DK145052B - Fremgangsmaade til ekstraktion af thaumatin - Google Patents

Description

! 1A5052

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til ekstraktion af sødestoffet thaumatin fra Thaumatococcus daniellii Benth.

5 Det sødeprincip, der kendes under navnet thaumatin, er afledt fra frugten fra den tropiske plante Thaumatococcus daniellii, der vokser i forskellige egne af det tropiske Afrika. Frugten er trigonal, ca. 4 cm i diameter og indeholder op til tre store sorte frø, som hver har en 10 hvid eller lysegul frøkappe på sin spids omgivet af en transparent gele. Frøkapperne er intensivt søde, og proteinsødestoffet thaumatin kan ekstraheres fra frøkapperne eller fra frugten indeholdende dem ved vandige ekstraktionsmetoder.

15

Konventionelt bryder man frugten og ekstraherer med vand eller en fortyndet vandig puffer. Systemets pH-værdi er enten ureguleret, i hvilket tilfælde der opnås en pH-værdi i opløsningen på ca. 6-7, eller der anvendes alternativt 20 en fortyndet puffer for at holde pH-værdien konstant nær det neutrale. Det kan imidlertid være uønskeligt at sætte salte til ekstraktionsopløsningen, da saltene senere skal fjernes, når sødestoffet renses.

25 i britisk patentbeskrivelse nr. 1.501.409 beskrives en alternativ ekstraktionsproces, ved hvilken frugten, eller en del deraf indeholdende det søde protein ekstraheres med en fortyndet vandig opløsning af et aluminiumsalt. Denne proces giver en ekstrakt, som er mildt sur 30 (pH-værdi ca. 3,5), og som tilsyneladende indeholder et aluminiumaddukt af sødestoffet.

Det har nu vist sig, at hvis frøkapperne skilles fra resten af frugten, kan der anvendes vand som ekstraktionsmid-35 del ved en pH-værdi som holdes sur. Denne ekstraktionsmetode gør det muligt hurtigt at ekstrahere det tilgængelige søde protein til opnåelse af en ekstrakt, som er i det væsentlige fri for salte.

145052 2

Det har vist sig, at når frugten af Thaumatococcus daniel-lii flås og tørres, kan frøkappen mekanisk adskilles fra resten af frugten, og den kan især adskilles fra den gele, som medfører væsentlige problemer under ekstraktionen.

5 Frøkapperne er ellers særlig vanskelige at adskille fra frugten og geleen, og denne metode til opnåelse af den frie frøkappe er derfor særdeles vigtig. Endvidere har det vist sig, at anvendelsen af sure pH-værdier under ekstraktionen af den hele frugt er uønskelig, da væsent-10 lige mængder uønskede frugtkomponenter ekstraheres og/el-ler udfældes.

Den foreliggende opfindelse angår derfor en fremgangsmåde til ekstraktion af thaumatin fra frugten af Thaumatococcus 15 daniellii, hvilken fremgangsmåde går ud på, at frugten flås og tørres, frøkapperne mekanisk adskilles fra resten af frugten; de tørrede frøkapper pulveriseres eller på anden måde findeles, og det resulterende pulver ekstraheres med vand ved en temperatur på 20 - 45°C, fortrinsvis 30 - 42°C, i 20 fraværelse af tilsatte salte, medens pH-værdien holdes i området 2,0 - 4,5, fortrinsvis i området 2,7 - 3.

Den flåede frugt tørres hensigtsmæssigt ved en frysetørringsproces, hvorved der kan opnås et restfugtighedsindhold 25 på f.eks. 9 - 17%. Under disse betingelser er frøkapperne sprøde og kan let fjernes fra resten af frugten ved omrøring og sigtning. Praktisk taget al gelen forbliver tilbage, adhærerende til frøene. Det materiale, der fås ved denne fremgangsmåde, er et tørt partikelformet fast stof, 30 der om ønsket yderligere kan formales til opnåelse af et pulver.

Ekstraktionen med vand kan udføres på en hvilken som helst egnet måde, f.eks. ved at omrøre pulveret med vand eller 35 ved at pumpe vand gennem et fastliggende lag af pulver.

Under hele ekstraktionsprocessen overvåges vandets pH-vær-di og holdes på det ønskede niveau ved tilsætning af mineralsyre af fødevarekvalitet, fortrinsvis saltsyre.

3 145052

Som nævnt ovenfor bør pH-værdien være i området 2,0 - 4,5, fortrinsvis i området 2,7 - 3,0.

Ved pH-værdier på over 4,5 er udbyttet af ekstraheret 5 sødestof relativt lavt, selv efter lang ekstraktionstid, medens der ved pH-værdier under 2 sker det, at mængden af ikke-søde urenheder, der ekstraheres, især peptider, bliver uønskeligt stor. Det optimale udbytte af sødestof fås ved en pH-værdi på ca. 2,7 - 3,0, ved hvilken pH-værdi 10 mængden af ekstraheret ikke-sødt materiale er relativt lille.

Den mest foretrukne temperatur til udførelse af ekstraktionen er ca. 40°C.

15

Ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved optimal pH-værdi og optimal temperatur er det muligt at ekstrahere i det væsentlige alt det tilgængelige sødestof på kort tid. Fortsat ekstraktion forøger ikke udbyttet 20 væsentligt, og det er en særlig fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, at der på relativt kort tid opnås maksimale udbytter.

Efter ekstraktionen foretrækkes det at ultrafiltrere og 25 frysetørre den vundne vandige opløsning til opnåelse af thaumatin med høj sødhed og god renhed. Ekstraktion ved den optimale pH-værdi på 2,7 - 3,0 har den yderligere fordel, at ultrafiltreringen kan udføres direkte på den resulterende ekstrakt uden nogen efterfølgende pH-regu-30 lering. Meget lave pH-værdier er uhensigtsmæssige for konventionelle ultrafiltreringsmembraner, og en hvilken som helst forøgelse af ekstraktens pH-værdi kunne føre til udfældning og vil i hvert fald Indføre uønskede salté i systemet.

Forholdet mellem pH-værdi og ekstraktionseffektivitet fremgår af fig. 1, hvor udbyttet som procent af den maksimale 35 4 145052 mængde ekstraheret sødestof er optegnet som funktion af pH-værdien. Kurve 1 viser den optimale ekstraktions effektivitet ved en pH-værdi på ca. 2,7 og den hurtige aftagen i effektivitet ved tiltagende pH-værdi.

5

Kurve 2 viser den optiske densitet ved 280 nm (x 2) for ikke-søde peptidurenheder, der ekstraheres sammen med thaumatinet. Det vil ses, at under pH-værdi 2 stiger urenhedsmængden kraftigt og fører til urene ekstrakter, som 10 må renses yderligere.

Pig. 2 viser forholdet mellem temperatur og udbytte ved en ekstraktionstid på 5 minutter ved pH-værdi 2,7. Det vil ses, at den optimale temperatur er ca. 40°C.

15

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen belyses nærmere ved følgende eksempler: 20 Eksempel 1.

Frisk frugt af Thaumatococcus daniellii flås, fryses og frysetørres, indtil frøkapperne er sprøde (restfugtighedsindhold ca. 12%). Den frysetørrede frugt omrøres derefter mekanisk, og 25 de sprøde frøkapper adskilles fra resten af frugten og brydes til mindre partikler. De faste stoffer sigtes derefter for at adskille frøkappepartiklerne fra frøene og ikke-brudte frugtportioner, idet i det væsentlige al gelen forbliver bundet til frøene. Frøkappepartiklerne 30 formales til et pulver.

Portioner på 100 mg af pulveret afvejes nøjagtigt og ekstraheres ved kraftig omrøring (magnetomrører) i 3 minutter i alikvoter på 40 ml destilleret vand. Alikvoternes 35 pH-værdi holdes konstant ved henholdsvis 1,5, 2,0, 2,7, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5 og 4,95. Begyndelses-pH-værdien for hver alikvot er 4,95.' I et overvåget forsøg uden pH-regu-

Claims (2)

1. 5 145052 lering steg pH-værdien under ekstraktionen til 5,76. Hver ekstrakt filtreres hurtigt under vakuum på Buchner--tragt, og en prøve på 0,25 ml underkastes gelfiltrering. Mængderne af ekstraheret thaumatin opføres som funktion 5 af pH-værdien som vist i fig. 1, idet maksimumudbyttet ansættes til 100%. Maksimumudbyttet udgjorde 32,5% af den samlede vægt af det frysetørrede frøkappepulver.
2. 10 Eksempel 2. Frysetørret frøkappepulver, fremstillet som beskrevet i eksempel 1, (100 mg) omrøres kraftigt med destilleret vand (40 ml) ved 40°C i 5 minutter. Under ekstraktionen 15 holdes pH-værdien på 2,7 ved tilsætning af fortyndet vandig saltsyre. Derpå filtreres og dialyseres ekstrakten, og permeatet analyseres som beskrevet i eksempel 1. Udbyttet af thaumatin er 33,4%, beregnet på den samlede vægt af frysetørret frøkappepulver. 20 Patentkrav. 25 l. Fremgangsmåde til ekstraktion af thaumatin fra frugten af Thaumatococcus daniellii ved ekstraktion af en del af frugten med et vandigt ekstraktionsmiddel, kendetegnet ved følgende trin: 30 i) frugten flås og tørres, frøkapperne adskilles mekanisk fra resten af frugten; ii) de tørrede frøkapper pulveriseres eller findeles på anden måde, og 35 iii) det resulterende pulver ekstraheres med vand ved en temperatur på 20 - 45°C, fortrinsvis 30 - 42°C, uden tilsætning af salte, medens pH-værdien holdes i området 2,0 -