DD260218A1 - METHOD FOR PRODUCING A MIXTURE OF LOW-MOLECULAR PEPTIDES FOR DIAETIC PURPOSES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches niedermolekularer Peptide fuer diaetetische Zwecke durch enzymatische Proteinhydrolyse. Aus Proteinase werden Thermitase und als Proteinquelle Fleisch von Schlachttieren eingesetzt. Erfindungswesentlich ist, dass als Proteinquelle speziell der sogenannte Nierenzapfen von Schweinen verwendet und unter vorgegebenen Bedingungen einer Proteinhydrolyse unterworfen wird.The invention relates to a method for producing a mixture of low molecular weight peptides for dietetic purposes by enzymatic protein hydrolysis. From proteinase thermitase and as protein source meat from slaughter animals are used. It is essential to the invention that the protein source used is in particular the so-called kidney plug of pigs and subjected to protein hydrolysis under predetermined conditions.

Description

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Seit der Einführung chemisch definierter Diäten in der klinischen Ernährung ist ein Wechsel hinsichtlich der Proteinkomponente in diesen Nahrungen eingetreten. Die ursprünglich verwandten Gemische freier Aminosäuren sind vor allem aus physiologischen Gründen praktisch vollständig durch Peptidmischungen verdrängt worden.Since the introduction of chemically defined diets in clinical nutrition, there has been a shift in the protein component in these diets. The originally related mixtures of free amino acids have been virtually completely displaced by peptide mixtures, especially for physiological reasons.

Ausgangsproteine für die Herstellung von Proteinhydrolysaten sind Proteine pflanzlichen und tierischen Ursprungs. Die verwandten Proteasen sind tierischen, pflanzlichen oder mikrobiellen Ursprungs.Starting proteins for the production of protein hydrolysates are proteins of plant and animal origin. The related proteases are of animal, vegetable or microbial origin.

Die bisher bekannt gewordenen Verfahren zur Herstellung von Proteinhydrolysaten weisen verschiedene Nachteile auf.The hitherto known methods for the preparation of protein hydrolysates have various disadvantages.

Hierzu gehören:These include:

— Aufwendige Arbeitsverfahren zur Gewinnung der eingesetzten Proteine (z. B. Isolierung von Proteinkonzentraten aus Pflanzen, Trennung der Milchproteine von Laktose).- Elaborate procedures for obtaining the proteins used (eg isolation of protein concentrates from plants, separation of milk proteins from lactose).

— Die Isolierung von Pflanzenproteinen im alkalischen Milieu kann zur partiellen Schädigung von Aminosäuren führen und deren enzymatische Spaltung stören.- The isolation of plant proteins in an alkaline environment can lead to the partial damage of amino acids and disrupt their enzymatic cleavage.

— Aufwendige Arbeitsverfahren zur Abtrennung der Proteinhydrolysate (ζ. B. durch Zusatz von Filterhilfsstoffen).- Elaborate procedures for the separation of protein hydrolysates (ζ B. by the addition of filter aids).

— Kombinierter Einsatz von Enzympräparaten bzw. sehr lange Hydrolysezeiten zur Erreichung des gewünschten Spaltungsgrades der Proteine.Combined use of enzyme preparations or very long hydrolysis times to achieve the desired degree of cleavage of the proteins.

— Ungenügende sensorische Eigenschaften.- Insufficient sensory properties.

Eine Überwindung dieser Nachteile ist durch den Einsatz von Fleisch als Proteinquelle und Thermitase als mikrobielle Proteinase gelungen.Overcoming these disadvantages has been achieved through the use of meat as a protein source and thermitase as a microbial proteinase.

Demnach zeigen sich auch bei der Anwendung solcher Verfahren bestimmte Nachteile. Sie bestehen insbesondere in folgendem:Accordingly, there are certain disadvantages in the use of such methods. They consist in particular in the following:

— Fett ist ein substanzieller Bestandteil praktisch aller Fleischpartien eines Tieres.- Fat is a substantial component of virtually all meat parts of an animal.

Die Abtrennung größerer Fettmengen nach der Kochphase des Fleisches erfordert zusätzlichen erhöhten technologischen Aufwand.The separation of larger amounts of fat after the cooking phase of the meat requires additional increased technological complexity.

— Die weitgehende manuelle Entfernung des Fettgewebes von dem Fleisch ist gleichfalls aufwendig oder praktisch nicht durchführbar, wenn das Fettgewebe das Muskelgewebe durchzieht.- The extensive manual removal of the fatty tissue from the meat is also consuming or practically not feasible when the fatty tissue pervades the muscle tissue.

— Ausgewähltes fettfreies Muskelfleisch stellt den hochwertigsten und damit den teuersten Teil eines Schlachtkörpers dar.- Selected fat-free muscle meat represents the highest quality and thus the most expensive part of a carcass.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, durch ein vereinfachtes Verfahren mit physiologisch besonders geeigneten und gleichzeitig ökonomisch günstigen Ausgangsstoffen Peptidmischungen herzustellen, die den bekannten physiologischen und medizinischen Anforderungen gerecht werden.The aim of the invention is to produce by a simplified process with physiologically particularly suitable and at the same time economically favorable starting materials peptide mixtures that meet the known physiological and medical requirements.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, verbesserte Verfahrensbedingungen aufzuzeigen, die die Herstellung eines qualitativ hochwertigen Proteinpartialhydrolysates als Bestandteil chemisch definierter Diäten bzw. Elementardiäten unter ökonomisch günstigen Bedingungen ermöglichen.The object of the present invention is to indicate improved process conditions which make it possible to produce a high-quality protein partial hydrolyzate as a constituent of chemically defined diets or elementary diets under economically favorable conditions.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gemisches niedermolekularer Peptide für diätetische Zwecke durch enzymatische Proteinhydrolyse im wesentlichen mit Thermitase als Proteinase und von Fleisch als Proteinquelle ist dadurch besonders gekennzeichnet, daß als Proteinquelle speziell der Zwerchfellpfeiler (sogenannter Nierenzapfen) vom Schwein verwendet wird. Grundlage für das Verfahren ist demnach der Einsatz eines die Qualität des Endproduktes maßgeblichen beeinflussenden Ausgangsmaterials als Auswahl einer besonders vorteilhaften Proteinquelle. Dabei handelt es sich als Proteinquelle um den Nierenzapfen, einer in besonderem Maße fett- und bindegewebsarmen Muskelpartie des Tierkörpers, vorzugsweise von Schweinen.The inventive method for producing a mixture of low molecular weight peptides for dietary purposes by enzymatic protein hydrolysis essentially with thermitase as a proteinase and meat as a protein source is characterized in that is used as the protein source specifically the diaphragm pith (so-called kidney peg) of the pig. The basis for the process is accordingly the use of a starting material influencing the quality of the final product as a selection of a particularly advantageous source of protein. It is a protein source to the kidney cones, a particularly low-fat and connective tissue muscle of the carcass, preferably of pigs.

Der Zwerchfellpfeiler (Nierenzapfen) stellt eine besonders gut durchbluteten Muskelstrang dar. Nach der Schlachtung von Schweinen werden Teile des Nierenzapfens entnommen. Von diesen werden nur haselnußgroße Stücke zur Trichinenbeschau herausgeschnitten. Der verbleibende Rest steht in Form 30 bis 60 g schwerer Muskelstücke zur Verfügung.The diaphragmatic pillar (kidney pin) is a particularly well-perfused muscle strand. After slaughtering pigs, parts of the kidney pin are removed. Of these only hazelnut-sized pieces are cut out for Trichinenbeschau. The remainder is available in the form of 30 to 60 g of heavy muscle.

-2- ZÖÜ Z18-2- ZÖÜ Z18

Zur Herstellung enzymatischer Proteinpartialhydrolysate können diese Muskelstücke direkt oder nach vorheriger Zerkleinerung durch einen Fleischwolf eingesetzt werden.For the preparation of enzymatic protein partial hydrolysates, these muscle pieces can be used directly or after prior comminution by a meat grinder.

In wäßrigem Milieu wird das Fleisch zur Proteindenaturierung einer Hitzebehandlung bei 100⁰C unterzogen. In Abhängigkeit vom Zerkleinerungsgrad beträgt sie 5 bis 20 min. Das gekochte Fleisch wird von der fetthaltigen wäßrigen Phase getrennt. Es wird dann der proteolytischen Spaltung unterzogen. Die Spaltung kann durch geeignete tierische, pflanzliche oder mikrobielle Proteinasen erfolgen. Die jeweilige Proteinase bestimmt die spezifischen Inkubationsbedingungen wie pH, Inkubationstemperatur und -zeit, um einen vollständigen Abbau der Proteine zu niedermolekularen Peptiden zu gewährleisten.In an aqueous medium, the meat for protein denaturation of a heat treatment at 100 ⁰ C is subjected. Depending on the degree of comminution it is 5 to 20 min. The cooked meat is separated from the fatty aqueous phase. It is then subjected to proteolytic cleavage. The cleavage can be carried out by suitable animal, vegetable or microbial proteinases. The particular proteinase determines the specific incubation conditions such as pH, incubation temperature and time to ensure complete degradation of the proteins to low molecular weight peptides.

Vorzugsweise ist eine proteolytische Spaltung durch die Proteinase Thermitase durchzuführen (Herstellung der Thermitase vgl.Preferably, a proteolytic cleavage by the proteinase thermitase is carried out (preparation of Thermitase cf.

DD-WP 112662 und DD-WP 117083).DD-WP 112662 and DD-WP 117083).

Der Einsatz dieser Proteinase garantiert den proteolytischen Abbau bis zu den physiologisch gewünschten Peptiden mit einer durchschnittlichen Kettenlänge von 2 bis 3 Aminosäuren. Die wesentlichen Schritte der Proteolyse bestehen in folgendem:The use of this proteinase guarantees proteolytic degradation down to the physiologically desired peptides with an average chain length of 2 to 3 amino acids. The essential steps of proteolysis consist of the following:

— Rühren des Fleisches in der 1- bis 4fachen, vorzugsweise 3fachen Wassermenge,Stirring the meat in 1 to 4 times, preferably 3 times, amount of water,

— pH-Einstellung auf einen Wert von pH 7,0 bis 8,5,PH adjustment to a value of pH 7.0 to 8.5,

— Proteasezugabe z. B. Thermitase von 35000 bis 60000TE pro kg Protein,- protease addition z. B. Thermitase from 35,000 to 600,000 TE per kg of protein,

— Inkubationstemperatur von 50 bis 65°C, vorzugsweise 58°C,Incubation temperature of 50 to 65 ° C, preferably 58 ° C,

— Inkubationszeit 2 bis 6 Stunden,Incubation time 2 to 6 hours,

— Inaktivierung durch kurzzeitiges Erhitzen auf 90 bis 100°C (vgl. WP 154190)- Inactivation by brief heating to 90 to 100 ° C (see WP 154190)

Im Unterschied zu der in den genannten Patentschriften beschriebenen Verfahrensführung liegen die Vorzugsbedingungen bei der Thermitasemenge bei 60000TE/pro kg Protein und in der Inkubationszeit bei 6 Stunden.In contrast to the method described in the cited patents, the preferred conditions for the amount of thermite are 60000 TE / per kg of protein and in the incubation period at 6 hours.

Nach erfolger Hydrolyse wird die Inkubationslösung von unlöslichen Anteilen durch Filtration oder Seperation getrennt. Das Proteinhydrolysat kann aus der Lösung direkt gewonnen werden (z. B. durch Sprühtrocknung) oder in einer Wirbelschichtgranulation auf eine geeignete Unterlage aufgetragen werden.After successful hydrolysis, the incubation solution is separated from insoluble fractions by filtration or separation. The protein hydrolyzate can be recovered directly from the solution (eg by spray-drying) or applied to a suitable support in a fluidized-bed granulation.

Der Hydrolysegrad des Proteinpartialhydrolysates wird durch den Quotienten freien a-NH2-Gruppen ermittelt, die vor bzw. nach salzsaurer Totalhydrolsyse des Produktes bestimmt wurden. Die Molekülgrößenverteilung wird durch Gelchromatographie an geeigneten Trägermaterialien festgestellt.The degree of hydrolysis of the protein partial hydrolyzate is determined by the quotient of free α-NH 2 groups, which were determined before or after hydrochloric acid total hydrolysis of the product. The molecular size distribution is determined by gel chromatography on suitable support materials.

Der gravierendste Vorteil des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, daß der Nierenzapfen ein außerordentlich ökonomisches Ausgangsprodukt zur Proteinhydrolysatherstellung darstellt. Nach der Trichinenbeschau wird es üblicherweise der normalen Fleischverarbeitung nicht mehr zugeführt.The most serious advantage of the proposed method is that the kidney cone is an extremely economical starting product for protein hydrolyzate production. After Trichinenbeschau it is usually no longer fed to normal meat processing.

Weitere wichtige technologische Vorteile sind:Other important technological advantages are:

— Der Nierenzapfen stellt eines der fettärmsten Muskelgewebe des Organismus dar. Im Gegensatz zu anderen Muskelgeweben des Tierkörp'ers minimiert sich die technologisch aufwendige Fettabscheidung.- The kidney pin represents one of the fat-lean muscle tissue of the organism. In contrast to other muscle tissue of Tierkörp'er minimizes the technologically complex fat deposition.

— Da der Nierenzapfen andererseits zu den proteinreichsten Muskelgeweben gehört, ergibt sich ein günstiges Verhältnis von Einsatzmenge zu Hydrolysenausbeute.- On the other hand, since the kidney tap belongs to the most protein rich muscle tissues, there is a favorable ratio of feed to hydrolysis yield.

— Die geringe Größe der anfallenden bindegewebsarmen Nierenzapfen erlaubt eine direkte Verarbeitung in der Kochphase und der sich anschließenden enzymatischen Spaltung. Damit kann der technologische Schritt einer vorherigen Zerkleinerung im Fleischwolf entfallen.- The small size of the resulting low connective tissue kidney cones allows direct processing in the cooking phase and the subsequent enzymatic cleavage. Thus, the technological step of a previous crushing in the meat grinder can be omitted.

— Die gegebenenfalls vorgenommene Verarbeitung kleiner Fleischstücke anstelle gewolften Muskelfleisches vermindert während der Kochphase den Verlust weiterer essentieller Nahrungsbestandteile in die wäßrige Phase (z. B. Carnitin) und erhöht ihn damit in physiologisch wünschenswerter Weise im Hydrolysat.The processing of small pieces of meat, if used, instead of rolled muscle meat during the cooking phase reduces the loss of other essential nutrient components into the aqueous phase (eg carnitine) and thus increases it in a physiologically desirable manner in the hydrolyzate.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the following embodiments.

Ausführungsbeispieleembodiments Beispiel 1example 1

10kg von ca. 20g schweren Abschnitten von Nierenzapfen werden in 101 Wasser 15min gekocht. Das gekochte Fleisch wird von der flüssigen Phase getrennt und in 251 Wasser aufgenommen. Bei einer Temperatur von 60⁰C wird unter ständigem Rühren zunächst mit Kaliumcarbonat auf einen pH-Wert von 8,5 eingestellt und anschließend eine Thermitasemenge in einer Aktivität von 150000 TE (75000 TE/kg Protein) zugesetzt. Die Inkubation erfolgt über einen Zeitraum von 6h. Anschließend wird mit Phosporsäure ein pH-Wert von 6,5 eingestellt bevor der Inkubationsansatz 5 min auf 95 bis 100⁰C erhitzt wird. Partikuläre Anteile werden in einem Separator entfernt. Nach der Sprühtrocknung werden ca. 14kg des pulverförmigen Hydrolysats erhalten. Der Spaltungsgrad beträgt ca. 40%, d. h. die mittlere Größe der Peptide beträgt 2,5 Aminosäuren.10kg of approximately 20g sections of kidney cones are boiled in 101 water for 15min. The cooked meat is separated from the liquid phase and taken up in water. At a temperature of 60 ⁰ C is adjusted with constant stirring, first with potassium carbonate to a pH of 8.5 and then a Thermitasemenge in an activity of 150000 TE (75000 TE / kg protein) was added. The incubation takes place over a period of 6 hours. A pH of 6.5 is then adjusted before the incubation 5 min at 95 to 100 ⁰ C is heated with phosphoric acid. Particulate fractions are removed in a separator. After spray drying, about 14 kg of the powdered hydrolyzate are obtained. The degree of cleavage is about 40%, ie the mean size of the peptides is 2.5 amino acids.

Beispiel 2Example 2

Ebenso wie Beispiel 1, nur werden die Nierenzapfen zu Beginn in einem Fleischwolf zerkleinert. Dadurch vermindern sich die eingesetzte Thermitasemenge auf 100000TE und die Inkubationszeit auf 4h.As in Example 1, only the kidney cones are crushed in a meat grinder at the beginning. This reduces the amount of thermite used to 100,000 TE and the incubation time to 4 hours.

Beispiel 3Example 3

Ebenso wie Beispiel 2, anstelle der Thermitase wird eine Pankreatinmenge mit einer Gesamtaktivität von 100 000TE verwandt.Like example 2, instead of the thermitase, a pancreatin amount with a total activity of 100 000 TE is used.

Dadurch verringert sich die vierstündige Inkubationstemperatur auf 5O⁰C.Thus, the four-hour incubation temperature is reduced to 5O ⁰ C.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung eines Gemisches niedermolekularer Peptide für diätetische Zwecke durch enzymatische Proteinhydrolyse, wobei als Proteinase vorzugsweise Thermitase und als Proteinquelle Fleisch von Schlachttieren eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Proteinquelle speziell der sogenannte Nierenzapfen von Schweinen verwendet wird.A process for the preparation of a mixture of low molecular weight peptides for dietary purposes by enzymatic protein hydrolysis, preferably using thermitase as proteinase and meat from slaughter animals as protein source, characterized in that the so-called kidney plug of pigs is used as the protein source. Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Proteinpartialhydrolysaten, die aus niedermolekularen Peptiden und einem geringen Anteil freier Aminosäuren bestehen und praktisch frei von durch Trichloressigsäure fällbaren höhermolekulären Anteilen sind.The invention relates to a process for the preparation of protein partial hydrolysates, which consist of low molecular weight peptides and a small proportion of free amino acids and are virtually free of higher molecular weight precipitates by trichloroacetic acid. Hauptanwendungsgebiete dieser Gemische sind chemisch definierte Diäten bzw. Peptiddiäten, die in der Ernährung von Frühgeborenen, Säuglingen, Kleinkindern sowie Erwachsenen bei Malabsorptionen unterschiedlicher Genese, Proteinunverträglichkeiten, prae- und postoperativen Zuständen eingesetzt werden.Main fields of application of these mixtures are chemically defined diets or peptide diets, which are used in the diet of premature babies, infants, toddlers and adults in Malabsorptionsen different genesis, protein intolerances, pre- and postoperative conditions.