NO750484L - - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fortilsetning for drøvtyggere, av hele, avskallede, knekkede eller findelte oljefrø som naturlig inneholder dispergerte lipider i et proteinholdig materiale som er blitt omsatt med et aldehyd efter først å være aktivert med ammoniakk for å danne et ammoniert protein-aldehydkompleks. Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved fremstilling av fortilsetningen hvori et helt avskallet , knekket eller findelt oljefrø før s-t ammonieres for å aktivere det proteinholdige materiale, og det ammonierte proteinholdige materiale omsettes så med et aldehyd.

Melk, kjøtt og kjøtt-biprodukter erholdt fra drøvtyggere som kuer og sauer, inneholder fett som er fullstendig hydrogenert og som vanligvis betegnes mettet fett. Slik melk, kjøtt og kjøtt-biprodukter utgjør en stor del av menneskets diett. Den moderne medisin har imidlertid kommet til at menneskers assimilasjon av mettede fett er skadelig for deres helse. Særlig menes arterielle og koronare syk-dommer å være direkte forbundet med speilet av mettet fett i menneskets diett. Drøvtyggermelk, kjøtt og kjøtt-biprodukter inneholdende polyumettet fett ville derfor være ønskelig.

Under forsøk på å oppnå dette mål har drøvtyggere vært foret

med høye konsentrasjoner av umettede lipider, men slike forsøk var ikke vellykket. Dyrene ble svakelige, hadde alvorlige fordøyelses-forstyrreiser og tapt appetitt. Dessuten ble nesten alle av de umettede lipider som ble inntatt av dyrene, assimilert som mettet fett .

Drøvtyggerne har et flermavesystem med en første mave som

kalles vommen hvor bakterier som vanligvis betegnes som mikroflora,

er tilstede. Disse bakterier har evnen til å nedbryte protein og hydrogenere umettede lipider. Derfor blir en betraktelig del av de umettede lipider i drøvtyggerforet hydrogenert i vommen av mikroflora og assimilert av dyret som mettet fett. Dessuten har vommen øyensynlig en lav toleranse for for som inneholder høye konsentra-

sjoner av mettede eller umettede lipider. Denne lave toleranse frembringer alvorlig ubalanse i fordøyelsesprosessen når for som inneholder høye konsentrasjoner av lipider, inntaes. Denne ubalanse bevirker at lipidmaterialet kastes opp eller utskilles i det vesentlige i ufordøyet form. Foring med høye konsentrasjoner av lipider fører derfor til en lavere assimilasjon av lipidmateriale enn den som oppnåes ved å gi for inneholdende lavere konsentrasjoner av lipider.

Der er nylig utviklet en fremgangsmåte for å innkapsle lipider

i et beskyttende protein-aldehydkompleksbelegg. Dette protein-aldehydbelegg er ikke utsatt for nedbrytning i vommen, men er utsatt for nedbrytning i løpemaven og den nedre tarm. Denne prosess innbefatter å findele et lipidmateriale i adskilte partikler eller dråper og danne en vandig emulsjon av det findelte lipid og et proteinholdig materiale. Den vandige emulsjon kan så omsettes med et aldehyd slik at de findelte lipidpartikler innkapsles i et protein-aldehydkompleks.

Emulsjonen kan sprøytetørres eller behandles på annen måte før aldehydtilsetningen eller efter den for å danne 'ét belagt partikkel-formig fast stoff.

Ulempene ved en slik prosess er omkostninger og fremstillings-tid. Spesielt må lipidmaterialet være finmalt før dannelsen av en vandig emulsjon.Emulsjonen må også tørres når, som i de fleste til-felle, et fast for ønskes. En slik prosess innbefatter dyre møller, emulgeringsutstyr og tørreapparåtur, i tillegg til energien som kreves for å avvanne emulsjonen.

Ved foreliggende oppfinnelse fremskaffes en ny fort il setning for drøvtyggere, fra hele, avskallede, knekkede eller findelte oljefrø inneholdende naturlig dispérgerte lipider i et proteinholdig materiale som ved omsetning med et aldehyd, efter først å være aktivert med ammoniakk, danner et ammoniert protein-aldehydkompleks, som er i det vesentlige uoppløselig ved pH-nivåer over ca. 5 og i det vesentlige oppløselig ved pH-nivåer under ca. 4°Fortilsetningen er således, ved inntagelse av en drøvtygger, ikke utsatt for nedbrytning i vommen, men er utsatt for nedbrytning i løpemaven og den lavere tarm slik at ved assimilering økes det polyumettede fettinnhold av melken og skrotten betraktelig.

Den nye fortilsetning ifølge oppfinnelsen fremstilles ved å bringe et helt, avskallet, knekket eller findelt oljefrø inneholdende lipider naturlig dispergert i proteinholdig materiale, i kontakt med ammoniakk

for å aktivere det proteinholdige materiale og senere omsette det ammonierte proteinholdige materiale med et aldehyd for å danne et ammoniert protein-aldehydkompleks.

Oppfinnelsen omfatter også et apparat for å påskynde og lette

utførelsen av ovenstående fremgangsmåte.

Et hvilket som helst frø inneholdende mengder av lipider og fortrinnsvis umettede lipider, og helst polyumettede lipider, i alminnelighet kjent som oljefrø, kan anvendes ved foreliggende oppfinnelse. Eksempelvis kan oljef rø som solsikke, safflor , jordnøtt, soyabønner, bomull, mais eller raps, anvendes. Frøene oppdeles fortrinnsvis før ammonieringen ved å brytes i minst to deler for å eks-ponere mere proteinholdig materiale, men males fortrinnsvis til en partikkelstørrelse på fra ca. 0,79 mm til ca. 4 mm og mere, fortrinnsvis ca. 2,34 nim. Dessuten kan oljefrø anvendes efter å være knust ved en hvilken som helst kjent måte. Hele oljefrø kan også anvendes, men de avskalles fortrinnsvis først. Når hele oljefrø anvendes uten forutgående avskalling, er de foretrukne frø soyabønne- og rapsfrø.

Typen av naturlig dispergert polyumettet lipidmateriale i de anvendte oljefrø vil avhenge av frøslaget. Imidlertid er linolsyre og linolensyre kjent å være tilstede i nesten alle hele oljefrø. Disse syrer, sammen med arachidonsyre, utgjør de såkalte essensielle fettsyrer. De essensielle fettsyrer er kjent for å være nødvendige i metabolismen og nedbrytningen av cholesterol i menneskekroppen. Linolsyre er et rettkjedet molekyl med formelen C^H^COOH med dobbelbindinger mellom carbonatomene 9 og 10, og 12 og 13. Linolensyre er et rettkjedet molekyl med formelen C^H^COOH med dobbelbindinger mellom carbonatomene 9 og 10, 12 og 13, og 15 og 16. Dessuten kan oljefrø inneholde monoumettede, mettede og andre polyumettede lipider naturlig dispergert i det proteinholdige materiale. Disse lipider blir likeledes beskyttet av det ammonierte protein-aldehydkompleks, mot nedbrytning i vommen.

Oljefrø anvendt ved utførelse av foreliggende oppfinnelse kan velges efter prosent innholdet av ett eller flere av lipidene som naturlig er tilstede deri. En blanding av slike frø kan også anvendes.

Oljefrø inneholder naturlig fuktighet i mengder fra ca. 5% til ca. 30 vekt%. En vektprosent fuktighet innen det ovenfor angitte område er ønskelig. Fortrinnsvis bringes frøene før ammoniering i intim kontakt med en fuktig atmosfære, f.eks. ca. 90% fuktighet, og fortrinnsvis en mettet atmosfære for å tilføre frøene ytterligere fuktighet. Slik ytterligere fuktighet er særlig foretrukket når hele oljefrø skal anvendes eller frø skal anvendes som inneholder mindre enn ca. 9 vekt% naturlig fuktighet, eller frø som opprinnelig inneholder mere enn 9 vekt% naturlig fuktighet bringes til å tape slik fuktighet f.eks. ved findel ing.

Ammoniering utføres fortrinnsvis med vannfri ammoniakk i mengder på fra ca. 0,25 til 2 kg vannfri ammoniakk pr. 40 kg oljefrø, og fortrinnsvis ca. 1 kg vannfri ammoniakk til ca. 40 kg oljefrø. Ammonieringen utføres fortrinnsvis ved forhøyet temperatur fra ca. værelsetemperatur til ca. 80°C, idet 65°C foretrekkes. Ved slike forhøyede temperaturer kan ammonieringen i vesentlig grad utføres i relativt korte tidsrom, f.eks. ca. 1 time.

Reaksjonen av det ammonierte proteinholdige materiale med aldehydet for å danne et ammoniert protein-aldehydkompleks, utføres ved temperaturer fra ca. værelsetemperatur til ca. 80°C, idet ca. 65°C foretrekkes. Ved slike forhøyede temperaturer har det vist seg at det ammonierte protein stort sett vil være omsatt med aldehydet i løpet av fra ca. 0,5 timer til ca. 1,5 timer.

Aldehydet som anvendes ved dannelse av protein-aldehydkomplekset, kan være et hvilket som helst hydrocarbon inneholdende minst én aldehydgruppe-, så lenge som gjenværende gruppe ikke griper forstyrr-ende inn i reaksjonen mellom gruppen CHO og aminogruppen i proteinet. Videre kan aldehydet være flytende, fast eller gassformig. Basert på t ilg jengeligbet er en foretrukken gruppe av aldehyder formaldehyd, glutaraldehyd og glyoxal. Det mest. foretrukne aldehyd er formaldehyd.

Mengden av aldehyd som anvendes i henhold til foreliggende oppfinnelse, avhenger av mengden av protein som til å begynne med er tilstede i det hele oljefrø. Frø inneholder ca. 10 - 40 vekt% protein. Generelt må tilstrekkelig aldehyd komme i'kontakt med det ammonierte proteinholdige materiale slik at det dannede ammonierte protein-aldehydkompleks er i det vesentlige uoppløselig ved pH-nivåer over ca. 5,dg i det vesentlige oppløselig ved pH-nivåer under ca. 4. Oppløselighetsegenskapene er nødvendige for å sikre at det ammonierte protein-aldehydkompleks er motstandsdyktig mot nedbrytning i vommen, men underkastes slik nedbrytning i løpemaven. Ca. 1 - 6 vekt%, og fortrinnsvis ca. 1 - 3 vekt%, og helst ca. 2 vekt% av et aldehyd pr. totalvekt protein i det hele oljefrø er i alminnelighet tilstrekkelig.

Om nødvendig kan, spesielt når større mengder av hele, findelte, knekkede og/eller avskallede hele oljefrø behandles, de faste reak- tanter kontinuerlig beveges under hele prosessen for å øke omsetningen ved stadig å frilegge uomsatte flater. Midler for å bevirke bevegelsen som rotert rumler , mekaniske rysters, omrøringsanordninger og fluidiserte lag, er vel kjent..

Vedlagte tegning viser et apparat for utførelse av fremgangs-måten ifølge oppfinnelsen. på tegningen vises et apparat hvor findelte eller avskallede eller knekkede oljefrø tilsettes gjennom en lukkbar åpning 1 ved toppen av karet 2 som har en lukket nedre ende. Frøet kommer til hvile på en gassgjennomtrengelig anordning 3 som er anbrakt i karet 2 for å danne et øvre kammer 15 og ved den lavere lukkede ende av karet et nedre innføringskammer 16.

Derefter føres vann via ledningen 4 gjennom en ventilanordning 5 i karet 2 inntil vannspeilet strekker seg til et punkt like under innløpet 6. En varmeanordning 7 som kan være av en hvilken som helst kjent type, f.eks. elektrisk, gass, damp og lignende med et drifts-temperaturområde fra ca. 10°C til ca. 93°C settes så i gang. Temperaturen reguleres slik at der dannes en fuktig atmosfære i

karet 2, f.eks. fortrinnsvis minst 90% fuktighet, og helst en mettet atmosfære. Den fuktige atmosfære opprettholdes i apparatet i tilstrekkelig tid til å gi frømaterialet den ønskede mengde av fuktighet, f.eks. fra ca.. 1/2 til ca. 1 time.

Derefter åpnes ventilen 18, og vannet i det nedre innførings-kammer 16 bringes til å renne av fra karet gjennom ledningen 17 til kloakken (ikke vist). En kontinuerlig strøm av vannfri ammoniakk føres så inn i karet 2 fra en ammoniakk-kilde (ikke vist) via ledningen 8 og ventilen 9. Samtidig føres luft inn i karet 2 via ledningen 10 og ventilen 11 fra en trykkluftkilde (ikke vist) med tilstrekkelig trykk til å opprettholde en strøm gjennom hele frølaget. Den vannfrie ammoniakk og luft blandes i det nedre innføringskammer l6> passerer oppad gjennom den gjennomtrengelig^anordning 3, kommer i intim kontakt med materialet i frølaget, aktiverer således det proteinholdige materiale og forlater til slutt karet 2 gjennom ledningen 12. Utløpsdampene kan, om ønskes, resirkuleres gjennom systemet ved passende røranordninger (ikke vist).

Ammonieringen får lov til å foregå i en tid på minst 1 time, og derpå stenges den vannfrie ammoniakk av ved hjelp av ventilen 9. Derpå føres vann via ledningen 4 og ventilen 5 inn i karet 2 i tilstrekkelig mengde til fullstendig å oppløse et fast aldehyd som paraformaldehyd som så tilsettes til vannet i den nedre del av karet 2 via ledningen 13 gjennom ventilen 14. Oppvarmningsanordningen 7 inn stilles så på å holde en temperatur fra ca. 38°C til ca. 80°C, og fortrinnsvis ca. 65°C. Luftstrømmen opprettholdes med tilstrekkelig trykk til å gi strømning gjennom hele frølaget. Det dampformige aldehyd blandet med luft og vann i innføringskammeret 16 passerer oppad gjennom den gasspermeable anordning 3>gjennom frølaget og går ut gjennom ledningen 12. Utløpsdampen kan, om ønskes, resirkuleres gjennom systemet ved passende røranordninger (ikke vist). Da aldehydet bringes til å passere gjennom frølaget, kommer det i intim kontakt med det ammonierte proteinholdige materiale og reagerer med dette under dannelse av et ammoniert protein-aldehydkompleks med naturlig dispergerte lipider deri. Reaksjonen får lov til å fortsette i ca . It ime„

Istedenfor å anvende et fast aldehyd som paraformaldehyd, og danne en vandig oppløsning som senere fordampes ,-kan. et gassformig aldehyd som formaldehyd, anvendes. Ved anvendelse av gassformig formaldehyd behøver vannet ikke å være tilstede i det nedre fordel-ingskammer 16. Formaldehydet føres inn i karet 2 via ledningen 13 og ventilen 14 fra en formaIdehydkilde (ikke vist) efter avslutningen av ammonieringstrinnet. Oppvarmningsanordningen 7 innstilles på å holde en temperatur fra ca. 38°C til ca. 80°C, og fortrinnsvis ved ca. 65°C, og reaksjonen forløper som beskrevet ovenfor.

Den følgende teori for ammonieringstrinnet fremsettes for klar-hetens skyld, men er ikke ment å være en begrensning. Det antaes at den vannfrie ammoniakk til å begynne med trenger inn som ved diffu-sjon gjennom frøskallet og reagerer med proteinet for å oppløselig-gjøre det proteinholdige materiale. Det er kjent at ammoniakkmolekylet er hydrofilt, og det antaes derfor at ammoniakkmolekylet går direkte til membranproteinet som inneholder en liten lipiddråpe.

Som anvendt her, refererer membranprotein seg til det proteinholdige materiale som omgir lipiddråpen. Det således oppløseliggjorte proteinholdige materiale antaes å reagere lettere med formaldehydet.

Den nøyaktige oppløseHggjøringsmekanisme er uklar, men det er mulig at ammoniakken kutter av pept idbindingen og/eller adderer NH^ "til pro-teinmolekylet som i sin tur vil reagere med formaldehydet.

Eksempel

I dette eksempel ble en fortilsetning inneholdende naturlig dispergerte polyumettede lipider i et ammoniert protein-aldehydkompleks fremstilt under anvendelse av den ovenfor beskrevne metode og apparat. Det anvendte oljefrø var findelt avskallet solsikkefrø med en gjennomsnittspartikkelstørrelse på 2,4 mm. Efter tilsetning av vann til karet, settes oppvarmningsanordningen i gang for å holde temperaturen på ca. 65°C. Den frembrakte fuktige atmosfære fikk være i kontakt med oljefrø i ca. 1/2 time. Vannet ble ledet fra, og vandig ammoniakk ble tilført i en mengde på ca. 1 kg vannfri ammoniakk på o 40 kg findelt frø. Trykkluft ble tilført ved ca. 2,1 kg/cm 2. Den vannfrie ammoniakk fikk lov til å reagere med det findelte frø i ca. 1 time og ble så avstengt. Derefter ble vann igjen tilsatt til karet, og paraformaldehyd ble tilsatt til det oppvarmede vann under dannelse av en vandig formaldehydopp)løsning som fordampet under de foreliggende betingelser. Tilstrekkelig paraformaldehyd ble tilsatt for å gi ca. 2 vekt% formaldehyddamp beregnet på det totale protein i det findelte frø. Trykkluft ble tilført ved ca, 2,1 kg/cm . Aldehydet ble omsatt med det ammonierte frø i ca. 1 time og derpå avstengt Det omsatte, findelte frø ble så spylt fritt for aldehyd med trykkluft .

Prøver på de omsatte, findelte frø og prøver av uomsatt, findelt frø anvendt som kontrollgruppe, ble så hver for seg inkubert

o ' ■ ■'

anaerobt ved 38 C med silt vomvæske erholdt fra en sau som hadde fastet i minst 12 timer. Graden av hydrogenering ble bestemt ved å sammen-ligne vektprosenten av linolsyre som var tilstede i de respektive'blandinger før og efter inkubering. Resultatene av denne prøve er angitt i tabell 1.

Som det vil sees av tabell 1, inneholdt det omsatte frø

57,8 vekt% linolsyre før inkubering med vomsaft og 4l,2 vekt% linolsyre efter inkubering, hvilket viser en bestandighet mot nedbrytning i vomsaft på ca. 70%. Det uomsatte, findelte frø (kontroll) viste på den annen side 54,8 vekt% linolsyreinnhold før eksponering for vomsaften og bare 9,7 vekt% linolsyreinnhold efter en slik utsettelse. Det uomsatte, findelte frø viste en motstandsdyktighet mot medbryt-ning i vomsaften på bare 18%.

Ovenstående in vitro forsøk viser klart at det findelte frø

som ikke ble behandlet i henhold til oppfinnelsen, undergikk betraktelig mere hydrogene ring i vomsaften enn det samme findelte frø som var behandlet ifølge oppfinnelsen.

Claims (19)

1. Fortilsetning for drøvtyggere, karakterisert ved at det består i det vesentlige av et oljefrømateriale inneholdende naturlig dispergerte umettede lipider i et proteinholdig materiale som har vært omsatt med et aldehyd valgt fra hydrocarboner inneholdende minst én aldehydgruppe som er tilgjengelig for reaksjon med det proteinholdige materiale, efter at det proteinholdige materiale er blitt aktivert med ammoniakk ved å bringe det i kontakt med ammoniakken for å danne et ammoniert protein-aldehydkompleks som er i det vesentlige uoppløselig ved pl-l-nivåer over ca. 5 og i det vesentlige oppløselig ved pH-nivåer under ca . 4.

2. Fortilsetning ifølge krav 1, karakterisert ved at frømaterialet inneholder polyumettede lipider. '"'

3.F ortilsetning ifølge krav 1, karakterisert ved at ol jef rømaterialet er hele oljef rø.

4- Fortilsetning ifølge krav 1, karakterisert ved at oljefrømaterialet er avskallede oljefrø.

5- Fortilsetning ifølge krav 1, karakterisert ved at oljefrømaterialet er knekkede oljef rø.

6. Fortilsetning ifølge krav 1, karakterisert ved at oljefrømaterialet er findelte oljefrø.

7- Fremgangsmåte for fremstilling av en fortilsetning for drøv-tyggere ifølge krav 1 - 6, og som inneholder naturlig dispergerte umettede lipider i et protein-aldehydkompleks som er i det vesentlige uoppløselig ved pH-nivåer over ca. 5, og i det vesentlige oppløselig ved pPl-nivåer under ca. 4, karakterisert ved trinnene at: (a) et materiale valgt blant hele oljefrø, avskallede oljefrø, knekkede oljefrø og findelte oljefrø, inneholdende naturlig dispergerte umettede lipider i et proteinholdig materiale, bringes i kontakt med ammoniakk for å aktivere det proteinholdige materiale, og (b) det aktiverte proteinholdige materiale omsettes med et aldehyd valgt fra gruppen av hydrocarboner inneholdende minst én aldehydgruppe som er tilgjengelig for omsetning med det proteinholdige materiale.

8'. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det proteinholdige materiale inneholder naturlig dispergerte polyumettede lipider.

9- Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det hele oljefrø er valgt fra gruppen bestående av soyabønne, jordnøtt , solsikke, safflor, bomull, mais og raps.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 9, karakterisert ved at kontakttrinnet utføres ved temperaturer fra værelsetemperatur til 80°C.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, karakterisert ved at kontakttrinnet utføres ved en temperatur på ca. 65°C.

12.F remgangsmåte ifølge krav 7- 11, karakterisert ved at omsetningen utføres ved temperaturer fra værelsetemperatur til ca. 80°C.

13» Fremgangsmåte ifølge krav 12, karakterisert ved at omsetningen utføres ved en temperatur på ca. 65°C.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 7 - 13, karakterisert ved at der som aldehyd anvendes formaldehyd, glutaraldehyd eller glyoxal.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at der som aldehyd anvendes formaldehyd.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15, karakterisert ved at 1-6 vekt% formaldehyd, beregnet på vekten av protein i oljefrømaterialet, omsettes med det aktiverte proteinholdige materiale.

17- Fremgangsmåte ifølge krav 7 - 16, karakterisert ved at der anvendes vannfri ammoniakk.

18. Fremgangsmåte ifølge krav 7-17, karakterisert ved at 0,25 - 2 kg vannfri ammoniakk pr. 40 kg oljefrømateriale bringes i kontakt med oljefrømaterialet .

19.F remgangsmåte ifølge krav 7 - 18, karakterisert ved at ca.2,5 vekt% vannfri ammoniakk, beregnet-på vekten av oljefrømaterialet, bringes i kontakt med dette materiale.