Die Erfindung betrifft die Behandlung von Flachssamen (Linum sp.) zur Erzeugung einer Nahrungsmittelergänzung.

Die Flachssamen-Hülle besteht aus drei separaten anatomischen Anteilen. Der Außenteil besteht aus einem wasserlöslichen Schleimstoff, der Epidermis-Schicht. Unterhalb des Schleimstoffs befindet sich die eigentliche Hüllensubstanz, das Spermoderma, bestehend aus vier Schichten. Die innere Hüllenoberfläche ist das Endosperm, wobei der Samenkern aus dem Keimblatt (Cotyledon) besteht, das ca. die Hälfte des Samengewichts ausmacht. Der Hauptanteil des Öls und des Proteins des Samens befindet sich in dem Keimblatt. Samen sind bisher als solche oder in einer Grundform in Tierfutter und Menschennahrung verwendet worden. Der von der Hülle separierte Schleimstoff ist ebenso in medizinischen und kosmetischen Produkten verwendet worden.

Flachssamen wird auch geschält, um den Hüllenanteil von dem Innenanteil zu trennen (Wanasundra & Shahidi, Food Chem., 59 (1997) 47–55). Nichtsdestotrotz ist das Schälen aufgrund von insbesondere der Samenform ein arbeitsaufwendiges und unpraktisches Verfahren. Zum Schälen sind Abrasionsverfahren eingeführt worden.

Durch Pressen oder durch Extraktion kann aus dem Flachssamen Öl abgeschieden werden. Der feste Reststoff wird hauptsächlich als Tierfutter verwendet. Bisher wurde er im Allgemeinen zur Verwendung als Nahrungsmittel für ungeeignet befunden (Oomah & Mazza, Food Chem., 48 (1993), 109–114), wobei er jedoch als solches insbesondere in Backwaren verwendet wurde. Seine Verwendung ist insbesondere aufgrund seines Geschmacks und der Farbveränderungen in dem Nahrungsmittel begrenzt, die als unangenehm empfunden werden.

Flachssamen enthält auch Lignine in einem Anteil von 80 bis 370 mg/100g (Mazur et al., Anal. Biochem., 233 (1996) 169–180). Lignine in Nahrungsmitteln zeigten sich gesundheitsfördernd, u. a. mit Antikarzinom-Wirkungen.

Ein Verfahren zum Entfernen der Flachssamen-Hülle von dem Samenkorn mittels Abrasion ist aus der CA-A-2167951 bekannt.

Es wurde jetzt ein Verfahren gefunden, bei dem die Hüllenschicht von dem in seiner Ganzheit vorliegenden Flachssamen entfernt wird, wobei die Hülle nachfolgend in einen als erstes entfernten Schleimstoff-Anteil und einen als zweites entfernten Faseranteil unterteilt wird. Der Schleimstoff-Anteil umfasst die äußersten Hüllenschichten und ist reich an wasserlöslichen Kohlehydraten (Schleimstoff). Der Faseranteil umfasst die inneren Hüllenschichten und ist insbesondere reich an Fasern und Ligninen. Die Abrasion kann in einer Mühle ausgeführt werden, die insbesondere mit Mühlsteinen ausgerüstet ist.

Das Verfahren zum Entfernen der Hülle gemäß der Erfindung dient zum Ablösen separater Anteile in einem einzigen Verfahren, die für verschiedene Verwendungszwecke geeignet sind.

Es wurde jetzt auch ein Verfahren gefunden, bei dem die Feststoffsubstanz von Flachssamen, die durch ein Abscheiden von Öl von dem Samen erhalten wird, mittels einer Behandlung mit einer Mischung aus Wasser und Alkohol gebleicht wird. Die Bleichmischung kann zusätzlich Wasserstoffperoxyd enthalten. Hüllen oder Hüllenanteile, die von dem Samen in seiner Gesamtheit entfernt wurden, können ebenso mit dem Bleichverfahren der Erfindung gebleicht werden.

Das Bleichverfahren der Erfindung erzeugt ein Produkt, das in Verwendung als Nahrungsmittelergänzung weniger Veränderungen in der Farbe und dem Geschmack verursacht als eine nicht behandelte Feststoffsubstanz.

Die äußerste Schicht des Flachssamens umfasst prinzipiell wasserlösliche Kohlehydrate und bildet den Schleimstoff des Flachssamens. Unterhalb befindet sich eine Schicht, die hauptsächlich Fasern aufweist. Wenn ein ganzer, ungebrochener Flachssamen abrasiert wird, wird zuerst die Außenschicht entfernt. Diese Schicht wird als ein Schleimstoff-Anteil abgeschieden. Nachfolgend wird die Innenschicht abgelöst, die als ein Faseranteil abgeschieden wird. Dieser Anteil ist ebenso reich an Ligninen. Der verbleibende Anteil umfasst den inneren Samenanteil, der reich an Öl und Proteinen ist. Der innere Anteil macht näherungsweise die Hälfte des Samengewichts aus.

Der Schleimstoff-Anteil ist in Nahrungsmitteln, insbesondere als Eindickmittel in beispielsweise Broten verwendbar. Der Schleimstoff-Anteil ist ebenso in kosmetischen wie in medizinischen Produkten verwendbar. Das rheologische Verhalten des Schleimstoff-Anteils ist ähnlich dem von Gummiarabicum.

Der Schleimstoff-Anteil macht ca. 0,5–10% des Samengewichts aus, beispielsweise 5–8%. Der Schleimstoff-Anteil zieht sich bis zum Innenanteil der Hülle entlang.

Der Faseranteil ist als eine Nahrungsmittelergänzung verwendbar, wenn insbesondere eine Anreicherung von Fasern und Ligninen erwünscht ist. Lignine bewiesen sich als gesundheitsfördernd. Es scheint, dass sie unter anderem als antikarzinogen wirken. Der Faseranteil weist natürlich einen bestimmten Anteil an Öl auf. Das Öl kann mit Hilfe von beispielsweise Hexan abgeschieden werden. Ein insbesondere an Fasern reicher Anteil kann ebenso von dem Faseranteil separiert werden. Des Weiteren kann ein Lignin-Konzentrat aus dem Faseranteil beispielsweise durch Siebung oder Korngrößensiebung gewonnen werden, wenn insbesondere das Öl zuerst abgeschieden wird. Lignin kann ebenso mittels Extraktion konzentriert werden.

Der Faseranteil macht ca. 20–70%, beispielsweise 30–50%, insbesondere 35–45% des Samengewichts aus.

Aus dem Innenanteil des Samens kann Öl separiert werden, wobei der Restanteil reich an Proteinen ist. Von dem Restanteil kann des Weiteren ein Proteinanteil mit einem insbesonderen hohen, d. h. ein bis zu 70%-haltiger Proteinanteil und ein Schleimstoff-Anteil separiert werden.

Die Abrasion wird mit dem Ziel ausgeführt, den Innenanteil des Samens so vollständig wie möglich zu erhalten, um ihn von dem Abrasionspulver trennen zu können. Die Abrasion kann unter Verwendung herkömmlicher Abrasionsvorrichtungen ausgeführt werden. Die Vorrichtungen können beispielsweise modifizierte Reisschleifmaschinen sein. Die Abrasion wird mit dem Ziel durchgeführt, den Hüllenanteil so vollständig wie möglich abzulösen, wobei nur ein Minimum des Innenanteils entfernt wird. Die Abrasion kann als ein kontinuierliches Verfahren ausgeführt werden.

Die Samen können beispielsweise in einer mit Mühlsteinen ausgerüsteten Mühle abrasiert werden. Die rauen Oberflächen der Mühlsteine abrasieren die Samen in einem vorgegebenen Maß, vorzugsweise für ca. 1–3 Minuten. Es wurde herausgefunden, dass das Abrasionspulver einen insbesonderen hohen Ligninanteil nach einer Abrasionsdauer von ca. 1 Minute hat.

Der Faseranteil ist ein bräunliches Pulver. Er kann gebleicht und gleichzeitig geschmacksneutralisiert, entfettet und veredelt werden.

Beim Bleichen wird das Pulver mit Wasser vermengt, wobei das Verhältnis von Wasser zu Pulver beispielsweise in dem Bereich von 1 : 1 bis 3 : 1 variiert. Enzyme, wie beispielsweise Lipase oder Protease können dem Wasser hinzugefügt werden. Das Wasser soll beispielsweise 0,5–12 Stunden einwirken, wonach die Paste in Alkohol, beispielsweise C1–C5 Alkohol, insbesondere Ethanol oder Isopropanol, besonders Isopropanol homogenisiert wird. Der Alkoholgehalt entspricht beispielsweise dem 2–5fachen des Pulvergehalts. Die homogenisierte, Alkohol enthaltende Lösung wird von der Lösung beispielsweise durch Filtrieren oder Zentrifugieren separiert. Das separierte Pulver wird beispielsweise mit einem 2–6-fachen Alkoholgehalt gewaschen, wonach die Suspension vorteilhafterweise filtriert und zentrifugiert wird. Die alkoholische Masse wird beispielsweise bei 20–90°C getrocknet. Die getrocknete Paste wird bei Bedarf auf die gewünschte Korngröße geschliffen oder granuliert.

Der Alkohol setzt die durch die mit Alkohol unlösliche aber wasserlösliche Kohlehydrat-Komponente erzeugte Viskosität herab. Das macht es einfach, die Paste auf eine nichtviskose Suspension zu homogenisieren und die mechanischen Separationsbehandlungen der Suspension auszuführen, wie beispielsweise ein Filtireren und Zentrifugieren. Die Wasserbehandlung resultiert darin, dass die Feststoffstruktur geöffnet wird, so dass der Hauptanteil des in der Paste verbleibenden Öls während der Wasser-Alkoholbehandlung entfernt wird. Je feiner das Pulver gemahlen ist, desto stärker ist der Effekt. Der nach der Wasserbehandlung zugegebene Alkohol dient dazu, die wasserlöslichen Kohlehydrate abzuscheiden und diese von der umgebenden Matrix abzulösen. Das ermöglicht beispielsweise, dass das Trockenprodukt durch mechanische Mittel, wie beispielsweise durch ein Mahlverfahren, in eine wasserlösliche Komponente konzentriert wird.

Das Bleichen entfernt ebenso Zyane aus dem Produkt.

Ein besseres Ergebnis als mit einer reinen Wasser-Alkoholbehandlung würden durch Zugabe von beispielsweise 2–7% an Wasserstoffperoxyd zu der wässrigen Lösung in der Elutriationsphase erzielt. Ein vor dem Alkohol hinzugegebenes Wasserstoffperoxyd löst wirksam den Schleimstoff von der Oberfläche.

Vor dem Bleichen kann das Pulver thermisch behandelt werden, um jegliche Enzymaktivität zu unterbinden, die den Geschmack beeinflusst. Der Temperaturbereich kann beispielsweise 40–80°C und die Behandlungsdauer beispielsweise 0,5–2 Stunden sein. Die Behandlung kann im einem Vakuum ausgeführt werden. Neben dem Inaktivieren von Enzymen haben die Temperatur und das mögliche Vakuum die Folgewirkung, niedermolekulare Bestandteile abzuscheiden, die auf den Geschmack einwirken.

Ein nach dem Öl verbleibender fester Reststoff ist von dem Gesamtflachssamen (Flachssamen-Schrot) separiert worden, insbesondere ein durch Verpressen erhaltener Reststoff, der ebenso mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gebleicht werden kann.

Das Schrot wird vorzugsweise vor dem Bleichen beispielsweise mittels einer Schmirgelmühle mit einem Paar Mühlsteinen gemahlen.

Zur Abrasion von Flachssamen wurde eine für eine Hafer-Abrasion bestimmte Vorrichtung verwendet. Die Samen wurden zwischen den Mühlsteinen und dem Metallsieb in einer mit zwei Mühlsteinen ausgerüsteten Beschickungsvorrichtung (Chargen von 80 g) abrasiert. Am Ende der Abrasion wurden die Samen von der Vorrichtung durch eine Luke am Siebboden entfernt. Während des Verfahrens wurde das Abrasionspulver durch das Sieb in einen Aufnahmebehälter befördert. Tabelle 1 zeigt den erzielten Abrasionsanteil und das Protein, die Fett- und Ligninkonzentrationen als eine Funktion der Abrasionszeit.

Tabelle 1. Abrasierter Flachssamen (Linum usitatissimum, Helmi ssp.), Pulver- Erzeugnis und Protein, Fett- und Ligninkonzentration, berechnet aus der Trockensub- stanz.

Das erhaltene Pulver ist als Reaktant zur weiteren Ligninkonzentration verwendbar. Durch Extrahieren des Öls von dem Abrasionspulver durch beispielsweise eine Hexan-Extraktion, wird die Ligninkonzentration des Pulvers durch einen dem Ölanteil entsprechenden Gehalt erhöht, d. h. durch 18% nach 1 Minute der Abrasion. Das Pulver kann beispielsweise wie im Beispiel 2 beschrieben weiter gebleicht werden.

Das in einem Kaltzieh-Verfahren erhaltene Flachssamen-Schrot wurde gebleicht. Das Schrot wurde einer thermischen Behandlung unterzogen, um jegliche Enzymaktivität zu unterbinden, die den Geschmack des Schrotes beeinflusst. Das beste Sinnesergebnis wurde durch thermische Behandlung des Schrots für 1 Stunde in Vakuum bei 60°C erhalten. Das erhaltene tiefbraune Schrot wurde bei Raumtemperatur in Wasser ausgewaschen, wodurch ein pastös-förmiges Pulver gebildet wurde. Nach einem Setzenlassen von ca. 0,5–2 Stunden wurde das pastös-förmige Pulver in Isopropanol in einem Verhältnis von 1,2–3 (w/w) ausgewaschen. Die erhaltene zermalmte Flachssamen-Suspension wurde im Vakuum filtriert. Der erhaltene Absatz, das heißt der Filterpress-Kuchen, wurde während einer Homogenisierung in Isopropanol gewaschen, im Vakuum refiltriert oder in einer Dekanter-Zentrifuge zentrifugiert. Das filtrierte Pulver wurde bei Raumtemperatur getrocknet oder es wurde eine geschlossene Trocknungstechnik verwendet, bei der Isopropanol zurückgewonnen werden kann.

Ein besseres Ergebnis als das mit einer reinen Wasser-Alkoholbehandlung wurde durch Hinzufügen von Wasserstoffperoxyd zu der wässrigen Lösung bei der Elutriationsphase erhalten. Ein sehr leichtes Pulver wurde durch Elutrieren des Schrots in einer wässrigen Lösung mit einem Gehalt von 4–5% Wasserstoffperoxid erhalten. Nach einer Elutriationszeit von 0,5–2 Stunden wurde das pastös-förmige Pulver in einem Doppelgehalt von Isopropanol homogenisiert, im Vakuum filtriert, in Isopropanol gewaschen und refiltriert. Das filtrierte Pulver wurde getrocknet.

Ein insbesondere an Proteinen reiches Produkt wurde erhalten, wenn Isopropanol 50% der Lösung und Peroxyd ca. 5% der Lösung ausmachten.