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Dokumentenidentifikation DE3118798C2 18.03.1993
Titel Verfahren zur Herstellung eines Eiklar-Austauschstoffes
Anmelder Novo Industri A/S, Bagsvaerd, DK
Erfinder Olsen, Hans Aage Sejr, Vanløse, DK
Vertreter Wuesthoff, F., Dr.-Ing.; Frhr. von Pechmann, E., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Behrens, D., Dr.-Ing.; Goetz, R., Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtsch.-Ing., Pat.-Anwälte, 8000 München
DE-Anmeldedatum 12.05.1981
DE-Aktenzeichen 3118798
Offenlegungstag 11.03.1982
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 18.03.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse A23J 3/16
IPC-Nebenklasse A23J 3/34   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Eilar-Austauschstoffes auf der Grundlage von Sojaprotein durch Extraktion eines entfetteten Sojabohnenmaterials mit einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich von 6,0 bis 10,5, Abtrennung des Feststoffes von der Flüssigkeit und proteolytische Hydrolyse der Flüssigkeit oder einer Fraktion davon mit Hilfe eine mikrobiologisch erzeugten proteolytischen Enzyms bis zu einem DH-Wert von 1 bis 8 und anschließende Zerstörung der proteolytischen Aktivität.

Eiklar-Austauschstoffe können für eine Vielzahl von Nahrungsmitteln und Konditoreierzeugnissen wie Meringen (deren Charakter auch als anregend bezeichnet werden kann) verwendet werden. Bei der Auswahl derartiger Eiklar-Austauschstoffe müssen zwei Hauptfaktoren in Betracht gezogen werden, nämlich ob der Eiklar-Austauschstoff einen Nährwert besitzt sowie der Grad der Schlagfähigkeit oder Emulgierbarkeit, den das Proteinderivat besitzt.

So ist aus "Funcionality and Protein Strukcutre", ACS Symposium 92, 1979, S. 125 bis 146 (J. Adler-Nissen and H. Sejr Olsen, "The Influence of Peptide Chain Length on Taste and Functional Properties of Enzymatically Modified Soy Protein") ein Proteinderivat bekannt, das ein durch Enzym hydrolysiertes und durch Säure ausgefälltes Soja-Isolat ist. Aus dieser Veröffentlichung geht hervor, daß eine Reihe von Hydrolysaten von sauer ausgefälltem Soja-Protein mit Hilfe unterschiedlicher Enzyme und mit verschiedenen DH-Werten (DH ist die Abkürzung für den Hydrolysegrad, wie später näher erläutert) hergestellt werden kann, von denen festgestellt wurde, daß sowohl die Schlagfähigkeit als auch die Emulgierbarkeit dieser Soja-Proteinhydrolysate ein Optimum in einem bestimmten DH-Intervall haben. Die Schlagfähigkeit und Emulgierbarkeit dieser Soja-Proteinhydrolysate sind verhältnismäßig gut, könnten jedoch noch verbessert werden.

Es sind auch Soja-Proteinderivate mit ausgezeichneter Schlagfähigkeit bekannt, die jedoch keinen ausreichend hohen Nährwert besitzen und sogar bitter sein können, wodurch ihre Verwendung für Lebensmittel begrenzt ist (s. z. B. J. Am. Oil Chemists&min; Soc., März 1979, Bd. 56, S. 345 bis 349).

Aus der US-PS 41 00 024 ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Polypeptiden durch proteolytische Hydrolyse von Sojaproteinisolaten bis zu einem DH-Wert-Bereich von 8-15 bekannt, die keinen Bittergeschmack aufweisen sollten.

Aus der US-PS 40 15 019 ist schließlich auch bekannt, daß durch partielle enzymatische Hydrolyse von Sojaproteinmaterial ein Proteinprodukt von verbesserter Schlagfähigkeit erhalten werden kann.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Schlagfähigkeit der nach den bekannten Verfahren erhältlichen Produkte noch zu wünschen übrig läßt und daß nach wie vor ein Bedarf an einem Eiklar-Austauschstoff auf der Grundlage von Soja-Protein besteht, der sowohl ausgezeichnete Schlagfähigkeit und Emulgierbarkeit als auch gute Nahrungsmitteleigenschaften (Nährwert) ohne Bitterkeit aufweist.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß man zu einem Eiklar- Austauschstoff der gewünschten Eigenschaften dann gelangt, wenn man bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art das Hydrolysat einer Ultrafiltration unterwirft.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines Eiklar-Austauschstoffes wie es in Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Die nach der Extraktion eines entfetteten Sojabohnenmaterials erhaltene Flüssigkeit enthält üblicherweise den Hauptteil an Protein aus dem entfetteten Sojabohnenmaterial, das als Ausgangsmaterial diente. Das entfettete Sojabohnenmaterial kann jedoch auch als Ausgangsmaterial dienen, wenn es so vorbehandelt worden ist, daß weniger als 50% des Proteins aus dem entfetteten Sojabohnenmaterial extrahiert worden sind.

Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß der erfindungsgemäß erhaltene Eiklar-Austauschstoff insbesondere eine sehr gute Schlagfähigkeit oder Emulgierbarkeit bei einem pH-Wert von ungefähr 4 besitzt. Diese Eigenschaft ist von besonderem Interesse unter Berücksichtigung der Tatsache, daß viele natürliche oder im Handel erhältliche Proteinprodukte bei einem pH-Wert von ungefähr 4 eine sehr schlechte Schlagfähigkeit oder Emulgierbarkeit besitzen (Eldridge, A. C. et al., "Stable Foams from Unhydrolyzed Soy Bean Proteins", Food Technology 17 (12) 120-123 (1963)). Es hat sich ferner überraschenderweise gezeigt, daß der erfindungsgemäß hergestellte Eiklar-Austauschstoff sich sehr gut in der Wärme aufgrund einer Wärmekoagulation verfestigt.

Der Ausdruck "Ultrafiltration", wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, umfaßt nicht nur eine Ultrafiltration im engeren Sinne, sondern auch modifizierte Ultrafiltrationen, besonders die Diafiltration.

Ein dem erfindungsgemäßen Verfahren ähnliches Verfahren, bei dem jedoch keine enzymatische Hydrolyse angewandt wird, ist beschrieben in Lebensm.-Wiss. u. Technol., 11, 57-64 (1978), "Continuous Pilot Plant Production of Bean Protein by Extraction, Centrifugation, Ultrafiltration, and Spray-drying" von Hans Sejr Olsen. In dieser Veröffentlichung ist die Ultrafiltration von Sojabohnen-Proteinen sowie von Fababohnen-Proteinen im Hinblick auf die optimale Reinigung des Proteinmaterials beschrieben.

Das isolierte teilweise hydrolysierte Retentat bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besitzt einen hohen Nährwert und es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß es eine außerordentlich gute Schlagfähigkeit und Emulgierbarkeit besitzt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Ultrafiltration bzw. werden die Ultrafiltrationen mit Hilfe einer Membran mit einem Trennwert für ein Molekulargewicht zwischen ungefähr 1000 und ungefähr 30 000 durchgeführt. Die Definition des Trennwertes für das Molekulargewicht geht hervor aus "Amicon Technical Data", Publication Nr. 435V (Amicon Ltd., 57 Queens Road, High Wycombe, Buckinghamshire, UK), S. 3: "The cut-off level refers top the molecular weight (of a globular solute) at which the membrane exhibits 90% rejection)", (die Trennwerte beziehen sich auf das Molekulargewicht (eines kugeligen gelösten Stoffes), bei dem die Membran eine 90%ige Zurückhaltung besitzt").

Der oben angegebene kritische Trennwert für ein Molekulargewicht von 1000 oder 30 000 ist notwendigerweise ein Näherungswert. in erster Linie wird eine Membran, die im wesentlichen alle verzweigten oder kugeligen Moleküle mit einem Molekulargewicht über 1000 oder 30 000 zurückhält, nicht unbedingt auch geradkettige Moleküle mit einem Molekulargewicht über 1000 oder 30 000 im gleichen Maße zurückhalten. in zweiter Linie kann eine Membran, die in der Anfangsphase der Ultrafiltration Moleküle mit einem Molekulargewicht oberhalb 1000 oder 30 000 nicht zurückhält, später derartige Moleküle zurückhalten, aufgrund eines gewissen Verbackens (cake formation) auf der Oberfläche der Membran.

Es kann irgendein proteolytisches Enzym angewandt werden, das einen DH-Wert zwischen 1 und 8 ergibt. Trypsin ist jedoch nicht die beste Wahl, da es nur aktiv ist, wenn es in einem Überschuß in Beziehung auf den Trypsin-Soja-Inhibitor zugesetzt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Hydrolyse an der (überstehenden) Flüssigkeit vor dem Abtrennen der Feststoffe vorgenommen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird entfettetes Sojabohnenmaterial mit neutralem Leitungswasser, zu dem bis zu einem pH-Wert von ungefähr 8,0 eine Base zugesetzt wurde, extrahiert.

Es ist ferner erfindungsgemäß bevorzugt, daß das Gewichtsverhältnis des wäßrigen Mediums, das für die Extraktion angewandt wird, und dem entfetteten Sojamaterial, d. h. das Extraktionsverhältnis so gewählt wird, daß



ist.

Wenn das oben angegebene Extraktionsverhältnis einen Wert von mehr als 20 besitzt, können die Konzentrationen an Salzen in dem Auszug und die Ionenstärke so niedrig werden, daß die Sojaproteine, die Globulinproteine sind, nicht vollständig löslich gemacht werden können, wodurch die Extraktion zu gering wird. Wenn das oben angegebene Extraktionsverhältnis einen Wert von weniger als 5 aufweist, kann der Auszug schwierig gehandhabt werden und die Ausbeute an Auszug ist gering, wenn eine Zentrifuge zur Trennung angewandt wird. Darüber hinaus geht ein zu kleiner Anteil an niedermolekularen Verbindungen in das Permeat. Wenn das Extraktionsverhältnis jedoch innerhalb der oben angegebenen Grenzen gehalten wird, ist es möglich, ein Produkt zu erhalten, bei dem das Verhältnis Protein/Gesamtfeststoffen >85 : 100 ist, wobei das Protein als N×6,25 berechnet wird.

Es ist erfindungsgemäß auch bevorzugt, daß die Feststoffe von der überstehenden Flüssigkeit mit Hilfe einer Dekantiervorrichtung und anschließend einer Feststoffe auswerfenden Zentrifuge abgetrennt werden. Das ist ein billiger und wirksamer Weg, die Trennung durchzuführen.

Ferner ist es erfindungsgemäß bevorzugt, daß die Flüssigkeit einer Ultrafiltration und anschließenden Diafiltration so unterworfen wird, daß am Ende der Anteil an Feststoffen mehr als 90% beträgt.

Erfindungsgemäß ist es besonders günstig, die Ultrafiltration oder die Ultrafiltrationen bei einer Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis zu ungefähr 60°C, vorzugsweise bei ungefähr 50°C durchzuführen.

Die proteolytische Hydrolyse wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorzugsweise durch Zusatz eines mikrobiologischen proteolytischen Enzyms für Nahrungszwecke durchgeführt. Als Beispiele für derartige Enzyme können NEUTRASE (erzeugt von dem Mikroorganismus B. subtilis) und ALKALASE von NOVO INDUSTRI A/S erwähnt werden. Es können jedoch auch Derivate solcher Enzyme, insbesondere destabilisierte proteolytische Enzyme, wie sie in der DK-Patentschrift 1 46 691 beschrieben sind, für das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden.

Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die proteolytische Hydrolyse durch Zugabe einer bakteriellen Protease, die gebildet worden ist von B. licheniformis, durchgeführt. Ein bevorzugtes Beispiel für ein solches proteolytisches Enzym ist das Handelsprodukt ALKALASE (subtilisin Carlsberg), der NOVO INDUSTRI A/S. Dieses Enzym ist im Stande, die Proteinkette mit so hohen Hydrolysegeschwindigkeiten zu spalten, daß der minimale DH-Wert im allgemeinen schnell erreicht wird. Es ist bevorzugt, daß die proteolytische Hydrolyse mit einer Enzymaktivität von mindestens 5 Anson-Einheiten/kg Protein durchgeführt wird. Wenn eine geringere Aktivität angewandt wird, wird die Hydrolysezeit im allgemeinen unangemessen hoch und es tritt leicht Fäulnis auf. Die oben erwähnte Einheit der Enzymaktivität, die in Anson-Einheiten angegeben ist, wird nach dem modifizierten Anson-Verfahren bestimmt, wie es beschrieben ist in den Novo Enzyme Information IB 058e-GB (die original Anson-Methode ist beschrieben in Journal of General Physiology, 22, 70-89 (1939)). Eine der Enzymzubereitungen, die in den folgenden Beispielen angewandt wird, ist ALKALASE 0,6 L, eine flüssige Zubereitung mit einer proteolytischen Aktivität von 0,6 Anson-Einheiten/g der Zubereitung.

Bei einem bevorzugten Verfahren wird die proteolytische Hydrolyse durchgeführt durch Zugabe einer bakteriellen Protease, die gebildet worden ist, mit Hilfe von B. licheniformis und anschließend acyliert mit Hilfe eines Acylierungsmittels, wie in der DK-Patentschrift 1 46 691 beschrieben. Auf diese Weise kann die Inaktivierung des proteolytischen Enzyms unter sehr milden Bedingungen durchgeführt werden, die das Protein gar nicht denaturieren, wie im Einzelnen in der DK-Patentschrift 1 46 691 angegeben ist.

Es ist ferner bevorzugt, daß die Konzentration an Substrat (Protein) mindestens 2,5 Gew.-% beträgt. Dadurch wird es möglich, das Enzym optimal auszunutzen.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die proteolytische Hydrolyse bis zu einem DH-Wert im Bereich von 3 bis 8 durchgeführt.

Die Inaktivierung wird vorzugsweise durchgeführt durch Einstellung des pH-Werts mit einer Säure, vorzugsweise Salzsäure, auf mindestens 2 pH-Einheiten unterhalb des Optimums des proteolytischen Enzyms, das zur partiellen Hydrolyse angewandt wird, wobei dieser pH-Wert mindestens 30 min bei 50°C aufrecht erhalten wird. Nach einer solchen Behandlung ist die proteolytische Aktivität vollständig inaktiviert und der pH- Wert der so behandelten Flüssigkeit oder Fraktion der Flüssigkeit kann erneut ungefähr auf den Neutralwert eingestellt werden.

Ferner ist es bevorzugt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das inaktivierte Hydrolysegemisch in eine überstehende Flüssigkeit, die den Hauptteil des Sojaproteins enthält, und eine feste Phase getrennt wird, vorzugsweise durch Zentrifugieren.

Besonders günstig ist es, wenn zwei Ultrafiltrationen durchgeführt werden und die proteolytische Hydrolyse an dem Retentat, das bei der ersten Ultrafiltration entsteht, durchgeführt wird. Vorteilhafterweise wird das teilweise hydrolysierte Resultat, das keine proteolytische Aktivität mehr besitzt, in fester Form isoliert. Die Isolierung des partiell hydrolysierten Retentats kann mit Hilfe von Sprühtrocknen durchgeführt werden.

In der Beschreibung und den Ansprüchen wird der Ausdruck "entfettetes Sojamaterial" im allgemeinen so verwendet, daß er entfettetes Sojabohnenmehl, entfettete Sojabohnenflocken, weiße Flocken oder ähnliches umfaßt.

Da der bei der Extraktion angewandte pH-Wert, d. h. ein pH- Wert im Bereich von ungefähr 6,0 bis ungefähr 10,5 deutlich über 4,5 (dem isoelektrischen Punkt der Mehrzahl der Sojaproteine) liegt, gehen üblicherweise während der Extraktion nahezu alle Sojaproteine in Lösung, wenn das Rohmaterial nicht wärmebehandelt worden ist oder kein denaturiertes Protein enthält.

Die besonders bevorzugte Membran für die Ultrafiltration(en) ist eine Membran vom Typ GR6-P, des De Danske Sukkerfabrikker A/S, wie in den Beispielen 1 bis 3 angegeben. Mit Hilfe dieser Membran können Ultrafiltrationen bei 50°C, der bevorzguten Ultrafiltrationstemperatur, durchgeführt werden und diese Membran kann auch gründlich gereinigt werden, bevor sie wieder verwendet wird, ohne daß nachteilige Wirkungen auf die Menbran auftreten. Darüber hinaus ist diese Membran stabil und besitzt einen geeigneten Trennwert für das Molekulargewicht nach einer kurzen Anfangs-"Verbackzeit" innerhalb der in Anspruch 3 angegebenen Grenzen. Schließlich können bei Anwendung dieser Membran ein Hydrolysat mit einer außerordentlich hohen Schaumstabilität und Meringen mit einer Dichte und Textur erhalten werden, die besonders ähnlich sind der Dichte und Textur von Meringen, die auf der Basis von natürlichem Eiklar hergestellt worden sind.

Der Hydrolysegrad (DH) wird definiert durch die Gleichung



Es wird verwiesen auf J. Adler-Nissen, J. Argic. Food Chem. Bd. 24, Nr. 6, (1976) S. 1090-1093, wo eine genauere Diskussion der Definition des DH-Wertes angegeben ist.

Die Anzahl der gespaltenen Peptidbindungen kann gemessen werden mit Hilfe des TNBS-Verfahrens. Das TNBS-Verfahren ist beschrieben von J. Adler-Nissen, "Determination of the Degree of Hydrolysis of Food Protein Hydrolyzates by Trinitrobenzenesulfonic Acid", J. Agric. Food Chem., Bd. 27, S. 6, 1256-1262 (1979).

Der DH-Wert kann natürlich auch bestimmt werden, wenn der Verlauf der Hydrolyse mit Hilfe des pH-STAT-Verfahrens verfolgt wird, wie es beschrieben ist von C. F. Jacobsen, J. L}onis, K. Linderstrøm- Lang, M. Ottesen, "The pH STAT and its use in Biochemistry", D. Glick, (Edit.), "Methods of Biochemical Analysis", Bd. IV, S. 171-210, Interscience Publishers Inc., Neww York (1957). In diesem Zusammenhang wird auf die Zeichnung verwiesen, in der der DH-Wert gegen die Zeit aufgetragen ist, für ein erfindungsgemäßes Verfahren (natives Protein) und für ein durch Säure ausgefälltes (denaturiertes) Protein.

Aus dem oben Gesagten geht hervor, daß der DH-Wert eine wichtige Rolle bei dem erfindungsgemäßen Verfahren spielt, indem die Hydrolyse durch den DH-Wert gesteuert wird: Nur wenn der DH-Wert einen kritischen Wert erreicht hat, sollte die Hydrolyse abgebrochen werden. Der DH-Wert ist sozusagen der Hauptparameter der Hydrolyse. Wenn der DH-Wert zu hoch ist, werden bittere Produkte gebildet; wenn der DH-Wert zu niedrig ist, wird keine nennenswerte Verbesserung der Schlagfähigkeit und Emulgierbarkeit erreicht.

Die Emulgierbarkeit und die Ausdehnung beim Aufschlagen werden entsprechend dem oben erwähnten Artikel, in dem ACS Symposium 92, (S. 129-130, "Emulsifying Capacity" and "Whipping Expansion") gemessen, mit der Ausnahme, daß der pH-Wert der Proteindispersion auf 4,0 bzw. 7,0 eingestellt wird.

Die Schaumstabilität soll auf die folgende Weise gemessen werden: B Gramm Schaum werden in einen Kunststoffzylinder mit einem Durchmesser von 7 cm und einer Höhe von 9 cm gegeben, der am Boden mit einem Drahtnetz mit einer Maschenweite von 1×1 mm versehen ist. Dieser Zylinder wird auf einen Trichter mit einer Auslaßöffnung mit einem Durchmesser von 1 cm gegeben und der Trichter auf einen Meßzylinder (100 ml) aufgesetzt. Die gesamte Anordnung wird 30 min bei Raumtemperatur stehen gelassen, woraufhin das Gewicht der abgelaufenen Flüssigkeit in dem Meßzylinder bestimmt wird (A Gramm). Die Schaumstabilität F. S. (%) ist definiert durch die Formel



Die Backeigenschaften eines Teigs zur Herstellung von Meringen werden folgendermaßen bestimmt: Zu 100 ml, enthaltend 12 Gew.-% (N×6,25) des erfindungsgemäß hergestellten Schlag- oder Emulgiermittels mit einem pH-Wert von 7,0 werden zu 100 g Saccharose gegeben. Die Saccharose wird durch leichtes Rühren bei Raumtemperatur vollständig gelöst. Die Lösung wird dann mit der Geschwindigkeit III (259 UpM) 10 min in einem Hobart- Mischer (Modell N-50) mit einem Drahtquirl geschlagen. Unmittelbar anschließend werden 10 ml Proben des Schaums auf 10 verschiedene Stellen eines Aluminiumblechs mit einer Spritze aufgetragen. Es wird 1 h bei 130°C gebacken. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden das Gewicht und das Gesamtvolumen der Merengen bestimmt und die Dichte berechnet.

Die Überlegenheit bezüglich der Schlagfähigkeit und Schaumstabilität des erfindungsgemäß hergestellten Eiklar-Austauschstoffes im Vergleich mit der Schlagfähigkeit und Schaumstabilität eines entsprechenden bekannten Eiklar-Austauschstoffes, der aus säuregefälltem Sojaisolat hergestellt worden ist, gehen aus den folgenden Beispielen hervor, die das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern. Auch die Überlegenheit der Backeigenschaft von Backgemischen bzw. Teigen, die den erfindungsgemäß hergestellten Eiklar-Austauschstoff enthalten, mit den Backeigenschaften von Backgemischen, die bekannte Eiklar- Austauschstoffe enthalten, gehen aus den folgenden Beispielen hervor. Der erfindungsgemäße Eiklar-Austauschstoff besitzt auch ausgezeichnete Emulgiereigenschaften.

Beispiele 1 bis 3

Aus Gründen der Kürze und besseren Vergleichbarkeit werden die folgenden drei Beispiele im halbtechnischen Maßstab hauptsächlich als Fließschemata und Tabellen angegeben, bei denen drei Herstellungsverfahren nach der Erfindung angegeben sind und die Ergebnisse in Werten für die Schlagfähigkeit.

In diesen drei Beispielen wurden die gleichen Vorrichtungen angewandt, nämlich:

Zentrifuge:

Feststoff auswerfende Zentrifuge (Westfalia SB 07).

Ultrafiltrationsvorrichtung:

DDS-Modul 35, Membranfläche 2,5 m². Membran GR-P der De Danske Sukkerfabrikker A/S.

Ausgangsmaterial:

Entfettetes weißes Sojamehl (Aarhus Oliefabrik A/S).

Enzym:

ALKALASE 0,6 L der NOVO Industrie A/S.

In den Beispielen 1 bis 3 wurde die Hydrolyse mit einer proteolytischen Aktivität von 12 Anson-Einheiten/kg Protein durchgeführt. In den Beispielen 1 und 3 wurden 11,5 kg entfettetes weißes Sojamehl bei einem pH-Wert von 8 mit Hilfe von 108,5 l Wasser extrahiert.

In den folgenden Beispielen wurden nur 150 ml Proteinlösung für die Bestimmung der Ausdehnung beim Schlagen angewandt, aufgrund der unglaublich hohen Ausdehnung der Proteinhydrolysate beim Schlagen.

Zum Vergleich mit bekannten Verfahren sind auch Ergebnisse angegeben, die mit Proteinen ohne Durchführung der Hydrolysestufe und mit sauergefällten Proteinen, die bis zu einem DH- Wert von 3% hydrolysiert wurden, in den Tabellen der folgenden Beispiele angegeben. Daraus gehen die überlegenen Eigenschaften des erfindungsgemäß hergestellten Proteinhydrolysats hervor.

Beispiel 1

Die Herstellung im halbtechnischen Maßstab wurde entsprechend dem Fließschema 1 durchgeführt. Die Schlageigenschaften in Tabelle 1 zeigen die Wirkung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.

Tabelle 1


Es zeigte sich, daß das nach Beispiel 1 hergestellte Produkt, wenn es als Eiklar-Austauschstoff in einem Teig zur Herstellung von Meringen bzw. Baisers verwendet wurde, Backeigenschaften ähnlich wie natürliches Eiklar besaß. Die Dichte-Messungen von leichten Meringen, die mit jedem der drei in Tabelle 1 angegebenen Proteine erhalten worden waren, und Merengen, die aus frischem Eiklar hergestellt worden waren, sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2


Darüber hinaus war der Geschmack der erfindungsgemäß hergestellten Meringen sehr rein und es konnte keine Bitterkeit oder kein bohnenartiger Geschmack festgestellt werden. Fließschema 1



In diesem Fließschema sowie in den folgenden Fließschemata bedeuten die in Klammern angegebenen Werte Analysenergebnisse.

Beispiel 2

Die Herstellung im halbtechnischen Maßstab wurde entsprechend dem Fließschema 2 durchgeführt. Die Schlageigenschaften sind in Tabelle 3 und die Backeigenschaften in Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 3




Tabelle 4
Fließschema 2

Beispiel 3

Die Herstellung im halbtechnischen Maßstab wurde entsprechend dem Fließschema 3 durchgeführt. Zu Vergleichszwecken wurde die Herstellung ohne Ultrafiltration III wiederholt. Die Schlageigenschaften sind in Tabelle 5 und die Backeigenschaften in Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 5


Tabelle 6
. Fließschema 3

Beispiele 4 bis 7

Die folgenden vier Beispiele (4 bis 7) zur Herstellung im halbtechnischen Maßstab wurden entsprechend dem folgenden Fließschema 4 durchgeführt. Fließschema 4



Aus Gründen der Kürze und Einfachheit werden die Beispiele hauptsächlich durch Tabellen beschrieben, die vier Herstellungsverfahren angeben, die entsprechend dem Fließschema 4 durchgeführt wurden mit den folgenden Variationen entsprechend den folgenden Verfahrenscharakteristika:

  • a. Hersteller von Sojamehl oder weißen Flocken.
  • b. Zentrifugen.
  • c. Art der Ultrafiltrations-Moduls.
  • d. Art der Membranen in Beziehung auf die Trennwerte.
  • e. Art des Enzyms.


In den Beispielen 4 bis 7 wurden die Hydrolysen jeweils mit einer proteolytischen Aktivität von 18 Anson-Einheiten/kg Protein durchgeführt. In den Beispielen 4 bis 7 wurden 50 kg entfettetes Sojamehl bei einem pH-Wert von 8 mit Hilfe von 500 l Wasser extrahiert.

Eine Feststoff ausstoßende Zentrifuge, Westfalia SB07, (kurz: Westfalia) und der Alfa Laval-Dekanter Typ NX-314 (kurz: Alfa Laval) wurden entsprechend dem Fließschema auf die folgende Weise angewandt:

Zentrifugation I:

Entweder Westfalia oder Alfa-Laval und anschließend Westfalia.

Zentrifugation II:

Westfalia.

Das Sprühtrocknen wurde in einer Niro Atomizer Typ S-12 Anlage durchgeführt unter Anwendung eines Zerstäuberrades und bei einer Lufteintrittstemperatur von maximal 180°C und einer Austrittstemperatur von maximal 90°C.

Beispiel 4

Die Charakteristika des Verfahrens sind in der folgenden Tabelle 7 angegeben.

Soja-Rohmaterial Entfettetes weißes Sojamehl (Aarhus Oliefabrik) Ultrafiltrations-Modul ROMICON-Hohlfasern (Alfa-Laval), Membranfläche 4,8 m² Membran Typ PM30, Trennwert 30 000 Enzym Alcalase 0,6 L


In Tabelle 8 sind die Massen und Volumina von Phasen angegeben, die bei unterschiedlichen Operationen erhalten wurden. 50 kg Sojamehl wurden mit Hilfe von 500 l H&sub2;O bei einem pH- Wert von 8,0 extrahiert.

Phasen Masse (kg) und Volumen (l) Zentrifugat I 330 l Feststoffe I 251 kg Retentat I 41 l Permeat I 299 l Zentrifugat II 130 l Feststoffe II 29 kg Retentat II 27 l Permeat II 103 l


Die Schlag- und Backeigenschaften sind in Tabelle 9 angegeben. Sie können mit den Schlag- und Backeigenschaften verglichen werden, die in den Beispielen 1, 2 und 3 erhalten wurden.

Tabelle 9
Beispiel 5 Soja-Rohmaterial Weiße Flocken 90 von Cargill Zentrifugation Dekanter NX 314 während der Extraktion Ultrafiltration ROMICON-Hohlfasern (Alfa-Laval) Membranfläche 4,8 m² Membran Typ PM30, Trennwert: 30 000 Enzym Alcalase 0,6 l


60 kg weiße Sojaflocken wurden mit Hilfe von 600 l Wasser bei pH=8,0 extrahiert.

Phasen Masse (kg) oder Volumen (l) Zentrifugat I (Dekanter) 560 l Feststoffe I (Dekanter) 103 kg Zentrifugat I (Zentrifuge) 450 kg Feststoffe I (Zentrifuge) 118 kg Retentat I 50 l Permeat I 440 l Zentrifugat II 140 l Feststoffe II 131 kg Retentat II 20 l Permeat II 95 l


Tabelle 12
Beispiel 6 Soja-Rohmaterial Weiße Sojaflocken (533 WF09) (Aarhus Oliefabrik) Ultrafiltration DDS-Modul 35 Membranfläche 2,5 m² Membran Typ GR81P, Trennwert: 10 000 Enzym Alcalase 0,6 l


50 kg weiße Sojaflocken wurden mit 500 l Wasser bei pH 8,0 extrahiert.

Phasen Masse (kg) oder Volumen (l) Zentrifugat I 280 l Feststoffe I 244 kg Retentat I 43 l Permeat I 237 l Zentrifugat II 103 l Feststoffe II 24 kg Retentat II 10 l Permeat II 93 l


Tabelle 15
Beispiel 7 Soja-Rohmaterial Weiße Sojaflocken (533 WF09) (Aarhus Oliefabrik) Ultrafiltration DDS-Modul 35, Membranfläche 2,5 m² Membran Typ GR-81P, Trennwert: 10 000 Enzym Neutrase 0,5 l


Phasen Masse (kg) oder Volumen (l) Zentrifugat I 295 l Feststoffe I 252 kg Retentat I 55 l Permeat I 240 l Zentrifugat II 120 l Feststoffe II 31 kg Retentat II 30 l Permeat II 90 l


Tabelle 18


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines Eiklar-Austauschstoffes auf der Grundlage von Sojaprotein durch Extraktion eines entfetteten Sojabohnenmaterials mit einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich von 6,0 bis 10,5, Abtrennung des Feststoffes von der Flüssigkeit und proteolytische Hydrolyse der Flüssigkeit oder einer Fraktion davon mit Hilfe eines mikrobiologisch erzeugten proteolytischen Enzyms bis zu einem DH-Wert von 1 bis 8 und anschließende Zerstörung der proteolytischen Aktivität, dadurch gekennzeichnet, daß man das Hydrolysat einer Ultrafiltration unterwirft.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auch vor der Hydrolyse ultrafiltriert.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ultrafiltration oder Ultrafiltrationen mit Hilfe einer Membran mit einem Trennwert für das Molekulargewicht zwischen ungefähr 1000 und ungefähr 30 000 durchführt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als proteolytisches Enzym ein solches aus B. licheniformis verwendet.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die proteolytische Hydrolyse mit einer Enzymaktivität von mindestens 5 Anson-Einheiten/kg Protein durchgeführt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration des Proteins in dem zu hydrolysierenden Medium mindestens 2,5 Gew.-% beträgt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die proteolytische Hydrolyse bis zu einem DH-Wert im Bereich von 3 bis 8 durchgeführt wird.






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