SE526999C2 - Förfarande för extraktion av cellväggskomponenter och mindre tillgängliga proteiner från cerealiekli väsentligen fria från lösliga föreningar - Google Patents

Description

526 999 Uppfinningen avser förfaranden, metoder och industriell process för våtfraktionering av kli i två proteinrika fraktioner, av vilka en innehåller groddoljor och relaterade komponenter, en flberfraktion, som också bibehåller det mesta av aleuronproteinerna och en sockersirapfraktion.

Uppfinningen är centrerad kring våtmalning av kli i närvaro av enzymer: a) stärkelsedegraderande enzymer (polysackaridaser) såsom alfa-amylas, amyloglukosidas, och b) icke-stärkelsedegraderande enzymer (polysackaridaser) och c) ett fytas, under lämpliga temperaturförhållanden, dvs. från 50-90°C, mera företrädesvis från 50~75°C och ett pH av från 4 till 7.5. Detta följes av separation av ovan listade komponenter från vattenhaltig suspension huvudsakligen med användning av centrifugalkrafts- separationsmetoder. pH när man använder alfa-amylas är c: a 4,5.

Enzymerna användes normalt i en cocktail omfattande 200 till 1500 IU/g substrat.

För närvarande existerar ingen kommersiell metod för våtfraktionering av cerealiekli för att framställa de specifika produkter som nämnts ovan.

Uppfinningen avser förfaranden, procedurer och industriella process för våtfraktionering av renat kli l en proteinrik fraktion, som innehåller proteiner från aleuronceller, en löslig hemicellulosafraktion, en löslig oligosackaridfraktion och en olöslig fiberfraktion.

Föreliggande uppfinning riktar sig vidare på fraktionering av renat kli genom att kombinera våtmalning och enzymatisk hydrolys specifikt med livsmedelskvalité xylanaser under välkontrollerade förhållanden vad avser temperaturen, d.v.s. från 35 to so°c, mera företrädesvis från 40 fm so°c, och pH från 4 :in 7, företrädesvis 4.5 fe 5.5.

Detta steg följes av separation av olöslig flber och proteinfraktioner från vattenhaltig suspension med användning av centrifugalseparationsmetoder medan både hemicellulosa och oligosackarid-fraktioner separeras med storleksuteslutningstekniker såsom ultrafiltrering.

För närvarande existerar ingen kommersiellt baserad metod för våtfraktionering av cerealiekli eller relaterade produkter såsom renat kli som kan extrahera stora mängder av mindre tillgängliga komponenter, såsom hemicellulosa och aleuronproteiner. 526 999 IEKNLKENS STÅNQPQNKT US patentet 4,361,651 beskriver ett förfarande för tillverkning av fermenterbara socker och högproteinprodukter från säd, huvudsakligen majs. I denna metod, blötlägges kornen under 10-30 timmar före malning och separation av groddkomponenten, försockring av kolhydrater (huvudsakligen stärkelse), och separation av fiber. Utbytet av stärkelse är maximerat för jäsning till alkohol. Inom den beskrivna processen föreligger ingen specifik fraktionering av klikomponenten, separation av protein slag, eller hänsynstagande till groddkomponenten.

US patentet 5,312,636 ger kunskap om en process för fraktionering av en skörd i industriella råvaror. Denna är fokuserad på havresäd och inkorporering av klifraktioneringsförfaranden som innefattar extraktion av flera hydrofoba komponenter såsom lipider i polära organiska lösningsmedel före en alkalisk extraktion av återstående kli för att producera beta-glukan, protein och gummibefriad fiber.

Användning av det organiska lösningsmedlet är ett nyckelsteg i processen och hydrolyserande enzymer användes inte under fraktioneringsförfarandet.

US patentet 4,746,073 beskriver ett förfarande och apparat för fysisk separation och återvinning av berikad fraktion av aleuron cellpartiklar från vetekli. Detta uppnås genom malning av kli med hammarkvarn och sedan utsättande av de resulterande partiklarna för en fysisk separation. Ingen våtprocessing användes under fraktioneringsproceduren som beskrives häri.

Två besläktade US patent (4,171,383 och 4,171,384) ger kunskap om torr och våtmalningsförfaranden för raffinering av hela vetekorn. 4,171,383 fokuserar på våtmalning av den hela kärnan. Det producerade kliet blandas med en separerad (huvudsakligen) endosperm protein fraktion för att ge djurfoder. 4,171,383 beskriver torrmalning av hela kärnan för att producera en endosperm fraktion, en groddfraktion och en klifraktion. Endosperm fraktionen utsättes sedan för våtmalning och separation av stärkelserika och proteinrika fraktioner. Den proteinrika fraktionen sättes till kliet för att ge ett djurfoder. Det föreligger ingen beskrivning om en specifik våtfraktionering av själva kliet i endera av patenten.

WO 99/11672 patentansökan visar en process som använder selektiva enzymer såsom acetylxylanesteras och ferulsyraesteras vilka båda medger avlägsnande av hemicellulosa från olika växtmaterial och förändrar dess grad av fenolestersubstitution.

Trots det faktum att funktionell hemicellulosa med hög löslighet och gelstyrka kan » 526 999 4 produceras är utbytena relativt låga. Faktum är att uppfinnarna rapporterade ett 3-6 % utbyte av arabinoxylanferulat (hemicellulosa) när vetekli behandlades med acetylxylanesteras under 90 respektive 180 min. Vidare anger uppfinningen inte någon referens till användning av xyianaser eller dess kombination med våtmaining för komma över de låga, rapporterade utbytena.

US patentet 5,308,618 visar en process för att extrahera löslig dietfiber hemiceilulosa från vetekli genom att applicera en värmeförbehandiing i vattenhaltig lösning. Detta följes av ytterligare behandling såsom filtrering, utsaltning, dialys, ultrafiltreríng, omvänd osmos, gelflltrering och utfällning för att avlägsna kontaminanter från hemicellulosafraktionen. uppfinningen anger inget krav med avseende på användning av enzymer och produktion av produktströmmar annat än hemiceilulosa. Vidare betonar uppfinningen kravet på kostnadseffektiva förfaranden för att avlägsna kontamlnanter som en gång förelåg i det ursprungliga vetekliet. Kliet extraheras vid hög temperatur och tryck i vatten (180 - 200°C), för att ge en glukosrik dietfiberkomponent i vattenfasen. Processen pekar specifikt på framställning av dietfiber och är inte i realiteten/strikt ett fraktioneringsförfarande i det att andra produkter väsentligen ignoreras.

US patentet 3,879,373 beskriver ett förfarande att extrahera hemiceilulosa från vetekli genom att applicera en alkalibehandling för att lösa hemiceilulosa och andra klikomponenter följt av etanolextraktion för att separera hemicellulosorna. Alkali (natriumhydroxid) extraktion av hemiceilulosa har också visats i US-A- 5,174,998 som ett mellansteg för att producera kontrollerade frisättningskompositioner innehållande nämnda alkaliextraherade hemiceilulosa och en aktiv substans. Liknande alkaliextraktionsförfarande är beskrivet i US-A- 4,927,649 för att producera hemiceilulosa, som sedan användes i beläggningskompositioner innehållande olöslig dietfiber.

WO 00/04053 patentansökan beskriver en kemisk process med användning av alkaliperoxidbehandling för att producera stora utbyten av ljust färgade gelande hemicellulosor från produkter härrörande från mjöl, agnar, eller kli. En annan kemisk extraktlonsprocess av hemiceilulosa från vetekli har visats i WO98/31713 patentansökan varvid uppfinnarna kombinerar ett tvättningsförfarande för att avlägsna stärkelsefraktionen följt av en alkalibehandling med natriumhydroxid för att extrahera hemicellulosan från det stärkelsefria materialet. 526 999 nu oo: o nu nu uno a q o u a o c Det framgår av ovanstående beskrivna teknikens ståndpunkt avseende alkaliextraktion av hemicellulosa att detta är en gammal, bevisad och effektiv väg att erhålla stora kvantiteter löslig hemicellulosa med intressanta funktionaliteter såsom geining, dietfiber, och ett inert material för kompositioner med kontrollerad frisättning.

Nackdelen med sådan teknologi är de därmed förbundna problemen att använda kemikalier. Iförsta hand blir kemikalierna kontaminanter i olika produktströmmar, och kräver därför ytterligare rening. Detta har normalt signifikanta kostnadseffekter. För det andra är inte alltid innovativa industriella processer baserade på kemisk extraktion inte alltid attraktiva ur marknadsföringssynpunkt, speciellt i livsmedelsapplikationer.

Produktion av olösliga dietfibrer från havre är visad i US-A- 5,023,103 som beskriver ett kemiskt förfarande (alkali och blekningsbehandling) för produktion av olöslig dietflber med hög vattenhållande kapacitet och icke-sträv munkänsla. En vattenhållande kapacitet av 6,9 g vatten/g fiber rapporteras.

Andra referenser har visat intressanta förfaranden för extraktion av proteiner från cerealiekli. US-A-4,746,073 visar en fysikalisk process att separera aleuroncellpartiklar och perikarp-testa partiklar från kommersiellt vetekli. Processen består av malning av klipartiklarna till en specifik partikelstorleksfördelning, elektrostatisk laddning av nämnda partiklar och sedan passage av nämnda laddade partiklar genom ett magnetiskt fält, som separerar aleuron från perlkarp-testapartiklarna. Detta är att ganska olikt koncept från föreliggande uppfinning som är baserad på användning av enzymer och våtmalning. separationen uppnås genom hammarkvarnsmalning av kli och sedan utsättning av de resulterande partiklarna för en fysisk separationsordning. Ingen våtbehandling användes under fraktioneringsförfarandet som beskrives däri.

Waszczynskyj et al. (1981) har bevisat att extraktionsgraden för alkalibehandlad helfetts vetekli kan ökas från 30% till upp till 38,5% när den föregås av polysackaridasbehandli9ng. Ovannämnda siffror är signifikant lägre än de som beskrives i föreliggande uppfinning varvid upp till 60% proteinextraktionsgrader uppnåtts utan användning av alkalibehandling. Vidare visar US 5,622,738 ett förfarande för att extrahera lösliga hemicellulosor, för användning som en dietfiberkälla, från olika fibermaterial inklusive cerealiekli med användning av alkalinedbrytning följt av xylanasbehandling. Som i annan teknikens ståndpunkt har uppfinnarna använt alkalinedbrytning för att förbättra nedbrytningsgraderna. Dessutom, var uppehållstiden 526 999 för enzymatiska behandlingen ganska lång (3 till 96 hrs) vilket gör processen mycket oattraktiv ur produktionskostandssynpunkt.

Det är klart att inte någon av ovannämnda uppfinningar har lyckats att samtidigt ge aleuronproteiner, oligosackarider och hemicellulosor och ändock producera dietfiber från tidigare renat cerealiekli, d.v.s. väsentligen fritt från lösliga komponenter, med användning av xylanaser i kombination med våtmalning.

Vidare, har föreliggande uppfinning nått fram till en industriell process, vilken medger att man extraherar stora mängder av sådana komponenter (upp till 50%) utan att använda alkalinedbrytning.

Uppfinningens huvudändamål är att 1. uppnå en effektiv och kostnadseffektiv våtprocess för att extrahera och ge hemicellulosa, oligosackarider, aleuronproteiner och olöslig dietfiber från renat cerealiekli. 2. Kombinera användning av xylanasbehandling med våtmalning för att förbättra utbytet i extraktion och separation i en industriell process 3. Garantera att råmaterialet innehåller den minsta mängden av lätt extraherbara komponenter, sålunda lösliga, så att kontamination med nämnda lösliga substanser i slutprodukten hålles på ett minimum. 4. Processen genomföres på sådant sätt att användning av livsmedelskvaliteter och icke-genetiskt modifierade (icke-GMO) xylanaser för att bredda marknadsmöjligheterna för slutprodukterna.

Beskrivning av föredragna utföringsformer Olika metoder att extrahera och fraktionera hemicellulosor från cerealiekli har utvecklats i det förgångna. På samma sätt, har olika metoder att extrahera värdefulla proteiner och olösliga dietfibrer från cerealiekli visats. Problemet är att när man kombinerar användning av kommersiella cerealiekli, vilket innehåller stora mängder lösliga komponenter såsom stärkelse, lösliga proteiner, pentosaner, oljor etc., och i en enkel extraktionsprocess blir sådana lösliga substanser slutligen kontaminanter av huvudproduktströmmarna, och måste därför avlägsnas. Detta är en kostsam procedur, och kan i många fall riskera marknadsvärdet hos icke-hemicellulosakomponenterna. 526 999 EXEMPEL 1 Vetekli framställd från kortmalnings (SMB) och konventionellt malnings (CMB) förfaranden användes i detta försök. Kliprov om 25 kg överfördes till en blandningstank och hyclrolyserades i en följd vid temperaturer varierande från 70 °C vid det första steget med u-amylas to 60 °C i det andra steget med amyloglukosidas under en total hydrolystid av 4 tim. Under denna period våtmaldes reaktionsblandningen intermittent för att öka ytan och dispersionen av lösliga komponenter. pH i reaktionsblandningen var initialt satt vid neutralt och minskades sedan till 4,5 med ättiksyra i det andra steget.

Förutom maximering av enzymaktiviteten medgav det sura pH partiell upplösning av fytater som föreligger i kliet.

Vid slutet av enzymhydrolysen - våtmalningssteget - inaktiverades enzymerna i reaktionsblandningen genom våtupphettning medelst värmeväxling och snabb nedkylning till rumstemperatur.

Den hydrolyserade klilösningen infördes sedan i en två-fas dekanter för att separera olösligt (fiber och aleuronfraktioner) från den lösliga fraktionen.

Den lösliga fraktionen infördes i en separator så att den tunga fasen innehållande huvudsakligen groddkomponenter kunde separeras ifrån den lätta fasen innehållande huudsakligen komponenter från återstående endosperm som förelåg i kliet. Den lätta fraktionen, som var mycket kontaminerad med socker, bringades genom ett ultrafilter med ett 50 kDa filter för att separera lågmolekylära socker och proteinfraktion med mindre socker kontamination från varandra.

Samtliga proteinfraktioner, dvs tunga och lätta faser, blandades samman och processades slutligen genom spraytorkning. Sockerfraktionen koncentrerades med vackumavdunstning vid låg temperatur (40 till 60 °C) tills en 75% sockerkoncentration uppnåtts. Fiberfraktionen torkades i en konventionell laboratorieugn, men i en industriell process kan detta genomföras med ett antal olika torkar, dvs tunneltork, ringtork, finkvarn etc. l 526 999 TABELL, L Medel kemiska sammansättningen hos kli och deras respektive fraktioner visas nedan: Prov Torrsubs Protein Olja Fiber Aska NNE*** tans CMB* 90.8 15.7 4.1 45.4 5.5 29.3 CMB fraktioner enl. processen Proteinfas 92.9 31.8 7.7 1.1 7.9 51.5 Fiber 92.8 13.6 3.0 76.9 4.1 2.4 SMB** 89.1 14.3 2.3 23.7 3.2 56.5 SMB fraktioner enl. Processen Proteinfas 93.9 27.8 1.5 0.9 3.4 66.4 Fiber 94.3 22.5 4.1 64,8 1.6 7.0 * Kli från konventionell malning ** Kli från kortmalning *** Icke-kväve extrakt EXEMPEL 2 Vetekli producerad från konventionell malning utsattes för enzymatisk behandling och våtmalning såsom beskrivits i Exempel 1. Det hydrolyserade kliet fraktionerades med användning av två-fas dekanter i en olöslig (kombinerad flber och aleuron) och en löslig fraktion.

Den lösliga fraktionen matades till en separator för fraktionering med användning av centrifugalkrafter för att sålunda producera två faser. Den groddrika fraktionen tvättades med vatten och matades åter igen till separatorn för att avlägsna överskott socker och andra lätta kontaminerande ämnen. Den resulterande proteinfraktionen hölls som sådan eller blandades med indunstad flytande vassle i ett 1:1 förhållande (torrsubstansbasis).

Den endospermrika fraktionen som var mycket kontaminerad med socker matades till ett ultrafilter för att separera lågmolekylärt socker och proteinfraktion med mindre sockerkontamination. 526 999 Samtliga lösliga proteinfraktioner, dvs grodd och endospermrika faser, och blandningar med vassle spraytorkades separat. Sockerfraktionen koncentrerades med vackumavdunstning vid låg temperatur (t = 60 °C) tills en 75% sockerkoncentration uppnåtts. Fiberfraktionen ugntorkades.

Ytterligare tvättning genomförd av både den groddrik protein fraktion och fiberfraktion var mycket effektiv för att minska mängden lätta lösliga kontaminerande ämnen från vardera fraktionen och därför öka det relativa innehållet av värdefulla komponenter.

Kompositionsdata indikerar att grodd och endospermrika proteinfraktionerna har ett annorlunda relativt innehåll av protein och olja. Protein och oljeinnehåll från det förra var 48,6 respektive 18,6 % och de från de senare var 28,7 % respektive 1,5°/<>. Den olösliga fasen innehållande primärt kliperikarp (fiber) och aleuronproteiner hade 86,4 % fiber och 12,6 % protein. Den kemiska sammansättningen hos den groddrika fasen - vassleblandningen var 31,5 % protein, 9,8 % olja och 37 % laktos.

En ytterligare viktig observation var att spray torkad grodd-rik fraktion innehållande 18,6 % olja var väsentligen mera motståndskraftig mot oxidation (härskning) jämfört med ursprungligt vetekli. Det ursprungliga vetekliet började härskna efter 3 veckors lagring. Trots det faktum att inga yttre antioxidantia tillsats till den grodd-rika fraktionen började den endast bli sämre efter 12 veckors lagring. 'fidigare exempel illustrerar användning av stärkelse-hydrolyserande enzymer och våtmalning följt av olika separationssteg för att erhålla protein, socker och fiberfraktioner, den senare fortfarande innehållande väsentliga höga mängder av aleuronproteiner. Det kan vara av intresse för vissa applikationer att separera, åtminstone delvis, aleuronproteinerna från klihöljet (fibern) och utvinna sådana proteiner i samma fraktion som den endospermrika fraktionen, till exempel.

Ett försök sattes upp på samma sätt som beskrivits i Exempel 2 med undantag för att en cocktail av polysackaridaser innehållande både höga cellulas och xylanas aktiviteter tillsattes tillsammans med amyloglukosidaserna och fick arbeta under 3 hrs. Temperatur och pH förhållanden hölls oförändrade. Den resulterande reaktionsblandningen behandlades vidare exakt som beskrivits i Exempel 2. 00000; o I n 00000: 526 999 ._ Inkludering av polysackaridas under hydrolyssteget hade en positiv effekt med avseende på aleuronproteinextraktionen och proteinutvinning som mätt som massbalans och proteininnehåll. Proteininnehållet i den endospermrika fraktionen ökade från 28,7 % (utan polysackaridas) till 34,7 % (med polysackaridas) och totala proteinutvinningen ökade med 35 % då polysackaridas tillsattes.

Färgen hos proteiningredienserna kan vara av vikt, speciellt i vissa livsmedels och djurfoderapplikationer. Mjölkprodukter såsom kaseinater, vasslepulver, och vassleproteinkoncentrat har en ljus färg och sojaproteinkoncentrat har en ljust brun färg. Dessa produkter är huvudingredienserna i högvärdes-djurfoder såsom kalvmjölksersättningar. Men i samma livsmedelsapplikationer, såsom korv och hamburgare, trots det faktum att små mängder inkluderas kan färgen fortfarande spela en viktig roll i produktacceptans.

Den tekniska lämpligheten med blekning av groddrika fraktionen genomfördes med två medel. 1. Enbart alkali och väteperoxidblekning och 2. Alkalifri peroxidas och väteperoxidblekning. 1. 10 (tio) g prov av en groddrik fraktion inkuberades i 1 L bägare innehållande 100 ml vatten. Prov dispergerades under omrörning och cza 0,25 ml NaOH tillsattes tills pH 12 nåtts. Lösningar värmdes till 50°C och 3,5, 5 och 10 ml 30 % H20; tillsattes till olika kolvar för att åstadkomma en upptagsnivå av 10, 15 och 30 % H20; på viktbasis av groddrika fraktionen. Blandningar omrördes under 1 hr och neutraliserades med ättiksyra.

Full blekning uppnåddes med 15 och 30 % H2O;. Prov behandlade med 10 % H20; var endast partiellt blekt. Alla alkaliblekta prov blev mörkare med torkning. 2. Tio gram prov av en groddrik fraktion inkuberades i 1 L bägare innehållande 100 ml vatten. Prov dispergerades under omrörning och c:a 0,25 ml NS 51004 Novozymes peroxidas tillsattes. Lösningen värmdes till 50°C och 3,5 ml 30 % H20; tillsattes till kolven, dvs 10 % H20; på viktbasis groddrik fraktion och blandningen omrördes under 2 hrs.

Oona 0 o o c c o nu 000000 o 0 o :oense 526 999 11 Peroxidas - väteperoxld blekningen var effektiv, förbrukade mindre mängd kemikalier och ingen mörkning av provet observerades efter torkning.

Genom att utnyttja tidigare renat kli som föredraget råmaterial, har uppfinnarna undvikit många viktiga produktionsproblem och skapat intressanta möjligheter att extrahera och separera nya komponenter från cerealiekli. Vidare, har uppfinnarna utvecklat en enkel metod i vilken våtmalning kombineras med enzymatisk behandling med användning av livsmedelskvalitet kommersiella xylanaser och billiga industriella separationsprocesser. väsentligen, medger föreliggande uppfinning ekonomisk produktion av proteiner härrörande väsentligen från aleuronceller, hemicellulosa, oligosackarid, och olöslig dietfiber.

EXEMPEL 5 Laboratorieskaleförsök genomfördes på renat vetekli för at undersöka extraktionsgraden med användning av xylanasbehandling. Det renade vetekliet som användes som råmaterial innehöll mindre än 1% stärkelse och åtminstone 50% och 70% av proteinet respektive oljan som ursprungligen fanns i utgångsmaterialet hade avlägsnats.

Tio gram renat kli inkuberades i 150 ml vatten, pH justerades till 5,5 med ättiksyra och en enzymcocktail innehållande pentosanas och hemicellulas aktiviteter tillsattes vid följande koncentrationer: 0 (kontroll), 0,1, 0,25, 0,5, 1 och 2 % (viktbasis).

Reaktionsblandningarna hölls vid 40°C under 120 min. Behandlingen avslutades genom aktivering av enzymerna vid 80°C under 30 min.

Resultaten indikerade relativt stora extraktionsgrader jämfört med kontrollbehandling (inget enzym tillsatt) trots att mängden enzym som användes. Extraktionsgrader på 3.1, 32.0, 32.8, 33.1, 33.8 respektive 34.2%, erhölls från kontroll, 0.1, 0.25, 0.5, 1 respektive 2% behandlingar.

Ett liknande försök som det som beskrivits ovan genomfördes med ett renat endo-1,4- beta xylanas (pentosanas) vid två inklusionsnivåer: 0.25 och 0.5% (viktbasis). 12 Extraktionsgraderna var också stora och ökade från 3,1 (kontrollbehandling - inget enzym) till 28,6 och 26,1°/0, när 0,25 respektive O,5% pentosanaser användes.

Renat kli med samma specifikation som beskrivits i Exempel 5 och 6 användes i ett storskaleförsök. Ändamålet var att utvärdera processen med användning av standard industriutrustningar, kvantifiera processparametrar, bestämma extraktionsgrader med olika fraktioner och slutligen karaktärisera slutprodukterna.

Renat kli (80 kg) inkuberades i en hydrolystank innehållande 500 I vatten. pH justerades till 5,5 och ett renat endo 1,4-beta xylanas (pentosanas) tillsattes till O,5% (viktbasis). Reaktionsblandningen omrördes kontinuerligt och våtmaldes intermittent medan den hölls vid 40°C under 90 min. Hydrolys/våtmalningsbehandlingen avslutades genom att hetta upp reaktionsblandningen till 90°C under 2 min i en värmeväxlareanordning.

Det inaktiverade hydrolysatet pumpades genom en kommersiell två-fas dekanter där den olösliga fasen (olöslig dietfiber) separerades från löslig substans. Den olösliga fasen torkades och maldes ytterligare i en kommersiell finmalningskvarn med användning av indirekt värme.

De lösliga substanserna pumpades sedan genom en annan två-fas dekanter där en tung fas (aleuronprotein-rik fraktion) separerades från en lätt fas innehållande den extraherade hemicellulosa fraktionen i form av både lösliga hemicellulosor och oligosackarider. Den proteinrika fasen spraytorkades.

Hemicellulosafraktionen separerades ytterligare med storleksuteslutning med användning av en ultrafiltreringsenhet varvid den stora molekylviktsfraktionen (löslig hemicellulosa) separerades från den lilla molekylviktsfraktionen (oligosackarider och socker). De resulterande fraktionerna bearbetades vidare genom spraytorkning till ett fint pulver eller alternativt, inclunstning av överskott vatten till ett 25 % vatteninnehåll uppnåtts.

Följande utbyten av olöslig dietfiber, hemicellulosa, oligosackarider och proteinrika fraktioner erhölls från det renade vetekliet: 51.0, 26.1, 17.3 respektive 7.7%, 926 999 tt: 13 EXEMPEL 8 En olöslig fiberfraktion som extraherats enligt förfarandet som beskrivits i Exempel 7 karaktäriserades med fokus på dess potentiella användning som en källa av dietfiber och textureringsmaterial i livsmedels applikationer. En typisk sammansättning var följande: torrsubstanshalt: 95%, cellväggskomponenter 75%, protein 11%, lösligt socker 3% (av vilket minst 75% är glukos), fett 4% och mineraler 1.5%.

Vattenbindningskapaciteten (WHC) av primär väsentlig betydelse när man bestämmer användbarheten av olösliga dietfibrer, var 8,6 g vatten/g prov torrsubstans i ovan beskrivna produkt. För jämförelseändamål är WHC hos vitt bröd i området 3,5 g/g och hos renat vetekli 7,5 g/g. Detta indikerar den förbättrade vattenabsorptionen hos fibern efter det att cellväggskomponenterna delvis avlägsnats. Andra kommersiella dietfibrer extraherade från vetehalm och sockerbetor har ett WHC av 6,3 respektive 7,9 g/g.

EXEMPEL 9 Proteinfraktionen, som innehåller väsentliga mängder aleuronproteiner producerade som beskrivits i Exempel 7 har en mycket intressant kemisk sammansättning, funktionalitet och är ett idealiskt råmaterial för ytterligare bearbetning.

En typisk sammansättning hos proteinfraktionen är: torrsubstans 98%, protein 40%, socker 3%, fett 18%, non-socker kolhydrater 32% och mineraler 5%.

För att bestämma effekten av proteasbehandling på funktionaliteten hos proteinfraktionen, utsattes ett proteinprov för en mild proteasbehandling och proven analyserades med avseende på torrsubstanshalt och proteinlöslighet, emulgeringsförmåga och emulgeringsstabilitet.

Resultaten visas i Tabell 2 och indikerar klart möjligheterna att ytterligare förbättra vissa viktiga funktionaliteter hos proteinfraktionen. .sze 999 14 Protein fraktion behandlad med proteas Protein fraktion Analyserade parametrar Torrsubstanslöslighet (%) 19.7 38.1 Protein löslighet (°/o) 18.4 55.5 Emulgeringskapacitet (%) 52.5 90.6 Emulgeringsstabilitet (%) 47.5 86.0 Bland de olika slutanvändningarna för den groddrika fraktionen kan man beskriva köttprodukter såsom hamburgare, korv och köttbullar. I sådana slutanvändningar kan den groddrika fraktionen ersätta kött, sojaproteinkoncentrat och isolat, men också mjölkkasein och kaseinater, för att bara nämna några. Det är därför viktigt att testa den hela verkan av den groddrika fraktionen med hänsyn till emulgering och bindningskapacitet, smak, etc.

Ett försök sattes upp för att testa lämpligheten av att inkorporera olika groddrika fraktioner extraherade från vetekli till traditionella köttbullsrecept bestående av kött, vitlök, premix, och vatten.

Följande spraytorkade fraktioner testades: - Groddrik fraktion extraherad från kortmalning av vetekli - (I) - Groddrik fraktion extraherad från konventionellt malt vetekli- (II) - 1:1 blandning av vassle och II, på torrsubstansbasis (III) Köttbullsrecept testades utan grodd-rik fraktion (kåtrollrecept) eller med 2,5 % innefattning av prov I, II och III. Köttbullar analyserades med avseende på viktförlust, smak, textur och färg efter stekning. 526 999 avenue o 1 Q 050000 Resultaten beskrives i tabellen nedan. 15 Viktsförlust Färg Textur Testat recept efter stekning (%) Kontroll (kött, vitlök, premix och 23.4 Referens Referens vatten) Kontroll + 2.5°/o av I 21.3 Något Något segare mörkare Kontroll+ 2.5°/o av II 20.8 Liknande Liknande kontroll + 2,s°/o av 111 18.0 Liknande Något mera mora Den totala slutsatsen är att proven fungerade bra som tillsatsmedel i köttbullsrecept och var speciellt intressanta eftersom de samtliga minskade viktförlusten efter stekning.

SLUTANVÄNDNINGAR i f i Det höga proteininnehållet i groddrika fraktioner gör dem till idealiska substitut för existerande kostsamma proteiner med animaliskt och vegetabiliskt. Dessutom uppvisar också den groddrika fraktionen på grund av naturen hos dess protein, närvaron av högkvalitativ olja och fosfolipider intressanta funktionaliteter såsom emulgering, textur och bindning.

Man kan lista, som exempel, följande existerande produkter, vilka kan ersättas av den groddrika fraktionen i livsmedelsindustrien.

Animaliskt protein: kasein och kaseinater, plasmaprotein och äggvita vegetabiliska proteiner: Sojaproteinkoncentrat och isolat, texturiserad soja, hydrolyserad gluten och potatisprotein.

Generellt kan ovannämnda produkter användas som köttersättningsmedel och texturgivande ingredienser i hamburgare, korv, och köttbullsproduktion för att bara nämna några. Eller som kaseinersättare vid produktion av korv, pålägg, dressingar etc.

Inom djurfoderindustrien är den groddrika fraktionen en idealisk ingrediens för högvärdiga foder såsom kalvmjölkersättningsmedel, starrfoder för kalvar, smågrisar och kycklingar, fiskfoder och sällskapsdjurfoder. I sådana applikationer kan den väsentligen . 526 999 16 ersätta användning av sojaproteiner (texturiserad soja, koncentrat och isolat), potatisprotein, hydrolyserad gluten, högkvalitativt fiskmjöl, plasmaprotein, och torrmjölksprodukter såsom vassleproteinkoncentrat, vassle och skummjölk. r -r r i Den endospermrika fraktionen kan användas i livsmedelsindustrien primärt som glutenersättare men också delvis för att ersätta sojaproteiner vid produktion av olika kött och vegetabiliska produkter. Inom foderapplikationer, kan den delvis ersätta gluten, soja och mjölkproteiner som en ingrediens i kalvmjölkersättningar, smågrisstartfoder, och fiskfoder.

Fiberfraktionen bestående av perikarp och aleuron kan användas som en intressant gluten- och fytasfri fiberkälla för att ersätta konventionell cerealiekli. De huvudsakliga slutanvändningarna som livsmedel kan vara inom bageriindustrlen och som frukost- cerealie.

En föredragen utföringsform av en anläggning för att genomföra uppfinningen visas i bifogade ritning, vari FIG. 1 visar en uppsättning för genomförande av förfarandet enligt uppfinningen; FIG. 2 visar en uppsättning för att genomföra en föredragen utföringsform av uppfinningen, och FIG. 3 visar fraktioneringen av kliet i en övervy.

I FIG. 1 anger 1 ett suspensions och hydrolyskärl 1 och ansluten till en våtmalningsenhet 2 vilken vid sin malningsaktion ökar den effektiva ytan på hydrolysatet. Slurryn får passera våtkvarnen 2, 1-3 ggr. Slurryn överföres sedan till en 2-fas dekanter 6 via en värmeväxlare 3, vilken dekanter separerar kli och vätska (vatten och protein) faserna. Kliet med en torrsubstanshalt av c:a 40% tvättas sedan vidare en gång med vatten i ett suspensionskärl 4 och får passera en andra dekanter 6, åter igen. Det rena kliet som erhålles har ett torrsubstansinnehåll av 95% efter att ha torkats i en ringtork 10.

De samlade vätskefaserna, med en torrsubstanshalt av 5 %, överföres till en separator 7, via en blandningstank 5, i vilken separator 7 olösligt protein separeras av.

Vätskefasen från separatorn 7 med en torrsubstanshalt av 2 % och omfattande vatten 2 6 9 9 9 -" f? - 17 och lösliga proteiner får passera ett ultrafilter 8 med en molekylavskiljning vid 50 kD.

Beroende på olika krav kan denna avskíljning variera mellan 20 och 100 kD. Efter ultrafiltret 8 erhålles en vätskefas som avdunstas i en evaporator 9 och koncentreras till en sirap med en torrsubstanshalt av 75 %. Koncentratet frånultrafiltret isoleras antingen som sådant eller tillsättes fraktionen med olösligt protein vilken senare har ett torrsubstansinnehåll av 9,5 %. Proteinsockerfraktionen som erhålles spraytorkas i en spraytork 11 för att ge en koncentrerad, torkad proteinsocker- fraktion och protein- oljefraktionen torkas i en spraytork 11 för att ge en koncentrerad torkad protein- oljefraktion.

En föredragen utföringsform av en anläggning för att genomföra uppfinningen relaterad till ren-kli separation visas i bifogade ritning, FIG. 2, vari 1 anger ett suspensions och hydrolyskärl till vilket en våtkvarn 2 är ansluten. Reaktionsblandningen pumpas intermittent genom våtkvarnen 2 (från 1 till 3 gånger). Hydrolysatet inaktiveras sedan med en värmeväxlare 3 och överföres till en två-fas-dekanter 4 vilken dekanter 4 separerar olöslig (olösliga dietfibrer) från löslig fas. Den olösliga fasen med en torrsubstanshalt av c:a 35% torkas till ungefär 95% torrsubstanshalt i en ringtork 5.

Den lösliga fasen med en torrsubstanshalt av c:a 3% pumpas genom en annan två-fas- dekanter 7 , via en uppehållstank 6, i vilken två-fas-dekanter 7 en proteinrik fraktion separeras av. Den proteinrika fraktionen torkas sedan till c:a 95% torrsubstanshalt i en spraytork 8. Den lösliga (flytande) fasen från två-fas-dekanter 7 med en torrsubstanshalt av c:a 3% och omfattande vatten och primärt löslig hemicellulosa, oligosackarider, och socker får passera ett ultrafilter 9 med en molekylseparation av 20 kD. Beroende på olika krav kan denna separation variera mellan 10 och 50 kD.

Retenatet (fraktionen som kvarhålles i ultrafiltret) från ultrafilter 9 indunstas till en sirapskoncentration av minst 75% fast halt i en indunstare 10 eller alternativt i en spraytork såsom 8. Och permeatet (fraktionen som inte kvarhålles i ultrafiltret) från ultrafilter 9 indunstas företrädesvis till en sirapskoncentration av minst 75% fasthalt i en indunstare 11.

Applikationer Olöslig dietfiber Detta är kvarvarande fiber efter det att lösliga komponenter och en andel av hemicellulosan har avlägsnats från rågkli. Den olösliga dietfibern är en renad cerealiefiber innehållande låga nivåer av fytinsyra. Eftersom fibern redan har partiellt 526 999 18 degraderats enzymatiskt är många välgörande föreningar härrörande från cellväggen tillgängliga för absorption i tarmen.

Den olösliga dietfibern har ett hög vattenbindande förmåga, dvs. typiskt 100% högre än den för vetekli. Detta ger en ökad tarmgenomgång (smälthastighet). Återstående pentosaner är mera tillgängliga för tarmväggen (kolesterol-reducerande) på grund av fraktioneringsprocessen. På grund av ökad tillgänglighet av material av lignin typ och andra antioxidanter i fibern, kan olika hälsobefrämjande effekter anges. Specifikt är lignaner och polyfenola material kända att härma östrogener (kvinnligt könshormon) och mera nyligen har det visat sig hjälpa att förhindra av olika typer av cancer. Detta har verifierats för rågprodukter.

Den olösliga dietfibern är mycket användbar som livsmedelstillsats som en vattenbindande och textur-givande ingrediens och är bra för tarmen som diettillskott.

Specifikt gör den höga vattenbindande förmågan och positiva effekten på tarmfunktionen den till en intressant produkt för biomedicinska marknaden.

Dessutom är den olösliga fibern dessutom ett bra råmaterial för ytterligare extraktion (enzymatisk) av ligniner, ferulsyra, lignaner etc., vilka är naturliga antioxidanter och potentiella anticancer medel. Dessa kan användas i många biomedicinska och "kosmetiskt farmaceutiska" applikationer såsom Iotioner, krämer och fuktgivande medel. Ferulsyra är en effektiv UV absorbent och som sådan kan den användas i solskydd.

Olösliga dietfibrer är rika på tillgängliga lignaner och rest-pentosaner/hemicellulosor.

Bakterier som är närvarande i colon omvandlar växt-lignaner till däggdjurslignan, enterolacton, med användning av hemicellulosa som ett fermenteringsmedium. Dessa föreningar härmar östrogener och synes ha en påtaglig, demonstrerbar effekt på undertryckning av hormonrelaterad cancer, t.ex. bröst, ovarie och prostata cancer. Råg olöslig dietfiber innehåller specifikt lignanerna Secoisolariciresinol (SECO) och matairesinol (MAT) vilka är kända föregångssubstanser till enterolactone. Den olösliga dietfibern från vete innehåller också dessa lignaner men effekten r inte demonstrerad i vete. Det är viktigt att framhålla att i denna fraktion tillföres lignanerna i tillgänglig form, då cellväggen redan partiellt är enzymatiskt nedbruten tillsammans med deras naturliga synergistiska partners, varvid arabinoxylan hemicellulosor kvarstår i fibern. ooooco n n o ouoaoo 19 En ytterligare hälsoanvändning är den ökade vattenhållande kapaciteten hos fibern jämfört med normalt kli. Denna ökar smälthastigheten och minskar tarmgenomgångstider med åtföljande hälsofördelar.

Aleuronrikt protein Detta är det protein som härrör från aleuroncellskiktet och är både ett funktionellt och näringsmässigt värdefullt material, rikt på essentiella aminosyror.

I livsmedelsindustrien kan det användas som emulgeringsmedel, skumstabilisator, och texturgivande medel. Dessutom föreligger en stor potential som proteintillskott.

Löslig hemicellulosa Detta är den väsentliga cellväggspolysackariden i rågkli. Den kan produceras med hög molekylvikt och hög löslighet (kombinationen av dessa två egenskaper är en väsentlig aspekt). Eftersom produkten är en pentosan (arabino-xylan) är den en lågkalorie- produkt och fördelaktig för tarmhälsan. Produkten kan produceras med eller utan ferulat-sidokedjor eller fri ferulsyra och andra antioxidanter och är ett friflytande kråmigt pulver.

På grund av sin sammansättning och stora vattenbindningsförmåga är den idealisk att använda som förtjockningsmedel, gelmedel, stabilisator, löslig dietfiber och fettersättningsmedel. Som förtjockningsmedel och gelmedel är den intressant för livsmedelsindustrien som ett tillsatsmedel i soppor, margarin, desserter, patéer, såser etc. Som stabilisator är den ett billigare alternativ för modifierad stärkelse (tillverkad av vetet, majs etc.), modifierad cellulosa, gummin (guargum, och karragenangummi), alginater (Sjögräs), gelatin (billigt men problem med BSE) och pektin (fruktkärnor och sockerbetor). Slutligen har den en stor potential i drycker på grund av sin utmärkta källa av löslig dietfiber tillsammans med dess stabiliserande egenskaper.

Det är möjligt att tillföra pentosaner med ferulat-sidokedjor och i denna form kommer substansen att gela i kombination med syre och enzym. Som sådant är det ett intressant material , till exempel, för såromläggningar, då det kommer att hålla huden i fuktigt skick och terapeutiska medel kan tillsättas.

Från råg och vete är det nästan enbart arabino-xylan (pentosan) hemicellulosa. Denna fermenteras enkelt i colon, är en lågkalorie-produkt för människa och rapporteras 9 526 999 generera butyrat som en kortkedjig fettsyra (SCFA) slutprodukt efter fermentering.

Detta är den mest ”hälsosamma” SCFA enligt nyligen gjorda studier då den är en föredragen energikälla för epitelceller som klär colon. Hälsofördelarna i att tillsätta berikad, tillgänglig arabino-xylankälla till dieten kan därför nå långt.

Fraktionen är en perfekt löslig dietfiber, med samtliga tillhörande hälsofördelar. Arabino- xylaner är också tänkta att vara utmärkta bindningssäten för sekundära gallsyror, som är en konsekvens av styvheten i delar av molekylkedjan och uppträdandet av relativt hydrofoba domäner på polymeren. Detta är tänkt att minska varje potentiell carcinogen effekt.

Dessutom, innehåller fraktionen ferulsyraestersidokedjor i en andel av polymeren, med tillhörande fri-radikal stabiliserande och antioxidativa egenskaper.

Det är viktigt att betona att arabino-xylan som koncentrerats i denna fraktion inte normalt är tillgänglig för tarmen och colon om den presenteras som del av en normal diet eller till och med från konventionellt kli.

I havre, är denna fraktion rik på ß-glucan med samtliga demonstrerade positiva effekter hos denna polysackarid. Det finns en tillhörande fördel i att tillföra en koncentrerad B- glucan av detta slag då den normala intaget av havre inte tillför tillräckligt med material för full effekt skall uppnås. Renad ß-glucan kan köpas men är mycket dyrbar på grund av den omfattande reningsprocessen. Det är viktigt att inse att denna höga rening krävs för att avlägsna de kemikalier som användes i extraktionsprocessen. Det antages att de naturliga synergistiska partnerföreningarna avlägsnas i en sådan process, medan dessa material fortfarande bör vara kvar i föreliggande processfraktion.

Oligosackaridsirap Denna härrör från hemicellulosafraktionen och är en 10% löslig dietfiber med låg molekylvikt och liten viskositet. Oligosackaridsirapen kan produceras med lignaner, ferulsyra och andra antioxidanter och är extremt löslig och hygroskopisk.

Den har stor potential inom dryckesindustrien då den har liten viskositet, är en bra dietfiberkälla och ger god munkänsla och textur. 526 999 šßåfiffïfiaï 21 I kombination med glukossirap kan den användas som sötningsmedel och energikälla i drycker, cerealistänger etc. Då den är rik på ferulsyra, pentosaner och lösliga lignaner kan man också hävda härtill hörande hälsofördelarna. Det är mycket viktigt att tillföra lignaner i närvaro av pentosanoligomerer om full cancer-preventiv effekt skall uttryckas och realisera: just som situationen i denna fraktion.

Kombinationen av glukossirap och oligosackaridsirap är också idealisk i applikationer där man kräver ökad dietfiberinnehåll och ökad vattenbindningsförmåga utan förtjockning.

Oligosackaridsirapen är lågmolekylära fraktionen av de solubiliserade arabino-xylanerna tillsammans med andra lågmolekylära komponenter som solibiliserats från cellväggen.

Detta inkluderar lösta ligninfragment, fenoliska föreningar, såsom ferulsyra, och _ lignaner. Som med olösliga dietfibern ger närvaron av lignaner med arabino-xylaner upphov att hävda cancer-preventiva roller för råg och vete härleda fraktioner. I detta fall föreligger arabino-xylanerna som oligomerer och lignanerna är mycket tillgängliga i sirapen med potentiell hög tillgänglighet för tarmen. Detta bör öka omvandlingsgraden av växt-lignaner till enterolacton med potentiellt större påverkan på cancerprevention.

Vidare, närvaron av höga koncentrationer av oligomer arabino-xylan ger ett lätt fermenterbart substrat för produktion av fördelaktiga SCFA:or såsom butyrat med fördelar som beskrivits för hemicellulosafraktionen.

Denna fraktion, speciellt i fallet råg, är troligen den mest intressanta i föreliggande sammanhang som en utmärkt källa av arabino-xylaner, lignaner, och fenoliska antioxidanter i mycket tillgängliga former tillsammans med relevanta synergistiska partnerföreningar.

Groddrikfraktion Den groddrika proteinet är en av de produkter som produceras från den lösliga fraktionen. Det är en av de mest värdefulla produkterna eftersom den innehåller råggroddolja. Typiskt innehåller den 55% protein och 17-20% olja, varvid den senare är rik på fleromättade fettsyror och på fördelaktiga material för kolesterolkontroll.

Groddrika proteinet är ett bra funktionellt protein och kan också ersätta sojaprotein i många applikationer. Dess goda textureringseffekter är mycket intressanta för 526 999 o n o 0 son u o ooonoo 22 köttindustrien (köttbullar, hamburgare, patéer, etc.). Egenskaperna såsom löslighet och emulgeringsförmåga kan vidare förbättras med enzymatisk hydrolys.

Det groddrika proteinet är av stort intresse som funktionell livsmedelsingrediens, speciellt i fallet med råg, primärt eftersom det innehåller groddolja (se nedan).

Cerealiegroddolja Samtliga isolerade groddoljor med användning av föreliggande förfarande är intressanta ur hälsosynpunkt. Samtliga innehåller vitamin E tocopherol-komplexet tillsammans med tocotrienoler, vitamin B, och fleromättade fettsyror. Fallet med råggroddolja är speciellt signifikant eftersom det är en av naturens rikaste källor för ß-sitosterol, en dokumenterad kolesterolinhibitor, tillsammans med tocotrienol, en kolesterolbrännare.

Vidare formen hos sterolen i oljan är lämplig för adsorption. Föreliggande process representerar en kommersiell väg till råggroddolja. En formulering i margariner och smörersättningar föreslås som ett första steg till kommersiell användning.

Råggroddolja Groddoljan härrör från den groddrika proteinet och är en höggradig livsmedelsolja och ingrediens. Den extraheras utan användning av lösningsmedel och den innehåller inte några konserveringsmedel eller tillsatsmedel. Den är en bra källa för poly och mono- mättat fett, har bra smak, är rik på vitamin E och kan enkelt suspenderas. Som smaksättningskomponent är den bra i vete och rågbaserade produkter (cerealier, bakade varor, kex, etc.), desserter, glas etc. Den kan också vara användbar som en ingrediens i fett och oljeformuleringar, juicer, etc., med naturligt vitamin E.

Råggroddoljan är speciellt rik på naturligt uppträdande ß-sitosterol, en kolesterolsänkande förening och tocotrienol, en kolesterol-"brännare". Dessa material kan klassificeras som ”naturliga synergistiska partners", en viktig faktor inom funktionella livsmedel. Denna ökar massivt potentialen hos oljan som en ingrediens med ökat neutraceutiskt värde, i livsmedel såsom margariner och smörersättningar.

Råggroddolja är också en bra UV-blockerare och därför, tillsammans med ferulsyra, kan den vara idealisk som en komponent i solbadningslotioner. Dess emulgerande egenskaper ger den mycket lämplig som en emulsionstabilisator och som en mjukgörande ingrediens för hudkrämer. Det bör nämnas att det för närvarande inte 526 999 23 föreligger någon rimligt storskalig produktion av råggroddolja och föreliggande förfarande är den enda realistiska vägen att nå detta.

Endospermrikt protein Denna proteinfraktion härrör huvudsakligen från återstående endospermproteiner i rågkli. Den innehåller 35-40°/o protein, av vilket mycket är mycket Iösligt. Det är också synnerligen rikt på pentosaner (löslig dietfiber), har stor vattenbindande förmåga och har ljus färg.

De emulgerande, vattenbindande och skumstabiliserande egenskaperna är lika med eller bättre än de hos andra kommersiella proteiner såsom kaseinater, sojaproteinkoncentrat och modifierad vetegluten. Det endospermrika proteinet är mycket lämpligt att användas som ingrediens i mjölkersättningsmedel (båda för människa och kalv), såser, majonnäs, dressingar etc.

Då det innehåller stora mängder pentosaner, och tillhörande ferulsyra föreligger extra hälso och funktionella fördelar. För kosmetiska industrien är stabiliserande, emulgerande och vattenbindningsegenskaperna idealiska.

En kombination av endospermrikt protein och löslig hemicellulosa är intressant i ett antal livsmedels och biokemiska applikationer, på grund av den emulgerande effekten hos det endospermrika proteinet och lösliga pentosaner och förtjockningseffekten hos löslig hemicellulosa.

Den endospermrika oljan är rik på pentosan-hemicellulosor, huvudsakligen arabino- xylaner i råg och vete eller ß-glucaner i fallet havre. De hävdade hälsofördelarna är därför som redan beskrivits för dessa fraktioner.

Glukossirap Detta är en glukos framställd från enzymatisk nedbrytning av reststärkelse i kli och är en mera ren produkt jämfört med melass. Som sådan är den en idealisk råvara för industriell fermentering eftersom den producerar mindre avfallsprodukter. Etanol och citronsyra-industrierna är därför idealiska konsumenter av stora mängder av en sådan produkt. Produktionen av single-cellprotein för foder och livsmedelsmarknaderna kan också föreligga. Alternativt, kan den användas som sötningsmedelssirap på gängse sätt.

Avfettat groddrikt protein i 526 999 24 Detta protein som kvarstår efter att råggroddoljan har extraherats från den groddrika fraktionen och har minst 70% proteininnehåll (är i samma område som sojaproteinkoncentrat). Det har också goda funktionellt protein, har extremt hög fettbindande kapacitet, och kan lätt uppgraderas enzymatiskt för att öka löslighet, emulsions och skumstabilitetsegenskaper.

Produkten är en utmärkt stabilisator för vatten-i-olja emulsioner och intressant som kött-textureringsmaterial eller extender i korvar, hamburgare, patéer etc. Det avfettade groddrika proteinet är ett funktionellt protein som enkelt kan ersätta sojaproteiner och innehåller fosfolipider, naturliga lecitiner och glykolipider.

Det har stor potential i kosmetikaformuleringar som emulsionstabilisator eftersom det innehåller naturliga Lecitiner.

Claims (39)

10 15 20 25 30 35 526 999 25 PATENTKRAV

1. Förfarande för våtfraktionering av cerealieklikomponenter, kännetecknat av, att kli först utsättes för en kombination av enzymatisk behandling med enzymer ur gruppen stärkelse och fytathydrolyserande enzymer, och våtmalning, följt av en eventuellt enzyminaktiveringssteg medelst våt värmebehandling, och nästa steg varvid den olösliga fasen innehållande både perikarp och aleuronfraktioner separeras med centrifugalkrafter från den vattenhaltiga fasen innehållande grodd och rest- endospermkomponenter för att ge ett rent kli, och att den vattenhaltiga fasen vidare separeras med centrifugalkraft i en groddrik fraktion och en endospermrik fraktion och att proteinerna innehållna i den endospermrika fraktionen koncentreras.

2. Förfarande enligt krav 1, vari cerealiekli är fiberresten resulterande från en primär sädesmalning, dvs., efter separation av endospermfraktionen, av vete, ris, korn, havre, råg, tritical och med varierande kemiska sammansättningar, närvaro av anti-nutritionella faktorer, och närvaro av olika anatomiska fraktioner, dvs., perikarp, grodd, och återstående endosperm.

3. Förfarande enligt krav 1, vari kombinationen av våtmalning med enzymatisk behandling anordnas för att öka substrattillgängligheten för att därmed förbättra totala hydrolysverkan och efterföljande separation av både olösliga och lösliga fraktioner med varierad densitet/löslighet.

4. Förfarande enligt krav 1, vari den enzymatiska behandlingen genomföres med användning av icke- stärkelsenedbrytande enzym i form av ett polysackaridas av amylas och/eller amyloglukosidas.

5. Förfarande enligt krav 1, vari en ytterligare enzymatisk behandling genomföres med användning av minst ett icke-stärkelse nedbrytande polysackaridas i form av cellulaser, hemicellulaser, huvudsakligen xylanaser, beta-glucanaser, och pectinaser, och/eller fytaser.

6. Förfarande för våtfraktionering av cerealiekli huvudsakligen fritt från lösliga föreningar enligt krav 1, 10 15 20 25 30 35 526 999 26 vari sådant rent kli utsättes för en kombination av enzymatisk behandling med specifika enzymer ur gruppen xylanas under strängt kontrollerade hydrolysförhållanden och intermittent våtmalning, följt av ett eventuellt enzyminaktiveringssteg med våt värmebehandling.

7. Förfarande enligt krav 6, vari det inaktiverade hydrolysatet sedan fraktioneras med centrifugalkrafter i en olöslig fas innehållande primärt cellulosa, lignin, mindre tillgänglig hemicellulosa, rest aleuronceller och cellväggsbundna proteiner, och en vattenhaltig fas innehållande löslig hemicellulosa, oligosackarider, socker och proteiner, och att den vattenhaltiga fasen vidare separeras med centrifugalkraft i proteinrik fraktion och kolhydratrik fraktion, och att kolhydratrika fraktionen vidare separeras med storleksuteslutningsteknik i en hemicellulosarik fraktion (hög molekylvikt) och en oligosackaridrik fraktion (liten molekylvikt).

8. Förfarande enligt krav 6-7, vari cerealiekli väsentligen fritt från lösliga föreningar, både i vatten och/eller icke- polära lösningsmedel härledes från vete, ris, korn, havre råg och tritical.

9. Förfarande enligt krav 6-8, vari kombinationen av intermittent våtmalning med enzymatisk behandling anordnas för att öka substrattillgängligheten för cellväggsnedbrytande enzymer för att därigenom förbättra totala hydrolysverkan och efterföljande separation av olika fraktioner med densitet/löslighet och molekylstorlek.

10. Förfarande enligt krav 6-9, vari den enzymatiska behandlingen genomföres med användning av åtminstone ett icke-stärkelsenedbrytande polysackaridas i form av cellulaser, hemicellulaser huvudsakligen xylanaser, beta-glucanaser, och pectinaser, och/eller fytaser.

11. Förfarande enligt krav 1, vari den enzymatiska behandlingen genomföres med användning av xylanaser med hög beta1-4-xylanas (pentosanas) aktivitet.

12. Proteinfraktion härrörande väsentligen från grodden och framställd enligt kraven 1- 4, 10 15 20 25 30 35 526 999 27 vari nämnda fraktion innehåller minst 40% protein och 10% olja baserat på torrsubstanshalten och uppvisar en förlängd lagrinsduglighet med avseende på oxidationsmotståndskraft jämfört med det ursprungliga kliet och att nämnda fraktion innehåller mindre än 1% flber och det bibehåller den emulgerande kapaciteten hos vetegrodd.

13. Proteinfraktlon enligt krav 12, vari flytande vassle inkorporeras i nämnda fraktion vid nivåer varierande från 20 till 80 vikt-% baserat på torrsubstanshalten och att den slutliga blandningen torkas.

14. Proteinfraktlon härrörande väsentligen från återstående endosperm och framställd enligt krav 1-4, vari nämnda fraktion innehåller minst 35% protein och 10% socker och minst 2% olja och 1% fiber.

15. Proteinfraktlon enligt krav 14, vari flytande vassle är inkorporerad i nämnda fraktion vid nivåer varierande från 20 till 80 vikt-% baserat på torrsubstanshalten och att den slutliga blandningen är torkad.

16. Fiberfraktion framställd enligt krav 1-4, vari nämnda fraktion består av cellväggskomponenter av kli (>85%) och aleuronproteiner (>10%) och är väsentligen fri från gluten och stärkelse.

17. Sockerfraktlon framställd enligt krav 1-4, vari nämnda fraktion primärt härrör från återstående endosperm och den innehåller mer än 65% socker (såsom glukos, maltos, och malto-trios) baserat på torrsubstanshalten.

18. Olöslig dietfiber enligt krav 16, använd för utvinning av lignaner.

19. Olöslig dietfiber enligt krav 6-7, använd för utvinning av lignaner.

20. Aleuronrikt protein framställt i enlighet med krav 6-11.

21. Löslig hemicellulosa framställd i enlighet med krav 6-11.

22. Oligosackaridsirap framställd i enlighet med krav 6-11 10 15 20 25 30 35 .~ 526 999 28

23. Groddolja framställd i enlighet med krav 1-5.

24. Råggroddolja framställd i enlighet med krav 1-5.

25. Avfettat groddrikt protein framställt i enlighet med krav 1-5.

26. Användning av en proteinfraktion, som beskrivits i krav 10-13, och 17, ifoder och livsmedelsapplikationer för att ersätta proteinprodukter från vegetabiliska och animala källor.

27. Användning av en fiberfraktion som beskrivits i krav 16, 18, 19 i foder och livsmedelsapplikationer för att ersätta andra olösliga fiberprodukter eller som råvara för ytterligare bearbetning.

28. Proteinfraktion härrörande väsentligen från aleuronceller och framställd enligt krav 6-11, vari nämnda fraktion innehåller minst 40% protein och 15% olja, mindre än 1% olöslig fiber baserat på torrsubstanshalten, väsentligen fri från gluten och stärkelse och med hög emulgeringsförmåga.

29. Proteinfraktion enligt krav 28, vari fettet eventuellt kan avlägsnas med konventionell lösningsmedelsextraktion eller företrädesvis med superkritisk koldioxidextraktion för att ge ett avfettat protein och en oljefraktion.

30. Proteinfraktion enligt något av kraven 10, 12, 28 och 29, vari proteaser är inkorporerade i nämnda fraktion i våttillstånd och vid kontrollerade temperatur och pH förhållanden, och det resulterande proteinhydrolysatet har förbättrade funktionaliteter såsom löslighet, emulgerings och skumningsförmåga.

31. Olöslig fiberfraktion framställd enligt krav 6-11, vari nämnda fraktion består av cellväggskomponenter med relativt litet hemicellulosainnehåll jämfört med ursprungligt renat cerealiekli, väsentligen fri från gluten och stärkelse (<1% baserat på torrsubstanshalten) och med hög vattenbindningsförmåga (>8 g vatten/g torr produkt). 10 15 20 25 30 35 526 999 29

32. Löslig hemicellulosafraktion framställd enligt krav 1-6, vari nämnda fraktion primärt består av högmolekylär hemicellulosa, företrädesvis över 20 kD (>30%), vilken också innehåller proteiner (<10%) och monosackarider (<10%) och är väsentligen fri från gluten och stärkelse (< 1% baserat på torrsubstanshalten).

33. Löslig oligosackaridfraktion framställd enligt krav 6-11, vari nämnda fraktion primärt består av lågmolekylär hemicellulosa subenheter under c:a 20 kD (>305), vilken också innehåller proteiner (<10%) och monosackarider (<20%) och är väsentligen fri från gluten och stärkelse (< 1% baserat på torrsubstanshalten).

34. Användning av en proteinfraktion, som beskrivits i krav 29-30, i foder och livsmedelsapplikationer för att ersätta konventionella protein ingredienser och funktionellt proteiner både från vegetabiliska och animala källor.

35. Användning av en olöslig fiberfraktion, som beskrivits i krav 31, i foder och livsmedelsapplikationer som en vattenbindare och texturerande medel att ersätta annan olöslig fiber eller som råvara för ytterligare behandling för att extrahera återstående cellulosa och lignin.

36. Användning av en löslig nemicellulosa, som beskrivits i krav 32, i foder och livsmedels och kemiapplikationer som gelmedel, förtjockningsmedel, emulgator och/eller som en källa för löslig dietfiber, eller som råvara för ytterligare behandling för att erhålla ytterligare funktionella hemicellulosor.

37. Användning av löslig oligosackarid, som beskrivits i krav 33, i foder och livsmedelsapplikationer som en funktionell dietfiber eller ett lågkaloriesötningsmedel.

38. Förfarande enligt krav 1-5, vari den enzymatiska behandlingen genomföres vid ett pH av 4 till 7,5 och vid en temperatur av från 50 till 90°C, med en enzymatisk aktivitet av 200 till 1500 IU/g substrat.

39. Förfarande enligt krav 6-11, vari den enzymatiska behandlingen genomföres vid ett pH av 4 till 7, företrädesvis 4,5- 5,5 och vid en temperatur av från 35 till 80°C, med en enzymatisk aktivitet av 200 till 1500 IU/g substrat.