DE2844896C2

DE2844896C2 -

Info

Publication number: DE2844896C2
Application number: DE2844896A
Authority: DE
Inventors: Ernst Lyckeby Se Conrad
Original assignee: MASKIN PLAVIA STOCKHOLM SE AB
Current assignee: NORDSTJERNAN AB, 10375 STOCKHOLM, SE
Priority date: 1977-10-18
Filing date: 1978-10-14
Publication date: 1990-05-17
Also published as: CA1120775A; PT68667A; US4282319A; IE781984L; AU522176B2; LU80380A1; CH644736A5; JPS6363179B2; ES474311A1; AU4063078A; NO783516L; AT365420B; NZ188663A; FI63516B; ATA741078A; DE2844896A1; PL118814B1; PL210359A1; AR214595A1; IT1101253B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines enzymatisch hydrolysierten Produktes aus Getreidevollkorn, wobei die Getreidekörner zerkleinert werden und in der zerkleinerten Masse enthaltene Proteine und Kohlenhydrate enzymatisch hydrolysiert werden. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der so hergestellten Produkte.

Es ist bekannt, Getreide, vorzugsweise Reis, Mais und Weizen, neben seiner allgemeinen Verwendung als Mehl, Korn, Flakes und dgl. zur Herstellung von Produkten aus seinen Hauptbestandteilen wie Stärke und Proteinen oder diese direkt zu verwenden. Isolierte Stärke wird zur Herstellung von Stärkesirup oder Stärkezucker durch Hydrolyse in saurer Umgebung und/oder durch enzymatische Behandlung verwendet. Vorhandene wasserlösliche Proteine wurden ursprünglich zur Herstellung von Leim verwendet, werden jedoch heutzutage infolge besserer Raffiniermethoden zu besserer Qualität geführt und auch in der Nahrungsmittelindustrie verwendet.

Bei einem gattungsgemäßen Verfahren (US-PS 31 57 513) werden auch kleinere Mengen der Stärkeanteile des Getreides umgewandelt, um den Geschmack zu verbessern. Mehr als 50% der Proteine des Getreides werden enzymatisch ersetzt. Feststoffe, wie Kleie, Hülsen sowie Stärkereste werden durch Separation entfernt, so daß sich als Endprodukt eine Flüssigkeit mit hohem Proteingehalt ergibt. - Ferner ist es bekannt (DE-OS 25 19 566), Stärke mit Hilfe von Amylase und dergleichen enzymatisch in Fructose bei einem sauren pH-Wert umzuwandeln.

Ferner ist aus der CH-PS 5 14 674 ein Verfahren zur Herstellung eines Produktes bekannt, welches in der Bierherstellung verwendet werden soll, bei welchem ein Stärke enthaltender Stoff mit Wasser gemischt wird, der pH-Wert derart eingestellt wird, daß in dem Stoff vorhandene proteolytische Enzyme frei werden und die Peptisierung erfolgt, woraufhin der pH-Wert nochmals eingestellt wird und zur weiteren Hydrolyse des Stoffes ein wärmebeständiges proteolytisches Enzym zugesetzt wird. Der auf diese Weise enthaltene Stoff wird einer teilweisen Amylolyse und dann einer vollständigen Amylolyse mittels eines amylolytischen Enzyms unterworfen.

Ein nach dieser Druckschrift hergestelltes Produkt kann jedoch nicht alle Proteine und/oder proteolytischen Produkte enthalten, welche im Ausgangsstoff vorhanden sind. Nach dem Filtern zur Herstellung eines klaren Filtrats hat es die meisten seiner Proteine verloren. In ungefiltertem Zustande kann ein derartiges Produkt jedoch nicht für die Herstellung von klaren Produkten wie beispielsweise von nichtschäumenden Getränken und kohlensäurehaltigen alkoholfreien Getränken verwendet werden.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu verwirklichen, mittels welchem ein total enzymatisch hydrolysiertes Produkt aus Getreidevollkorn herstellbar ist, in welchem im wesentlichen alle für die Ernährung wichtigen Proteinbestandteile des Korns in Form von wasserlöslichen Produkten, soweit möglich im wesentlichen die gesamte Stärke des Korns in wasserlöslicher Form als Hydrolyseprodukt von Stärke und ferner Fette, Salze, Vitamine und Mineralien vorhanden sind. In einigen dieser Produkte können diese wasserlöslichen Bestandteile auch die wasserunlöslichen Kleieteile des Vollkornes und nicht umgewandelte Stärke enthalten. Dabei soll erfindungsgemäß eine saubere Kleiefraktion erhalten werden, welche im wesentlichen frei von Stärke ist.

Getreidevollkorn besteht im wesentlichen von Stärke, enthält jedoch auch etwa 10-12% an Proteinen.

Die herkömmliche Isolierung von Stärke aus dem Getreidevollkorn führt zu großen technischen Problemen, und zwar im wesentlichen infolge der Neigung der Proteine, der Kleie, der Keime und der Stärkekörner zusammenzukleben. Um die verschiedenen Bestandteile voneinander zu trennen, muß bei der Fabrikation daher im allgemeinen viel Wasser verwendet werden. Wasser kann jedoch später geringe Teile des Korns fortschwemmen und führt außerdem dazu, daß die Behälter, in denen das Verfahren durchgeführt wird, immer größer werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorzugsweise wird dabei der Verfahrensschritt a) vor dem Verfahrensschritt b) oder gleichzeitig mit diesem durchgeführt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden alle Proteine und Stärkebestandteile als wasserlösliche Hydrolyseprodukte wiedergewonnen, wodurch die vorgenannten Schwierigkeiten ausgeschaltet werden. Ebenso werden Fette, Salze, Vitamine und Mineralien zurückgewonnen, und man erhält als "Nebenprodukt" eine faserreiche, jedoch im wesentlichen stärkefreie Kleie, welche sehr geeignet ist, eine normale Magen- und Darmfunktion zu stimulieren.

Um den eiweißartigen Wert des Endproduktes oder der Endprodukte sowie den von der hydrolysierten Lactose abgeleiteten verbesserten Geschmack zu erhöhen, kann ein wäßriges Medium verwendet werden, welches aus Molke besteht.

Die Erfindung beruht auf der Grundidee, statt das wasserunlösliche Protein und die Stärke herzustellen, diese Hauptbestandteile direkt zu behandeln, d. h. wenn sie noch in der Kornmasse vorhanden sind. Naturgemäß müssen die Getreidekörner zerkleinert werden, um die Stärke und die Proteine für die wäßrige Lösung, in welcher die Behandlung auszuführen ist, freizulegen. Da durch die Zerkleinerung der Getreidekörner diese lediglich geöffnet werden sollen, um die Stärke und die Proteine freizulegen, ist das Ausmaß dieser Zerkleinerung von geringerer Bedeutung. So kann die Zerkleinerung oder Zermahlung beispielsweise zwischen Walzen erfolgen, um grobe Flakes oder Körner oder auch Mehl zu erhalten, und man kann die Zerkleinerung auch als Naß- oder Trockenmahlen durchführen.

Verwendbar sind alle Arten von Getreidekorn wie beispielsweise Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Mais, Reis und dgl., wobei allerdings Weizen bevorzugt wird.

Beim Trockenmahlen kann die Kleie abgesiebt werden, doch wird sie, wie nachstehende Erläuterungen zeigen werden, vorzugsweise während der Behandlung der zerkleinerten Masse in derselben belassen.

Die Behandlung ergibt auch eine Möglichkeit, verschiedene Endprodukte zu erhalten. So kann man die im Wasser gelösten Proteine und die wasserunlösliche Stärkefraktion zurückgewinnen. Man kann auch die in Wasser gelöste Stärkefraktion an sich und dann die Kleie und die wasserunlösliche Proteinfraktion an sich zurückgewinnen, wobei die letztgenannte Fraktion dann wasserlöslich gemacht wird.

Nach einer weiteren Besonderheit der Erfindung wird das Verfahren bei einer Temperatur durchgeführt, welche unter der Gelatinierungstemperatur des verwendeten Vollkornes liegt. Zweckmäßigerweise wird ferner der Verfahrensschritt b) unter Verwendung einer α-Amylase und dann oder gleichzeitig damit unter Verwendung einer Amyloglucosidase durchgeführt. Dabei wird vorzugsweise die Amyloglucosidase bei einem pH-Wert von 4-4,5 verwendet, um die Stärke in Glucose umzuwandeln. Zur Umwandlung von Stärke in hauptsächlich Maltose wird zweckmäßigerweise die Amyloglucosidase bei einem pH-Wert 6 verwendet. Zur teilweisen Umbildung der entstandenen Glucose in Fructose wird außerdem vorzugsweise eine Isomerase zugesetzt. Vorzugsweise werden außerdem die wasserunlöslichen Kleiebestandteile im Verfahrensschritt c) isoliert und anschließend, falls gewünscht, gewaschen, wodurch die Bestandteile wenigstens 60 Gew.-% an Fasern und höchstens 2 Gew.-% an Reststärke enthalten.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren erhält man ein neuartiges Getreideprodukt, in welchem die Proteine als ein durch eine Endopeptidase erhaltenes Proteinhydrolysat vorhanden sind, wobei 50-60% der vorhandenen Peptide wenigstens 25 Aminosäurereste, 35-45% der Peptide 5-20 Aminosäurereste und 4-8% der Peptide bis zu 4 Aminosäurereste aufweisen, wobei dieses Proteinhydrolysat wasserlöslich ist und nach Klarfilterung im wesentlichen rückgewinnbar ist, während die Stärke als enzymatisch vorhandenes Stärkehydrolysat vorliegt, welches durch eine spezielle, im wesentlichen von anderen Kohlenhydrat hydrolysierenden Enzymen freier Amylase erhalten ist, so daß das Produkt in Form von Pulver, Sirup oder Flüssigkeit in unkonzentrierter oder konzentrierter Form vorliegt. Sie besteht aus der von einem enzymatisch hydrolysierten Getreidekorn isolierten Kleiefraktion, welche wenigstens 60 Gew.-% an Fasern und höchstens 2 Gew.-% an Stärkeresten enthält.

Mit Hilfe des gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Getreideproduktes bzw. der Produkte lassen sich außerdem neuartige Nahrungsmittelprodukte herstellen.

Die Verfahrensschritte a) und b) können gleichzeitig durchgeführt werden, falls dies erwünscht erscheint, sie können jedoch auch separat durchgeführt werden, wobei die verschiedenen Fraktionen als separate Produkte wiedergewonnen werden. Die verwendeten Enzyme sind allgemein auf dem Markt erhältlich. Die Umwandlung von wasserunlöslichem Protein in wasserlösliche Produkte wird dabei unter Verwendung einer Endopeptidase und die Umwandlung von Stärke in wasserlösliche Oligo-Saccharide wird unter Verwendung von Amylasen, vorzugsweise a-Amylase, möglicherweise zusammen mit Amyloglucosidase, durchgeführt, wodurch ein hoher Gehalt an Glucose erhalten wird. Wenn jedoch, wie bereits erwähnt, ein bestimmter pH-Wert ausgewählt wird, wie beispielsweise pH 6, erhält man einen hohen Anteil an Maltose, was in bestimmten Fällen zur Geschmacksverbesserung bevorzugt wird. Isomerase kann vorzugsweise dann verwendet werden, wenn ein Teil des Glucosegehaltes in Fructose umgewandelt werden soll, wodurch eine Kristallisierung des Endproduktes verzögert wird. Die Stärke kann unter bestimmten Umständen als solche isoliert werden.

Geeignete Enzyme werden industriell hergestellt und vertrieben.

Zur Umformung einer Stärke in wasserlösliche Derivate kann gemälztes Korn verwendet werden. In diesem Fall werden die Getreidekörner gemälzt, wie es an sich aus der Bier- und Likörherstellung bekannt ist. Das gemälzte Korn wird mit Wasser vermischt, woraufhin ein proteolytisches Enzym zugesetzt wird. Nach der Proteinhydrolyse erfolgt die Umbildung in wasserlösliche Stärkederivate.

Erfindungsgemäß kann man auf diese Weise ein Produkt erhalten, welches nach der Umbildung an Ort und Stelle verschiedene, für die Ernährung wichtige Bestandteile enthält, möglicherweise mit oder ohne die Kleiefraktion. Erfindungsgemäß ist es auch möglich, ein Produkt zu erhalten, welches im wesentlichen aus wasserlöslichen Proteinprodukten besteht, wobei die wasserunlösliche Proteinfraktion isoliert wird und für sich umgebildet ist. So kann man eine Kleiefraktion mit mehr als 30% an Proteinen erhalten ebenso wie ein Proteinhydrolysat, welches 80-90% Protein enthält. Ein derartiges Proteinhydrolysat kann mit Kleie vermischt und bei der Herstellung von Suppen verwendet werden. Außerdem läßt sich eine reine Stärkefraktion erhalten sowie eine reine Fraktion, welche wasserlösliche Stärkeprodukte wie Glucose und Oligo-Saccharide enthält, und eine Kleiefraktion, wobei diese Produkte vermischt oder isoliert als Nahrungsmittel bzw. bei der Herstellung von Nahrungsmitteln von Interesse sind. Aus vorstehendem ergibt sich, daß die Hauptschritte des Verfahrens in einer wäßrigen Lösung oder Suspension durchgeführt werden. Aus wirtschaftlichen Gründen erscheint es zweckmäßig, das Produkt bzw. die Produkte auf einen geeigneten Wassergehalt einzudampfen, um das Produkt in trockener, halbfeuchter oder flüssiger, jedoch konzentrierter Form zu erhalten. Die Entfernung von Wasserüberschuß kann auf irgendwie geeignete Weise beispielsweise durch Walzentrocknung, Gefriertrocknung und Lyophilisierung oder dgl. durchgeführt werden. Durch die Erfindung ergibt sich auch ein wirtschaftlich interessanter Weg, um Molke und ihren für die Ernährung wertvollen Bestandteil besser zu verwerten als bisher. Nach einer Besonderheit der Erfindung wird daher Molke oder konzentrierte Molke als wäßriges Medium bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt.

Bei der industriellen Käseherstellung aus Milch fallen beträchtliche Mengen an Molke als Nebenprodukt an. Die Molke fällt dabei als eine nur wenig konzentrierte Lösung an, welche etwa 6,5% Trockenstoffe (5% Lactose, 1% Proteine und 0,5% Salze) enthält.

Bisher wurde Molke nur in sehr geringen Mengen verwendet, und ihr Hauptverwendungsgebiet lag bisher in ihrem Einsatz als Zusatz zu Tierfutter, insbesondere für Ferkel. Infolge des hohen Wassergehaltes der Molke werden die Ferkel jedoch infolge der Absonderung großer Wassermengen starken Spannungen ausgesetzt, so daß aus diesem Grunde Molke nur sehr begrenzt als Futtermittel oder Zusatz zu Futtermitteln verwendet werden kann.

Selbstverständlich wurde bereits versucht, den Wassergehalt von Molke herabzusetzen, doch sind, wie jedem einleuchten wird, die Kosten zu hoch, um derart große Mengen von etwa 93,5% Wasser zu verdampfen. Dadurch war man bisher gezwungen, die Molke in das Abwasser abzuleiten. Dadurch ergeben sich jedoch große Probleme des Umweltschutzes, so daß es heutzutage nicht länger möglich ist, die Molke auf diesem Wege zu vernichten, wenn man die verschiedenen Umweltschutzgesetze und dgl. Verordnungen berücksichtigt.

Man kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Molke entweder direkt oder als Konzentrat verwenden, wobei jedoch lediglich ein geringer Teil des Wassergehaltes verdampft zu werden braucht. Vorzugsweise wird erfindungsgemäß die Lactose der Molke in Glucose und Galactose umgewandelt, wobei diese Umwandlung entweder separat vor dem Zusatz der Molke zum Korn erfolgen kann oder enzymatisch zusammen mit den Verfahrensschritten a) und/oder b).

Die Umwandlung von Lactose in Glucose und Galactose wird bevorzugt, da in einigen Gebieten der Welt ein großer Teil der Bevölkerung unfähig ist, Lactose infolge des Fehlens des Enzyms Lactase zu verwenden. Dies trifft insbesondere für viele Entwicklungsländer zu. Zu große Mengen von Lactose in der Nahrung können sogar Magen- und Darmstörungen in derartigen Bevölkerungsgruppen, welche Lactose nicht verbrauchen können, hervorrufen.

Die Umwandlung von Lactose in Glucose und Galactose wird enzymatisch unter Verwendung einer geeigneten Lactase durchgeführt.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung von Molke werden infolgedessen Produkte hergestellt, welche bezüglich Sacchariden, Proteinen und für die Ernährung wichtigen Salzen noch mehr angereichert sind.

Wie bereits eingangs erwähnt wurde, werden erfindungsgemäß alle wichtigen Bestandteile des Ausgangsmaterials, d. h. also des Getreidevollkorns, im Endprodukt bzw. den Endprodukten wiedergewonnen. Der Endsirup, welcher nach irgendeinem üblichen Filtrierverfahren gefiltert werden kann, kann entweder direkt als Nahrungsmittel oder zusammen mit anderen Nahrungsmitteln in Getränken, Frühstücksflocken, Kindernahrung oder dgl. verwendet werden. Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Sirup eignet sich sehr gut zur Brotbäckerei, da er bezüglich seiner Bestandteile dem Mehl gleichkommt. Die Farbe, der Geschmack und die Frische der fertigen Backwaren wird durch einen derartigen Sirup positiv beeinflußt. Der Sirup kann außerdem bei der Bierherstellung verwendet werden.

Beispiel 1

0,5 g eines proteolytischen Enzyms wurden in 3 l Wasser mit einer Temperatur von 50°C gelöst. In dem Wasser wurden 1500 g grob zerkleinerter Weizen mit einem Wassergehalt von 15% und 12% Glutenprotein (N×6,25) suspendiert. Nach 1 h war das gesamte Protein bei 50°C in seine wasserlöslichen Produkte umgewandelt, und zwar vorzugsweise in Polypeptide, wobei 55% der Peptide mehr als 25 Aminosäurereste, 41% der Peptide 5-20 Aminosäurereste und 4% der Peptide 1-4 Aminosäurereste enthielten. Daraufhin wurde 0,1 α-Amylase zugesetzt und die Temperatur auf 75°C erhöht. Die Reaktionsmischung wurde 2 h lang auf dieser Temperatur gehalten und anschließend auf 60°C abgekühlt, woraufhin 0,5 g des Maltose bildenden Enzyms zugesetzt wurde. Die Suspension wurde 12 h lang bei 60°C gehalten. Zu diesem Zeitpunkt waren 60% Maltose gebildet. Je nach der Verwendung des Endproduktes kann die Suspension durch Erhitzung auf etwa 100°C sterilisiert oder weiter erhitzt werden. Die Suspension wird dann gesiebt und ungelöste Spelzenreste mit Wasser ausgewaschen. Dieses Wasser wird in der nachfolgenden neuen Reaktion wieder verwendet.

Die auf diese Weise ausgewaschenen Kleiebestandteile wurden gewaschen und die Lösung auf sirupartige Konsistenz eingedampft oder alternativ zu einem Pulver getrocknet. Die Ausbeute betrug 85% an Siruptrockenstoff, einschließlich der Trockensubstanz des Waschwassers; 15% Kleietrockensubstanz.

Beispiel 2

0,5 g einer Protease, 0,2 g einer α-Amylase und 0,2 g einer Amyloglucosidase wurden zu 3 l Wasser mit einer Temperatur von 65°C zugesetzt. Die Temperatur wurde auf 65°C gehalten, und 1500 g grob zerkleinerter Weizen wurden eingerührt. Nach 2 h war das gesamte Protein und die gesamte Stärke in wasserlösliche Form umgewandelt. Der pH-Wert wurde auf 5,0 durch Zusatz von Zitronensäure q.s. herabgesetzt und die Temperatur auf 60°C gehalten. Nach 24 h waren 96% der insgesamt vorhandenen Stärke in reine Glucose umgewandelt. Durch Zusatz von Natriumcarbonat wurde der pH-Wert der Suspension auf 6,0 erhöht. Die feste Kleiefraktion wurde abgesiebt, mit Wasser gewaschen und dann getrocknet. Das Waschwasser wurde einer neuen Behandlung zugeleitet. Die erhaltene Lösung wurde ohne weitere Behandlung zur Herstellung von nicht schäumenden Getränken verwendet. Die Ausbeute betrug 90% Zucker/Protein-Trockensubstanz, berechnet auf dem Ausgangsmaterial, 15% an Kleietrockensubstanz.

Die Kleiefraktion, welche etwa 20% Wasser enthielt, wurde ohne weitere Behandlung mit dem erhaltenen Sirup nach Eindampfen der Lösung vermischt und zu Backzwecken verwendet oder mit Sirup in Formen gegossen oder gemischt und zu einem Pulver getrocknet. Das auf diese Weise erhaltene Produkt enthielt alle wertvollen Nährstoffe des Weizenkornes und die Kleiefraktion. Das gleiche Produkt kann durch Vermischen der nach jedem der Verfahrensschritte (a), (b) und (c) entstandenen Produkte erhalten werden.

Die Kleiefraktion wurde analysiert und mit anderen Arten von Kleiepräparaten verglichen.

In der nachstehenden Tabelle 1 bedeutet das Produkt A eine Kleiefraktion gemäß vorstehendem Beispiel 2, das Produkt B eine gemeine Weizen-Kleie-Fraktion, welche in einer normalen Mühle erhalten wurde, das Produkt C eine Roggen-Kleie-Fraktion und das Produkt D das amtliche USA-"AACC Certified Food Grade Wheat Bran RO7-3691". Die angegebenen Werte sind die Prozentzahlen der Trockensubstanz.

Tabelle I

Kohlenhydrat chemische Analyse der Kleiefraktionen

Beispiel 3

Es wurde in gleicher Weise wie im Beispiel 2 vorgegangen. Dabei wurden jedoch die Umwandlung unter Verwendung von Amyloglucosidase bei einem pH-Wert 6 anstelle des pH-Wertes 5 durchgeführt, wodurch die Stärke als Maltose statt als Glucose wiedergewonnen wurde.

Beispiel 4

0,5 g eines proteolytischen Enzyms und 0,1 g einer α-Amylase wurden zu 3 l Wasser bei 65°C zugesetzt. Die Suspension wurde auf 65°C gehalten, und 1,5 kg Mais wurden zugesetzt. Der Mais war grob zerkleinert. Nach 3 h waren alle Proteine und die gesamte Stärke in lösliche Form übergeführt. Die Temperatur wurde auf 80°C erhöht und auf dieser Temperatur 2 h lang gehalten. Alsdann wurde die Lösung auf 60°C abgekühlt und der pH-Wert auf 4,5 durch Zusatz von Zitronensäure eingestellt. 0,2 g eines (r) Glucose bildenden Amyloglucosidase wurden zugesetzt. Nach 24 h waren 97% der vorhandenen Stärke in reine Glucose umgewandelt. Der pH-Wert wurde dann durch Zusatz von Natriumcarbonat auf 6,0 eingestellt und anschließend durch Zusatz von Magnesiumhydroxid von 6,0 und 7,0 erhöht. 2 g eines Fructose bildenden Isomerase-Enzyms wurden zugesetzt und die Temperatur auf 60°C für weitere 24 h gehalten, während der pH-Wert automatisch durch Zusatz von Natriumcarbonat auf 7,0 eingestellt wurde.

Zu diesem Zeitpunkt waren 40% der ursprünglichen Glucosemenge (97%) in Fructose umgewandelt. Hierdurch wurde eine Kristallisierung verzögert, wenn die Lösung nach Klarfiltrierung zu einem Sirup eingedampft wurde. Die abgesiebten Kleieteile wurden mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Waschwasser wurde zurückgeleitet. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zusatz einer geringen Menge von Zitronensäure auf etwa 6 eingestellt, und die Lösung wurde, wie bereits erwähnt, zu einem Sirup eingedampft. Die Ausbeute betrug 90% eines wasserlöslichen proteinhaltigen Sirups (Trockensubstanz); 15% Kleiefraktion (Trockensubstanz).

Beispiel 5

0,2 g eines proteolytischen Enzyms wurden zu 3 l Wasser bei 65°C zugesetzt. Dem Wasser wurde eine Mischung aus 0,5 kg gemälzten und getrockneten Weizen und 1 kg gemeinen Weizen zugesetzt, wobei der gemälzte Weizen und der gemeine Weizen zusammen zerkleinert worden waren. Die Weizenmischung enthielt 13% Wasser und 11,5% Protein (N×6,25) Trockensubstanz. Nach 1 h wurde die Temperatur von 65°C auf 80°C erhöht und für eine weitere Stunde auf 80°C gehalten. Alsdann wurde die Lösung auf 60°C abgekühlt und 0,5 g eines Amyloglucosidase zugesetzt. Die Mischung wurde für weitere 12 h auf 60°C gehalten, woraufhin die Zuckermenge auf 66 Dextroseäquivalente (66 DE) angestiegen war. Die Kleiefraktion wurde dann abgesiebt, gewaschen und getrocknet und das Waschwasser im Rücklauf wieder eingespeist. Die Lösung wurde auf einen Sirup eingedampft. Die Ausbeute betrug 83% proteinhaltigen Sirup (berechnet auf Trockensubstanz); 17% Kleietrockensubstanz.

Beispiel 6

0,5 g eines proteolytischen Enzyms wurden zu 2,5 l Wasser mit einer Temperatur von 22°C zugesetzt. 1200 g gemälzte und zerkleinerte Gerste, sogenanntes Malz, mit einem Wassergehalt von 6% und einem Gehalt von 12% an Proteinen (N×6,25), berechnet auf Trockensubstanz, wurden zugesetzt. Die Mischung wurde 12 h stehengelassen, woraufhin alle Proteine in wasserlöslichen Zustand hydrolysiert waren. Der Mischung wurden dann 0,5 l Wasser von 65°C innerhalb von 15 min zugesetzt und die Mischung für weitere 2 h auf 65°C gehalten, wodurch 46 Dextroseäquivalente (46 DE) erhalten wurden. Die Kleiefraktion wurde abgesiebt, gewaschen und getrocknet und das Waschwasser einem neuen Verfahren wieder zugeführt. Die erhaltene Lösung wurde zu einem Sirup eingedampft. Die Ausbeute betrug 82% proteinhaltigen Sirup (Trockensubstanz); 18% Kleie (Trockensubstanz).

Beispiel 7

0,5 g eines proteolytischen Enzyms wurden zu 4 l Wasser von 55°C zugesetzt. 1500 g grob gemahlenen Weizens wurden bei 55°C zugesetzt und die Temperatur 1 h lang gehalten, zu welcher Zeit das gesamte Gluten-Protein in löslichen Zustand übergeführt war. Die Reaktionstemperatur wurde auf 75°C erhöht, während 0,5 g einer α-Amylase zugesetzt wurden. Die Reaktionsmischung wurde 6 h lang auf 75°C gehalten, wodurch die gesamte Stärke in löslichen Zustand übergeführt wurde (DE-Wert 38). Die Suspension wurde durch Sieben von den festen Bestandteilen befreit. Die Kleiefraktion wurde mit Wasser gewaschen. Die erhaltene Lösung wurde zu einem trockenen Pulver eingedampft. Die Ausbeute betrug 82% Proteinzucker (Trockensubstanz); 18% Kleie (Trockensubstanz).

Beispiel 8

0,2 g einer α-Amylase wurden zu 4 l Wasser von 75°C zugesetzt. In diese Lösung von 75°C wurden 1500 g grob zerkleinerter Weizen eingebracht. Die Temperatur wurde 6 h lang auf 75°C gehalten, wodurch die gesamte Stärke in wasserlösliche Produkte umgewandelt wurde. Die Temperatur wurde auf 55°C gesenkt und 1 g an Amyloglucosidase sowie 1,5 g eines proteolytischen Enzyms zugesetzt. Nach 6 h waren alle Proteine in wasserlöslichen Zustand übergeführt, und der Zuckerwert war auf einen DE-Wert von 68 angestiegen. Die Kleiefraktion wurde abgesiebt und mit Wasser gewaschen. Die Ausbeute betrug 84% Sirup (Trockensubstanz, einschließlich der Trockensubstanz des Waschwassers); 18% Kleie (Trockensubstanz).

Beispiel 9

2 kg zerkleinerter Weizen (Trockensubstanz 87%) wurden zu 4 l Wasser zugesetzt, welches 3 g eines proteolytischen Enzyms enthielt, und wurden in demselben 4 h lang bei 50°C behandelt. Die hydrolisierte Proteine enthaltene lösliche Phase wurde in der Zentrifuge abgetrennt und zwecks Kombination mit reiner Stärke aufgefangen. Die in der Zentrifuge zusammen mit den Kleiebestandteilen verbliebene feste Phase wurde mit etwa 2 l Wasser gewaschen und das Wasser dann für einen neuen Verfahrenszyklus aufgefangen. Die feste Phase wurde in 2 l Wasser suspendiert und alsdann durch ein feinmaschiges Schwingsieb gegossen. Dabei gingen die fein gemahlene Weizenstärke und das Wasser durch das Sieb hindurch, während eine Kleiefraktion über das Sieb abgerüttelt und aufgefangen wurde. Die Stärkesuspension wurde in eine weitere Zentrifuge eingefüllt, welche mit einer geeigneten Filtrierleinwand versehen war. Die erhaltene wäßrige Phase von etwa 2 l wurde aufgefangen und in einem neuen Verfahrenszyklus wieder verwendet.

Die Stärke wurde zu einem Sirup oder Zucker wie in den vorhergehenden Beispielen hydrolysiert. Die Ausbeute betrug 1200 g an Stärketrockensubstanz (68,5%), 200 g Proteintrockensubstanz (11,5%) und 300 g Kleietrockensubstanz (20,0%).

Beispiel 10

4 kg Molke mit 6,5% Trockensubstanz wurden auf 60°C erhitzt und 0,5 g eines proteolytischen Enzyms zugesetzt. Dann wurden 1,5 kg grob zerkleinerter Weizen eingefüllt. Die Temperatur der Mischung wurde 1 h lang auf 60°C gehalten, woraufhin das gesamte wasserunlösliche Protein zu wasserlöslichen Derivaten geworden war. Alsdann wurden 0,1 kg einer α-Amylase zugesetzt und die Reaktionstemperatur auf 75°C erhöht. Diese Temperatur wurde 6 h lang aufrecht erhalten, woraufhin die gesamte Stärke in wasserlösliche Saccharide, DE-Wert 38, umgewandelt worden war.

Die Temperatur wurde auf 60°C gesenkt und 1,0 g einer Amyloglucosidase zugesetzt. Die Reaktionstemperatur wurde für weitere 12 h auf 60°C gehalten, wodurch sich ein DE-Wert von 66 ergab.

Die Reaktionsmischung wurde auf 100°C zwecks Sterilisierung und Inaktivierung der Enzyme erhitzt, woraufhin die Kleiefraktion in der Zentrifuge abgesiebt wurde. Die Lösung wurde zu einem Sirup eingedampft und die Kleiefraktion getrocknet.

Das erhaltene Produkt hatte einen Trockensubstanzgehalt von 1460 g, bei welchem 260 g von der Trockensubstanz der Molke, d. h. 18%, abstammten.

Beispiel 11

4 kg Molke mit 6,5% Trockensubstanz wurden auf 40°C erhitzt. 0,4 g einer Lactase wurden zugesetzt und die Temperatur 6 h lang auf 40°C gehalten. Zu diesem Zeitpunkt war die Lactose der Molke in gleiche Mengen von Glucose und Galactose umgewandelt worden.

Die Temperatur wurde auf 60°C erhöht, und 0,5 kg eines proteolytischen Enzyms wurden zugesetzt. 1,5 kg grob gemahlener Weizen wurden in die Reaktionsmischung geschüttet und diese entsprechend dem Beispiel 10 weiterbehandelt.

Beispiel 12

4 kg Molke mit einem Trockengehalt von 6,5% wurden auf 45°C erhitzt. 0,5 g Lactase, 0,5 g Protease, 0,1 g α-Amylase und 0,5 g Amyloglucosidase wurden der Molke zugegeben.

Alsdann wurden 1000 g grob gemahlener Weizen eingeschüttet und die Reaktionstemperatur 5 h lang auf 45°C gehalten, woraufhin die Lactose in Glucose und Galactose und die wasserunlöslichen Proteine des Weizens in wasserlösliche Produkte umgewandelt waren.

Die Temperatur wurde auf 70°C erhöht und für weitere 5 h auf diesem Wert gehalten, woraufhin die gesamte wasserunlösliche Stärke in wasserlösliche Saccharide mit einem DE-Wert von 50 umgewandelt worden war.

Die Kleiefraktion wurde in der Zentrifuge abgetrennt, und die Lösung wurde zu einem Sirup eingedampft. Das Endprodukt enthielt 25% Trockensubstanz als Derivat der Molke.

Beispiel 13

4 l konzentrierter Molke (20% Trockensubstanz) wurden auf Raumtemperatur von 20°C gehalten. 1 g eines proteolytischen Enzyms und 1,1 kg gemahlene Gerste wurden zugesetzt.

Die Mischung wurde 4 h lang umgerührt, wonach das gesamte Protein gelöst war.

Alsdann wurden bei einer Lösungstemperatur von 75°C 0,2 g einer α-Amylase zugesetzt und die Temperatur für weitere 4 h auf 75°C gehalten. Nach diesen 4 h war die gesamte Stärke in wasserlösliche Zuckerderivate umgewandelt, und es ergab sich ein DE-Wert von 40. Die Reaktionsmischung wurde bei 100°C sterilisiert und die Kleiefraktion abgetrennt.

Die Lösung wurde zu einem Pulver getrocknet, bei welchem 50% der Trockensubstanz von der Molke herstammten.

Beispiel 14 Weizenbrot mit besonderer Kleie

Ein Weizenbrot wurde hergestellt aus
1000 g Wasser, 25 g Salz, 300 g Weizensirup (DE-Wert 65, 80% Trockensubstanz, pH-Wert 6,2), welcher gemäß Beispiel 2 hergestellt worden war, 50 g Hefe, 200 g Kleie, die gemäß Beispiel 2 hergestellt worden war, und 1000 g Weizenmehl.

Die Bestandteile wurden miteinander vermischt, fermentiert und in üblicher Weise im Ofen gebacken.

Das fertige Brot enthielt 24 g an Proteinen, wobei 100 g vom Weizenmehl stammten. Die Zunahme betrug etwa 25%.

Wenn das Weizenmehl in einem normalen Brot insgesamt durch Vollkornweizenmehl ersetzt wird, enthält ein derartiges Brot 150 g Kleie im Vergleich zu einem Brot der vorbeschriebenen Art, welches 200 g Kleie enthält. Ein normales Brot wird daher "schwerer" und nicht so porös wie das vorstehend beschriebene Brot.

Beispiel 15

Ein Milchshake wurde hergestellt aus
1200 g Weizensirup (DE-Wert 70, 20% Trockensubstanz, Protein 11%) gemäß Beispiel 2, 400 g Milch aus Vollmilchpulver mit 20% Trockensubstanz und 0,1 ml Vanilleessenz.

Die Bestandteile wurden vermischt und der pH-Wert mittels Natriumbicarbonat auf 6,2 eingestellt und das Ganze dann sterilisiert. Das Endprodukt kann vor der Verwendung mit gleichen Teilen Wasser verdünnt werden.

Beispiel 16

Ein Milchshake mit Kakaogeschmack wurde folgendermaßen hergestellt:
1200 g Weizensirup gemäß Beispiel 2 (17% Trockensubstanz) wurden zusammen mit 15 g Kakaopulver gekocht und das Ganze dann durch Zusatz von Wasser auf 17% Trockensubstanz eingestellt. 400 g Milch mit 17% Trockensubstanz auf Vollmilchpulver wurden zugesetzt. Der pH-Wert wurde mittels Natriumbicarbonat auf 6,8 eingestellt und die Mischung dann sterilisiert. Das Endprodukt wurde dann in der vorliegenden Form verbraucht.

Beispiel 17

Ein Milchshake mit Kaffeegeschmack wurde folgendermaßen hergestellt:
In 1200 g Weizensirup gemäß Beispiel 2 (13% Trockensubstanz) wurden 7,5 g gefriergetrockneter Kaffee gelöst. Alsdann wurden 400 g Vollmilch (13% Trockensubstanz) zugesetzt und der pH-Wert mittels Natriumbicarbonat auf 6,8 eingestellt. Die Lösung wurde dann sterilisiert und in dieser Form verbraucht.

Beispiel 18

Ein Getränk mit Biergeschmack wurde folgendermaßen hergestellt:
Vermischt wurden 750 ml Weizensirup (DE-Wert 65, 36% Trockensubstanz) gemäß Beispiel 3, 8,5 ml Hopfenextrakt, 5,5 g Zitronensäure und 3 g Natriumbicarbonat. 70 ml dieser Mischung wurden mit Wasser auf eine Menge von 330 ml verdünnt. Die Trockensubstanz betrug 7,5% und der pH-Wert 4,1. Dieses Getränk kann durch Zusatz gemeiner Hefekultur in üblicher Weise gebraucht werden.

Beispiel 19

Ein alkoholfreies Getränk wurde folgendermaßen hergestellt:
Vermischt wurden 1750 ml Weizensirup gemäß Beispiel 2 (DE-Wert 67, 52% Trockensubstanz), 0,5 ml Lemonaroma, 10 ml Grapefruitextrakt, 7 ml Mangoessenz, 20 g Zitronensäure und 15 g Na-Benzoat. Diese Mischung wurde mittels Wasser auf 2500 ml verdünnt, wodurch sich ein Trockensubstanzgehalt von 35% und ein pH-Wert von 4,4 ergab. Die Lösung wurde klargefiltert. 80 ml der Lösung wurden mit kohlensäurehaltigem Wasser oder mit normalem Wasser auf 330 ml verdünnt. Bei diesem Beispiel kann allerdings auch jedes andere Aroma wie beispielsweise Cola, Kaffee, Apfel oder Birne, Bananen usw. verwendet werden.

Beispiel 20

Ein "Fruchtsaft", welcher Protein, Maltose und Dextose enthielt, wurde folgendermaßen hergestellt:
100 g Weizensirup (DE-Wert 70, 42% Trockensubstanz) gemäß Beispiel 2 und 90 g konzentrierter Apfelsaft (47% Trockensubstanz) wurden miteinander vermischt, so daß sich 190 g Saft mit einer Trockensubstanz von 44% ergaben. Dieser Mischung wurden 1,5 g Zitronensäure und 1 g Na-Benzoat zugesetzt. 95 g der Lösung wurden mittels Wasser auf 320 ml verdünnt. Die Trockensubstanz betrug 13%.

Statt des bei diesem Beispiel verwendeten Apfelsaftes können naturgemäß auch andere Säfte wie Orange, Grapefruit, Lemon, süße Limonen und dgl. Säfte verwendet werden.

Beispiel 21

Ein Frühstücksgetreideprodukt, welches Weizensirup und Kleie enthielt, wurde hergestellt aus 1000 g Weizenkleie gemäß Beispiel 2, 250 g Weizensirup gemäß Beispiel 2 und 10 g Salz. Die Bestandteile wurden miteinander vermischt und die Mischung getrocknet und je nach Geschmack geröstet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines enzymatisch hydrolysierten Produktes aus Getreidevollkorn, wobei die Getreidekörner zerkleinert werden und in der zerkleinerten Masse enthaltene Proteine und Kohlenhydrate enzymatisch hydrolysiert werden, gekennzeichnet durch die folgenden Maßnahmen:

a) eine Behandlung in wäßrigem Medium mit einer Endopeptidase, die ein Proteinhydrolysat mit
- - 50 bis 60% Peptiden mit wenigstens 25 Aminosäureresten,
- - 35 bis 45% an Peptiden mit 5 bis 20 Aminosäureresten und
- - 4 bis 8% an Peptiden mit bis zu 4 Aminosäureresten ergibt;
b) eine Behandlung im wäßrigem Medium unter Verwendung einer Amylase, die im wesentlichen frei ist von anderen Kohlenhydrate hydrolysierenden Enzymen.
c) Abtrennen wasserunlöslicher Kleiebestandteile und gegebenenfalls vorhandener wasserunlöslicher Stärkebestandteile.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (a) vor oder gleichzeitig mit dem Verfahrensschritt (b) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt (b) unter Verwendung einer α-Amylase durchgeführt wird und anschließend und/oder gleichzeitig eine Amyloglucosidase verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung von Stärke in Glucose Amyloglucosidase mit einem pH-Wert von 4-4,5 oder zur Umwandlung von Stärke in hauptsächlich Maltose mit einem pH-Wert 6 verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Umwandlung von gebildeter Glucose in Fructose außerdem eine Isomerase zugesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das wäßrige Medium insgesamt oder teilweise aus Molke besteht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserunlöslichen Kleiebestandteile im Verfahrensschritt (c) isoliert werden und nach der Abzweigung gewaschen werden.

8. Verwendung eines Getreideprodukts, das nach einem der Ansprüche 1 bis 7 erzeugt wurde, zur Herstellung von Nahrungsmitteln.