NO143559B - Fremgangsmaate for fremstilling av proteiner fra poteter - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte for fremstilling av proteiner fra poteter.

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for fremstilling

av proteiner fra poteter.

Potet-proteinene utgjør den største forurensningskilde

i "rødvannet" eller "vegetasjonsvannet" som er et biprodukt fra potetstivelses-fabrikkene som behandler potetknollene ved ekstraksjon av stivelsen og celluloseinnholdet.

Vann er hovedbestanddelen i poteten (ca. 75%)>°g vannet befinner seg mellom cellene i poteten. Cellene inneholder særlig stivelse og andre næringsstoffer, blant dem særlig proteiner, mineralstoffer og sukker, som har dannet seg under veksten.

Stivelsen utgjør alt etter potettypen 13 til 307», cellulosen utgjør 0,6 til 3,5$ og proteinene fra 0,7 til: 4,61 av" poteten. Videre finner man fettstoffer, vitaminer, enzymer som tyrosinase, fenol-oksydase og katalase, farvestoffer, organiske syrer, hvorav særlig sitronsyre og fenoliske forbindelser, sistnevnte fenolforbindelser blir tilbake i rødvannet og oksyderes av enzymer og gir da opphav til rødfarven ved kontakt med luft.

For å ekstrahere stivelse og cellulose fra poteten,

blir den-i stivelsesfabrikkene etter vasking knust slik at cellene nedbrytes og deretter fraskilles stivelsen og cellulosen fra utgangsmassen; det gjenværende rødvann inneholder da i oppløst form største-parten av de andre ovennevnte bestanddeler og særlig proteinene.

Mengden av dette rødvann etter utvinning av stivelse

og cellulose,varierer mellom 0,7 og 7 ^ pr. tonn poteter, alt etter separasjonsmetoden.

Metodene bygger på to motsatte prinsipper, nemlig fjerning av rødvannet ved behandlingens begynnelse og fjerning av rødvannet ved avslutning av behandlingen.

I førstnevnte tilfelle føres potetgrøten gjennom ekstrakt orer av typen dekanterings/sentrifuge, hvorfra man gjen-vinner alt fast stoff som en konsentrert masse, mens man i den andre enden av apparatet oppfanger mesteparten av potetvannet, befridd for alle faste suspenderte stoffer. Denne fremgangsmåte utdriver ca. 70% av det opprinnelige potetvannet. Man kan øke denne utvin-ningsgrad ved å fortynne utgangsgrøten eller ved å gjennomføre ekstrak sjonen i to trinn, men da må vannmengdene økes for å oppnå øket utbytte. For å redusere vannmengdene kan man resirkulere endel, ^ Ofo,

av potetvannet som ikke ble separert i første trinn og som da kommer fra et senere separasjonstrinn.

Ifølge den andre metoden behandles potetpuréen i sentrifuge-separatorer som leverer på den ene side en konsentrert pot.etcellulose-masse og på den annen side et potetvann inneholdende suspendert stivelse. Potetvannet skilles fra stivelsen i et følgende trinn som utgjør et raffineringstrinn som omfatter vask og således innføring av ytterligere vann. Det rødvannet (potetvannet) som man får ved å benytte det første produksjonsprinsipp er mer konsentrert enn potetvannet som man får ved anvendelse åv det andre utvinnings-prinsipp, forutsatt at konsentrasjonen av utgangsstoff svarer til det vanninnhold som finnes i poteten eller ligger noe lavere, hvis man har fortynnet potetvannet noe.

Stivelsesfabrikkenes holdning overfor rødvannet har utviklet seg parallelt med miljø-lovgivning og mulighetene for gjen-vinning av verdifulle bestanddeler i dette avvannet.

Tidligere førte man potetvannet ut i vannveiene, men denne praksis er nå forlatt til fordel for overrisling på over-rislingsfelter eller lagring i kunstige dammer.

Etter den førstnevnte av disse metoder utspres rød-vannet på bakken i bestemte mengder for å unngå lokale overmetninger. Denne løsning forutsetter et område med god planering og streng regulering og kontroll, idet man tilfører jorden en form for nitrogen-fosfat-gjødsel.

I forbindelse med den andre løsningen, har det vært nevnt at det kan være nødvendig å påskynde den biologiske nedbryt-ningsprosess ved å gjennomboble luft kunstig.

Nylig har man - for det første for å redusere forurens-ningen og for det andre for å fylle det økende proteinbehov til industrien - tatt opp muligheten for ikke å kaste rødvannet før etter at proteininnhoidet er utvunnet, idet slikt behandlet potetvann kan overrisles som tidligere eller inndampes.

Det er således kjent proteiner av denne opprinnelse

fra potetvann som er separert fra potetvannet i form av fellinger som fås ved innvirkning av et fysikalsk reagens (f.eks. varme) eller kjemisk reagens (f.eks. en syre) i nærvær av SO^ som reduksjonsmiddel for å beskytte mot oksydasjon av fenolforbindelsene.

Fellingen danner seg som et relativt grovt pulver - gjennom en sikt med maskestørrelse 74 ym passerer ca. 60% og gjennom en sikt på- 315 um passerer ca. 15% - med gråaktig til grønnaktig farve,

med midlere protein-anrikningsgrad (N x 6,25) på 75%, et høyt innhold av S02, ofte over 50° mg/kg, og av solanin, ca. 1000 mg/kg.

Proteinene er i det minste denaturert, hvilket på samme måten som de uheldige kornstørrelsesegenskaper, er lite gunstig for deres anvendelse.

Den gråaktige til grønnaktige farve skyldes tilstede-værelsen av oppløselige polymere av melamin-typen, som er et resultat av polymerisasjon etter å ha gjennomgått et chinoh-stadium (potetvannets rødfarye) og av fenolforbindelser (tyrosin, fenol-O-dihydroksy-forbindelser, som særlig dihydroksyfenyl-alanin,.kaffein-syre og klorogensyre) under innvirkning av:enzymer i blandingen..

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte for utvinning av proteiner fra potetvann (rødvann), hvor-med proteinene fås i større renhetsgrad og i bedre utbytte, hvilket åpner muligheter for bruk av slike proteiner som er vanskelig å forutsi.

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte for fremstilling av potetprotein fra potetvann hvorved potetvannet oppvarmes til en temperatur av 80-l40°C i nærvær av SOg og ved en pH-verdi av 4,.6 til 5>2, og hvor man separerer det oppnådde flokkulerte produkt, og denne fremgangsmåte karakteri-seres ved at det til potetene før eller under den. rasping. av

disse som er nødvendig for å oppnå potetvannet,.. tilsettes bisulfitt eller vanlig sulfitt, hvoretter den nevnte pH-verdi innstilles i potetvannet ved tilsetning av en uorganisk eller organisk syre slik at det oppnås nascerende S0„ i potetvannet.

Av kjent teknikk på dette området skal det henvises til tysk patent nr. 388961 og fransk patent nr. 954356.

Det som beskrives 1 disse dokumenter skiller seg imidlertid fra det som. beskrives ifølge foreliggende oppfinnelse idet de ikke beskriver en behandling, f.eks. en pH-justering, som muliggjør utvikling av nascerende S02 i potetvannet.

Dette gjelder også for det nederlandske patent nr. 62269 der det ut fra patentets omtale i Chemical Abstracts nr. 4786A klart fremgår at surgjøringen av oppløsningen av bisulfitt foregår- før denne oppløsning tilsettet til potetvannet, noe som altså med andre ord fører til at S02 ikke lenger er nascerende i det øyeblikk det kommer til anvendelse.

Proteiner som er fremstilt i henhold til oppfinnelsen har form av et gult og mer eller mindre klart pulver med meget fin kornstørrelse (gjennom 74ym sikt: 10 % tilbakeholdes og

20 0 um sikt: 0 %\ 3 et SC^-innhold under 150 mg/kg og et protein-

innhold på ca. Q0%.

Ifølge oppfinnelsen utvinnes således proteiner fra potetvann fra stivelsesfabrikken der poteter som er av industri-sortering, rengjøres og vaskes for å fjerne jord og søle, og inn-føres i et apparat som i det vesentlige består av en roterende sylinder utvendig forsynt med tenner og som samvirker med en til-førselstrakt for potetene.

I denne maletrakt knuses cellene i potetene,

i nærvær av et kjemisk reduksjonsmiddel av sulfitt-typen, vanligvis bisulfitt (andre reduksjonsmidler av denne type er hydrogen-sulfitter, de tidligere nevnte sulfitter og sulfittlut) i tilstrekkelig mengde til å hindre oksydasjon, for fremstilling av en tykk grøt, en råpotetpuré.

Når reduksjonsmidlet består av bisulfitt, er denne vanligvis teknisk natrium-bisulfitt som tilsettes i en mengde på 0,5 til 5 o/oo, fortrinnsvis 1 til 1,5 o/oo i forhold til potet-vekten, den tekniske natriumbisulfitt som fås i handelen er i form av en vandig oppløsning med ca. 50$ konsentrasjon. Ved siden av natriumbisulfitt kan man bruke andre alkaliske bisul-fitter. Hvis man bruker bisulfitt-mengder på under 1 o/oo, vil proteinproduktet ha en gulfarge som blir stadig grønnere etterhvert som reduksjonsmiddelmengden synker og som er et tegn på en viss polymerisasjon og følgelig en viss oksydasjon av fenolforbindelser. Ved doser over 3 o/oo blir proteinfargen stadig gulere.

Etter fremstilling av utgangsmassen påbegynner utvinning av stivelsen og cellulosen.

Man har for dette formål to muligheter, etter en første metode kan man umiddelbart skille potetvannet fra massen, etter den andre metoden fraskilles potetvannet først ved kretsløpets slutt.

P6tetvannets pH-verdi ved utfelling av proteinene må ligge på 4,6 til 5,2 og fortrinnsvis 4,8 til 5,0. I førstnevnte tilfelle gjelder denne pH-verdien potetvannet som holdes kontinuerlig på dette nivå etterhvert som potetvannet skilles fra, og i det andre tilfelle den pH-verdien i potet-grøten som bringes opp til det angitte nivå uten å vente på at potetvannet er separert fra.

For regulering av pH-verdien kan man benytte en tilstrekkelig mengde mineralsyre eller organisk syre valgt blant f.eks. HC1, H2SO^, H^PO^, eddiksyre, sitronsyre og adipinsyre.

Virkningen av syren på sulfittreduksjonsmidlet

gir opphav til dannelse av S02 som skal være tilstede i potetvannet i henhold til oppfinnelsen. Samtidig med reduksjonsmidlet, spesielt natriumbisulfitt, tilsettes under knusingen/raspingen eller samtidig med surgjøringen, fortrinnsvis en mindre mengde av ett eller flere antioksydasjonsmidler.

Mengden antioksydasjonsmiddel er fortrinnsvis' 0,5

til 10 °/oooo og fortrinnsvis fra 1 til 3 °/oooo i forhold til mengden poteter som utgangsstoff, og det eller de antioksydasjonsmidler som brukes, kan velges blant butylhydroksytoluen, butyl-hydroksyanisol, propylgallat, oktylgallat, dodecylgallat, askor-binsyre eller isoaskorbinsyre, tiodipropionsyre, dilauryltiodi-propionat,askorbylpalmitat, tocoferoller og andre.

Potetvannet inneholder generelt 50 til 60 g/l tørr-stoff (ved separasjon etter førstnevnte fremgangsmåte):

48 til 52? proteiner (N x 6,25)

18 til 22% aske og

28 til 32? organiske syrer.

Dette potetvann oppvarmes ved ovennevnte pH-verdi

i nærvær av nascerende S02, ikke-dekomponert bisulfitt og eventuelt antioksydasjonsmiddel, til en tilstrekkelig høy temperatur, mellom 95 og 105°C, for utfelling av proteiner. Temperaturen på 95-105°C holdes i tilstrekkelig lang tid til å gjennomføre utfellingen, det vil si befri fellingen for luft og for den væske som den er suspendert i. Generelt holdes temperaturen i ca. 15 min.

Hvis fellingstemperaturen er under 95°C, er den ut-felte fellingen meget lett og skilles ikke på enkel måte fra moderluten, men hvis temperaturen i fellingsvannet er over 105°C, nedbrytes fellingen av temperatursjokket, og man oppnår dårlig separasjon og lavere utbytte.

Fellingen eller flokkulatet inneholder 50 til 55% av de proteiner som fantes potetvannet, d.v.s. ca. 25? av det totale tørrstoff i potetvannet.

Den nødvendige fellingstemperatur kan oppnås ved å føre potetvannet gjennom en rørledning og' innblåse vanndamp i potetvannet. Man kan bruke vanndamp med trykk på 6 til 11 atmosfærer. Nevnte temperatur på 95-105°C medfører et trykkfall ved utløpet av rørledningen ned til et trykk på under 1 atmosfære. Pra rørled-ningen innføres fellingen i en beholder, hvor den holdes ved 95 til 105°C i det tidsrom som er nevt ovenfor. Ved denne oppvarm-ingsmåte vil rød-vannet inneholdende 55 g tørrstoff pr. liter for-tynnes til ca. 47 g/l på grunn av vanndampinnblåsingen.

En indirekte varmeutfelling i en varmeveksler er også mulig, men av praktiske og økonomiske grunner foretrekkes direkte innblåsing av vanndamp.

Andre fellingsmetoder kan også brukes. For eksempel kan man benytte brennere som er nedsenket i potetvannet, og som virker med gass eller annet brennstoff, men en ulempe ved dykk-brennere består i at proteinene forurenses med forbrenningsproduk-ter som kan gi opphav til f.eks. kreft. På grunn av de karakteris-tiske trekk ved oppfinnelsen som er beskrevet, har utfellingen egenskaper som gjør at den lett kan separeres uten forkonsentrering, f.eks. i et sentrifuge/dekanteringsanlegg, særlig en skrue-sentrifuge, med rotasjonshastigheter 2.500 til 5.000 omdr./min, eller i en platesentrifuge.

Separasjonen i dekanterings-sentrifuge leverer en utfelling med et innhold på 35 til 45?, særlig ca. 40? tørrstoff og en væske eller "overflow" som inneholder generelt 33 g/l tørrstoff.

Sammensetningen av overløpet som hovedsakelig består av oppløselige stoffer, uttrykt på basis av tørrstoffet, er

følgende:

Utfellingen blir deretter tørket i lufttørker hvor man hindrer resirkulering av det tørre pulver og beskytter proteiner mot langvarig varmepåvirkning. Det tørre protein er ikke kornformet, ikke brent, og den meget fine kornstørrelsen er ett av fremgangsmåtens resultater.

Tørking på trommel oppvarmet med damp er en annen

tørkemulighet.

Overløpet kan konsentreres i en flertrinnsinndamper til f.eks. 50? tørrstoff og brukes eksempelvis til dyrefor eller som biologisk fermenteringsmiljø.

Man kan også forkonsentrere overløpet og innrøre utfellingen fremstilt tidligere og tørke det hele ved forstøv-ningstørking eller trommeltørking. I førstnevnte tilfelle er det ofte gunstig å tilføre et bæremedium, som f.eks. stivelse, potet-stivelse, maisprotein eller korngluten.

På grunn av utfellingens egenskaper i henhold til oppfinnelsen, kan fraskillingen av moderluten også skje ved filtrering, idet man benytter et båndfilter, filter med forbelegg eller andre typer.

Generelt gjenvinnes det - for en ekstraksjon'av ca. 70? rødvann - 0,9 til 1,3 kg protein pr. 100 kg poteter og 1,8

til 2,6 kg oppløselig tørrstoff pr. 100 kg poteter.

Utbyttet kan økes hvis ekstraksjonen gjøres mer effektiv. Man kan f.eks. ved starten av behandlingen separere 70% rødvann inneholdende 55 g/l tørrstoff, og fraskille de rester-ende 30? ved slutten av kretsløpet, men med et tørrstoffinnhold på bare ca. 10 g/l på grunn av fortynningen. For slikt fortynnet potetvann kan man imidlertid ved en forkonsentrering i ultrafiltreringsanlegg gjenopprette en konsentrasjon på 55 g/l tørr-stoff og resirkulere dette konsentrat til produksjonsinngangen. Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen gjør det mulig, takket være utfellingens egenskaper, å beholde de opprinnelige protein-egenskaper.

I henhold til en foretrukket utførelse av metoden utvinnes 90 til 100? av potetvannet ved behandlingsinngangen, ved å fortynne og motstrømsvaske potet-råpuréen. Rødvannet har en omtrentlig konsentrasjon på 35 g/l tørrstoff. Man forkonsentrerer denne oppløsningen i ultrafiltreringsanlegg til et valgt nivå som funksjon av det utstyr som brukes. Konsentratet kan i praksis ha en konsentrasjon på 50 til 200 g/l tørrstoff. Større kbnsentra-sjoner er naturligvis mulig, men viskositeten setter en øvre grense på omkring 200 g/l. Man vil se at ultra-filtrering er en fordel for reduksjon av vannvolumet som må behandles fordi de utfell-bare proteiner i konsentratet utgjør størstedelen av tørrstoffet (50 til 80?.

Den tørre felling har følgende sammensetning:

Den svovelsure eterekstrakt utgjør størstedelen av fettsyrene. Det understrekes at disse fettsyrer ikke finnes i de potetproteiner som allerede er markedsført.

Det relative innhold av disse fettsyrer er følgende:

Forholdet mellom de forskjellige aminosyrer som finnes i fellingen er som følger:

Fortrinnsvis fjernes solanin fra fellingen.

For å gjøre dette kan man innenfor oppfinnelsens ramme benytte solaninets oppløselighet i eddiksyre og sitronsyre. Man kan benytte en eller flere av disse syrer enten til å innstille pH-verdien i potetvannet for å frigjøre nascerende SC^ eller resus-pendere utfellingen eller de tørkede proteiner i en eller flere av disse syrer, hvorav det andre alternativ er fordelaktig av økonomiske grunner fordi syrene er kostbare. Når man til tross for disse økonomiske betraktninger benytter førstnevnte alternåtiv,

det vil si å tilsette syrene for innstilling av pH-verdien, inn-regnes med fordel etter flokkuleringen en kontakttid for kontakt mellom utfellingen og suspensjonen, tilstrekkelig lang til at solaninet kan ekstraheres, vanligvis en kontakttid på ca. 30 min, som gjør det mulig å senke innholdet av solanin i fellingen til 10? av utgangsnivået. Når man. resuspenderer den utfelling som kommer fra sluttseparasjonen eller av allerede tørket protein i en eller flere av nevnte syrer, benyttes en vandig oppløsning som inneholder 0,05 til 5% av syrene, idet den benyttede mengde opp-løsning er tilstrekkelig til å gi en suspensjon inneholdende ca. 10? tørrstoff, som holdes ved en temperatur på 30 til 120°C, generelt ca. 100°C, i 15 min til opptil 8 timer. Det nøyaktige tidsrom er en funksjon av den valgte syre, dens konsentrasjon og det tolererbare restinnhold av solanin. For å redusere til et innhold på 150 mg/kg er en varighet på 30 til 60 min vanligvis tilstrekkelig. Lengere kontakttider gjør det mulig å senke innholdet ytterligere til under f.eks. 20 mg/kg.

Man kan også ekstrahere solaninet fra utfellingen ved å benytte organiske oppløsningsmidler, som f.eks. metyl-alkohol, n-butylalkohol eller isopropylalkohol.

Man benytter også her en suspensjon på ca. 10? tørr-stoff i den organiske blanding, fortrinnsvis ved oppløsnings-midlets 'tilbakeløpstemperatur, som holdes i i30 minutter til 8 timer. Den nøyaktige varighet avhenger av det valgte oppløs-ningsmiddel og restinnholdet av solanin. For å redusere innholdet til 150 mg/kg er en behandlingstid på 2 til 3 timer vanligvis tilstrekkelig. Ved lengere tids behandling på opptil 8 timer kan man nedsette innholdet til ca. 20 mg/kg.

Vandig ekstraksjon med sitronsyre eller eddiksyre eller ekstraksjon med organisk oppløsningsmiddel kan skje konti-nuerlig eller diskontinuerlig. Ved ekstraksjon med organiske opp-løsningsmidler forsterkes effekten med en svak surgjøring, f.eka. med sitronsyre eller eddiksyre.

Proteinet kan endelig utvinnes ved filtrering på vanlig filter eller på rotasjons- eller båndfilter, eventuelt i vakuum, hvor filtreringshastighetene er store og kan være over.

1500 l/time/m<2>.

Potetprotein fremstilt i henhold til oppfinnelsen har form av et mer eller mindre lyst, gult pulver, med meget fin partikkelstørrelse ( 90% passerer 74 ym sikt,100? passerer 200 ym sikt) et SOp-innhold på under 150 mg/kg og et proteininnhold på 80?, og kan benyttes på forskjellige industrielle områder hvori-blant: dyrefor (særlig som kunstig melk til kalver og små-griser og til for til kveg, griser, fjærkre og andre dyr), menneskeføde (for fremstilling av teksturbehandlet protein - dvs. protein fremstilt ved trådforming, denne operasjon har til hensikt å etterligne dyre-proteinets tekstur og muliggjør dermed bruk som kjøttmat - rekonstituert potetpuré, ekspanderte potetprodukter etc, lim- og klebestoffindustrien,

bygningsmaterial-industrien, hvor protein brukes til forsterkning eller til innføring av vannresistens, særlig for fremstilling av dekkplater, agglomererte plater og spesialplater med eller uten sammenføyning med harpikser av typen urea-formaldehyd, melamin-formaldehyd, fenol-formaldehyd),

papirindustrien (særlig for overflatebelegning eller bestrykning av papir),

resuspensjon av bestanddelene.

Overløpet som er nevnt tidligere, eller filtratet når man fraskiller utfellingen ved filtrering (overløpet og filtratet inneholder særlig de "oppløselige" bestanddeler i protein), kan brukes på de samme områder, særlig når eventuelle bærestoffer som tidligere er nevnt er tilsatt.

I det følgende gis enkelte eksempler som illustrerer oppfinnelsens fremgangsmåte og anvendelsen av fremstilte proteiner.

Eksempel 1

Viser forbedringen ved tilsetning av natriumbisulfitt

i stedet for gassformig SO^ eller SO^ oppløst i vann Over 1000 kg poteter sprøytes før opprivningen i et første forsøk 2 kg 50?-ig vandig bisulfuttoppløsning og i et andre forsøk 3 kg S02 som vandig oppløsning.

I begge tilfelle behandles den oppmalte masse i en dekanterings-sentrifuge. /

Fra 1000 kg poteter ekstraheres ca. 500 1 potet-

vann (rødvann) med et innhold på 55 g tørrstoff pr. liter, hvilket er et ekstraksjonsutbytte på ca. 70?. Etter innstilling av pH-verdien til 5,0 med teknisk HC1 utfelles proteinet i et rør ved innblåsing av damp med 10 atmosfærerstrykk, til en temperatur på 100°C. Utfellingen separeres i en dekanteringssentrifuge.

Utfellingens struktur som oppnådd ved tilsetning av S02 i vannoppløsning er meget klebrig, vannet fraskilles med vanskelighet, tørrstoffet utgjør 20? og fargen er grønnlig til gråaktig.

Derimot er utfellingen som fremstilt med bisulfitt lettere og kleber ikke, hvilket kommer til uttrykk ved et tørrstoff-innhold på 35?. Fargen er gulaktig.

Eksempel 2

Påvisning av virkningen av pH- verdi

Man går frem som beskrevet i eks. 1 og tilsetter

1,2 kg teknisk bisulfitt under opprivningen av potetene,og over-løpet fra dekanteren, dvs. rød-vannet , innstilles til forskjellige pH-verdier. I vannet etter utfellingen, ved utgangen fra fellings-røret, måler man som funksjon av tiden, utfellingsvolumet som av-settes ved å ta ut prøvevolumer på 100 ml flokkulert oppløsning i prøvebeholdere.

Resultatene er oppstilt i den følgende tabell som

også viser resultatene ved tilsetning av saltsyre og eddiksyre ved pH-innstillingen.

I tabellen gjengir de oppgitte volumer den del som opptas av det avsatte protein. Man ser at jo lavere pH-verdien er, jo større volum opptas av utfellingen, hvilket tyder på en meget lett struktur. Ved pH 5 er derimot utfellingen meget tett og avsetter seg hurtig. Disse observasjoner bekreftes i dekanter-ingsanlegget. Ved pH-verdier mellom 4,0 og 5, 0 får man en optimal separasjon. Hvis pH-verdien er lavere enn 4,8 eller over 5, 0, blir strukturen for lett eller ujevn, og man mister flokkulat i overløpet.

Eksempel 3

Viser betydningen av tilsetningsøyeblikket for inn-føring av bisulfitt

Man går frem som i eks. 1 og benytter 1,2 kg bisulfitt som i et første forsøk innføres i potetene før oppriving eller oppmaling, og i et andre forsøk innføres i rødvannet:etter ekstraksj on.

Man konstaterer at flokkulatet som fås etter inn-føring av bisulfitt i rødvannet, er grønnere enn utfellingen som produseres ved tilsetning av bisulfitt før opprivingen av potetene. Man konkluderer med at oksydasjonsinhiberingen bør finne sted forut for opprivingen eller frigjørelsen av celler i potetene.

Eksempel 4

Viser betydningen av tilsetning av antioksydasjonsmiddel

Man går frem som i eks. 1 og heller ut 1,3 kg bisul-fittoppløsning på potetene før oppriving og innstiller pH-verdien på 4,8 til 5, 0 i rødvannet med saltsyre. Man tilsetter dessuten 20 g butylhydroksytoluen oppløst i metanol i 10? konsentrasjon.

Denne tilsetning gjøres i potetene før de males opp., i et

første forsøk og i rød-vannet i et andre forsøk. I begge tilfeller konstateres en tiltagende gulfarge av potetvannet, og man får ved utgangen av fellingsrøret et meget lett flokkulat som lett separeres. Innholdet av tørrstoff i flokkulatet er 41,4?.

Eksempel 5

Ekstraksjon av solanin

a) Man går frem som beskrevet i eks. 1 og tilsetter suksessivt saltsyre, eddiksyre og endelig sitronsyre for regulering

av pH-verdien, alle andre forhold er like.

I første tilfelle finner man at det produserte protein har et solanininnhold på 1200 mg/kg, i de to andre tilfeller et innhold på 500 mg/kg. b) Man går frem som beskrevet i eks. 1 og benytter først eddiksyre og deretter sitronsyre for regulering av pH-verdien, andre forhold er like, men holder utfellingsvannet på 100°C etter utfellingen i en time før man fører blandingen til dekantering.

Man finner at sluttproteinet har et solanininnhold

på 150 mg/kg.

c) Man går frem som beskrevet i eks. 1 (pH-verdien er innstilt med HC1) og tilsetter 5? eddiksyre i et første forsøk

og 5? sitronsyre i et annet forsøk like før utfellingen, dvs. ved utgangen av fellingsrøret, og reaksjonsblandingen holder seg ved 100°C i en time. Man finner et solanininnhold i proteinet på

200 mg/kg.

Man får et lignende resultat når man erstatter eddiksyre med sitronsyre. d) Det fremstilte flokkulat ved utgangen av dekanter-ingsanlegget, etter en fremgangsmåte som beskrevet i eks. 1,

suspenderes i tilstrekkelig vann til å danne en proteinmelk med et tørrstoffinnhold på 10?.

Til flere prøver av denne melken settes forskjellige mengder eddiksyre eller sitronsyre, og man holder en temperatur på 50-100°C i 90 til 120 min for eddiksyre, 30 eller 60 min for sitronsyren. Man bestemmer innholdet av solanin i det produserte protein.

Ifølgende tabell har man samlet de relative tall-verdier fra ekseperimentene og innholdet av solanin i sluttproduktet

(under forutsetning av at innholdet av solanin i proteinet før behandlingen er 1200 mg/kg).

Man ser av tabellen at med et syreinnhold på 5% bør man holde en temperatur på 100°C i 2 timer når det gjelder eddiksyre, og i en time. når det gjelder sitronsyre, for å komme ned i under 150 mg/kg protein.

e) For ekstraksjon av solanin med et organisk oppløsningsmiddel suspenderes 100 kg protein i hver av 1000 1 metanol, isopropå-

nol og n-butanol. Suspensjonen omrøres ved systemets tilbakeløpstempera-tur i 4 timer. Etter filtrering tørkes proteinet» og man bestemmer innholdet av solanin.

Resultatene er oppstilt i følgende tabell:

Det bemerkes at det fremstilte protein er hvitt, idet alkoholekstraksjonen har fjernet pigmentene. Et slikt protein egner seg særlig til matvarer, hvor det kan benyttes som råstoff for tekstur-behandlet protein.

Eksempel 6

Innvirkning av et mellomliggende ultrafiltreringstrinn

Man heller ut som tidligere beskrevet i eks. 1 1,3 kg bisulfitt på 100 kg poteter før oppmalingen. Potetgrøten ekstraheres i dekanteringssentrifuge som leverer ca. 500 1 rødvann med en konsentrasjon på 49,7 g/l. Proteininnholdet er 27 g/l og askeinnholdet 10 g/l. ,

Potetvannet, innstilt på pH 4,9 med en eddiksyre-oppløsning og oppvarmet til 35°C, sendes til en ultrafiltrerings-membran med flate 1 m 2 forsynt med ultrafiltreringsmodul som arbeider ved et relativt trykk på en atmosfære. Under disse forhold er leveringen av ultrafiltrat 1650 l/time. Man konsentrerer filtratet til tørrstoffinnholdet er 134 g/l som svarer til et proteinnhold på 93,5 g/l.

Dette protein utgjør den koagulerbare fraksjon.

Oppløsningen sendes deretter gjennom et rør ved 100°C og filtreres på trommelfilter. Filterkaken tørkes.

Proteinet har et proteinnhold på 85? av tørrstoffet, målt som N x 6,25.

Eksempel 7

Til 1000 kg poteter av typen Daresa tilsettes før oppmalingen 2 kg teknisk natriumbisulfitt.

Potetgrøten innføres på en dekanteringssentrifuge, hvorfra man tapper 510 1 potetvann inneholdende 55 g tørrstoff pr. liter.

Rødvannets pH-verdi innstilles på 5,0 med teknisk HC1 (ca. 1,5 1 med konsentrasjon 370 g/l).

Derpå tilsettes det således surgjorte potetvann

en mengde på 20 g butylhydroksytoluen oppløst i metanol til en konsentrasjon på 10?, hvilket gir en gulning av potetvannet.

Det således behandlede potetvann utfelles i et rør ved innblåsing av damp som holder 10 atmosfærers trykk, til en temperatur på 100°C som holdes i 5 min.

Det fremstilte flokkulat separeres i en dekanteringssentrifuge. Det er lett, det kleber ikke og har et tørrstoff-innhold på 35?» Fargen er gul.

Proteinet tørkes i lufttørker som leverer-10,4 kg pro-teinprodukt med en lysegul farge og som ved analyse har følgende analyseverdier:

Eksempel 8

Bruk av potetprotein for fremstilling av kunstig melk til foring av kalver.

Man blander:

40 kg skummet—melk-pulver

10 kg melkeserum

20 kg fettstoff inneholdende 15 kg talg

5 kg kopraolje

l6 kg amylasekompleks, "Protamyl"

10 kg protein iflg. eks. 7.

2 kg suspensjonsmiddel (karboksymetyl-stivelse)

2 kg vitaminisert mineralblanding.

Man omrører blandingen fortynnet med lunkent vann til

en konsentrasjon på ca. l80 g/liter og gir blandingen i 2 måltider pr. dag etter en bestemt foringsplan. Forytelsen er den samme som for forsøkskalver som mottar foringsrasjoner bare inneholdende ani-malsk protein.

Eksempel 9

Bruk av potetprotein fremstilt ifølge oppfinnelsen for fremstilling av ekspandert potet- snacks.

Man blander:

60 kg voksaktig maisstivelse

20 kg protein ifølge eksempel 1

20 kg vann

2 kg salt ,

1 kg pulverisert pepper

2 kg maisolje

Man innfører blandingen i en steke-ekstruder oppvarmet med damp til l60°C. Gjennomløpstiden er ca. 30 sekunder. Produktet som ekspanderer ved utløpet av dysen kuttes opp i små biter og av-kjøles i kald luft.

Eksempel 10

Bruk av potetprotein for liming av plater

I en blandemaskin med vertikal akse påfylles:

100 deler melamin-formaldehyd-harpiks 10 deler herder

10 deler potetprotein iflg., eksempel 1

10 deler kaolin

5 deler vann

Man blander i 15 minutter. Man får en viskøs lim-blanding som sendes til limeapparatet. De limte platene forpresses kaldt i 10 minutter og innføres deretter i en varmpresse for ferdig-pressing.

Eksempel 11

Virkning av et mellomliggende ultrafiltreringstrinn

Man heller på samme måte som beskrevet i eksempel 1, 1,3 kg bisulfitt ut over 1000 kg poteter før oppmaling. Potetgrøten separeres i en dekanteringssentrifuge som leverer ca. 500 1 potetvann med konsentrasjon 49»7 gA« Proteininnholdet er 27 g/l og askeinnholdet 10 g/l.

Potetvannet innstilles på pH 4>9 me(i eddiksyreoppløs-ning og oppvarmes til 35°c> hvorpå det sendes til en ultrafiltrerings-membran med filtreringsplate 1 m o, forsynt med ultrafiltreringsanlegg som arbeider ved et relativt trykk på 1,2 atmosfærer. Under disse forhold yder ultrafiltreringsanlegget 1720 l/time. Man konsentrerer filtratet inntil tørrstoffinnholdet er 156 g/liter som svarer til et proteininnhold på 110 g/liter.

Dette protein utgjør i det vesentlige den koagulerbare fraksjon.

Oppløsningen sendes gjennom et rør ved 80°G og filtreres på trommelfilter. Filterkaken tørkes.

Proteintiteren viser N x 6,25 lik 84,8 % regnet på tørrstoffet.

Eksempel 12

Virkning av et mellomliggende ultrafiltreringstrinn.

Man heller som beskrevet i eksempel 1, 1,5 kg bisulfitt ut over 1000 kg poteter før oppmaling. En fortynnet potetgrøt sendes til dekanteringssentrifugen som leverer 65O 1 potetvann med en konsentrasjon lik 28,5 g/l. Proteininnholdet er 13,2 g/l og askeinnholdet 6,4 g/l.

Potetvannet innstilles på pH 4,9 med en saltsyre-, oppløsning som oppvarmes til 30°C, hvoretter det sendes til en ultra-filtreringsmembran med filtreringsplate 1 m p, forsynt med ultrafiltreringsanlegg som arbeider ved trykk på 1,2 atmosfærer relativt. Under disse forhold leverer ultrafiltreringsanlegget 1500 l/time.

Man konsentrerer filtratet til tørrstoff innholdet er 46,7 gA> som svarer til et proteininnhold på 29,4 g/l.

Dette protein utgjør den koagulerbare fraksjon.

Oppløsningen sendes gjennom et rør ved 105°C og filtreres på trommelfilter. Filterkaken tørkes.

Proteininnholdet er 85,1 % av tørrstoffet, N x 6,25.

Eksempel 13

Virkning av et mellomliggende ultrafiltreringstrinn.

Som i eksempel 1 heller man ut 1,5 kg bisulfittpå

1000 kg poteter før oppmaling. Den fortynnede potetgrøten ekstraheres i dekanteringssentrifuge som leverer ca. 700 1 rødvann med en

konsentrasjon på 33,0 g/l. Proteininnholdet er 17,2 g/l og askeinnholdet 6,5 g/l.

Potetvannet innstilles på pH 4>9 med saltsyreoppløs-ning og oppvarmes til 35°C °g sendes deretter gjennom en ultrafil-treringsmembran med flate 1 m p, forsynt med ultrafiltreringsmodul som arbeider ved et relativt trykk på 1,3 atmosfærer. Ultrafiltreringsanlegget leverer da l8l0 l/time. Filtratet konsentreres til et innhold på 120 g/l tørrstoff som svarer til et proteininnhold på 78 g/l.

Dette protein utgjør den koagulerbare fraksjon.

Oppløsningen sendes gjennom et fellingsrør ved 100 oC og filtreres på trommelfilter. Filterkaken tørkes.

Proteininnholdet er 83,8 % av tørrstoffbasis,

(N x 6,25).

Eksempel 14

Virkning av et mellomliggende ultrafiltreringstrinn.

På samme måte som beskrevet i eksempel 1 heller man 1,7 kg bisulfitt ut på 1000 kg poteter før. oppmaling. Potetgrøten ekstraheres i dekanteringssentrifuge som leverer ca. 500 1 rødvann ved konsentrasjon 55 g/l. Proteininnholdet er 28,6 g/l, askeinnholdet 10 g/l.

Potetvannet innstilles på pH 4>9 rae(i en eddiksyreopp-løsning og oppvarmes til 38°C og sendes derpå gjennom en ultrafiltrerings-' membran med flate 1 m 2, forsynt med ultrafiltreringsmodul som arbeider ved et relativt trykk på 1,2 atmosfærer. Under disse forhold leverer ultrafiltreringsanlegget 1700 l/time. Man konsentrerer filtratet til et tørrstoffinnhold på l80 g/l som svarer til et proteininnhold på 135 g/l.

Dette protein er den koagulerbare fraksjon.

Oppløsningen sendes gjennom et fellingsrør ved 140°C og filtreres på trommelfilter. Filterkaken tørkes.

Proteininnholdet er 85% på tørrstoffbasis, (N x 6,25).

Eksempel 15

Innvirkning av et mellomliggende ultrafiltreringstrinn

Som beskrevet i eks. 1, heller man 1,5 kg bisulfitt ut på 1000 kg poteter før oppmaling. Potetpuréen ekstraheres i dekanteringssentrifuge som leverer ca. 500 1 rødvann ved konsentrasjon 52,3 g/l. Proteinnholdet er 27,1 g/l og askeinnholdet 10,8 g/l.

Potetvannet innstilles på pH 5,0 med en oppløsning av saltsyre og oppvarmes til 30°C, hvoretter det sendes gjennom en ultraflltreringsmembran med flate 1 m 2 forsynt med ultrafiltreringsmodul som arbeider ved et relativt trykk på 1,2 atmosfærer. Under disse forhold leverer ultrafiltreringsanlegget 1580 l/time. Man konsentrerer filtratet til et tørrstoffinnhold på 81,6 g/l bare til et proteininnhold på 53,1 g/l.

Proteinet er den koagulerbare fraksjon.

Oppløsningen sendes derpå gjennom et fellingsrør med 105°C og filtreres på trommelfilter. Filterkaken tørkes.

Proteininnholdet er 84,5? av tørrstoffet målt som

N x 6,25.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av proteiner fra potetvann hvorved potetvannet oppvarmes til en temperatur av 80-l40°C i nærvær av S02 og ved en pH-verdi av 4,6-5,2 og hvor man separerer det oppnådde flokkulerte produkt, karakterisert ved at det til potetene før eller under' den rasping av disse som er nødvendig for å oppnå potetvannet, tilsettes bisulfitt eller sulfitt, hvoretter den nevnte pH-verdi innstilles i potetvannet ved tilsetning av en uorganisk eller organisk syre slik at det oppnås nascerende SO,, i potetvannet.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det, når det som sulfittforbindelse an-vendes teknisk bisulfitt i form av en 50%-ig oppløsning, an-vendes en mengde av dette stoff på 0,5-5 °/oo, fortrinnsvis 1-1,5 °/oo, beregnet på vekten av potetene.