van de overmaat alkali toegepast worden.

Ook kunnen zij ingedroogd worden, bijvoorbeeld door sproeidrogen, 25 De verkregen schuimmiddelen bezitten een goed schuimvormend vermogen en de verkregen schuimen bezitten een goede schuimstabiliteit.

De schuimmiddelen verkregen volgens onderhavige uitvinding kunnen in diverse technische toepassingen gebruikt worden. Als voorbeelden, kunnen genoemd worden de toepassing van schuimprocëdë's bij 30 het oppervlaktelijmen van papier en het sterken van textielgarens, de vervaardiging van schuimbeton en als bestanddeel van brandblusmiddelen.

De uitvinding wordt toegelicht met behulp van de onderstaande voorbeelden.

8701264 -4- Η

Voorbeeld I

1000 g thermisch gecoaguleerd aardappeleiwit (droog product) wordt in een reactievat gemengd met 3100 ml water en 800 g NaOH-oplos-sing (die 33 gewichtsprocent NaOH bevat). Daarna wordt gedurende 24 uur 5 geroerd bij kamertemperatuur. Vervolgens wordt de pH van het reactie-mengsel met zoutzuur op pH 10 gebracht. De verkregen oplossing kan als schuimmiddel toegepast worden.

Voorbeeld II

7680 g thermisch gecoaguleerd aardappeleiwit (droog product) 10 wordt in een reactievat gemengd met 12.960 g water, 768 ml. waterige waterstofperoxyde-oplossing (die 30 gewichtsprocent waterstofperoxyde bevat) en 8616 g natronloog (die 23,5 gewichtsprocent NaOH bevat). Daarna wordt het reactiemengsel gedurende 23 uur geroerd bij temperaturen tussen 25 en 32°C. Vervolgens wordt het reactiemengsel met zout-15 zuur op een pH van 10 gebracht. Het verkregen schuimmiddel heeft een droge-stof gehalte van 29,5%.

De afbraakgraad van het eiwitmateriaal kan worden bepaald door het verlies aan stikstof in de oplossing te bepalen bij pH 4 (iso-electrisch punt). Hierbij wordt vastgesteld hoeveel eiwitmateriaal bij 20 pH 4 oplosbaar is geworden. Het oplosbaar gedeelte bij pH 4 bestaat uit verbindingen met een peptidekarakter. Het gehydrolyseerde aardappeleiwit verkregen volgens onderhavig voorbeeld bestaat voor 59,2 gewichtsprocent uit moleculen met een eiwitkarakter en voor 40,8 gewichtsprocent uit moleculen met een peptidekarakter.

25 Voorbeeld III

1280 g thermisch gecoaguleerd aardappeleiwit (droog product) wordt in een reactievat gemengd met 1062 g water, 128 ml 30%-ige waterstofperoxyde-oplossing en 2872 g 23,5%-ige NaOH-oplossing.

Het reactiemengsel wordt gedurende 23 uur geroerd bij 25°C. Vervolgens 30 wordt het reactiemengsel met zoutzuur geneutraliseerd tot pH 8. Het verkregen schuimmiddel heeft een droge-stof-gehalte van 31%. Het verkregen schuimmiddel bestaat voor ongeveer 50 gewichtsprocent uit moleculen met een eiwitkarakter en voor ongveer 50 gewichtsprocent uit moleculen met een peptidekarakter.

8701264

Claims (4)

1. Werkwijze voor het bereiden van schuimende aardappeleiwit-preparaten, met het kenmerk, dat men aardappeleiwit onderwerpt aan een behandeling met een alkalisch reagens.

2. Werkwijze volgens conclusie l,met het kenmerk, 5 dat men tijdens de behandeling met het alkalisch reagens tevens een oxyderend reagens op het aardappeleiwit laat inwerken.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men als oxyderend reagens waterstofperoxyde toepast.

4. Schuimend aardappeleiwitpreparaten, met het ken-10 merk, dat ze worden verkregen volgens een der conclusies 1-3. 870126 4