AT271161B

AT271161B - Verfahren zur Herstellung von Hydrolysaten tierischer, vegetabilischer oder pflanzlicher Eiweißstoffe

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Publication number: AT271161B
Application number: AT873566A
Authority: AT
Original assignee: Nestle Sa
Priority date: 1965-09-17
Filing date: 1966-09-15
Publication date: 1969-05-27

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



   Verfahren zur Herstellung von Hydrolysaten tierischer, vegetabilischer oder pflanzlicher Eiweissstoffe 
 EMI1.1 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 werden sollen, können tierischen, vegetabilischen oder mikrobiologischen Ursprungs sein. Kasein, Lac- talbumin, Fischmehl, Kuchen aus ölhaltigen pflanzlichen Stoffen, Hefe und zellhaltige Massen ver- schiedener Mikroorganismen können z. B. dieses Ausgangsmaterial darstellen. 



   Es ist vorzuziehen, dass die Eiweissstoffe, die der Behandlung unterworfen werden,   möglichst wenig   denaturiert sind. Diese Bedingung kann erreicht werden, insbesondere, indem man vermeidet, dass die
Eiweissstoffe vor der Hydrolyse strengen thermischen Behandlungen unterworfen werden. Substanzen, wie
Lactalbumin z. B., sollen im Verlaufe der Isolierung und der Trocknung keinen Temperaturen oberhalb
700C ausgesetzt werden. Man hat festgestellt, dass, wenn man in dieser Weise vorgeht,   d. h.   man die
Ausgangsstoffe bei den thermischen Behandlungen schonend behandelt, man zu einer merklichen Ver- besserung des Geschmackes des Endproduktes gelangen kann. 



   Die Proteasen, um die Hydrolyse der Eiweissstoffe bewirken zu können, können tierischen, pflanz- lichen oder mikrobiologischen Ursprungs sein, z. B. Pankreatin, Pepsin, Erepsin, Trypsin, Chymotrypsin,
Fizin, Bromelin, Papain, Hefen, aspergillus oryzae, bacillus subtilis sowie Pilzenzyme. 



   Die Hydrolyse der Phosphorsäuregruppen kann mit Hilfe jeder Phosphatase (die an sich zu den Hy- drolasen   gehölt) erzieltwerden, wobei   die Phosphatase aus einer pflanzlichen, tierischen oder auch mi- kroorganismischen Quelle stammen kann. Die sauren Phosphatasen können ebenso wie die alkalischen
PhosphatasenmitErfolgverwendetwerden. Sie können ausgewählt sein z. B. aus   Phosphatasen vonSchlan-   gen, Phosphatasen des Ileus und der Leber, aus Kartoffeln, Orangenschalen, Getreidekeimen, Hefe usw. 



   Erfindungsgemäss verwendet man vorteilhaft Enzyme, die neben ihrer Wirkung als Phosphatasen noch eine sekundäre enzymatische Wirkung, z. B. eine proteolytische Aktivität, haben. Auf diese Weise kann ein und derselbe Stoff gleichzeitig als Protease und Phosphatase wirken. 



   Wenn die Eiweissstoffe als Ausgangsstoffe Fettstoffe enthalten, gibt man bevorzugt während der Iso- lierung der Eiweissstoffe, während der Hydrolyse oder auch im Verlaufe beider Behandlungen eine kleine
Menge eines Antioxydationsmittels hinzu, berechnet z. B. auf das Fettgewicht etwa 0,   01   bis 0,   O   o.   



   Zahlreiche Antioxydationsmittel können verwendet werden. Die natürlichen Stoffe, z. B. auf Basis des Tokopherols oder der Oxydationsmittel auf Basis des Butylhydroxyanisols, sind besonders wirksam. 



   Die Bedingungen, unter denen die Hydrolyse abläuft, hängen von den verwendeten Enzymen ab. 



  Die Hauptfaktoren, die man beachten muss, sind der pH-Wert des Reaktionsmediums und seine Temperatur. Im allgemeinen wird die Hydrolyse bei Temperaturen oberhalb   40 oe   durchgeführt, und diese liegt bevorzugt zwischen 50 und   70oc,   so dass man die Entwicklung von sekundären Nebeninfektionen so weit wie möglich verhindert. Daher ist es vorteilhaft, Enzyme, z. B. Proteasen oder Phosphatasen, auszuwäh-   len, die   ihr Aktivitätsoptimum bei Temperaturen haben, die innerhalb der angegebenen Grenzen liegen. 



   Der pH-Wert des Reaktionsmediums wird in gleicher Weise bestimmt durch die Funktionen, unter denen sich die optimale Aktivität der angewandten Enzyme entwickelt. Wenn man z. B. eine saure Phosphatase verwendet, soll das Milieu unter diesen Bedingungen einen sauren PH-Wert aufweisen. Der pH-Wert wird im allgemeinen im Laufe der Hydrolyse streng geregelt und durch Zugaben von Säuren oder Alkali eingestellt, z. B. von Milchsäure oder von Salzsäure oder von Calciumhydroxyd. Glutaminsäure ist besonders angezeigt, um das Reaktionsmedium anzusäuern. 



   Die Hydrolyse wird bevorzugt in einem wässerigen Milieu durchgeführt, das z. B. 5 bis   250/0   Eiweisstrockenstoffe enthält. Es ist vorteilhaft, die Suspension etwa 30 min vor der Zugabe der Enzyme zu er-   wärmen. Die Temperatur und der pH-Wert werden dann auf die Werte eingestellt, die dem Wirkungsoptimum der gewählten Enzyme entsprechen. Die Hydrolyse wird während einer Zeit von 5 bis 20 h durchgeführt, wobei das PH durch Zugabe von Säuren oder Alkali auf einem festen Wert gehalten wird. 



  Nach dieser Zeit kann die Phosphatase zugegeben und zur Reaktion gebracht werden.   



   Gemäss einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens vervollständigt man die Hydrolyse durch Zugabe von Protease, die gleich oder verschieden sein kann von derjenigen, die bei der ersten Hydrolyse verwendet wurde. Zu diesem Zweck kann man auch ein Gemisch von zwei oder mehr Enzymen verwenden. 



   Vorzugsweise stellt man die Bedingungen der Hydrolysenreaktion so ein, dass man eine Ausbeute an löslichen Stoffen in der Grössenordnung von 70 bis   9   o   und einen Eiweissabbau von mehr als   5   o   erzielt,   d. h.   dass mehr als   5rP/o   des im Endprodukt enthaltenen Gesamtstickstoffes in Form von Aminostickstoff vorliegen. 



   Nach Abschluss der Hydrolyse erhitzt man das Reaktionsgemisch auf eine Temperatur von etwa 95 bis   100OC,   um die Enzyme zu inaktivieren und eventuelle sekundäre Reaktionen zu unterbinden. Die unlösliche Fraktion wird dann abgetrennt, und die Lösung des Hydrolysats, die im allgemeinen 6 bis   121o   

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   Trockenstoffe enthält, wird zu   einer Paste konzentriert oder mit einem hiefür geeigneten Mittel (Trocknung durch Atomisierung, über Walzen im Vakuum oder durch Gefriertrocknung u. dgl. getrocknet, wodurch man ein pulverförmiges Produkt erhält. 



   Vorzugsweise wird das Produkt bei Temperaturen bis höchstens 800C getrocknet. 



   Die Phosphatase bewirkt bei der Hydrolyse eine wesentliche Verminderung der Bildung von Phosphopeptiden, die einen sehr bitteren Geschmack verursachen. Es wurde auch festgestellt, dass das Endprodukt noch durch eine Behandlung verbessert werden kann, die den Gehalt an   L-PhenylalaninundL-Tryp-   tophan herabsetzt. Man hat festgestellt, dass die L-Isomeren dieser beiden Aminosäuren äusserst bitter sind, ja in Form ihrer Calciumsalze noch bitterer sind. Umgekehrt sind die Natriumsalze dieser Isome- 
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 nins und Tryptophans praktisch keinen bitteren Geschmack. 



   Um den Gehalt an L-Phenylalanin und L-Tryptophan herabzusetzen, behandelt man die Lösung des Hydrolysats vorzugsweise mit Aktivkohle. Gemäss einer Ausführungsform des Verfahrens gibt man zu dieser Lösung eine Menge Aktivkohle entsprechend 5 bis 20 Gew.-o der darin enthaltenen Trockenstoffe, worauf man das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 60 bis   800C   erwärmt. Es gelingt auf diese Weise, den Gehalt des Produktes an L-Tryptophan z. B. auf etwa   1, 2 Gew.-o der   darin enthaltenen Trokkenstoffe herabzusetzen, und infolgedessen wird das Endprodukt von seinem unangenehmen bitteren Geschmack befreit. 



   Das nach dem Verfahren der Erfindung erhaltene Hydrolysat enthält eine grössere Menge löslicher Eiweissstoffe, die als Produkt mit einem annehmbaren Geschmack direkt assimilierbar sind und bequem für die Ernährung verwendbar sind. Es kann direkt verzehrt werden oder den diversen Nahrungsmitteln und Getränken einverleibt werden, z. B.   Suppen,   Bouillon, Milch, Fruchtsäften, warmen Speisen, Nährmitteln oder diätetischen Nährmitteln usw. Das Produkt kann z. B. als Pulver, in Form von Granulaten, Flocken, Tabletten, Pasten oder Flüssigkeiten erzeugt werden. In eingestellter Lösung und nach Sterilisation kann das Hydrolysat auch durch Injektion verabreicht werden. 



   Die nachstehenden Beispiele erläutern die Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. 



   Beispiel 1 : 100 kg Lactalbumin, bei niedriger Temperatur gereinigt und getrocknet, dessen Zusammensetzung wie folgt ist : 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 95, <SEP> 510 <SEP> 
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 12, <SEP> S
<tb> Fettstoffe <SEP> 4, <SEP> 5
<tb> Lactose <SEP> 3, <SEP> Olo
<tb> Asche <SEP> 3, <SEP> 0o
<tb> davon <SEP> Natrium <SEP> 0. <SEP> 10/0 <SEP> 
<tb> 
 werden gemahlen und gesiebt (US Standard-Sieb mit 70 Maschen). Das Pulver wird dann in 700   l   Wasser 
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 mit   50 I   Extrakt von Getreidekeimen, die reich an Phosphatase sind. 



   Zur Herstellung dieses Extraktes dispergiert man 9 kg Getreidekeimpulver in 50 1 Wasser   unter Rüh-   ren des Gemisches während mehrerer Stunden und trennt dann die unlösliche Fraktion ab. Nach einer Einstellung seiner Wirksamkeit an Phosphatase gibt man den Extrakt in das oben genannte Reaktionsge-   misch. Die Hydrolyse wird ohne Einstellung des PH-Wertes fortgesetzt. Man wartet 2 h und dann gibt man ein Gemisch von 3 kg Pankreatin in 201 Wasser hinzu und hält die Hydrolysebedingungen bis zum   Abklingen der Reaktion während einer Gesamtzeit von etwa 9 h aufrecht. Das rohe Hydrolysat wird dann auf eine Temperatur von   970C   erwärmt, dann trennt man die unlösliche Fraktion durch Zentrifugieren ab.

   Das klare Hydrolysat mit einem Gehalt von etwa 10% Trockenstoffen vermischt man bei einer Temperatur von etwa 70 bis   800C   mit Aktivkohle, entsprechend etwa 15 Gew.-o der Trockenstoffe. Dann filtriert man nach 15 min mit Hilfe einer Filterpresse. Das Filtrat konzentriert man, bis eine Probe 30% Trockenstoffe ergibt, worauf durch Zerstäubung in einem Behälter getrocknet wird, der im Inneren eine Temperatur von nicht mehr als   800C   aufweist.

   Man erhält schliesslich 76 kg trockenes Produkt, das man 

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 in die Form eines Pulvers oder von Granulaten bringt, die enthalten : 
 EMI4.1 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 96,5%
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 12, <SEP> 10/0
<tb> Aminostickstoff <SEP> 6,3%
<tb> Asche <SEP> 3. <SEP> 00
<tb> davon <SEP> Natrium <SEP> 0,1%
<tb> 
 Sein Gehalt an Phenylalanin beträgt   3, Wo   (ganz in freier Form) und an Tryptophan   1, 6vlo,   wovon etwa die Hälfte gebunden und nicht bitter ist. Das Produkt ist in warmem Wasser löslich und ergibt eine klare Lösung mit einem angenehmen Geschmack. 



   Beispiel 2 : 100 kg Kasein, gereinigt, getrocknet und fein gemahlen, mit nachstehender Zusammensetzung 
 EMI4.2 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 95, <SEP> 60/0 <SEP> 
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 13,4%
<tb> Fettstoffe <SEP> 0, <SEP> 60/0
<tb> Asche <SEP> 9. <SEP> 2%
<tb> Lactose <SEP> 0%
<tb> 
 werden behandelt, wie im Beispiel 1 beschrieben. Man erhält 74 kg trockenes Pulver, dessen Zusammensetzung wie nachstehend ist : 
 EMI4.3 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 95, <SEP> 20/0 <SEP> 
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 12, <SEP> 20/0 <SEP> 
<tb> Aminostickstoff <SEP> 6, <SEP> 50/0
<tb> Asche <SEP> 3, <SEP> 20/0 <SEP> 
<tb> 
 Dieses Pulver ist in warmem Wasser löslich und ergibt eine klare Lösung mit einem angenehmen Geschmack, obgleich bitterer als die, die nach Beispiel 1 hergestellt ist. 



   Beispiel 3 : 100 kg Lactalbumin, dessen Zusammensetzung identisch ist mit der in Beispiel 1 angegebenen, werden behandelt, wie in diesem Beispiel beschrieben ist, mit der Abweichung, dass der pH-Wert nicht mit Hilfe von Ca   (OH) z   eingestellt wurde, sondern mit einem Gemisch, das einen Teil Ca   (OH)   und zwei Teile NaOH enthält. Die beiden Substanzen werden in Wasser zu einer   Konzentra -   tion von 15% gemischt. Man erhält ein Produkt, das eine Zusammensetzung hat, angenähert identisch mit der, wie man sie bei der Arbeitsweise nach Beispiel 1 erhält. 



   Dieses Pulver ist jedoch arm an Calcium und enthält dafür Natrium   (0, 9 ).   Es ist löslich in warmem Wasser und gibt eine klare Lösung, deren Geschmack noch angenehmer ist als der des Produktes nach Beispiel   1,   auf Grund seiner geringeren Konzentration an Calcium. 



   B e i s p i e l 4: 100 kg Lactalbumin, dessen Zusammensetzung identisch ist mit der, wie sie definiert ist in Beispiel l, werden, wie in diesem Beispiel beschrieben ist, behandelt, mit der Abweichung, dass man 40 kg Kartoffelextrakt, reich an Phosphatase hinzugibt an Stelle des Extraktes aus Getreidekeimen. Man erhält 76 kg Produkt als Pulver, dessenZusammensetzung praktisch identisch ist mit dem nach Beispiel 1. Dieses Pulver ist löslich in warmem Wasser und gibt eine klare Lösung ; der Geschmack ist angenehm, vergleichbar dem Produkt nach Beispiel 1. 



   B e i s p i e l 5: 100 kg Lactalbumin, dessen Zusammensetzung identisch ist, wie sie in Beispiel 1 definiert ist, werden, wie in diesem Beispiel beschrieben, behandelt, mit der Abweichung, dass man 30 kg gepresste Bäckerhefe hinzugibt an Stelle eines Extraktes aus Getreidekeimen. Man erhält ein Pulver, dessen Zusammensetzung wie nachstehend ist : 
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<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 92, <SEP> 2%
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 11, <SEP> wo
<tb> Aminostickstoff <SEP> 6. <SEP> Wo
<tb> 
 Dieses Pulver ist gut löslich in warmem Wasser und ergibt eine klare Lösung ; der Geschmack ist angenehm, vergleichbar dem Produkt nach Beispiel 1. 



     Beispiel 6 :   333 kg frisch isoliertes, nicht getrocknetes Lactalbumin, dessen Zusammensetzung die nachstehende ist : 

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 EMI5.1 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 33, <SEP> 0%
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 4, <SEP> 10%
<tb> Fettstoffe <SEP> 1, <SEP> fP/o <SEP> 
<tb> Lactose <SEP> 1, <SEP> 0%
<tb> Asche <SEP> 1, <SEP> 0%o <SEP> 
<tb> davon <SEP> Natrium <SEP> 0,03% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI5.2 
 
 EMI5.3 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 97,2%
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 10, <SEP> 8%
<tb> Aminostickstoff <SEP> 5, <SEP> 6%.
<tb> 
 Es ist löslich in warmem Wasser und ergibt eine klare Lösung mit angenehmem Geschmack. 



   Beispiel 8 : 100 kg Sojaeiweiss, dessen Zusammensetzung wie folgt ist : 
 EMI5.4 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 9 <SEP> 7, <SEP> Wo <SEP> 
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 11, <SEP> 210 <SEP> 
<tb> Asche <SEP> 4, <SEP> 71.
<tb> 
 werden gesiebt (US-Standardsieb, 70 Maschen) und in   700 1   Wasser suspendiert. Das Gemisch wird dann behandelt wie in Beispiel 1 beschrieben. Man erhält ein trockenes Pulver mit der nachstehenden Zu-   sammensetzung :    
 EMI5.5 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 95, <SEP> 0 <SEP> )
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> in, <SEP> po <SEP> 
<tb> Aminostickstoff <SEP> 7,0%
<tb> Asche <SEP> 4, <SEP> 0%.
<tb> 
 



   Dieses Pulver ist in warmem Wasser löslich und ergibt eine klare Lösung ; der Geschmack ist angenehm, wenn jedoch etwas weniger rein als der des Produktes nach Beispiel 1. 



   Beispiel 9 : 10 kg Fischmehl, dessen Zusammensetzung die nachstehende ist : 
 EMI5.6 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 96,0%
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 13,3%
<tb> Fett <SEP> 0, <SEP> 3%
<tb> Asche <SEP> 9, <SEP> 00/0
<tb> 
 werden abgesiebt (US-Standardsieb, 70 Maschen) und in 700 1 Wasser suspendiert. Das Gemisch wird dann wird in Beispiel 1 behandelt. Man erhält 76 kg trockenes Pulver mit der nachstehenden Zusammensetzung : 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 9 <SEP> 5, <SEP> 0go <SEP> 
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 12,9%
<tb> Aminostickstoff <SEP> 4, <SEP> 50/0 <SEP> 
<tb> Asche <SEP> 4, <SEP> fi1/0. <SEP> 
<tb> 
 Dieses Pulver ist in warmem Wasser löslich und ergibt eine klare Lösung mit einem angenehmen
Geschmack, in dem man jedoch einen geringen Geschmack nach Fisch feststellt. 



   Beispiel 10 : 100 kg Lactalbumin mit der gleichen Zusammensetzung, wie sie in Beispiel 1 angegeben ist, werden wie in diesem Beispiel behandelt, mit der Abweichung, dass das Pankreatin durch
Pilzenzyme ersetzt wird. Alle andern Bedingungen werden beachtet. Man erhält schliesslich 62 kg trok- kenes Pulver mit der nachstehenden Zusammensetzung :

   
 EMI6.2 
 
<tb> 
<tb> Trockenstoffe <SEP> 92, <SEP> Olo
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 12, <SEP> 00/0 <SEP> 
<tb> Aminostickstoff <SEP> 5, <SEP> 10/0 <SEP> 
<tb> Asche <SEP> 3, <SEP> 0go
<tb> 
 
 EMI6.3 
 
 EMI6.4 
 
<tb> 
<tb> Variante <SEP> I <SEP> Variante <SEP> II <SEP> 
<tb> (Pilzenzyme) <SEP> (Fizin)
<tb> Trockenstoffe <SEP> 95, <SEP> OVo <SEP> 95, <SEP> OVa <SEP> 
<tb> Gesamtstickstoff <SEP> 11, <SEP> 9% <SEP> 12"wo
<tb> Aminostickstoff <SEP> 4, <SEP> 3% <SEP> 5, <SEP> Wo
<tb> Asche <SEP> 3, <SEP> OVo <SEP> 3, <SEP> OVo <SEP> 
<tb> 
 
Dieses Pulver ist gut löslich in warmem Wasser und ergibt eine klare Lösung mit angenehmen Geschmack. 



   Beispiel 12 : 100kgLactalbumin von der gleichen Zusammensetzung, wie im Beispiel 1 angegeben ist, behandelt man, wie in diesem Beispiel beschrieben ist, mit der Abweichung, dass man nach der Hydrolyse, die Klärung und der Konzentration das Verfahren wie folgt fortsetzt :
Das Hydrolysat, das zwischen 10 und 35% Trockenstoff enthält, wird auf Platten unter Bildung einer Schicht von 0, 3 bis 4 cm Dicke verteilt. Das Produkt wird bei einer Temperatur unter -120C gefrieren gelassen und dann durch Gefriertrocknung getrocknet. Bei dieser Arbeitsweise muss der Druck bei einem Wert gehalten werden, der ausreicht, um ein totales Schmelzen zu verhindern,   z. B.   von 0, 7 oder sogar 0, 15 torr. Man erhält ein Trockenprodukt, das spröde ist und geringe Hygroskopizität zeigt. Nach Mahlen und Absieben wird es in Metallbehältern konditioniert.

   Das Pulver ist gut löslich in warmem Wasser und ergibt eine klare Lösung mit einem sehr angenehmen Geschmack. 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Hydrolysaten tierischer, vegetabilischer oder pflanzlicher Eiweissstoffe, wie z. B. von Kasein, Lactalbumin, Fischmehl, Kuchen oder Mehlen von pflanzlichen ölhaltigen <Desc/Clms Page number 7> EMI7.1