WO2021160877A1 - Proteinzutat und ölpräparat aus samen von macaubafrüchten und verfahren zur herstellung - Google Patents

Proteinzutat und ölpräparat aus samen von macaubafrüchten und verfahren zur herstellung Download PDF

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WO2021160877A1
WO2021160877A1 PCT/EP2021/053612 EP2021053612W WO2021160877A1 WO 2021160877 A1 WO2021160877 A1 WO 2021160877A1 EP 2021053612 W EP2021053612 W EP 2021053612W WO 2021160877 A1 WO2021160877 A1 WO 2021160877A1
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Peter Eisner
Stefanie MITTERMAIER
Isabel MURANYI
Gabriele DOER
Sérgio Henrique TOLEDO E SILVA
Roseli APARECIDA FERRARI
Alexandre MARTINS MOREIRA
Lidiane BATAGLIA DA SILVA
Carlos Colombo
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Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.
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    • A23J1/14—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from leguminous or other vegetable seeds; from press-cake or oil-bearing seeds
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    • Y02P60/80—Food processing, e.g. use of renewable energies or variable speed drives in handling, conveying or stacking
    • Y02P60/87—Re-use of by-products of food processing for fodder production

Definitions

  • the invention relates to functional protein ingredients for foodstuffs, cosmetics and pet food from seeds of macauba fruits, processes for the production of these ingredients and an oil preparation obtained from the seeds.
  • Macauba fruits consist of different fractions, namely the epicarp (shell), the mesocarp (pulp), the endocarp (inner shell) and a fat-rich seed core (endosperm) which is covered with a thin, dark shell (integument). From the endosperm, which contains a protein content between 14.0 and 30.1%, the oil has so far been pressed out in individual cases, as disclosed, for example, in BR 102012029493 A2.
  • This document also describes a process for the production of an animal feed based on by-products of Macau fruit.
  • the use of the press cake for high-quality food applications, pet food or cosmetics is not described in this publication.
  • the previously available press residues of the above-mentioned fruit seeds are brown to black in color, which so far has made their use in food, pet food or cosmetics appear unattractive.
  • the object of the present invention was to provide sensory appealing and functional vegetable protein-containing ingredients and an oil preparation and to provide an inexpensive and simple method for their production.
  • the ingredients should have the lightest possible color and good techno-functional properties, such as oil or water binding.
  • they should advantageously have appealing sensory properties such as a neutral smell and taste in order to be versatile in food.
  • nucleus of the macauba fruit is understood to mean the endosperm with the dark integument (testa).
  • the properties according to the invention of the proteinaceous ingredients of macauba fruit are as follows:
  • the ingredients have good storage stability, especially with fat contents below 2% by mass, since the formation of aroma-active lipid breakdown products is largely avoided.
  • the protein ingredients have good techno-functional properties, in particular one or more of the following properties: Emulsifying activity index (measured by means of turbidity measurement) greater than 30 m 2 / g ingredient, advantageously greater than 50 m 2 / g ingredient, particularly advantageously greater than 100 m 2 / g ingredient
  • Water binding water remaining in the ingredient after adding water in excess, centrifugation and pouring off the excess water
  • 1 ml / g ingredient advantageously greater than 2.0 ml / g ingredient, particularly advantageously greater than 4.0 ml / g Ingredient
  • Oil binding oil remaining in the ingredient after adding excess oil, centrifugation and pouring off the excess oil
  • Oil binding oil remaining in the ingredient after adding excess oil, centrifugation and pouring off the excess oil
  • 1.0 ml / g ingredient advantageously greater than 1.5 ml / g ingredient, particularly advantageously greater than 2.0 ml / g ingredient;
  • the Macauba kernels are mechanically separated from the respective fruit fractions, i.e. epicarp, mesocarp and endocarp. In addition to this separation, it is advantageous to carry out a heat treatment and / or humidification or drying in order to facilitate the mechanical separation of the cores. It is optional and advantageous to partially or completely separate the dark integument from the cores before the subsequent separation of oil. Alternatively, cores can already be provided that are not, partially or completely freed from the dark integument. Without severing the integument, a dark gray product is obtained through the following steps 2) and 3), and a gray-white product (brightness value L greater than 70) is obtained through at least partial severing. When the following steps 2) and 4) are carried out, a light gray-white product (brightness value L mostly greater than 80, sometimes over 90) is obtained both without severing the integument and by at least partial severing.
  • Residual fat contents less than 30% by mass, advantageously less than 25% by mass, better less than 20% by mass, particularly advantageously less than 15% by mass, less than 10% by mass or less than 8% by mass. Typical values are in the range between 7 and 25 mass%.
  • the residue can also be flocculated into flakes which have a thickness of less than 2 mm, better less than 1 mm, advantageously less than 500 mpi, particularly advantageously less than 350 mpi.
  • step 3 Remove the residual fat using a solvent (organic solvent such as hexane, ethanol or other or supercritical CO2) from the residue to values less than 5% by mass, advantageously less than 3% by mass, particularly advantageous less than 2 mass%. and / or treatment of the de-oiled or fat-containing residues with mixtures of water and alcohol, advantageously water with ethanol or water with propanol. Typical values for the fat content after the solvent treatment are in the range between 0.1 and 5% by mass. Then the degreased residue is ground to a D90 volume particle size of less than 2000 ⁇ m, better less than 1000 ⁇ m, advantageously less than 500 ⁇ m, even better less than 250 ⁇ m, particularly advantageously less than 100 ⁇ m.
  • a solvent organic solvent such as hexane, ethanol or other or supercritical CO2
  • the degreased residue can also be flocculated with flake thicknesses as in step 3).
  • the percentages relate to the area proportion on the surface of the cores based on cores that are still complete Are wrapped in the integument. This separation results in a corresponding change in the brightness of the powder, semolina or flour and the flakes.
  • the separation of the dark components is understood to mean that particles which contain parts of the dark integument are separated from the particles which do not contain any parts of the dark integument.
  • the macauba protein ingredients obtained which are produced using the processes mentioned, could be used for further protein enrichments and protein fractionations.
  • An aqueous extraction process for the separation of water-soluble proteins and insoluble components is ideal. This extraction is advantageously carried out after mechanical de-oiling or after solvent-based de-oiling.
  • the protein flour or the protein flakes de-oiled and ground or flaked residue) in water or in water or an aqueous NaCl solution (concentration 0.01-0.5 mol / L) and a pH of 7-9 are preferred 8.0 dispersed.
  • the solid residue is then separated off from the liquid extract.
  • the dissolved proteins are separated from the liquid extract using precipitation and / or filtration processes.
  • the filling is advantageously carried out by adjusting the pH to a value in the range from 3.0 to 5.0, preferably at 3.5.
  • the liquid supernatant is separated from the precipitated proteins by centrifugation and / or filtration.
  • the protein fraction obtained is advantageously dried. This gives a protein isolate that can have a protein content greater than 70, greater than 80 or even greater than 90 mass%.
  • the use of the dry separation process mentioned separates the protein meal into at least two different fractions, one with a higher protein content and one with a lower protein content.
  • an opening diameter of 2 mm to 50 ⁇ m is preferred.
  • the sieves can also be arranged one behind the other.
  • the air classification can be carried out with various classification methods such as gravity sifting in counterflow or crossflow or centrifugal classification in counterflow or crossflow.
  • the increase in the protein content can be more than 25%, better higher than 35%, particularly advantageously higher than 50%, in individual cases greater than 60% based on the protein content in the dry matter in the protein flour.
  • This protein enrichment improves the functional and sensory properties compared to the non-enriched protein flour, so that enriched fractions are more suitable as an ingredient for food, pet food and cosmetic products. Due to the difference in specific weight compared to the white endosperm, the dark integument of the nuclei can also be separated using the techniques described, for example by means of sifting or classification.
  • the determination methods used for the quantitative characterization of the protein ingredients produced are briefly described below:
  • the protein content is defined as the content that is calculated by determining the nitrogen in a sample and multiplying the determined value by a factor of 6.25.
  • the protein content is given in the present patent application as a percentage based on the dry matter (TS).
  • the perceptible color is defined by means of CIE-L * a * b * color measurement (see DIN 6417).
  • the L * axis indicates the brightness, with black having the value 0 and white the value 100, the a * axis describes the green or red component and the b * axis the blue or yellow component.
  • the protein solubility is determined by means of the determination method according to Morr et al. 1985 determined, see the journal article: Morr C. V., German, B., Kinsella, J.E., Regenstein, J. M.,
  • the emulsifying activity index is as in Pearce, K.N., Kinsella, J.E. Emulsifying properties of proteins: evaluation of a turbudimetric technique. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 26, p. 716-723, 1978 described.
  • the fat content is determined gravimetrically using the Sohxlet method, in which the sample material is repeated for at least six hours with a organic solvent (hexane or petroleum ether) is brought into contact. The extracted oil is measured after the solvent has evaporated.
  • a organic solvent hexane or petroleum ether
  • 6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20% (in each case mass%) can be produced in test tubes.
  • the suspensions are heated in a water bath at 95 ° C for one hour and then rapidly cooled and stored at 4 ° C for two hours.
  • the minimum gelling concentration is the concentration at which the sample does not flow out after inverting the test tube.
  • Embodiment 1 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • Embodiment 2 is a diagrammatic representation of Embodiment 1:
  • Embodiment 3 is a diagrammatic representation of Embodiment 3
  • Example 2 100 g of the white flour from Example 2 were added to 1000 ml of an aqueous-alcoholic solution (50-50% by mass) and sugar, other alcohol-soluble carbohydrates and secondary plant substances were dissolved from the flour. After decanting off the supernatant, the residue was dried and finely ground again. The white powder was incorporated into a mayonnaise in a proportion mixed with egg. In the finished mayonnaise, there was no sensory perception that a vegetable protein had been used.
  • Embodiment 4 is a diagrammatic representation of Embodiment 4:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Proteinzutat und ein Ölpräparat aus Samen von Macaubafrüchten sowie ein Verfahren zur Herstellung. Das Proteinpräparat weist einen Proteingehalt größer 15 Mass.-%, vorteilhaft größer 30 Mass.- %, und einen Fettgehalt kleiner 60 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 25 Mass.-% auf. Die Proteinzutat lässt sich mit heller Farbe und guten techno-funktionelle Eigenschaften herstellen. Sie verfügt über ansprechende sensorische Eigenschaften und ist damit vielseitig in Lebensmitteln, Heimtiernahrung und auch für Kosmetik einsetzbar.

Description

Proteinzutat und Ölpräparat aus Samen von Macaubafrüchten und Verfahren zur Herstellung
Anwendungsgebiet
Die Erfindung betrifft funktionelle Proteinzutaten für Lebensmittel, Kosmetika und Heimtiernahrung aus Samen von Macaubafrüchten, Verfahren zur Herstellung dieser Zutaten sowie ein aus den Samen gewonnenes Ölpräparat.
Stand der Technik
Vor dem Hintergrund knapper werdender Agrarflächen und Ressourcen gewinnen pflanzliche Proteinzutaten für die Ernährung des Menschen und für den Einsatz in Heimtiernahrung und Kosmetika immer mehr an Bedeutung. Die zunehmende Nachfrage nach hochwertigen pflanzlichen Lebensmitteln führt zu einem steigenden Bedarf an ernährungsphysiologisch und technofunktionell optimierten Proteinzutaten, die einfach und kostengünstig bereitgestellt werden können und die in der Herstellung keinen hohen Ressourcenverbrauch haben. Kostengünstige Präparate können zum Beispiel aus Rückständen der Pflanzenölgewinnung bereitgestellt werden wie z.B. aus Rückständen der Gewinnung von Sonnenblumen-, Lein- oder Rapsöl. Die dabei anfallenden Presskuchen zeigen allerdings erhebliche sensorische Schwächen hinsichtlich Farbe, Geschmack, Zusammensetzung und Aroma. Zudem ergeben sich ernährungsphysiologische Defizite aufgrund hoher Konzentrationen an sekundären Pflanzenstoffen wie Phenolsäuren, Glukosinolaten oder cyanogenen Verbindungen. Dies limitiert den Einsatz in der Humanernährung erheblich.
Neben anderen Ölpflanzen erscheinen für die Gewinnung von Speiseöl auch die fettreichen Kerne von weitgehend unbekannten Früchten als neuartige nachhaltige Quelle. Diese sind in der vorliegenden Patentanmeldung die Samen der Macaubafrüchte . Macaubafrüchte bestehen aus verschiedenen Fraktionen, nämlich dem Epikarp (Schale), dem Mesokarp (Fruchtfleisch), dem Endokarp (Innenschale) und einem fettreichen Samenkern (Endosperm) der mit einer dünnen dunklen Hülle (Integument) überzogen ist. Aus dem Endosperm, das einen Proteingehalt zwischen 14,0 und 30,1% enthält, wird bislang in Einzelfällen das Öl abgepresst, wie beispielsweise in der BR 102012029493 A2 offenbart. Diese Druckschrift beschreibt auch ein Verfahren zur Herstellung eines Tierfutters auf der Basis von Nebenprodukten von Macaubafrüchten. Die Nutzung der Presskuchen für hochwertige Lebensmittelanwendungen, Heimtiernahrung oder Kosmetika ist in dieser Druckschrift nicht beschrieben. Die bislang verfügbaren Pressrückstände der genannten Fruchtsamen haben eine braune bis schwarze Farbe, die bislang einen Einsatz in Lebensmitteln, Heimtiernahrung oder Kosmetika unattraktiv erscheinen lässt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, sensorisch ansprechende und funktionelle pflanzliche proteinhaltige Zutaten sowie ein Ölpräparat bereit zu stellen und ein kostengünstiges und einfaches Verfahren zu deren Herstellung anzugeben. Die Zutaten sollten in vorteilhaften Ausgestaltungen eine möglichst helle Farbe und gute techno funktionelle Eigenschaften, wie Öl- oder Wasserbindung aufweisen. Zudem sollten sie vorteilhaft über ansprechende sensorische Eigenschaften verfügen wie einen neutralen Geruch und Geschmack, um vielseitig in Lebensmitteln einsetzbar zu sein .
Beschreibung der Erfindung
Gelöst wird die Aufgabe durch die Proteinzutat, das Ölpräparat und das Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1, 13 und 25. Vorteilhafte Ausbildungen der Proteinzutat sowie des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Bei der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass Rückstände der Ölgewinnung aus den Samenkernen von Macaubafrüchten trotz der sehr dunklen bis schwarzen Kerne als proteinhaltige und/oder techno-funktionelle Zutaten für die Herstellung - insbesondere für die industrielle Herstellung - von Lebensmitteln, Heimtiernahrung oder Kosmetika eingesetzt werden können. Diese Zutaten weisen erfindungsgemäße Eigenschaften auf, die mit dem beschriebenen Verfahren zu deren Herstellung bzw. den entsprechenden Verfahrensaus gestaltungen erhalten werden können.
Unter dem Kern der Macaubafrucht wird in der vorliegenden Patentanmeldung das Endosperm mit dem dunklen Integument (Testa) verstanden.
Die erfindungsgemäßen Eigenschaften der proteinhaltigen Zutaten der Macaubafrüchte sind die folgenden:
- Fettgehalt kleiner 60 Mass.-%, zur Vermeidung von Klumpenbildung beim Dosieren in Lebensmittel besser kleiner 25 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 5 Mass.-%, besser kleiner 3 Mass-%, besonders vorteilhaft kleiner 2 Mass.-%. Besonders mit Fettgehalten unter 2 Mass.-% weisen die Zutaten eine gute Lagerstabilität auf, da die Entstehung von aromaaktiven Lipidabbauprodukten weitestgehend vermieden wird.
- Proteingehalt größer 15 Mass.-%, vorteilhaft größer 30 Mass.-%, besser größer 35 Mass.-%, und größer als 50 Mass.-%, besonders vorteilhaft größer 70, größer 80 oder größer 90 Mass.-%.
In bevorzugten Ausgestaltungen weisen die Proteinzutaten gute techno-funktionelle Eigenschaften auf, insbesondere eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften: - Emulgieraktivitätindex (gemessen mittels Trübungsmessung) größer als 30 m2/g Zutat, vorteilhafterweise größer als 50 m2/g Zutat, besonders vorteilhaft größer 100 m2/g Zutat
- Proteinlöslichkeit bei pH 7,0 und 0,1 mol/1 NaCl größer als 10%, vorteilhaft 15 %, besser größer als 20%;
- Proteinlöslichkeit bei pH 7,0 und 0,5 mol/1 NaCl größer als 30%, vorteilhafterweise größer als 40%, besonders vorteilhaft größer als 50%, besser größer als 60%;
- Wasserbindung (Wasser in der Zutat verbleibend nach Zugabe von Wasser im Überschuss, Zentrifugation und Abgießen des überschüssigen Wassers) größer 1 ml/g Zutat, vorteilhaft größer als 2,0 ml/g Zutat, besonders vorteilhaft größer als 4,0 ml/g Zutat;
- Ölbindung (Öl in der Zutat verbleibend nach Zugabe von Öl im Überschuss, Zentrifugation und Abgießen des überschüssigen Öls) größer als 1,0 ml/g Zutat, vorteilhaft größer als 1,5 ml/g Zutat, besonders vorteilhaft größer als 2,0 ml/g Zutat;
- Minimale Gelbildungskonzentration weniger als 10,0%, besser weniger als 8,0%, besonders vorteilhaft weniger als 6,0%.
- helle Farbe, bestimmt gemäß CIE-L*a*b*-Farbmessung mit einen L*-Wert größer 50, vorteilhaft größer 70, besser größer 80, besonders vorteilhaft größer 90. Je heller die Präparate durch entsprechende Verarbeitung ausfallen, desto höherwertigere und farbsensiblere Anwendungen wie Drinks oder Joghurt- oder Käse-ähnliche fermentierte Produkte können erschlossen werden.
Überraschenderweise zeigt sich, dass diese Zutaten trotz einer im Folgenden beschriebenen einfachen, kostengünstigen Herstellung sehr neutral schmecken, gute sensorische Eigenschaften zeigen und gute funktionelle Eigenschaften für Lebensmittel und Heimtiernahrung aufweisen. Damit stehen trotz der geringen Produktionskosten attraktive Zutaten für die Herstellung von Lebensmitteln sowie auch für Heimtiernahrung oder für Kosmetika zur Verfügung. Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens:
1)Die Macauba-Kerne werden mechanisch von den jeweiligen Fruchtfraktionen, d.h. Epikarp, Mesokarp und Endokarp, getrennt. Zusätzlich zu dieser Trennung ist es vorteilhaft, eine Wärmebehandlung und/oder Befeuchtung oder Trocknung durchzuführen, um die mechanische Trennung der Kerne zu erleichtern. Es ist optional und vorteilhaft, von den Kernen vor der folgenden Abtrennung von Öl das dunkle Integument teilweise oder vollständig abzutrennen. Alternativ können auch bereits Kerne bereitgestellt werden, die nicht, teilweise oder vollständig vom dunklen Integument befreit sind. Ohne Abtrennen des Integuments wird durch die nachfolgenden Schritte 2) und 3) ein dunkelgraues Produkt erhalten, durch zumindest teilweises Abtrennen ein grau-weißes Produkt (Helligkeitswert L größer 70). Bei Durchführung der nachfolgenden Schritte 2) und 4) wird sowohl ohne Abtrennen des Integumentes als auch durch zumindest teilweises Abtrennen ein hellgrau-weißes Produkt (Helligkeitswert L meist größer 80, z.T. über 90) erhalten.
2)Mechanisches Pressen der Kerne vorteilhaft in einer kontinuierlichen Presse, besonders vorteilhaft in einer Schneckenpresse (optional: nach vorheriger grober Zerkleinerung wie Brechen, Vermahlen oder Flockieren) zur teilweisen Abtrennung des Fettes, auf
Restfettgehalte kleiner 30 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 25 Mass.-%, besser kleiner 20 Mass.-%, besonders vorteilhaft kleiner 15 Mass.-%, kleiner 10 Mass.% oder kleiner 8 Mass.%. Typische Werte liegen im Bereich zwischen 7 und 25 Mass.-%.
3)Vermahlen des Rückstands zu einem dosierbaren Pulver, Grieß oder Mehl, mit einer D90-Volumen-Partikelgröße (d.h. 90% des Volumens der Probe besteht aus Partikeln mit einem kleineren Durchmesser als dieser Wert) kleiner 2 mm, besser kleiner 1 mm, vorteilhaft kleiner 500 mpi, noch besser kleiner 250 mpi, besonders vorteilhaft kleiner 100 mpi. Alternativ kann der Rückstand auch zu Flocken flockiert werden, die eine Dicke von kleiner 2 mm, besser kleiner 1 mm, vorteilhaft kleiner 500 mpi, besonders vorteilhaft kleiner 350 mpi aufweisen. )Alternativ oder im Anschluss an Schritt 3): Entfernen des Restfetts mittels Lösemittel (organisches Lösemittel wie Hexan, Ethanol oder andere oder überkritisches CO2) aus dem Rückstand auf Werte kleiner 5 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 3 Mass.-%, besonders vorteilhaft kleiner 2 Mass.-%. und/oder Behandlung der entölten oder fetthaltigen Rückstände mit Mischungen aus Wasser und Alkohol, vorteilhaft Wasser mit Ethanol oder Wasser mit Propanol. Typische Werte für den Fettgehalt nach der Lösemittelbehandlung liegen im Bereich zwischen 0,1 und 5 Mass.-%. Anschließend Vermahlen des entfetteten Rückstands auf eine D90-Volumen-Partikelgröße kleiner 2000 pm, besser kleiner 1000 pm, vorteilhaft kleiner 500pm, noch besser kleiner 250 pm, besonders vorteilhaft kleiner 100 pm. Alternativ kann auch hier eine Flockierung des entfetteten Rückstands mit Flockendicken wie bei Schritt 3) erfolgen. Damit wird eine sehr neutral riechende und lagerstabile Zutat gewonnen, die nach Vermahlen oder Flockieren direkt in Lebensmittel appliziert werden kann. )Optional und vorteilhaft: teilweises oder vollständiges Abtrennen des dunkel pigmentierten Integuments der Kerne vom weißen Endosperm, durch Schälen oder polieren der Kerne vor dem Pressen oder Abschneiden von äußeren Teilen des Endosperms, dabei Reduktion des Anteils an braunem oder schwarzem Integument des Endosperms um mehr als 10%, besser größer 25%, besser größer 50%, noch besser größer 75%, vorteilhaft größer 90%, besonders vorteilhaft größer 99%. Die Prozentangaben beziehen sich auf den Flächenanteil an der Oberfläche der Kerne bezogen auf Kerne, die noch mit einem vollständigen Integument umhüllt sind. Durch dieses Abtrennen wird eine entsprechende Helligkeitsveränderung des Pulvers, Grießes oder Mehls sowie der Flocken erreicht. )Optional und vorteilhaft: nach dem Pressen und/oder Entölen mit Lösemitteln und vermahlen: Aussortieren und Abtrennen von dunklen Partikeln aus dem Pulver/Grieß/Mehl oder den Flocken um mehr als 10 Mass.%, besser mehr als 50 Mass.% besonders vorteilhaft mehr als 90 Mass.%. Dabei wird unter dem Abtrennen der dunklen Bestandteile verstanden, dass Partikel, die Anteile des dunklen Integuments enthalten von den Partikeln abgetrennt werden, die keine Anteile von dunklem Integument enthalten. )Optional und vorteilhaft: Die erhaltenen Macauba- Proteinzutaten, die mit den genannten Verfahren hergestellt werden, könnten für weitere Protein anreicherungen und Proteinfraktionierungen verwendet werden. So bietet sich ein wässriges Extraktions verfahren zur Trennung von wasserlöslichen Proteinen und unlöslichen Bestandteilen an. Diese Extraktion wird vorteilhaft nach der mechanischen Entölung oder nach der Lösemittel-basierten Entölung durchgeführt. Hierzu wird das Proteinmehl oder werden die Proteinflakes (entölter und vermahlener oder flockierter Rückstand) in Wasser oder in Wasser oder einer wässrigen NaCl-Lösung (Konzentration 0,01 - 0,5 mol/L) und einem pH-Wert von 7 - 9 vorzugsweise 8,0 dispergiert. Anschließend wird der feste Rückstand vom flüssigen Extrakt abgetrennt. Die gelösten Proteine werden durch Anwendung von Fällungs und / oder Filtrationsverfahren aus dem flüssigen Extrakt abgetrennt. Die Ausfüllung erfolgt vorteilhaft durch Einstellen des pH-Wertes auf einen Wert im Bereich von 3,0 bis 5,0, vorzugsweise bei 3,5. Der flüssige Überstand wird durch Zentrifugation und / oder Filtration von den ausgefällten Proteinen getrennt. Die erhaltene Proteinfraktion wird vorteilhafterweise getrocknet. Dadurch wird ein Proteinisolat erhalten, das einen Proteingehalt größer 70, größer 80 oder auch größer 90 Mass.-% aufweisen kann. )Optional und vorteilhaft: Nach der Lösemittelentölung und Vermahlung liegt der Rückstand als sog. Proteinmehl vor. Dieses kann mittels Siebverfahren oder Luftklassierungsverf ahren behandelt werden, um eine trockentechnische Trennung zwischen proteinreichen Fraktionen von proteinarmen Fraktionen zu erreichen oder um Fraktionen, die mehr lösliches Protein enthalten von Fraktionen zu trennen, die weniger lösliches Protein enthalten .
Der Einsatz der genannten trocknen Trennverfahren trennt das Proteinmehl in mindestens zwei verschiedene Fraktionen, eine mit höherem Proteingehalt und eine mit niedrigerem Proteingehalt. Bei Einsatz von Siebverfahren wird vorzugsweise mit einem Öffnungsdurchmesser von 2 mm bis 50 pm gearbeitet. Die Siebe können auch hintereinander angeordnet sein.
Die Luftklassierung kann mit verschiedenen Klassierungs methoden wie Schwerkraftsichtung im Gegenstrom oder Querstrom oder Zentrifugalsichtung im Gegenstrom oder Kreuzstrom durchgeführt werden. Die Erhöhung des Proteingehalts kann dabei erfindungsgemäß mehr als 25% betragen, besser höher als 35%, besonders vorteilhaft höher als 50%, in Einzelfällen größer als 60% bezogen auf den Proteingehalt in der Trockenmasse im Proteinmehl. Diese Proteinanreicherung verbessert die funktionellen und sensorischen Eigenschaften im Vergleich zum nicht angereicherten Proteinmehl, so dass sich angereicherte Fraktionen als Zutat für Lebensmittel, Tiernahrung und kosmetische Produkte besser eignen. Das dunkle Integument der Kerne kann aufgrund des Unterschieds im spezifischen Gewicht im Vergleich zum weißen Endosperm auch durch die beschriebenen Techniken z.B. mittels Sichtung oder Klassierung ebenfalls abgetrennt werden. Nachfolgend werden die Bestimmungsverfahren kurz beschrieben, die zur quantitativen Charakterisierung der hergestellten Proteinzutaten genutzt werden:
- Proteingehalt:
Der Proteingehalt ist definiert als der Gehalt, der sich aus der Bestimmung des Stickstoffs in einer Probe und der Multiplikation des ermittelten Wertes mit dem Faktor 6,25 errechnet. Der Proteingehalt ist in der vorliegenden Patentanmeldung in Prozent bezogen auf die Trockenmasse (TS) angegeben .
- Farbe:
Die wahrnehmbare Farbe ist mittels CIE-L*a*b*- Farbmessung definiert (vgl. DIN 6417). Dabei gibt die L*-Achse die Helligkeit an, wobei Schwarz den Wert 0 und Weiß den Wert 100 hat, die a*-Achse beschreibt den Grün- oder Rotanteil und die b*-Achse den Blau- oder Gelbanteil.
- Proteinlöslichkeit:
Die Proteinlöslichkeit ist mittels Bestimmungsverfahren nach Morr et al. 1985 bestimmt, siehe den Zeitschriftenartikel: Morr C. V., German, B., Kinsella, J.E., Regenstein, J. M.,
Van Buren, J. P., Kilara, A., Lewis, B. A., Mangino, M.E, "A Collaborative Study to Develop a Standardized Food Protein Solubility Procedure. Journal of Food Science", Band 50 (1985) Seiten 1715-1718).
- Der Emulgieraktivitäts-Index wird wie in Pearce, K. N., Kinsella, J. E. Emulsifying properties of proteins: evaluation of a turbudimetric technique. Journal of Agricultural and Food Chemistry, v. 26, p. 716-723, 1978 beschrieben bestimmt.
- Fettgehalt: Der Fettgehalt wird gravimetrisch mit der Sohxlet-Methode bestimmt, bei der das Probenmaterial mindestens sechs Stunden lang wiederholt mit einem organischen Lösungsmittel (Hexan oder Petrolether) in Kontakt gebracht wird. Das extrahierte Öl wird nach Verdampfen des Lösungsmittels gemessen.
- Minimale Gelbildungskonzentration: Sie wird bestimmt, indem verschiedene Suspensionen der Proteinzutat in 0,1 mol/L Natriumphosphatpufferlösung in Konzentrationen von 2%, 4%,
6%, 8%, 10%, 12%, 14%, 16%, 18%, 20% (jeweils Mass.-%) in Reagenzgläsern hergestellt werden. Die Suspensionen werden in einem Wasserbad eine Stunde lang auf 95°C erhitzt und dann schnell abgekühlt und zwei Stunden lang bei 4°C gelagert. Die minimale Gelierkonzentration ist die Konzentration, bei der die Probe nach Umdrehen des Reagenzglases nicht herausfließt.
Ausführungsbeispiel 1:
1000 g Kerne aus Macaubafrüchten mit einem vollständig erhaltenen dunklen Integument wurden mittels Brecher auf eine Kantenlänge von kleiner 5 mm grob vorzerkleinert und in einer hydraulischen Presse bei Raumtemperatur gepresst. Dabei wurde das austretende Öl aufgefangen. Der verbleibende Presskuchen enthielt einen Restölgehalt von 30 Mass.-% und einen Proteingehalt von 25 Mass.-%. Nach Vermahlen des Presskuchens auf eine Partikelgröße kleiner 1000 pm wurde das Macauba-Mehl mit einem Massenanteil von 3% in einen Schokoladen-Rührkuchen appliziert, was ohne deutliche sensorische Beeinträchtigung zu einem proteinangereicherten Kuchen führte.
Ausführungsbeispiel 2:
1000 g Kerne aus Macaubafrüchten mit einem vollständig erhaltenen dunklen Integument wurden mittels eines Schälaggregats oberflächlich behandelt, so dass nach der Behandlung nahezu die ganze Oberfläche der Kerne frei von dunklem Integument war. Im Anschluss wurden die Kerne auf eine Kantenlänge von kleiner 3 mm grob vorzerkleinert, auf 50°C erhitzt, und in einer Schneckenpresse gepresst. Dabei wurde das austretende Öl aufgefangen. Der aus der Schneckenpresse austretende Presskuchen enthielt einen Restölgehalt von 23 Mass.-% und einen Proteingehalt von 29 Mass.-%. Nach Flockieren des Presskuchens auf eine Flockendicke kleiner 500 pm wurden die Flakes mittels Hexan entölt, danach lag der Proteingehalt bei 33 Mass.-%. Im Anschluss erfolgte eine Vermahlung auf kleiner 250pm. Dieses weiße Mehl wurde zu einer nasstexturierten Fleischalternative verarbeitet. Die sensorischen Eigenschaften der Fleischalternative waren sehr gut die Farbe war außergewöhnlich hell.
Ausführungsbeispiel 3:
100 g des weißen Mehls aus Beispiel 2 wurden in 1000 ml einer wässrig-alkoholischen Lösung (50-50 Mass-%) gegeben und dabei Zucker, weitere alkohollösliche Kohlenhydrate und sekundären Pflanzenstoffen aus dem Mehl gelöst. Nach Abdekantieren des Überstands wurde der Rückstand getrocknet und erneut fein vermahlen. Das weiße Pulver wurde in eine Mayonnaise zu einem Anteil in Mischungen mit Ei eingearbeitet. In der fertigen Mayonnaise war sensorisch nicht wahrnehmbar, dass ein Pflanzenprotein eingesetzt wurde.
Ausführungsbeispiel 4 :
1 kg des weißen Mehls hergestellt wie in Beispiel 2 wurden in 10 Liter wässrige NaCl-Lösung (0,25 mol/1) bei einem pH von 8 gegeben und für 1 Stunde gerührt. Dabei ging ein Teil des Proteins aus dem Mehl in die wässrige Phase über. Das Raffinat wurde von der Proteinlösung abzentrifugiert. Zur Aufkonzentrierung des Proteins wurde die Lösung mittels Ultrafiltration behandelt und das Protein im Retentat zurückgehalten und anschließend diafiltriert. Das aufkonzentrierte Protein wurde anschließend getrocknet. Das dabei gewonnene Isolat hatte einen Proteingehalt in Trockenmasse von 85% und eine gute Emulgierkapazität und konnte für die Herstellung von Speiseeis als Ersatz für Milchprotein genutzt werden. Anteil an Sterolen im Macauba-Öl für verschiedene Prozess arianten:
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Claims

Patentansprüche
1. Proteinzutat, welche aus Samen von Macaubafrüchten hergestellt ist und
- einen Proteingehalt größer 15 Mass.-%, vorteilhaft größer 30 Mass.-%, und
- einen Fettgehalt kleiner 60 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 25 Mass.-% aufweist.
2. Proteinzutat nach Anspruch 1, die als dosierbares Pulver, Grieß oder Mehl, mit einer D90-Volumen-Partikelgröße kleiner 2000 gm, vorteilhaft kleiner 500 gm oder als Flocken mit Dicken kleiner 2000 gm, vorteilhaft kleiner 500 gm ausgebildet ist.
3. Proteinzutat nach Anspruch 1, die als dosierbares Pulver, Grieß oder Mehl, mit einer D90-Volumen-Partikelgröße kleiner 250 gm, vorteilhaft kleiner 100 gm oder als Flocken mit Dicken kleiner 350 gm ausgebildet ist.
4. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine helle Farbe mit einem L*-Wert, bestimmt gemäß CIE-L*a*b*-Farbmessung, größer 50, vorteilhaft größer 70 aufweist.
5. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, die eine helle Farbe mit einem L*-Wert, bestimmt gemäß CIE-L*a*b*-Farbmessung, größer 80, vorteilhaft größer 90 aufweist.
6. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften aufweist: einen Emulgieraktivitätindex, gemessen mittels Trübungsmessung, von größer als 30 m2/g, vorteilhafterweise größer als 50 m2/g Proteinzutat,
- eine Proteinlöslichkeit bei pH 7,0 und 0,1 mol/1 NaCl größer als 10%, vorteilhafterweise größer als 15%,
- eine Wasserbindung von größer als 1 ml/g, vorteilhaft größer als 2,0 ml/g Proteinzutat, wobei die Wasserbindung die Wassermenge pro Gramm Proteinzutat angibt, die nach Zugabe von Wasser im Überschuss, Zentrifugation und Abgießen des überschüssigen Wassers in der Proteinzutat verbleibt,
- eine Ölbindung von größer als 1,0 ml/g, vorteilhaft größer als 1,5 ml/g Proteinzutat, wobei die Ölbindung die Ölmenge pro Gramm Proteinzutat angibt, die nach Zugabe von Öl im Überschuss, Zentrifugation und Abgießen des überschüssigen Öls in der Proteinzutat verbleibt, und
- eine minimale Gelbildungskonzentration von weniger als 10,0%, vorteilhaft weniger als 8,0% aufweist.
7. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die einen Proteingehalt größer 30 Mass.-% und eine helle Farbe mit einem L*-Wert, bestimmt gemäß CIE-L*a*b*- Farbmessung, größer 90 aufweist.
8. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die einen Proteingehalt größer 35 Mass.-%, vorteilhaft größer 70, größer 80 oder größer 90 Mass.-% aufweist.
9. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, die einen Fettgehalt kleiner 5 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 3 Mass.-% oder kleiner 2 Mass.-% aufweist.
10. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 9, die einen Emulgieraktivitätindex von größer 100 m2/g Proteinzutat aufweist.
11. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die eine Wasserbindung von größer als 4,0 ml/g Proteinzutat und/oder eine Ölbindung von größer als 2,0 ml/g Proteinzutat aufweist.
12. Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, die eine minimale Gelbildungskonzentration von weniger als 6,0% aufweist.
13. Verfahren zur Herstellung einer Proteinzutat aus Samen von Macaubafrüchten, mit wenigstens folgenden Schritten:
- Bereitstellen von Kernen der Früchte, wobei die Kerne nicht, teilweise oder vollständig vom dunklen Integument befreit sind;
- Mechanisches Pressen der Kerne zur teilweisen Abtrennung von Fett oder Öl auf Restfettgehalte von kleiner 30 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 25 Mass.-%, bei dem abgetrenntes Fett oder Öl und ein Rückstand erhalten wird; und
- Vermahlen des Rückstands zu einem dosierbaren Pulver, Grieß oder Mehl mit einer D90-Volumen-Partikelgröße kleiner 2 mm, vorteilhaft kleiner 500 gm, oder Flockierung des Rückstands zu Flocken mit einer Dicke von kleiner 2 mm, vorteilhaft kleiner 500 gm, als vermahlenes oder flockiertes Produkt, das direkt oder optional nach weiterer Verarbeitung als Proteinzutat einsetzbar ist, und/oder
- Entfernung von im Rückstand verbliebenem Fett oder Öl mittels einem oder mehreren Lösemitteln bis auf einen Restfettgehalt im Rückstand von kleiner 5 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 3 Mass.-%, besonders vorteilhaft kleiner 2 Mass.-%., um einen entfetteten Rückstand zu erhalten, und entweder Vermahlen des entfetteten Rückstands zu einem dosierbaren Pulver, Grieß oder Mehl mit einer D90-Volumen-Partikelgröße kleiner 2 mm, vorteilhaft kleiner 500 gm, oder Flockierung des entfetteten Rückstands zu Flocken mit einer Dicke von kleiner 2 mm, vorteilhaft kleiner 500 gm, als vermahlenes oder flockiertes Produkt, das direkt oder optional nach weiterer Verarbeitung als Proteinzutat einsetzbar ist.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Bereitstellen der Kerne wenigstens den Schritt des mechanischen Trennens der Kerne von Epikarp, Mesokarp und Endokarp der Macaubafrüchte umfasst.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Bereitstellen der Kerne zusätzlich die Durchführung einer Wärmebehandlung und/oder Befeuchtung oder Trocknung umfasst, um die mechanische Trennung der Kerne zu erleichtern.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, bei dem das mechanische Pressen der Kerne in einer kontinuierlichen Presse erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem das mechanische Pressen bis auf einen Restfettgehalt von kleiner 20 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 15 Mass.-% erfolgt.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei dem das mechanische Pressen bis auf einen Restfettgehalt von kleiner 10 Mass.-%, vorteilhaft kleiner 8 Mass.-% erfolgt.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei dem das Vermahlen des Rückstands zu Pulver oder Mehl mit einer D90-Volumen-Partikelgröße kleiner 250 gm, vorteilhaft kleiner 100 gm erfolgt.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem der Rückstand mit einer oder mehreren Mischungen aus Wasser und Alkohol, vorzugsweise Wasser mit Ethanol oder Wasser mit Propanol, behandelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, bei dem an den Kernen verbliebenes dunkles Integument vor dem mechanischen Pressen durch Schälen oder Polieren der Kerne oder durch Abschneiden von äußeren Teilen des Endosperms teilweise oder vollständig von den Kernen abgetrennt wird, so dass eine Reduktion des Anteils an braunem oder schwarzem Integument im vermahlenen oder flockierten Rückstand um mehr als 10%, besser mehr als 50%, noch besser mehr als 75%, vorteilhaft mehr als 90%, besonders vorteilhaft mehr als 99% erreicht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, bei dem nach dem Vermahlen oder Flockieren des Rückstands mehr als 10% Mass.-%, vorteilhaft mehr als 50 Mass.-%, besonders vorteilhaft mehr als 90 Mass.-% dunkler Bestandteile aus dem vermahlenen Produkt abgetrennt werden.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 22, bei dem das aus den Kernen gewonnene vermahlene oder flockierte Produkt einem wässrigen Extraktionsverfahren zur Trennung von wasserlöslichen Proteinen und unlöslichen Bestandteilen unterzogen wird, wobei nach einer Abtrennung eines festen Rückstandes im flüssigen Extrakt gelöste Proteine durch Anwendung von Fällungs und/oder Filtrationsverfahren aus dem flüssigen Extrakt abgetrennt und der flüssige Überstand durch Zentrifugation und/oder Filtration von den ausgefällten Proteinen getrennt wird, die dann die Proteinzutat bilden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 23, bei dem das vermahlene Produkt mittels Siebverfahren oder Luftklassierungsverfahren in wenigstens zwei Fraktionen mit unterschiedlichem Proteingehalt aufgetrennt wird, von denen eine Fraktion die Proteinzutat bildet, die einen um mehr als 25%, vorzugsweise um mehr als 35%, besonders bevorzugt um mehr als 50%, höheren Proteingehalt aufweist als das vermahlene Produkt in der Trockenmasse.
25. Ölpräparat, welches aus Samen von Macaubafrüchten hergestellt ist und einen Gehalt an Sterolen von < 80 mg/1 Ölpräparat aufweist.
26. Verwendung der Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Zutat in Lebensmitteln und Heimtiernahrung.
27. Verwendung der Proteinzutat nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als Zutat für technische Anwendungen z.B. für Verpackungen.
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