DE102022101408A1

DE102022101408A1 - PROCESS FOR PRODUCTION OF LACTIC ACID

Info

Publication number: DE102022101408A1
Application number: DE102022101408.8A
Authority: DE
Inventors: Karl Ludovici; Sebastian Hanft; Thomas Hässler; Timo Johannes Koch; Birgit Kaufmann
Original assignee: FoodOr International GmbH
Current assignee: FoodOr International GmbH
Priority date: 2022-01-21
Filing date: 2022-01-21
Publication date: 2023-07-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Milchsäure, bei dem Stärkehydrolysats mit einem Zuckeranteil mit wenigstens 40 Gewichts-%, insbesondere wenigstens 50 Gewichts-%, und insbesondere größer 60 Gewichts-%, und einem Hülsenfruchtproteingemisch insbesondere aus Ackerbohne oder Erbse mit einem Anteil von weniger als 30 Gewichts-% bereitgestellt wird. Es wird ein Lactat produzierendes Bakterium oder Pilz hinzugefügt und das entstehende Lactat abgetrennt. Anschließend wird das Lactat Milchsäure aufbereitet.The invention relates to a method for producing lactic acid, in which starch hydrolyzate with a sugar content of at least 40% by weight, in particular at least 50% by weight, and in particular greater than 60% by weight, and a legume protein mixture, in particular from broad beans or peas, with a proportion of less than 30% by weight is provided. A lactate-producing bacterium or fungus is added and the resulting lactate is separated. The lactate is then processed into lactic acid.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Milchsäure aus einem Stärkehydrolysat.The invention relates to a method for producing lactic acid from a starch hydrolyzate.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Die Verwendung proteinhaltiger Rohstoffe insbesondere auf Basis von Hülsenfrüchten für die Erzeugung von vegetarischen bzw. veganen Lebensmittelprodukten hat in letzter Zeit deutlich zugenommen. Dabei werden nicht nur konventionelle Ansätze auf Basis von Soja verfolgt, sondern es kommen zudem Hülsenfrüchte, beispielsweise Erbse und Ackerbohne vermehrt zum Einsatz. Jedoch besitzen Hülsenfrüchte einen relativ großen Stärkeanteil, der während der Prozessierung der Hülsenfruchtart zur Extraktion des Proteinanteils entfernt wird. Hierzu können unter anderem eine sogenannte Nass- bzw. eine sogenannte Trockenextraktion verwendet werden. Bei der Nassextraktion erfolgt die Trennung zwischen Stärkeanteil und dem Proteinanteil mittels einer wässrigen Lösung, wobei die Proteine durch geeignete Einstellung eines pH-Wertes ausgefällt und von der übrig gebliebenen Stärke und den Fasern getrennt werden. Anschließend kann die Stärke wiederum getrocknet und weiterverwendet werden. Bei der Trockenextraktion erfolgt die Verarbeitung über eine sogenannte Sichtermahlung, bei der die Hülsenfruchtart sehr fein zermahlen und anschließend über ein Sichtersieb in eine stärkehaltige bzw. eine proteinhaltige Fraktion aufgetrennt wird.The use of raw materials containing protein, in particular based on legumes, for the production of vegetarian or vegan food products has recently increased significantly. Not only are conventional approaches based on soybeans pursued, but legumes such as peas and field beans are also increasingly being used. However, legumes have a relatively large starch content which is removed during processing of the legume species to extract the protein content. For this purpose, a so-called wet or a so-called dry extraction can be used, among other things. In wet extraction, the separation of starch and protein is carried out using an aqueous solution, the proteins being precipitated by adjusting the pH value and separating them from the remaining starch and fibres. The starch can then be dried again and reused. In the case of dry extraction, processing takes place via so-called sifter grinding, in which the legume type is ground very finely and then separated into a fraction containing starch and a fraction containing protein using a sifter.

Eine zunehmende Schwierigkeit bei der Verarbeitung von Hülsenfrüchten bzw. auch anderen Früchten zur Erzeugung von Proteinen stellt der relativ hohe Stärkeanteil dar, der nach einer Extraktion des Proteinanteils übrigbleibt. Zwar wird dieser Stärkeanteil gegenwärtig in verschiedenen weiteren Prozessen verarbeitet, der Bedarf an Stärke bzw. Kohlehydraten für die Landwirtschaft, Kosmetik und Viehfutterherstellung ist jedoch gedeckt. Dadurch wird bei der zu erwartenden anwachsenden Verarbeitung von Hülsenfrüchten zusätzlich Stärke produziert, für die momentan kein Markt besteht, sodass es hier zu einem weiteren Preisverfall des an sich schon niedrigen Stärkepreises kommen kann. Damit besteht die Gefahr, dass die Verarbeitung von Hülsenfrüchten wirtschaftlich unrentabel wird. Dem entsprechend existiert das Bedürfnis, die Nebenprodukte, insbesondere stärkehaltige Nebenprodukte einer weiteren Verarbeitung zuzuführen, um so in der Wertschöpfungskette den Gesamtertrag bei der Verarbeitung von Hülsenfrüchten zu erhöhen.An increasing difficulty in the processing of legumes or other fruits to produce proteins is the relatively high proportion of starch that remains after extraction of the protein proportion. Although this starch content is currently processed in various other processes, the demand for starch or carbohydrates for agriculture, cosmetics and animal feed production is covered. As a result, with the expected increase in the processing of legumes, additional starch will be produced for which there is currently no market, so that the already low starch prices may fall further. This means there is a risk that the processing of legumes will become economically unprofitable. Accordingly, there is a need to send the by-products, in particular starch-containing by-products, to further processing in order to increase the total yield in the value-added chain when processing legumes.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Ausgestaltungen und weiterführende Aspekte sind Gegenstand der Unteransprüche.This need is taken into account with the subject matter of the independent patent claims. Configurations and further aspects are the subject matter of the dependent claims.

Die Erfinder haben erkannt, dass die stärkereiche Fraktion als Nebenstromprodukt bei der Trockenextraktion von Hülsenfrüchten neben dem Stärkeanteil einen nicht unerheblichen Proteinanteil besitzt. Bei einer Weiterverarbeitung dieses Anteils, insbesondere einer Verarbeitung der Stärke bleibt entweder der Proteinanteil zurück bzw. wird je nach Anwendung ebenfalls verbraucht. Nach dem vorgeschlagenen Prinzip soll nun ein Verfahren zur Prozessierung von Stärke geschaffen werden, bei dem dieser Proteinanteil weiterhin Verwendung findet, sodass sich im Ergebnis ein für die Weiterverarbeitung geeignetes Zwischenprodukt einstellt, welches zum einen einen verarbeiteten Stärkeanteil und zum anderen einen noch unverarbeiteten Proteinanteil aus den Hülsenfrüchten aufweist.The inventors have recognized that the starch-rich fraction, as a side-stream product in the dry extraction of legumes, has a not inconsiderable protein content in addition to the starch content. When this portion is further processed, in particular when the starch is processed, either the protein portion remains or is also consumed, depending on the application. According to the proposed principle, a process for the processing of starch is now to be created in which this protein portion is still used, so that the result is an intermediate product suitable for further processing, which on the one hand has a processed starch portion and on the other hand an as yet unprocessed protein portion from the legumes.

Zu diesem Zweck schlagen die Erfinder ein Verfahren zur Herstellung eines Hydrolysats mit erhöhtem Proteingehalt und zur Prozessierung eines Stärkehydrolysats vor. Bei diesem wird als erstes wenigstens eine Hülsenfruchtart bereitgestellt, die anschließend über einen Sichtermahlprozess gemahlen und in eine erste Fraktion und in eine zweite Fraktion aufgetrennt wird. Die erste Fraktion umfasst dabei einen höheren Proteinanteil als die zweite Fraktion und wird als proteinreiche Fraktion bezeichnet. Die zweite Fraktion, deren Proteinanteil geringer ist, weist demgegenüber einen höheren Stärkeanteil auf und wird auch als stärkereiche Fraktion bezeichnet.To this end, the inventors propose a method for producing a hydrolyzate with an increased protein content and for processing a starch hydrolyzate. In this case, at least one legume type is provided first, which is then ground via a sifter grinding process and separated into a first fraction and a second fraction. The first fraction has a higher protein content than the second fraction and is referred to as the protein-rich fraction. The second fraction, which has a lower protein content, has a higher starch content and is also referred to as the high-starch fraction.

Nach dem vorgeschlagenen Prinzip ist in der stärkehaltigen Fraktion somit die in der bereitgestellten Hülsenfruchtart enthaltene Stärke mit wenigstens 40 Gewichts-%, insbesondere aber wenigstens 50 Gewichts-% vertreten. Darüber hinaus kann die zweite Fraktion auch Faserbestandteile und andere gröbere Rückstände aus dem Sichtermahlprozess umfassen. Die zweite stärkehaltige Fraktion, die ebenso einen Proteinanteil im Bereich von 5 bis 30 Gewichts-% aufweist, wird zur Erzeugung eines Stärkehydrolysat nun hydrolysiert. Damit wird ein Stärkehydrolysat geschaffen, welches einen noch unverarbeiteten Proteinanteil aufweist, der sich als Rückstand aus dem Sichtermahlprozess der wenigstens einen Hülsenfruchtart ergibt.According to the proposed principle, the starch contained in the legume type provided is represented with at least 40% by weight, but in particular at least 50% by weight, in the starchy fraction. In addition, the second fraction can also include fiber components and other coarser residues from the sifter grinding process. The second starchy fraction, which also has a protein content in the range of 5 to 30% by weight, is now hydrolysed to produce a starch hydrolyzate. A starch hydrolyzate is thus created which has a still unprocessed protein content which results as a residue from the sifter grinding process of the at least one type of legume.

Dabei liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einem Sichtermahlprozess die proteinhaltige Fraktion, d. h. die erste Fraktion eine gegenüber der zweiten stärkehaltigen Fraktion deutlich geringere Korngröße aufweist. Somit bleiben in der stärkehaltigen Fraktion Bestandteile zurück, die eine gewisse Partikelgröße übersteigen. In dieser Fraktion können zudem auch Fette bzw. noch andere Bestandteile der Hülsenfruchtart enthalten sein.This is based on the knowledge that in a sifter grinding process the protein-containing fraction, ie the first fraction, has a significantly smaller grain size than the second starch-containing fraction. Thus, components that exceed a certain particle size remain in the starchy fraction. This fraction can also contain fats or other components of the legume type.

Das Stärkehydrolysat aus der stärkereichen Fraktion kann nun auf verschiedene Arten mittels Mikroorganismen weiterverarbeitet werden. Der Begriff Mikroorganismen soll hierbei breit gefasst werden und umfasst alle einzelligen, aber auch wenig zelligen Lebewesen. Zu Mikroorganismen gehören neben Bakterien auch die Hefen, sowie Pilze, Pilzmycelien, Algen und Protozoen. Unter die verschiedenen Mikroorganismen fallen die jeweiligen Wildtypen, aber auch genetisch oder durch anderweitige Methoden veränderte Typen.The starch hydrolyzate from the starch-rich fraction can now be further processed in various ways using microorganisms. The term microorganisms should be broadly defined here and includes all unicellular, but also few-celled living beings. In addition to bacteria, microorganisms also include yeasts, as well as fungi, fungal mycelia, algae and protozoa. The various microorganisms include the respective wild types, but also types modified genetically or by other methods.

Im Allgemeinen werden die stärkehaltige Fraktion und die darin enthaltenen Kohlenhydrate fermentiert, um anschließend den oder die gewünschten Zielstoffe zu produzieren. Eine derartige Fermentation kann je nach gewünschtem Zielprodukt sowohl anaerob als auch aerob erfolgen. Dazu gehören neben der Produktion von Proteinen, Bestandteile von Proteinen in Form von Biomasse (Bäckerhefe, Vitaminen bzw. Aminosäuren wie Lysin, Methionin und Threonin oder Ölen und Fetten, aber auch Herstellung organischer Säuren, insbesondere von Milchsäure, Bernsteinsäure, Itaconsäure oder Essigsäure um lediglich einige zu nennen. Ebenso lassen sich Alkohole herstellen sowie Diole, insbesondere Propan- und Butandiol. Ebenso lassen sich auch medizinische Ausgangsstoffe und/oder Produkte herstellen, wie beispielsweise Insulin, Hyaluronsäure, Streptokinase und eine Vielzahl von Antibiotika (z. B. Penicillin). Und gegebenenfalls auch Ausgangsstoffe für biologisch abbaubare Kunststoffe.In general, the starchy fraction and the carbohydrates it contains are fermented to subsequently produce the desired target substance or substances. Depending on the desired target product, such a fermentation can take place both anaerobically and aerobically. In addition to the production of proteins, this includes components of proteins in the form of biomass (baker's yeast, vitamins or amino acids such as lysine, methionine and threonine or oils and fats, but also the production of organic acids, in particular lactic acid, succinic acid, itaconic acid or acetic acid, to name just a few. Alcohols can also be produced as well as diols, in particular propane- and butanediol. Medical starting materials and/or products can also be produced, such as insulin, hyaluronic acid, strept okinase and a large number of antibiotics (e.g. penicillin) and, where appropriate, starting materials for biodegradable plastics.

Die in der stärkehaltigen Faktion noch vorhandenen, nicht zuckerhaltigen Bestandteile wie die restlichen pflanzlichen Proteine, aber auch Mineralstoffe, Öle und Fette können dabei von den Mikroorganismen verstoffwechselt werden oder auch im Endprodukt verbleiben. Natürlich lassen sich die proteinhaltigen Bestandteile auch vor der Verarbeitung entfernen, die Verwendung der nicht zuckerhaltigen Bestandteile hat jedoch den Vorteil, diese nicht oder nur teilweise während der Fermentation zuführen zu müssen.The non-sugar components still present in the starchy fraction, such as the remaining vegetable proteins, but also minerals, oils and fats, can be metabolized by the microorganisms or remain in the end product. Of course, the protein-containing components can also be removed before processing, but the use of the non-sugar-containing components has the advantage that they do not have to be added during fermentation, or only partially.

Im Folgenden werden unter anderem sowohl die Weiterverarbeitung mittels eines Pilzmycels als auch die Fermentation mit Mikroorganismen zur Erzeugung von Milchsäure näher erläutert. Es versteht sich hier, dass die Endstoffe, nämlich ein Proteingemisch bzw. Milchsäure durch die oben genannten Endprodukte ersetzt werden können. Dabei müssen je nach gewünschtem Endprodukt Parameter angepasst werden, allerdings ist der Ausgangsstoff, nämlich das hier erzeugte Hydrolysat jeweils das gleiche. Insofern kann das durch Sichtermahlung und anschließende Hydrolisierung erzeugte Zwischenprodukt als Ausgangsstoff für eine Vielzahl von weiteren industriell wertvollen Produkte dienen.In the following, both the further processing by means of a fungal mycelium and the fermentation with microorganisms for the production of lactic acid are explained in more detail. It goes without saying here that the end products, namely a protein mixture or lactic acid, can be replaced by the end products mentioned above. Depending on the desired end product, parameters have to be adjusted, but the starting material, namely the hydrolyzate produced here, is always the same. In this respect, the intermediate product produced by classifying and subsequent hydrolysis can serve as a starting material for a large number of other industrially valuable products.

Gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips kann das so gewonnene Stärkehydrolysat mittels eines Pilzmycels aus der Abteilung der Ständerpilze, der Schlauchpilze und/oder auch Fusariumarten mit dem Stärkehydrolysat sowie einer zusätzlichen Stickstoffquelle kultiviert werden. Eine zusätzliche Stickstoffquelle ist zweckmäßig, da in diesem Fall das Pilzmycel aus der zusätzlichen Stickstoffquelle den für das Wachstum notwendigen Stickstoff erhält und hierfür nicht auf die noch vorhandenen Proteinbestandteile im Hydrolysats zurückgreifen muss. Nach einer Kultivierung wird das Resultat getrocknet und gemahlen und so daraus ein Pilzproteingemisch erzeugt. Alternativ kann es auch direkt ohne zusätzliche Trocknung weiterverarbeitet werden. Das Pilzproteingemisch umfasst neben einem Pilzproteinbestandteil auch noch restliche Bestandteile an Proteinen der Hülsenfruchtart. Mit dem derartig vorgeschlagenen Verfahren lässt sich somit die Verarbeitung von Hülsenfruchtprotein skalieren, sodass auch aus dem stärkehaltigen Anteil der Hülsenfruchtart im Endergebnis ein Proteingemisch gewonnen werden kann.According to some aspects of the proposed principle, the starch hydrolyzate obtained in this way can be cultivated using a fungal mycelium from the department of pillar fungi, sac fungi and/or Fusarium species with the starch hydrolyzate and an additional nitrogen source. An additional nitrogen source is expedient since in this case the fungal mycelium receives the nitrogen it needs for growth from the additional nitrogen source and does not have to fall back on the protein components still present in the hydrolyzate for this purpose. After cultivation, the result is dried and ground to create a mushroom protein mixture. Alternatively, it can also be further processed directly without additional drying. In addition to a fungal protein component, the fungal protein mixture also includes remaining components of proteins of the legume type. With the method proposed in this way, the processing of legume protein can thus be scaled up so that a protein mixture can also be obtained from the starchy portion of the legume type in the end result.

Durch die Verwendung einer Sichtermahlung und eines Trockenextraktionsprozesses werden die Verarbeitungskosten gegenüber einem Nassextraktionsprozess deutlich verringert. Gleichzeitig wird durch Hydrolysieren der groben zweiten Fraktion und einer nachfolgenden Kultivierung beispielsweise mit einem Mikroorganismus in kostengünstiger und sehr effizienter Weise der übrig gebliebene in der zweiten Fraktion vorhandene Proteinanteil weiterbenutzt. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren lässt sich somit auf kostengünstige Weise ein Proteingemisch aus einer Hülsenfruchtart mit einem sehr hohen spezifischen Gewichtsanteil erzeugen. Die beiden so erzeugten Anteile sind zum einen ein Proteingemisch mit einem hohen Anteil des Hülsenfruchtproteins sowie ein zweites Endprodukt, dass je nach Weiterverarbeitung aus dem zweiten Proteingemisch noch einen Restanteil an Protein aufweisen kann..By using classifier grinding and a dry extraction process, processing costs are significantly reduced compared to a wet extraction process. At the same time, the remaining protein portion present in the second fraction is used further in a cost-effective and very efficient manner by hydrolyzing the coarse second fraction and subsequent cultivation, for example with a microorganism. With the proposed method, a protein mixture from a type of legume with a very high specific weight can be produced in a cost-effective manner. The two parts produced in this way are, on the one hand, a protein mixture with a high proportion of legume protein and a second end product, which, depending on further processing, may still contain a residual proportion of protein from the second protein mixture.

In einer Weiterführung des vorgeschlagenen Verfahrens kann die erste Fraktion zur Erzeugung eines Proteinisolats mit einem Anteil an Hülsenfruchtprotein im Bereich von 80 Gewichts-% bis 97 Gewichts-% und insbesondere im Bereich von 85 Gewichts-% bis 95 Gewichts-% weiterverarbeitet werden. Hierfür kann die erste Fraktion einem Nassextraktionsprozess unterworfen werden, sodass übrig gebliebene kleinere Stärkepartikel und andere Stoffe während des Nassextraktionsverfahrens aus dem Gemisch entfernt und so der Proteinanteil angereichert wird.In a further development of the proposed method, the first fraction can be further processed to produce a protein isolate with a legume protein content in the range from 80% to 97% by weight and in particular in the range from 85% to 95% by weight. For this purpose, the first fraction can be subjected to a wet extraction process so that remaining smaller starch particles and other substances are removed from the mixture during the wet extraction process and the protein content is thus enriched.

In einem Aspekt umfasst der Schritt des Hydrolysierens ein zusätzliches Filtern, insbesondere ein Membranfiltern und oder ein Fällen der zweiten Fraktion. Dadurch werden in dieser Fraktion gröbere Fasern und andere ballaststoffhaltige Anteile entfernt. Dies kann zweckmäßig zur Herstellung eines Proteinisolats oder Konzentrat mit einem sehr hohen Proteinanteil beitragen. Einige weitere Aspekte beschäftigen sich mit der Möglichkeit, nach der Hydrolyse und Verzuckerung die unterschiedlichen Größen von dem entstandenen Zucker und den übrigen aus der stärkereichen Fraktion vorhandenen Proteinen und Fetten auszunutzen. Dazu ist in einigen Aspekten vorgesehen, Proteinanteile und/oder Fettanteile aus dem Hydrolysat zu separieren, um so noch eine hochangereicherte proteinhaltige und/oder fetthaltige Fraktion zu erhalten. Die übrige Zuckermasse kann für die Fermentation verwendet werden. Für eine Trennung lassen sich neben verschiedenen Filterverfahren auch mechanische Verfahren wie ein Dekantieren, ein Zentrifugieren oder andere mechanische Verfahren benutzen.In one aspect, the hydrolyzing step comprises additional filtering, in particular membrane filtering and/or precipitating the second fraction. As a result, coarser fibers and other fiber-containing components are removed from this fraction. This can usefully assist in the production of a protein isolate or concentrate having a very high protein content. Some other aspects deal with the possibility of using the different sizes of the resulting sugar and the other proteins and fats present from the starchy fraction after hydrolysis and saccharification. To this end, some aspects provide for separating protein components and/or fat components from the hydrolyzate in order to obtain a highly enriched protein-containing and/or fat-containing fraction. The remaining sugar mass can be used for fermentation. In addition to various filter methods, mechanical methods such as decantation, centrifugation or other mechanical methods can also be used for separation.

In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren ein Enthüllen der Hülsenfrüchte vor dem Schritt der Sichtermahlung. Zudem kann die zweite Fraktion vor dem Schritt des Hydrolysierens auch noch zusätzlich gesiebt werden, so dass Reststoffe mit einer Korngröße von größer als 100 um, insbesondere größer als 60 µm bis 70 µm aus der zweiten Fraktion entfernt werden. Dies stellt sicher, dass vor allen Dingen lediglich Stärkebestandteile und restliche Proteinanteile sowie Fette und Mineralstoffe in der stärkehaltigen Fraktion zurückbleiben, aber keine Faserbestandteile mehr.In another aspect, the method includes dehulling the legumes prior to the classifying step. In addition, the second fraction can also be additionally sieved before the hydrolyzing step, so that residues with a grain size of greater than 100 μm, in particular greater than 60 μm to 70 μm, are removed from the second fraction. This ensures that, above all, only starch components and remaining protein components as well as fats and minerals remain in the starchy fraction, but no more fiber components.

Die zweite stärkehaltige Fraktion, die hydrolysiert wird, umfasst neben einem restlichen Proteinanteil auch noch einen Fettanteil. Dieser ist ursprünglich Teil der Hülsenfruchtart und kann in einigen Aspekten mehr als 0,5 Gewichts-% betragen, insbesondere im Bereich von 1 Gewichts-% bis 3 Gewichts-% liegen. In einigen Aspekten wird das in der Hülsenfruchtart vorhandene Fett vor allem in die erste Fraktion und damit in die proteinhaltige Fraktion gemahlen. In einigen Aspekten erfolgt die Aufspaltung der in der Hülsenfruchtart vorhandenen Fette auch nicht gleichmäßig, sondern die Verteilung der unterschiedlichen Fettsäuren ist je nach Fraktion unterschiedlich.The second fraction containing starch, which is hydrolyzed, also includes a fat portion in addition to a remaining protein portion. This is originally part of the legume species and in some aspects may be more than 0.5% by weight, particularly in the range 1% to 3% by weight. In some aspects, the fat present in the legume species is primarily ground into the first fraction and hence the proteinaceous fraction. In some aspects, the breakdown of the fats present in the legume species is also not uniform, but the distribution of the different fatty acids differs depending on the fraction.

Einige Aspekte beschäftigen sich mit der Zusammensetzung der stärkehaltigen Fraktion. So haben Experimente an mehreren Beispielen gezeigt, dass die stärkehaltige Fraktion im Bereich von 50 Gewichts-% bis 70 Gewichts-% an der Gesamtmasse, und im Besonderen 55 Gewichts-% bis 65 Gewichts-% umfasst. Die stärkehaltige Fraktion kann auch im Bereich von 60 Gewichts-% bis 67 Gewichts-%, im Bereich von 55 Gewichts-% bis 63 Gewichts-% oder auch im Bereich von 57 Gewichts-% bis 64 Gewichts-% liegen. Dabei sind jedoch wie erwähnt noch Proteine und Fette enthalten. Die Gehälter von Proteinen liegen in einigen Aspekten bei verschiedenen stärkehaltigen Fraktionen von Hülsenfrüchten, die nach diesem Verfahren vor dem Hydrolysieren gewonnen wurden, im Bereich von 10 Gewichts-% bis 35 Gewichts-%, insbesondere aber um die 20 Gewichts-% bis 25 Gewichts-% an der Gesamtmasse. Ebenso liegt in einigen Beispielen die Menge an Hülsenfruchtprotein im Bereich von 22 Gewichts-% bis 27 Gewichts-%, bzw. bei 18 Gewichts-% bis 23 Gewichts-%. Zwar gibt es auch eine Konzentration von 12 Gewichts-% bis 20 Gewichts-%, diese bedingen aber je nach Anwendung ein besonders feines oder auch mehrfaches Sichtern.Some aspects deal with the composition of the starchy fraction. Thus, experiments on several examples have shown that the starchy fraction comprises in the range of 50% to 70% by weight of the total mass, and in particular 55% to 65% by weight. The starchy fraction can also be in the range from 60% to 67% by weight, in the range from 55% to 63% by weight or else in the range from 57% to 64% by weight. However, as mentioned, proteins and fats are still included. The contents of proteins are in some aspects in various starchy fractions of legumes obtained by this method before hydrolysis, in the range of 10% to 35% by weight, but in particular around 20% to 25% by weight of the total mass. Also, in some examples, the amount of legume protein ranges from 22% to 27%, or 18% to 23% by weight. Although there is also a concentration of 12% by weight to 20% by weight, these require particularly fine or multiple sifting, depending on the application.

Insgesamt ist der Anteil an Protein in der stärkehaltigen Fraktion aber größer als 15 Gewichts-% und insbesondere größer als 20 Gewichts-% und insbesondere größer als 22 Gewichts-% oder auch größer als 24 Gewichts-% aber kleiner als 30 Gewichts-%. In einigen Beispielen betrug die Menge an Stärke und Proteinen in etwa 76 Gewichts-% bis 90 Gewichts-%, insbesondere liegt die Menge zwischen 79 Gewichts-% und 85 Gewichts-%, wobei der restliche Anteil an der Gesamtmasse aus Wasser, Fetten und Asche besteht. Der Fettanteil liegt im Wesentlichen zwischen 0,8 Gewichts-% und 1,6 Gewichts-%, wobei oftmals Werte zwischen 1 Gewichts-% und 1,4 Gewichts-% vorkommen. In einigen Beispielen sind aber auch Werte größer als 1,5 Gewichts-% oder auch größer als 2,25 Gewichts-% möglich. So kann in einigen Aspekten der Fettanteil im Bereich von 0,5 Gewichts-% bis 5,0 Gewichts-%, insbesondere aber zwischen 1,0 Gewichts-% und 4,5 Gewichts-% oder auch zwischen 1,5 Gewichts-% und 4 Gewichts-% oder auch zwischen 1,0 Gewichts-% und 3,5 Gewichts-% liegen.Overall, the proportion of protein in the starchy fraction is greater than 15% by weight and in particular greater than 20% by weight and in particular greater than 22% by weight or greater than 24% by weight but less than 30% by weight. In some examples, the amount of starch and proteins was about 76% to 90% by weight, in particular the amount is between 79% and 85% by weight, with the remaining proportion of the total mass consisting of water, fats and ash. The fat content is essentially between 0.8% by weight and 1.6% by weight, with values between 1% by weight and 1.4% by weight often occurring. In some examples, however, values greater than 1.5% by weight or greater than 2.25% by weight are also possible. In some aspects, the fat content can be in the range of 0.5% by weight to 5.0% by weight, but in particular between 1.0% by weight and 4.5% by weight or between 1.5% by weight and 4% by weight or even between 1.0% by weight and 3.5% by weight.

Asche, d.h. Mineralstoffe und restliche Bestandteile liegen in einigen Aspekten im Bereich von 1,0 Gewichts-% bis 8,0 Gewichts-% und insbesondere zwischen 1,5 Gewichts-% und 6,5 Gewichts-%. In anderen Aspekten liegt die Asche zwischen 2,0 Gewichts-% und 3,9 Gewichts-%. In einigen Beispielen ist der Anteil der Asche größer als 1,5 Gewichts-%, oder größer als 2,0 Gewichts-%, oder größer als 2,5 Gewichts-% oder größer als 3,0 Gewichts-% oder größer als 3,5 Gewichts-% oder größer als 4,0 Gewichts-% oder größer als 4,5 Gewichts-%, aber noch kleiner als 8,0 Gewichts-%. Hierbei ergab sich, dass einzelne Anteile an Stärke, Proteinen und Fetten sowie Asche innerhalb der angegebenen Bereiche aber ohne eine bestimmte Korrelation zwischen ihnen lagen.Ash, ie minerals and residual components, in some aspects ranges from 1.0% to 8.0% by weight and more preferably between 1.5% and 6.5% by weight. In other aspects, the ash is between 2.0% and 3.9% by weight. In some examples, the proportion of ash is greater than 1.5% by weight, or greater than 2.0% by weight, or greater than 2.5% by weight, or greater than 3.0% by weight, or greater than 3.5% by weight, or greater than 4.0% by weight, or greater than 4.5% by weight, but still less than 8.0% by weight. It turned out that individual proportions of starch, proteins and fats as well as ash were within the specified ranges but without any specific correlation between them.

Mit anderen Worten scheint es selbst bei gleicher verwendeter Hülsenfruchtart, beispielsweise Ackerbohne, aber unterschiedlichen Ackerböden, auf der die Hülsenfrucht gewachsen ist und/oder von der die Hülsenfrucht geerntet wird, selbst bei ansonsten gleicher Sichtermahlung leichte Unterschiede in den Verhältnissen zu geben. Umgekehrt ergab sich, dass eine leicht unterschiedliche Sichtermahlung zu einer anderen Zusammensetzung führt. So scheint eine längere Sichtermahlung und eine Trennung bei kleinerer Korngröße zu einer höheren Stärkekonzentration zu führen auf Kosten der Proteinmenge .In other words, even with the same type of legume used, for example broad beans, but different farmland on which the legume grew and/or from which the legume is harvested, there seem to be slight differences in the ratios, even with otherwise the same sifter grinding. Conversely, it turned out that a slightly different classifier grinding leads to a different composition. Longer classifying and smaller particle size separation seems to result in higher starch concentrations at the expense of protein levels.

Natürlich zeigen verschiedene Hülsenfruchtarten verschiedene Anteile in den jeweiligen Bestandteilen, wobei aber die meisten durch eine Kombination der angegebenen Bereiche charakterisierbar sind. Insofern ist daher jede Kombination der angegebenen Bereiche, Teilbereiche oder auch einzelne Werte hieraus miteinander kombinierbar, ohne dass dies generell dem späteren Prozess abträglich ist. Im Gegenteil, je nach einer späteren Verwendung kann ein größerer Fettanteil oder Proteinanteil zweckmäßig sein, um den biologischen Wert der gesichterten Grundsubstanz aber auch des Hydrolysats zu steigern.Of course, different types of legumes show different proportions in the respective components, but most are characterizable by a combination of the given ranges. In this respect, any combination of the specified ranges, sub-ranges or even individual values from them can be combined with one another without this generally being detrimental to the subsequent process. On the contrary, depending on the subsequent use, a larger percentage of fat or protein can be useful in order to increase the biological value of the classified basic substance but also of the hydrolyzate.

Einige weitere Aspekte des Verfahrens beschäftigen sich mit dem Schritt des Hydrolysierens bzw. generell der Umwandlung des Stärkeanteils der stärkehaltigen Fraktion in ein Zuckergemisch. Dabei kann der Schritt des Hydrolysierens insbesondere enzymatisch erfolgen, wobei ein Enzym aus einer Gruppe bestehend aus den weiter unten genannten Enzymen verwendet wird.Some other aspects of the process deal with the step of hydrolyzing or, in general, converting the starch content of the starchy fraction into a sugar mixture. The hydrolyzing step can in particular be carried out enzymatically, using an enzyme from a group consisting of the enzymes mentioned further below.

Eine Alternative hierzu besteht in einer Hydrolysierung mit einer Säure, wobei nach Abschluss des Hydrolysierens ein Neutralisieren der Säure, insbesondere mit einer basischen Stickstoffverbindung erfolgt. In diesem Aspekt entsteht ein ammoniumhaltiges Salz, welches zudem auch als Nährstoff für die spätere Kultivierung mit einem Mikroorganismus dienen kann. In einem alternativen Aspekt erfolgt eine Neutralisierung des Gemisches sowie eine anschließende Verschiebung des pH-Wertes in den basischen Bereich mit einer basischen Stickstoffverbindung, welche eine Stickstoffquelle für die spätere Verarbeitung, beispielsweise für eine Kultivierung mit einem Mikroorganismus, insbesondere einem Pilzmycel oder für eine Submers-Fermentierung bildet.An alternative to this is hydrolysis with an acid, in which case the acid is neutralized, in particular with a basic nitrogen compound, after the hydrolysis has ended. In this aspect, an ammonium-containing salt is formed, which can also serve as a nutrient for later cultivation with a microorganism. In an alternative aspect, the mixture is neutralized and the pH value is then shifted to the basic range with a basic nitrogen compound, which forms a nitrogen source for later processing, for example for cultivation with a microorganism, in particular a fungal mycelium, or for submerged fermentation.

Das auf diese Weise gewonnene Hydrolysat umfasst neben den verschiedenen Zuckern, die sich je nach Hydrolisierung entweder mittels Säure oder enzymatisch einstellen lassen, auch noch den restlichen Proteinanteil im Bereich von 5 Gewichts-% bis 35 Gewichts- %. Dieser Anteil kann wie oben beschrieben mechanisch, d.h. durch Filtern, dekantieren o.ä. abgetrennt werden, so dass ein zusätzlicher Nebenstrom aus hochangereichertem Protein gebildet wird.In addition to the various sugars, which can be adjusted either by means of acid or enzymatically, depending on the hydrolysis, the hydrolyzate obtained in this way also includes the remaining protein content in the range from 5% by weight to 35% by weight. As described above, this portion can be separated mechanically, i.e. by filtering, decanting or similar, so that an additional side stream of highly enriched protein is formed.

Oftmals umfasst das Hydrolysat ein Zuckergemisch aus verschiedenen Zuckern, wie Glukose, Fructose, Maltose, Saccharose und weitere Oligo- und Polysaccharide in verschiedenen Gewichtsanteilen. Dabei wird die Erzeugung der einzelnen Zuckerarten als auch deren Gewichtsanteil durch die Verwendung der entsprechenden Enzyme bzw. über die Prozessparameter eingestellt. Die verschiedenen Zucker sind in einem Aspekt derart gewählt, dass sie besonders gut geeignet für eine spätere Kultivierung mit den oben genannten Mikroorganismen sind. In einigen Aspekten wird eine Amylase verwendet, die vor allem bei niedrigeren Temperaturen arbeitet. Dies hat den Vorteil, dass die mit Vorteil oben erkannten temperaturabhängigen Bestandteile, insbesondere Vitamine, beispielsweise aber nicht limitiert auf den B-Komplex, Folsäure, und/oder Proteine aus dem Ausgangsstoff weitestgehend erhalten bleiben und nicht denaturieren oder sich zersetzen. Ein derartiges Verfahren ist somit gerade für die Gemische aus dem Sichtermahlprozess nach dem hier vorgeschlagenen Prinzip von besonderem Nutzen.The hydrolyzate often includes a sugar mixture of different sugars, such as glucose, fructose, maltose, sucrose and other oligo- and polysaccharides in different proportions by weight. The production of the individual types of sugar as well as their weight percentage is adjusted by using the corresponding enzymes or via the process parameters. In one aspect, the various sugars are selected in such a way that they are particularly well suited for subsequent cultivation with the microorganisms mentioned above. In some aspects, an amylase that operates primarily at lower temperatures is used. This has the advantage that the temperature-dependent components identified with advantage above, in particular vitamins, for example but not limited to the B complex, folic acid, and/or proteins from the starting material are largely retained and do not denature or decompose. Such a method is therefore particularly useful for the mixtures from the sifter grinding process according to the principle proposed here.

Dadurch wird die Prozessgeschwindigkeit insbesondere in einem nachgeschalteten Kultivierungsprozess mit Mikroorganismen beschleunigt.As a result, the process speed is accelerated, in particular in a downstream cultivation process with microorganisms.

Die verwendete Hülsenfruchtart kann eine einzelne Hülsenfruchtart sein, aber auch ein Gemisch aus diesen. Als mögliche Hülsenfruchtart kommen insbesondere Erbsen, grüne oder weiße Bohnen, Ackerbohnen, Kichererbsen, Erdnüsse, Linsen, Lupine sowie Kombinationen hiervon in Betracht.The type of legume used can be a single legume species, but also a mixture of these. Peas, green or white beans, field beans, chickpeas, peanuts, lentils, lupine and combinations thereof come into consideration as possible types of legumes.

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Stärkehydrolysat, was einen Zuckeranteil mit wenigstens 40 Gewichts-%, insbesondere aber wenigstens 50 Gewichts-% und insbesondere größer als 60 Gewichts-% aufweist. Der Zuckeranteil umfasst dabei wenigstens einen der folgenden Zucker nämlich Glukose, Fructose, Maltose und Saccharose, wobei dieser Zuckeranteil mit einem Anteil von wenigstens 10 Gewichts-% vertreten ist. Nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst das Stärkehydrolysat zudem ein Hülsenfruchtproteingemisch, insbesondere aus Erbse oder Ackerbohne mit einem Anteil von weniger als 30 Gewichts-%.A further aspect relates to a starch hydrolyzate which has a sugar content of at least 40% by weight, but in particular at least 50% by weight and in particular greater than 60% by weight. The sugar content comprises at least one of the following sugars, namely glucose, fructose, maltose and sucrose, with this sugar content being represented with a proportion of at least 10% by weight. According to the proposed principle, the starch hydrolyzate also includes a legume protein mixture, in particular from peas or field beans with a proportion of less than 30% by weight.

In einigen Aspekten ist vor allem Glukose vorhanden, und zwar in einigen Aspekten im Bereich von 60 Gewichts-% bis 96 Gewichts-% der vorhandenen Zucker. In einigen Aspekten können die Glukose auch bis zu 98% der Zuckermenge betragen. Insbesondere Glukose und andere Monosacharide sind in einigen Aspekten mit mehr als 80 Gewichts-% am gesamten Zuckeranteil vertreten. Zudem können auch im Hydrolysat noch Oligosaccharide oder Bestandteile hiervon vorhanden sein, die Überreste des Sichterprozesses sind und nicht oder nicht vollständig umgesetzt wurden. In einem Aspekt kann das Hülsenfruchtproteingemisch einen Anteil im Bereich von 5 Gewichts-% bis 20 Gewichts-% in dem Hydrolysat aufweisen. Bei einer enzymatischen Verzuckerung liegt der Proteingehalt in den schon im Grundstoff genannten Bereichen. Er kann in einigen Aspekten insbesondere um die 20 Gewichts-% bis 25 Gewichts-% an der Gesamtmasse betragen. Nach der Hydrolyse kann der Anteil an Proteinen größer als 15 Gewichts-% und insbesondere größer als 20 Gewichts-% und insbesondere größer als 22 Gewichts-% oder auch größer als 24 Gewichts- % aber kleiner als 30 Gewichts-% an der Gesamtmasse sein. In einigen Aspekten kann der Anteil nach der Hydrolyse leicht höher sein als vorher.In some aspects, glucose is predominantly present, ranging from 60% to 96% by weight of the sugars present in some aspects. In some aspects, the glucose can also be up to 98% of the amount of sugar. In particular, glucose and other monosaccharides account for more than 80% by weight of the total sugar content in some aspects. In addition, oligosaccharides or components thereof can also still be present in the hydrolyzate, which are residues of the sifting process and have not been converted or have not been completely converted. In one aspect, the legume protein blend may range from 5% to 20% by weight of the hydrolyzate. In the case of enzymatic saccharification, the protein content is in the ranges already mentioned in the basic material. In some aspects, it can be in particular around 20% by weight to 25% by weight of the total mass. After the hydrolysis, the proportion of proteins can be greater than 15% by weight and in particular greater than 20% by weight and in particular greater than 22% by weight or greater than 24% by weight but less than 30% by weight of the total mass. In some aspects, the level after hydrolysis may be slightly higher than before.

Bei einigen Beispielen ist der Anteil an Proteinen und/oder Aminosäuren etwas höher als die ursprünglichim Grundstoff vorhandenen Werte. Grund hierfür ist die enzymatische Verzuckerung, die bei einigen übrigen Restbestandteilen weitere Proteine abbaut, so dass diese im Hydrolysat zu der Gesamtproteinmenge beitragen.In some examples, the level of proteins and/or amino acids is slightly higher than the levels originally present in the base. The reason for this is the enzymatic saccharification, which breaks down other proteins in some of the other residual components, so that these contribute to the total amount of protein in the hydrolyzate.

Der Proteinanteil eines Hydrolysats liegt somit im Bereich von 10 Gewichts-% bis 35 Gewichts-%, insbesondere aber um die 15 Gewichts-% bis 25 Gewichts-% an der Gesamtmasse. Ebenso liegt bei einigen Beispielen die Menge an Protein im Bereich von 18 Gewichts-% bis 23 Gewichts-%, bzw. bei 21 Gewichts-% bis 27 Gewichts-%. In einigen Aspekten liegt der Anteil an Proteinen oder Aminosäuren um 0,10 Gewichts-% bis 0,65 Gewichts-% höher als der entsprechende Wert der Grundsubstanz.The protein content of a hydrolyzate is therefore in the range from 10% to 35% by weight, but in particular around 15% to 25% by weight of the total mass. Also, in some examples, the amount of protein ranges from 18% to 23%, or 21% to 27% by weight. In some aspects, the protein or amino acid content is from 0.10% to 0.65% by weight higher than the corresponding value of the basic substance.

Der Fettanteil im Hydrolysat liegt im Wesentlichen zwischen 0,8 Gewichts-% und 1,6 Gewichts-%, wobei meist Werte zwischen 1 Gewichts-% und 1,4 Gewichts-% vorkommen. In einigen Beispielen sind aber auch Werte größer als 1,5 Gewichts-% oder auch größer als 2,25 Gewichts-% enthalten. So kann in einigen Aspekten der Fettanteil im Bereich von 0,5 Gewichts-% bis 5,0 Gewichts-%, insbesondere aber zwischen 1,0 Gewichts-% und 4,5 Gewichts-% oder auch zwischen 1,5 Gewichts-% und 4 Gewichts-% oder auch zwischen 1,0 Gewichts-% und 3,5 Gewichts-% liegen.The fat content in the hydrolyzate is essentially between 0.8% by weight and 1.6% by weight, with values between 1% by weight and 1.4% by weight usually occurring. However, some examples also contain values greater than 1.5% by weight or else greater than 2.25% by weight. In some aspects, the fat content can be in the range of 0.5% by weight to 5.0% by weight, but in particular between 1.0% by weight and 4.5% by weight or between 1.5% by weight and 4% by weight or even between 1.0% by weight and 3.5% by weight.

Die einzelnen Fettsäuren bzw. Fettbestandteile sowie deren Menge sind dabei von der Hülsenfruchtart abhängig, die auch zum Proteingemisch beiträgt. Ebenso wurde überraschend festgestellt, dass der Anteil an einfach sowie mehrfach ungesättigten Fettsäuren im Bereich von über 70 Gewichts-% der vorhandenen gesamten Fettmenge ausmacht, und oftmals sogar über 80 Gewichts-% an der gesamten Fettmenge liegt, wobei der Anteil an mehrfach ungesättigten Fettsäuren überwiegt und für sich genommen bereits mehr als 55 % an dem gesamten Fettanteil im Stärkehydrolysat beträgt. Der Anteil gesättigter Fettsäuren ist hingegen geringer und beträgt weniger oder in etwa der Menge der einfach ungesättigten Fettsäuren.The individual fatty acids or fat components and their amount depend on the type of legume, which also contributes to the protein mixture. It was also surprisingly found that the proportion of monounsaturated and polyunsaturated fatty acids is in the range of more than 70% by weight of the total amount of fat present, and often even more than 80% by weight of the total amount of fat, with the proportion of polyunsaturated fatty acids predominating and, taken by itself, is already more than 55% of the total fat content in the starch hydrolyzate. The proportion of saturated fatty acids, on the other hand, is lower and is less than or about the amount of monounsaturated fatty acids.

Die Erfinder haben erkannt, dass ein nach dem oben vorgestellten Verfahren hergestelltes Stärkehydrolysat aufgrund der vorhandenen Anteile an B-Vitaminen in der ursprünglichen Hülsenfruchtart auch im Hydrolysat einen relativ hohen Anteil von B-Vitaminen aufweist. In einem Aspekt wird daher ein Anteil an B-Vitaminen von mehr als 0,002 Gewichts-% am Stärkehydrolysat angegeben.The inventors have recognized that a starch hydrolyzate produced according to the method presented above also has a relatively high proportion of B vitamins in the hydrolyzate due to the proportions of B vitamins present in the original type of legume. In one aspect, a proportion of B vitamins of more than 0.002% by weight in the starch hydrolyzate is therefore specified.

Es hat sich überraschend herausgestellt, dass der Vitamin-B-Anteil auch durch die Hydrolyse nicht abnimmt. Der Komplex befindet sich somit auch im Stärkehydrolysat und kann somit aktiv für eine weitere Verarbeitung des Hydrolysats verwendet werden. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn die Vitamin-B-Komplexe Wachstumsfaktoren von mikrobiologischen Komponenten oder Pilzen sind, denen das Stärkehydrolysat zugegeben wird.Surprisingly, it turned out that the vitamin B content does not decrease as a result of the hydrolysis either. The complex is therefore also in the starch hydrolyzate and can therefore be actively used for further processing of the hydrolyzate. This can be particularly useful when the Vitamin B complexes are growth factors from microbiological components or fungi to which the starch hydrolyzate is added.

In einigen Aspekten beträgt der vorhandene Anteil an B-Vitaminen in etwa 1,5 mg bis 6 mg bezogen auf 100g Gesamtmasse. In anderen Aspekten kann der Anteil an Vitamin B Komplexen zwischen 1,8 mg und 5,6 mg oder auch zwischen 2,0 und 5,1 mg pro 100g Gesamtmasse betragen. In weiteren Aspekten liegt der Anteil Vitamin B Komplexen über 2,2 mg pro 100 g Gesamtmasse und kann beispielsweise zwischen 2,5 mg und 4,7 mg oder auch zwischen 2,8 mg und 4,2 mg pro 100 g Gesamtmasse betragen. Ein großer Anteil über 50 % kann dabei auf Vitamin B3 entfallen. Mögliche Bestandteile des Vitamin B-Komplexes im Stärkehydrolysat sind Thiamin, Niacin, Pantothensäure und Pyridoxin, Pyridoxal sowie Pyridoxamin.In some aspects, the amount of B vitamins present is approximately 1.5 mg to 6 mg per 100 g total mass. In other aspects, the proportion of vitamin B complexes can be between 1.8 mg and 5.6 mg or between 2.0 and 5.1 mg per 100 g total mass. In other aspects, the proportion of vitamin B complexes is more than 2.2 mg per 100 g total mass and can be, for example, between 2.5 mg and 4.7 mg or also between 2.8 mg and 4.2 mg per 100 g total mass. A large proportion of over 50% can be accounted for by vitamin B3. Possible components of the vitamin B complex in the starch hydrolyzate are thiamine, niacin, pantothenic acid and pyridoxine, pyridoxal and pyridoxamine.

Daneben wurde festgestellt, dass auch verschiedene Aminosäuren als Teil der Proteine und Eiweiße im Hydrolysat vorhanden sind. Neben Asparaginsäure im Bereich von 2 Gewichts-% bis 3,5 Gewichts-%, insbesondere zwischen 2,2 Gewichts-% bis 3,3 Gewichts-% und insbesondere zwischen 2,5 Gewichts-% bis 3,0 Gewichts-% sind dies auch Glutaminsäure im Bereich von 3 Gewichts-% bis 5 Gewichts-% bzw. zwischen 3,5 Gewichts-% bis 4,3 Gewichts-% oder auch im Bereich von 3,6 Gewichts-% bis 4,4 Gewichts-% sowie Arginin im Bereich von 1,6 Gewichts-% bis 2,6 Gewichts-% und insbesondere zwischen 1,9 und 2,2 Gewichts-%. Insgesamt können in einigen Aspekten die oben genannten sowie auch Lysin und Valin einen Anteil über 1 Gewichts- % besitzen. In weiteren Aspekten liegen die Aminosäuren Prolin und Glycin sowie wenigstens eines aus Isoleucin, Serin, Alanin und Phenylalanin im Bereich 0,8 Gewichts-% bis 1,2 Gewichts-% und insbesondere zwischen 0,9 Gewichts-% und 1,1 Gewichts-% vor. Hingegen ist der Anteil von Threonin und Tyrosin sowie Hystidin bei Ackerbohne unter 1 Gewichts-% und oftmals auch unter 0,85 Gewichts-%. Die Anteile der Aminosäuren Taurin, Hydroxy-Prolin, Hydroxy-Lysin und g-Aminobuttersäure liegen hingegen unter 0,2 Gewichts-% oder auch unter 0,1 Gewichts-%.In addition, it was found that various amino acids are also present as part of the proteins in the hydrolyzate. In addition to aspartic acid in the range from 2% to 3.5% by weight, in particular between 2.2% to 3.3% by weight and in particular between 2.5% to 3.0% by weight, these are also glutamic acid in the range from 3% to 5% by weight or between 3.5% to 4.3% by weight or else in the range from 3.6% to 4.4% by weight and arginine in the range from 1.6% to 2.6% by weight and in particular between 1.9 and 2.2% by weight. Overall, in some aspects, the above, as well as lysine and valine, may account for more than 1% by weight. In further aspects, the amino acids proline and glycine and at least one of isoleucine, serine, alanine and phenylalanine are present in the range 0.8% to 1.2% by weight and in particular between 0.9% and 1.1% by weight. In contrast, the proportion of threonine and tyrosine as well as histidine in broad beans is less than 1% by weight and often less than 0.85% by weight. The proportions of the amino acids taurine, hydroxyproline, hydroxylysine and g-aminobutyric acid, on the other hand, are less than 0.2% by weight or even less than 0.1% by weight.

Darüber hinaus kann ein mit dem Verfahren hergestelltes Stärkehydrolysat zudem noch andere Bestandteile bzw. Ballaststoffe und allgemein gesprochen nicht proteinhaltige Bestandteile mit einer bestimmten Korngröße aus dem vorangegangenen Sichtermahlprozess umfassen. In einigen Aspekten zeigen die nicht proteinhaltigen Anteile eine Korngröße im Bereich von 30 µm bis 120 µm mit einem Maximum im Bereich von 40 µm bis 100 um.In addition, a starch hydrolyzate produced using the method can also include other components or dietary fibers and, generally speaking, non-protein-containing components with a specific grain size from the previous sifter grinding process. In some aspects, the non-proteinaceous portions exhibit a grain size in the range of 30 µm to 120 µm with a maximum in the range of 40 µm to 100 µm.

Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der weiteren Verwendung des Stärkehydrolysats entweder mit dem noch vorhandenen Proteinanteils oder nach dessen Abtrennung. In einigen Aspekten wird das Hydrolysat fermentiert. Dazu kann das Stärkehydrolysat beispielsweise als Nährstoff für Bakterien, Hefen, Algen und/oder Pilze verwendet werden. Beispiele für eine Fermentation wären: Alkohole wie Bioethanol, oder auch organische Säuren, Zitronensäure und Essigsäure. Mit Pilzen kann das Hydrolysat unter Bildung von Aminosäuren fermentiert werden. In einigen Aspekten wird das Stärkehydrolysat zu Hefen hinzugegeben.Another aspect deals with the further use of the starch hydrolyzate, either with the protein portion still present or after it has been separated. In some aspects, the hydrolyzate is fermented. For this purpose, the starch hydrolyzate can be used, for example, as a nutrient for bacteria, yeasts, algae and/or fungi. Examples of fermentation would be: alcohols such as bioethanol, or organic acids, citric acid and acetic acid. The hydrolyzate can be fermented with fungi to form amino acids. In some aspects, the starch hydrolyzate is added to yeast.

Eine beispielhafte Weiterverarbeitung des oben genannten Hydrolysats wäre die Produktion von Lactat, wie beispielsweise L-Lactat aber auch enantiomerenreinem D-Lactat, da letztere zu biologisch abbaubaren Kunststoffen, sogenannten Polyactiden weiterverarbeitet werden können. In der Tat wächst seit einigen Jahren der Bedarf an Milchsäure, so dass sich hier eine mögliche Quelle einer Weiterverarbeitung des Hydrolysats ergibt. Zur Erzeugung von Milchsäure besteht die Möglichkeit, Milchsäurebakterien aber auch Pilze oder Algen zu verwenden. Wegen ihrer hohen Lactatproduktion und geringen Nebenproduktbildung sind einige Vertreter der Gattungen Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Carnobacterium, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Vagococcus, Aerococcus, Alloiococcus, Oenococcus, Sporolactobacillus, Tetragenococcus, und Weissella besonders geeignet. Je nach Stamm sind sie in der Lage, L- bzw. D-Lactat in hohem Enantiomerenüberschuss zu produzieren.An exemplary further processing of the hydrolyzate mentioned above would be the production of lactate, such as L-lactate, but also enantiomerically pure D-lactate, since the latter can be further processed into biodegradable plastics, so-called polyactides. In fact, the demand for lactic acid has been increasing for several years, so that this is a possible source for further processing of the hydrolyzate. To produce lactic acid, it is possible to use lactic acid bacteria, but also fungi or algae. Because of their high lactate production and low by-product formation, some members of the genera Lactobacillus, Leuconostoc, Pediococcus, Carnobacterium, Lactococcus, Streptococcus, Enterococcus, Vagococcus, Aerococcus, Alloiococcus, Oenococcus, Sporolactobacillus, Tetragenococcus, and Weissella are particularly suitable. Depending on the strain, they are able to produce L- or D-lactate in high enantiomeric excess.

Pilze der Gattung Rhizopus, insbesondere Rhizopus oryzae, eignen sich zur Produktion von L-Lactat mit hoher Enantiomerenreinheit. Diese Pilze gedeihen darüber hinaus auch bei weniger Nährstoffen und kleineren pH-Werten.Fungi of the genus Rhizopus, in particular Rhizopus oryzae, are suitable for the production of L-lactate with high enantiomeric purity. These fungi also thrive on fewer nutrients and lower pH levels.

Milchsäurebakterien benötigen je nach Stamm bestimmte Aminosäuren und Vitamine. Die Verwendung eines wenig aufgereinigt Hydrolysats, d.h. mit einem weiterhin hohen Restproteinanteil hat sich daher als vorteilhaft erweisen, weil die weitere Zuführung von Nährstoffen reduziert werden kann und so die Kosten für die Erzeugung von Milchsäure sinken. Gleiches gilt in ähnlicher Weise auch für aus dem Sichter- und Hydrolyseprozess übriggebliebenen Spurenelemente, die je nach verwendetem Stamm wachstumsfördernde Wirkung haben. In einigen Aspekten werden somit Milchsäurebakterien wenigstens einer der oben genannten Stämme mit dem Hydrolysat in einer wässrigen Lösung vermischt. Die Lösung kann dabei in ihrem pH-Wert und Temperatur an die Bedürfnisse des verwendeten Stammes angepasst sein. In einigen Aspekten sind dies Bakterien zumindest einer der Arten aus Sporolactobacillus laevolacticus, Sporolactobacillus inulinus, Sporolactobacillus putidus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus delbrueckii sowie dessen Subtypen, Lactobacillus coryniformis sowie dessen Subtypen und Leuconostoc mesenteroides. Verschiedene Arten können auch kombiniert werden, um beispielsweise auszunutzen, dass einige Arten unterschiedliche Aminosäuren benötigen oder bestimmte bei anderen Arten benötigte Aminosäuren synthetisieren können.Depending on the strain, lactic acid bacteria require certain amino acids and vitamins. The use of a slightly purified hydrolyzate, ie with a residual protein content that is still high, has therefore proven to be advantageous because the further supply of nutrients can be reduced and the costs for the production of lactic acid thus fall. The same applies in a similar way to the trace elements left over from the sifting and hydrolysis process, which have a growth-promoting effect depending on the strain used. Thus, in some aspects, lactic acid bacteria of at least one of the above strains are mixed with the hydrolyzate in an aqueous solution. The solution can be adjusted in its pH Value and temperature must be adapted to the needs of the strain used. In some aspects, these bacteria are at least one of the species from Sporolactobacillus laevolacticus, Sporolactobacillus inulinus, Sporolactobacillus putidus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus delbrueckii and its subtypes, Lactobacillus coryniformis and its subtypes and Leuconostoc mesenteroides. Different species can also be combined to take advantage of, for example, that some species require different amino acids or can synthesize specific amino acids required in other species.

In einigen Aspekten werden zusätzlich Aminosäuren hinzugeführt, insbesondere dann, wenn die in der stärkehaltigen Fraktion zurückgebliebenen Proteine und Aminosäuren für die Biosynthese nicht ausreichen und die Lactatproduktion dadurch gehemmt wird. In anderen Aspekten werden die vorhandenen Proteine vor dem Zuführen der Bakterien aufgeschlossen und so die Menge an freien Aminosäuren in dem Hydrolysat erhöht. Dies kann enzymatisch während der Hydrolyse aber auch danach oder davor erfolgen.In some aspects, additional amino acids are added, especially when the proteins and amino acids left in the starchy fraction are insufficient for biosynthesis and lactate production is thereby inhibited. In other aspects, the proteins present are broken down prior to feeding the bacteria, thus increasing the amount of free amino acids in the hydrolyzate. This can be done enzymatically during the hydrolysis, but also after or before it.

Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit einem Pilzmycelienproteingemisch, das einen ersten Proteinanteil aus einem Pilz aus der Abteilung der Ständerpilze bzw. der Schlauchpilze aufweist, sowie einem zweiten Proteinanteil. Der zweite Proteinanteil ist derart, dass ein Lysinanteil oder ein Argininanteil in dem gesamten Pilzmycel gegenüber dem Lysinanteil bzw. dem Argininanteil im ersten Proteinanteil erhöht ist. Mit anderen Worten umfasst der zweite Proteinanteil einen Lysinanteil bzw. Argininanteil, der die Anteile im ersten Proteinanteil ergänzt. Auf diese Weise wird ein Pilzmycel oder ein Pilzproteingemisch geschaffen, welches die naturgemäß geringen Anteile an Lysin und Arginin in einem reinen Pilzproteingemisch erhöht.Another aspect deals with a mushroom mycelia protein mixture, which has a first protein component from a fungus from the department of pillar fungi or sac fungi, and a second protein component. The second protein fraction is such that a lysine fraction or an arginine fraction in the whole mushroom mycelium is increased over the lysine fraction or the arginine fraction in the first protein fraction. In other words, the second protein portion includes a lysine portion or arginine portion that complements the portions in the first protein portion. In this way, a mushroom mycelium or a mushroom protein mixture is created which increases the naturally low proportions of lysine and arginine in a pure mushroom protein mixture.

In einem Aspekt umfasst dieser zweite Proteinanteil ein Hülsenfruchtprotein, insbesondere ein Erbsenprotein, ein Ackerbohnenprotein bzw. eine Kombination hiervon.In one aspect, this second protein component comprises a legume protein, in particular a pea protein, a field bean protein or a combination thereof.

Figurenlistecharacter list

Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Erzeugung eines Proteinisolats als Teil einer Prozessierung von Hülsenfrüchten;
2 zeigt ein Beispiel eines Prozessablaufs für einen Trockenisolationsprozess;
3 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar;
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Erzeugung eines Pilzmycelienproteins bzw. einer Fermentation zur Erzeugung von Milchsäure gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
5 zeigt eine Verteilung der Korngröße eines Trockenisolationsprozesses mit Sichtermahlung zur Trennung der beiden Fraktionen nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips.

Further aspects and embodiments according to the proposed principle will become apparent with reference to the various embodiments and examples that are described in detail in connection with the accompanying drawings.

1 shows a first embodiment of a method for producing a protein isolate as part of a legume processing;
2 shows an example of a process flow for a dry insulation process;
3 represents an embodiment of a method according to the proposed principle;
4 shows a further exemplary embodiment of a method for producing a fungal mycelia protein or a fermentation for producing lactic acid according to some aspects of the proposed principle;
5 shows a particle size distribution of a dry isolation process with classifier grinding to separate the two fractions according to some aspects of the proposed principle.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte sind in Bereichen angegeben. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von diesen auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.The following embodiments and examples show various aspects and their combinations according to the proposed principle. It goes without saying that the individual aspects and features of the embodiments and examples shown in the figures can be easily combined with one another without the principle according to the invention being impaired thereby. Some aspects are specified in areas. It should be noted that minor deviations from these can occur in practice, but without contradicting the inventive idea.

Zum Zwecke dieser Anmeldung umfasst der Begriff „Pflanzenprotein“ ein Pflanzenproteingemisch. Ein derartiges Pflanzenproteingemisch wird im Herstellungsprozess aus einer Pflanzenart gewonnen. Dies kann beispielsweise Ackerbohne oder Erbse oder eine andere Hülsenfrucht sein.For purposes of this application, the term "vegetable protein" includes a mixture of vegetable proteins. Such a plant protein mixture is obtained from a plant species in the manufacturing process. This can be, for example, field beans or peas or another legume.

Derartige Hülsenfrüchte besitzen einen Proteinanteil, Stärke, sowie weitere Bestandteile wie Fasern, Mineralstoffe, Fette, Vitamine und andere. Zur Verarbeitung und insbesondere zur Extraktion oder Separation der Protein- und Stärkebestandteile kommen verschiedene Verfahren zum Einsatz, die im Folgenden noch näher erläutert werden. Im Ergebnis erhält man jedoch Pflanzenproteinisolate und Pflanzenproteinkonzentrate, die jeweils Pflanzenproteingemische beschreiben, welche in unterschiedlicher Konzentration vorliegen. Die anderen Bestandteile eines Isolats bzw. Konzentrats können aus dem Bereich der Fette, Zucker einschließlich Stärke, Cellulose, Fasern und Wasser stammen. Die Konzentration des Proteingemischs im jeweiligen Isolat bzw. Konzentrat hängt dabei nicht nur von der Art des Verarbeitungsprozesses ab, sondern auch von den Verfahrensschritten innerhalb eines jeden Prozesses, so dass sich hier eine Vielzahl von Gemischen mit unterschiedlichen Konzentrationen und Restbestandteilen ergibt.Such legumes have a protein content, starch and other components such as fibers, minerals, fats, vitamins and others. Various methods are used for processing and in particular for the extraction or separation of the protein and starch components, which are explained in more detail below. The result, however, is plant protein isolates and plant protein concentrates, which each describe plant protein mixtures that are present in different concentrations. The other components of an isolate or concentrate can range from fats to sugars finally starch, cellulose, fiber and water come from. The concentration of the protein mixture in the respective isolate or concentrate not only depends on the type of processing, but also on the process steps within each process, resulting in a large number of mixtures with different concentrations and residual components.

Ein Pflanzenproteinisolat ist beispielsweise ein Gemisch aus einem Pflanzenprotein, bei dem die Konzentration des Proteingemisches im Bereich über 83% Gewichtsanteil, beispielsweise im Bereich von 87% bis 97% Gewichtsanteil besteht. Bei einem Proteinkonzentrat liegt der Gewichtsanteil im Bereich unterhalb von 80%, beispielsweise im Bereich von 40 % bis 75 % bis ca. 80%.A vegetable protein isolate is, for example, a mixture of a vegetable protein in which the concentration of the protein mixture is in the range above 83% by weight, for example in the range from 87% to 97% by weight. In the case of a protein concentrate, the proportion by weight is in the range below 80%, for example in the range from 40% to 75% to approx. 80%.

Sofern nicht anders genannt, umfasst ein „Pflanzenprotein“ ein Pflanzenproteingemisch aus der jeweiligen Pflanze, andernfalls wird von einem „einzelnen Pflanzenprotein“ gesprochen.Unless otherwise stated, a "plant protein" includes a mixture of plant proteins from the respective plant, otherwise it is referred to as a "single plant protein".

In entsprechender Weise ist ein „Erbsenprotein“ oder ein Pflanzenprotein auf Erbsenbasis ein Proteingemisch, welches im wesentlichen Erbse, Erbsenbestandteile aus der Erbsenpflanze umfasst und aufbereitet wurde. Entsprechend ist ein Hülsenfrüchteprotein ein Protein, welches aus Hülsenfrüchten gewonnen wurde. In gleicher Weise ist ein Ackerbohnenprotein ein solches Gemisch auf Basis von Ackerbohne.Correspondingly, a “pea protein” or a pea-based plant protein is a protein mixture which essentially comprises pea, pea components from the pea plant and has been processed. Similarly, a legume protein is a protein derived from legumes. Similarly, a broad bean protein is such a broad bean-based mixture.

1 zeigt einen Nassextraktionsprozess mit seinen wesentlichen Verfahrensschritten im Überblick. Dabei wird eine Hülsenfruchtart vereinfacht gesagt in seine Hauptbestandteile, nämlich eine proteinreiche Fraktion sowie eine stärkereiche Fraktion aufgetrennt, sodass diese separat weiterverarbeitet werden können. Die Hülsenfruchtart besitzt dabei einen Proteinanteil im Wesentlichen im Bereich von 25 Gewichts-%. Die übrigen 75 Gewichts-% teilen sich auf Stärke, Fett, Faser und Ballaststoffe, Mineralien, Vitamine und andere Stoffe auf. Ebenso umfasst die Hülsenfruchtart weiterhin einen nicht unerheblichen Wasseranteil. 1 shows an overview of a wet extraction process with its main process steps. To put it simply, a type of legume is separated into its main components, namely a protein-rich fraction and a starch-rich fraction, so that these can be processed separately. The legume type has a protein content essentially in the range of 25% by weight. The remaining 75% by weight is divided between starch, fat, fiber and roughage, minerals, vitamins and other substances. The legume type also includes a not inconsiderable proportion of water.

In einem ersten Schritt S1 wird die Hülsenfruchtart in einer geeigneten Mühle von seiner Schale getrennt und die beiden Bestandteile voneinander separiert. Damit liegt dann die eigentliche Hülsenfrucht als solche ohne seine Schale vor. In einem zweiten Schritt S2 wird die Hülsenfruchtart gemahlen und in Wasser aufgelöst. Dadurch entsteht eine mit Proteinen, Stärke und Zucker sowie anderen Stoffen durchsetzte Flüssigkeit, wobei in Schritt S3 durch Zugabe verschiedener Chemikalien zur Verschiebung des pH-Wertes die Proteine ausgefällt werden. Diese setzen sich aufgrund der zugeführten Chemikalien im unteren Bereich der Lösung ab. Durch verschiedene Extraktions- und Separationsprozesse wird die Fraktion mit Proteinen angereichert und von der restlichen Lösung abgetrennt. Anschließend werden die beiden Fraktionen im Wesentlichen getrennt weiterverarbeitet, wobei in Schritt S4 als erstes eine chemische Neutralisation in der proteinreichen Fraktion erfolgt. Die so enthaltene proteinreiche Fraktion wird entwässert und in mehreren Schritten über verschiedene Verfahren getrocknet.In a first step S1, the type of legume is separated from its shell in a suitable mill and the two components are separated from one another. The actual legume is then present as such without its shell. In a second step S2, the type of legume is ground and dissolved in water. This creates a liquid interspersed with proteins, starch and sugar as well as other substances, with the proteins being precipitated in step S3 by adding various chemicals to shift the pH value. Due to the chemicals supplied, these settle in the lower area of the solution. Through various extraction and separation processes, the fraction is enriched with proteins and separated from the rest of the solution. The two fractions are then further processed essentially separately, with chemical neutralization in the protein-rich fraction first taking place in step S4. The protein-rich fraction contained in this way is dewatered and dried in several steps using various processes.

Die zweite vor allem Stärke enthaltende Fraktion wird indes in Schritt S5 verschiedene Weisen weiter prozessiert. Neben einer möglichen Filterung zur Abtrennung von Fasern und anderen Stoffen kann die stärkehaltige Fraktion zusätzlich nochmals gewaschen, entwässert und anschließend getrocknet werden. Durch den hier aufgezeichneten Nassextraktionsprozess lassen sich die Proteinbestandteile der Hülsenfrucht fast vollständig von den restlichen Bestandteilen separieren und in sehr hohen Konzentrationen anreichern. Auf diese Weise wird in Schritt S6 ein Proteinisolat mit einem sehr hohen Konzentrationsanteil an reinem Hülsenfruchtprotein hergestellt. Je nach Aufwand in der Verarbeitung umfasst die stärkehaltige Fraktion nur noch einen Restproteinbestand im Bereich von wenigen Gewichts-% an der gesamten zweiten Fraktion.The second fraction, which mainly contains starch, is further processed in different ways in step S5. In addition to a possible filtering to separate fibers and other substances, the starchy fraction can also be washed again, dewatered and then dried. The wet extraction process recorded here allows the protein components of the legume to be almost completely separated from the remaining components and enriched in very high concentrations. In this way, in step S6, a protein isolate with a very high concentration of pure legume protein is produced. Depending on the effort involved in processing, the starchy fraction only comprises a residual protein content in the range of a few percent by weight of the entire second fraction.

Allerdings ist der hier dargestellte Prozess gerade für die Erzeugung von Proteinisolaten mit sehr hohen Konzentrationen an einem Proteingemisch aufwendig sowohl hinsichtlich der Investition als auch im Energieaufwand durch die verschiedenen Extraktions- und Trocknungsprozesse. Dabei hat sich ergeben, dass aufgrund des hohen Stärkeanteils dieser Prozess nur unter bestimmten Bedingungen rentabel ist. Hintergrund ist der auf dem Markt recht niedrige Preis für die erhaltene Stärke, da Stärke auch in Getreide und anderen Produkten als Haupt- oder Nebenstrom vorkommt und die auf dem Markt verfügbare Menge zum Teil den Bedarf übersteigt oder generell der Markt gesättigt erscheint. Die Stärke muss also weiterverarbeitet werden.However, the process presented here is expensive, especially for the production of protein isolates with very high concentrations of a protein mixture, both in terms of investment and energy consumption due to the various extraction and drying processes. It turned out that due to the high proportion of starch, this process is only profitable under certain conditions. The reason for this is the very low price for the starch obtained on the market, since starch also occurs in cereals and other products as a main or side stream and the quantity available on the market sometimes exceeds demand or the market generally appears to be saturated. The starch must therefore be processed further.

Ein vereinfachter Nassextraktionsprozess mit weniger aufwändigen Extraktionsschritten reduziert zwar die Aufwendungen erheblich, führt aber zu einer stärkehaltigen Fraktion, bei der der Proteinanteil höher ist. Die proteinhaltige Fraktion ist somit weniger konzentriert und erzeugt wiederum niedrigere Erlöse, was den Vorteil aus den reduzierten Kosten teilweise kompensiert. Die Erfinder schlagen nun vor, eine stärkehaltige Fraktion mit einem höheren Proteinanteil mit dem unten beschriebenen erfindungsgemä-ßen Konzept weiter zu verarbeiten, sodass sich insgesamt dennoch ein sehr gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis einstellt.A simplified wet extraction process with less complex extraction steps reduces the expenditure considerably, but leads to a starchy fraction with a higher protein content. The proteinaceous fraction is thus less concentrated and in turn generates lower revenues, partially offsetting the benefit from reduced costs. The inventors now propose a starch hal to further process fractions with a higher protein content using the concept according to the invention described below, so that overall a very good cost-benefit ratio is nevertheless achieved.

Ein gegenüber dem Nassextraktionsprozess unterschiedliches Verfahren zeigt 2 in Form eines Trockenextraktionsprozesses oder einer sogenannten Proteinverschiebung. Bei diesem werden in Schritt S10 eine Hülsenfruchtart beispielsweise Erbse, Ackerbohne, Kichererbse oder weitere bereitgestellt und in einem nachfolgenden Prozess ähnlich wie beim Nassextraktionsprozess von ihrer Schale befreit.A procedure different from the wet extraction process is shown 2 in the form of a dry extraction process or a so-called protein shift. In this step S10, a type of legume, for example pea, field bean, chickpea or others, is provided and freed from its shell in a subsequent process similar to the wet extraction process.

Nach dem Entfernen der Schale wird in Schritt S11 die Hülsenfrucht einem Feinmahlprozess unterworfen. Dieser Prozess zermahlt die Hülsenfruchtart deutlich feiner, als dies bei dem üblichen Mahlprozess während einer Nassextraktion der Fall ist. Die so zermahlene Hülsenfrucht wird anschließend in Schritt S12 einer Sichtertrennung zugeführt, die zu einer sogenannten Proteinverschiebung führt. Dabei macht man sich zunutze, dass durch den vorangegangenen feinen Mahlprozess die unterschiedlichen Bestandteile der Hülsenfrucht eine Verteilung hinsichtlich ihrer Korngröße aufweisen. Im Einzelnen zeigen dabei Proteinbestandteile eine etwas kleinere Korngröße als die entsprechenden stärkehaltigen Bestandteile oder die Stärke selbst. Fette, Mineralstoffe und die anderen Elemente teilen sich auf die beiden Fraktionen auf, wobei durch verschiedene Prozessparameter sich diese leicht in die eine oder andere Richtung verschieben lassen.After removing the shell, the legume is subjected to a fine grinding process in step S11. This process grinds the legume much finer than is the case with the usual grinding process during wet extraction. In step S12, the legume ground up in this way is then fed to a classifier separation, which leads to a so-called protein shift. This takes advantage of the fact that the different components of the legume show a distribution in terms of their grain size due to the previous fine grinding process. In detail, protein components show a slightly smaller grain size than the corresponding starchy components or the starch itself. Fats, minerals and the other elements are divided between the two fractions, whereby these can easily be shifted in one direction or the other through various process parameters.

Dieser Aspekt ist in 5 anhand des dortigen Diagramms dargestellt, welches die beiden Hauptfraktionen mit ihre jeweiligen Korngrößeverteilung zeigt. Die erste proteinhaltige Fraktion besitzt eine Verteilung der Korngröße im Bereich von im Wesentlichen kleiner als 10 µm und ist durch die Kurve K1 dargestellt. Hingegen hat die stärkehaltige Fraktion dargestellt durch die Kurve K2 eine Korngrößenverteilung, deren Maximum im Bereich von 50 µm bis 100 µm liegt und somit die durchschnittliche Korngröße der proteinhaltigen Fraktion deutlich übersteigt. Durch die dem Prozess in Schritt S11 der 2 nachgeschaltete Sichtertrennung in Schritt S12 werden die beiden Fraktionen voneinander getrennt. Die Trennung erfolgt beispielsweise entlang einer vordefinierten Korngröße und ist in 5 durch die gestrichelte Linie dargestellt, beispielsweise im Bereich von 20 um.This aspect is in 5 represented by the diagram there, which shows the two main fractions with their respective particle size distribution. The first protein-containing fraction has a particle size distribution in the range of essentially less than 10 μm and is represented by curve K1. In contrast, the starchy fraction, shown by curve K2, has a grain size distribution whose maximum is in the range from 50 μm to 100 μm and thus clearly exceeds the average grain size of the protein-containing fraction. Through the process in step S11 of 2 downstream sifter separation in step S12, the two fractions are separated from each other. The separation takes place, for example, along a predefined grain size and is in 5 represented by the dashed line, for example in the range of 20 µm.

Bestandteile, die kleiner als 20 µm sind, fallen damit in die proteinhaltige Fraktion, deren Gesamtanteil im Bereich von 25 Gewichts-% an der Gesamtmenge liegt. Der Proteinanteil beträgt dabei 55 Gewichts-% bis 60 Gewichts-% innerhalb dieser proteinhaltigen Fraktion. Bestandteile, die eine Korngröße über 20 µm haben, bilden die stärkehaltige Fraktion, wobei hier zum einen auch noch kleinere Mengen an Protein sowie Fasern und anderes dazukommt, da diese ebenfalls eine größere Korngröße aufweisen. Der Restbestandteil an Protein liegt im Bereich von 10 Gewichts-% bis 15 Gewichts-% gemessen an der Menge dieser Fraktion. Dies wird in 4 durch die beiden Kurven K1 und K2 verdeutlicht. Der Bereich der Kurve K1 mit einer Korngröße von größer 20 µm ist zwar gegenüber dem anderen Bereich deutlich kleiner, fällt dennoch in die stärkehaltige Fraktion und geht somit der proteinhaltigen Fraktion verloren. Fasern und andere Teile haben eine deutlich größere Korngröße. Lediglich ein kleiner Teil an Stärke mit sehr kleinen Korngrößen verbleibt in der proteinhaltigen Fraktion.Constituents that are smaller than 20 µm fall into the protein-containing fraction, the total proportion of which is in the range of 25% by weight of the total amount. The protein content is 55% by weight to 60% by weight within this protein-containing fraction. Components that have a grain size of over 20 µm form the starchy fraction, with smaller amounts of protein and fibers and other things also being added here, as these also have a larger grain size. The residual protein content ranges from 10% to 15% by weight based on the amount of this fraction. This will in 4 illustrated by the two curves K1 and K2. The area of the curve K1 with a particle size of more than 20 μm is clearly smaller compared to the other area, but still falls into the starchy fraction and is thus lost to the proteinaceous fraction. Fibers and other parts have a significantly larger grain size. Only a small part of starch with very small grain sizes remains in the protein fraction.

Im Gegensatz zum Nassextraktionsprozess enthält man bei dem Trockenextraktionsprozess der 2 somit kein Proteinisolat mit einem Proteinkonzentrationsanteil von größer 75 Gewichts-%, sondern lediglich ein Konzentrat in der proteinhaltigen Fraktion mit ca. 50 Gewichts-% bis 65 Gewichts-% an Protein. Durch eine entsprechende Vermahlung in den Schritten S11 und ein Sichtern bei einer vorher definierten Korngröße lässt sich der Proteinanteil in der stärkehaltigen Fraktion und der proteinhaltigen Fraktion zwar leicht verschieben, dennoch ist im Ergebnis der Proteinanteil verglichen mit dem Nassextraktionsprozess etwas geringer. Vorteile des Trockenextraktionsprozesses sind indes deutlich geringere Investitionen und Betriebskosten, wodurch die etwas schlechtere Ausbeute im Vergleich zum Nassextraktionsprozess wieder kompensiert wird. Zudem lässt sich die stärkehaltige Fraktion mit dem von den Erfindern vorgeschlagenen Konzept weiter veredeln und somit den Wert der stärkehaltigen Fraktion deutlich steigern.In contrast to the wet extraction process, the dry extraction process contains the 2 thus no protein isolate with a protein concentration proportion of more than 75% by weight, but only a concentrate in the protein-containing fraction with approx. 50% by weight to 65% by weight of protein. The protein content in the starch-containing fraction and the protein-containing fraction can be slightly shifted by appropriate grinding in steps S11 and sifting with a previously defined grain size, but the result is that the protein content is somewhat lower compared to the wet extraction process. However, the advantages of the dry extraction process are significantly lower investments and operating costs, which compensate for the slightly poorer yield compared to the wet extraction process. In addition, the starchy fraction can be further refined with the concept proposed by the inventors and thus the value of the starchy fraction can be significantly increased.

In diesem Zusammenhang ist wie bereits erwähnt, Stärke mittlerweile ein wesentlicher Bestandteil der Produktion bei der Verarbeitung von Getreide und Hülsenfrüchten, sodass der Wert an Stärke bzw. an Kohlenhydrate aus Stärke relativ gering ist. Dies wird zwar durch den verwendeten Trockenextraktionsprozess und dessen niedrigeren Betriebskosten wieder etwas aufgewogen, dennoch haben sich die Erfinder zum Ziel gesetzt, die stärkehaltige Fraktion in geeigneter Weise sowohl beim Nassextraktionsprozess als auch beim Trockenextraktionsprozess weiter zu verarbeiten und deren Wert durch die nachgeschalteten Prozessschritte wieder zu erhöhen.In this context, as already mentioned, starch is now an essential part of production when processing cereals and legumes, so that the value of starch or carbohydrates from starch is relatively low. Although this is somewhat offset by the dry extraction process used and its lower operating costs, the inventors have set themselves the goal of further processing the starchy fraction in a suitable manner both in the wet extraction process and in the dry extraction process and increasing its value again through the downstream process steps.

3 zeigt diesbezüglich ein Ausführungsbeispiel des vorgeschlagenen Verfahrens zur Erzeugung eines Stärkehydrolysats. Bei diesem wird in Schritt S20 eine Hülsenfruchtart bereitgestellt. Diese umfasst beispielsweise Erbse, Ackerbohne, Linse, grüne Bohne, Kichererbse, Erdnüsse, Lupine oder Kombinationen hiervon. In Schritt S22 werden diese erst von der Schale befreit, zermahlen und anschließend gesichtert. 3 shows in this regard an embodiment of the proposed method for producing a starch hydrolyzate. In this case, a type of legume is provided in step S20. This includes, for example, pea, field bean, lentil, green bean, chickpea, peanut, lupine or combinations thereof. In step S22, these are first freed from the shell, ground up and then secured.

Daraus ergibt sich, wie bereits im vorangegangenen Ausführungsbeispiel der 2 erläutert eine proteinhaltige Fraktion mit einem Proteinanteil im Bereich von 50 Gewichts-% bis 65 Gewichts-%, sowie eine stärkehaltige Fraktion mit einem restlichen Proteinanteil im Bereich von 15 Gewichts-% gemessen an der stärkehaltigen Fraktion. Die stärkehaltige Fraktion wird in Schritt S23' als Ausgangsstoff für die weitere Prozessierung zur Erzeugung eines Stärkehydrolysats verwendet. In einem ersten Schritt S23 wird die stärkehaltige Fraktion gesiebt und so von den gröberen Bestandteilen über eine bestimmte Korngröße, z.B. über 100 µm Korngröße befreit. Dies sind vor allem Bestandteile wie Fasern und Ballaststoffe, d.h. die nicht stärke- oder proteinhaltigen Komponenten der Fraktion. Die so gesiebte Mischung weist damit einen Anteil der Stärke im Bereich von mindestens 40 Gewichts-%, insbesondere aber wenigstens 50 Gewichts-% bis 65 Gewichts-% auf.This results in, as in the previous embodiment of the 2 discloses a proteinaceous fraction having a protein content in the range of 50% to 65% by weight and a starchy fraction having a residual protein content in the range of 15% by weight of the starchy fraction. The starchy fraction is used in step S23' as a starting material for further processing to produce a starch hydrolyzate. In a first step S23, the starchy fraction is screened and thus freed from the coarser components over a specific grain size, for example over 100 μm grain size. These are primarily components such as fibers and roughage, ie the components of the fraction that do not contain starch or protein. The mixture screened in this way thus has a proportion of starch in the range of at least 40% by weight, but in particular at least 50% by weight to 65% by weight.

Die folgende Tabelle vergleicht beispielhaft den Ausgangstoff einer stärkehaltigen Fraktion einer Hülsenfrucht, die nach dem vorgeschlagenen Verfahren als Ausgang für eine Hydrolisierung verwendet wird mit einem Stärkeisolat einer weiteren Hülsenfrucht. Da mehrere Versuchsreihen mit mehreren Sichtervorgängen durchgeführt wurden, sind entweder die jeweiligen Durchschnitte angegeben oder Bereiche, insbesondere bei den Aminosäurewerten. Die Bereiche sind auch in dieser Offenbarung weiter oben enthalten. Hülsenfruchtfraktion Stärkeisolat Trockenmasse [g/100g] 90,2 89,2 Wasser [g/100g] 9, 8 10,8 Fett [g/100g] 1,3 < 0,5 Gesamteiweiß [g/100g] 23,0 < 0,625 Asche [g/100g] 2,8 < 0,1 Stärke+Sonstige [g/100g] 63, 1 89,2 Asparaginsäure [g/100g] [2,59 - 2,64] < 0,05 Threonin [g/100g] [0,79 - 0,82] < 0,05 Serin [g/100g] [0,97 - 1,001 < 0,05 Glutaminsäure [g/100g] [3,88 - 4,19] < 0,05 Prolin [g/100g] [0,99 - 1,021 < 0,05 Glycin [g/100g] [0,99 - 1,031 < 0,05 Alanin [g/100g] [0,96 - 1,01] < 0,05 Valin [g/100g] [1,10 - 1,161 < 0,05 Methionin [g/100g] [0,06 - 0,1] < 0,05 Isoleucin [g/100g] [1,00 - 1,061 < 0,05 Leucin [g/100g] [1,67 - 1,75] < 0,05 Tyrosin [g/100g] [0,73 - 0,801 < 0,05 Phenylalanin [g/100g] [0,98 - 1,02] < 0,05 g-Aminobuttersäure [g/100g] < 0,05 < 0,05 Ornithin [g/100g] < 0,05 < 0,05 Lysin [g/100g] [1,41 - 1,55] < 0,05 Histidin [g/100g] [0,60 - 0,621 < 0,05 Arginin [g/100g] [2,03 - 2,12] < 0,05 Taurin [g/100g] < 0,05 < 0,05 Hydroxy-Prolin [g/100g] < 0,05 < 0,05 Tryptophan [g/100g] [0,20 - 0,24] < 0,05 Hydroxy-Lysin [g/100g] < 0,05 < 0,05 Summe (Aminosäuren) [g/100g] Durchschnitt 21,53 < 0,05 Vitamin B Komplexe [mg/100g] gesättigte Fettsäuren [g/100g] 0,2 < 0,1 einfach ungesättigte Fettsäuren [g/100g] 0,26 < 0,1 mehrfach ungesättigte Fettsäuren [g/100g] 0,85 < 0,1 trans-Fettsäuren [g/100g] < 0,1 < 0,1 The table below compares, by way of example, the starting material of a starchy fraction of a legume, which is used as the starting point for hydrolysis according to the proposed method, with a starch isolate from another legume. Since several series of experiments were carried out with several sifting processes, either the respective averages or ranges, especially for the amino acid values, are given. The ranges are also included earlier in this disclosure. legume fraction starch isolate dry matter [g/100g] 90.2 89.2 Water [g/100g] 9, 8 10.8 Fat [g/100g] 1.3 < 0.5 total protein [g/100g] 23.0 < 0.625 ash [g/100g] 2.8 < 0.1 Starch+Other [g/100g] 63, 1 89.2 aspartic acid [g/100g] [2.59 - 2.64] < 0.05 threonine [g/100g] [0.79 - 0.82] < 0.05 serine [g/100g] [0.97 - 1.001 < 0.05 glutamic acid [g/100g] [3.88 - 4.19] < 0.05 proline [g/100g] [0.99 - 1.021 < 0.05 glycine [g/100g] [0.99 - 1.031 < 0.05 alanine [g/100g] [0.96 - 1.01] < 0.05 valine [g/100g] [1.10 - 1.161 < 0.05 methionine [g/100g] [0.06 - 0.1] < 0.05 isoleucine [g/100g] [1.00 - 1.061 < 0.05 leucine [g/100g] [1.67 - 1.75] < 0.05 tyrosine [g/100g] [0.73 - 0.801 < 0.05 phenylalanine [g/100g] [0.98 - 1.02] < 0.05 g-aminobutyric acid [g/100g] < 0.05 < 0.05 ornithine [g/100g] < 0.05 < 0.05 lysine [g/100g] [1.41 - 1.55] < 0.05 histidine [g/100g] [0.60 - 0.621 < 0.05 arginine [g/100g] [2.03 - 2.12] < 0.05 taurine [g/100g] < 0.05 < 0.05 Hydroxy Proline [g/100g] < 0.05 < 0.05 tryptophan [g/100g] [0.20 - 0.24] < 0.05 Hydroxy Lysine [g/100g] < 0.05 < 0.05 Total (amino acids) [g/100g] Average 21.53 < 0.05 vitamin B complexes [mg/100g] saturated fat [g/100g] 0.2 < 0.1 monounsaturated fatty acids [g/100g] 0.26 < 0.1 Polyunsaturated fatty acids [g/100g] 0.85 < 0.1 trans fatty acids [g/100g] < 0.1 < 0.1

Durch den Sichterprozess verbleibt ein Teil der Proteine der Hülsenfrucht in der stärkehaltigen Fraktion, was durch das beigelegte Aminosäurespektrum kenntlich ist. Zudem wurde festgestellt, dass auch der nachfolgende Schritt S4, insbesondere eine enzymatische Hydrolysierung das Aminosäurespektrum sowie das Fettspektrum nicht wesentlich ändert. Dies ist von Vorteil, weil zum einen die vorhandenen Aminosäuren als Nährstoffe verwendet werden können, zum anderen aber auch der Vitamin-B-Komplex als Wachstumsfaktor für Pilze oder Bakterien dienen kann. Insgesamt kann so das hydrolysierte Produkt als Grundstoff für die weitere Verarbeitung dienen und ein Zusatz an weiteren Stoffen kann reduziert werden.Due to the sifting process, some of the legume proteins remain in the starchy fraction, which is indicated by the enclosed amino acid spectrum. In addition, it was found that the subsequent step S4, in particular an enzymatic hydrolysis, does not significantly change the amino acid spectrum or the fat spectrum. This is advantageous because on the one hand the existing amino acids can be used as nutrients, on the other hand the vitamin B complex can also serve as a growth factor for fungi or bacteria. Overall, the hydrolyzed product can be used as a raw material for further processing and the addition of other substances can be reduced.

In Schritt S24 erfolgt nun ein Hydrolysieren der zweiten Fraktion zur Erzeugung eines Stärkehydrolysats. Dabei können verschiedene Prozesse zum Einsatz kommen. Beispielsweise erfolgt der Schritt S24 des Hydrolysierens enzymatisch. Infrage kommen hierzu verschiedene zuckerproduzierende Enzyme aus der Gruppe der Amylasen, wie Alpha- und Beta- Amylase, Maltase, Dextrinase, Saccharase, Glykosidase, Glucoamylase oder Pullulanase. Die verwendeten Enzyme erlauben es, die verschiedenen gewonnenen Zucker aus der Stärke entsprechend den Bedürfnissen einzustellen. Dabei lassen sich die hier beschriebenen Enzyme einzeln verwenden, jedoch auch in Kombination. Ebenso ist es möglich, die Enzyme zu unterschiedlichen Zeitpunkten und bei unterschiedlichen Temperaturen und pH-Parametern zuzugeben, um so ein Gemisch verschiedener Zucker in dem Stärkehydrolysat zu erhalten. In einem praktischen Schritt wird eine Amylase verwendet, die bei relativ niedrigen Temperaturen ihr enzymatisches Maximum besitzt. Die Verwendung solcher Enzyme bei niedrigen Temperaturen hat den Vorteil, dass sie eventuell vorhandene temperaturinstabile Vitamine nicht beeinflussen, so dass diese auch nach der Hydrolyse noch vorhanden sind.In step S24, the second fraction is now hydrolyzed to produce a starch hydrolyzate. Various processes can be used for this. For example, step S24 of hydrolyzing is carried out enzymatically. Various sugar-producing enzymes from the amylase group, such as alpha- and beta-amylase, maltase, dextrinase, sucrase, glycosidase, glucoamylase or pullulanase, are suitable for this purpose. The enzymes used allow the various sugars obtained from the starch to be adjusted according to needs. The enzymes described here can be used individually, but also in combination. It is also possible to add the enzymes at different times and at different temperatures and pH parameters in order to obtain a mixture of different sugars in the starch hydrolyzate. In a practical step, an amylase is used which has its enzymatic maximum at relatively low temperatures. The use of such enzymes at low temperatures has the advantage that they do not affect any temperature-unstable vitamins that may be present, so that these are still present after hydrolysis.

Nach Abschluss des Hydrolysierens in Schritt S24 werden in Schritt S30 die Enzyme je nach Bedarf aus dem Stärkehydrolysat entfernt oder durch Zugabe von Chemikalien, beispielsweise von Säuren oder anderen inaktiviert. Eine Inaktivierung kann auch über entsprechende Temperaturänderung erfolgen, wobei hier darauf zu achten wäre, dass diese auch den Restproteinanteil oder auch die Vitamine gegebenenfalls denaturiert. Im Fall einer Inaktivierung durch Säure kann die zugegebene Säure nach einer Inaktivierung durch Ammoniak oder andere basische Verbindungen wieder neutralisiert werden. Dies hat den Vorteil, dass das so gebildete Stärkehydrolysat eine zusätzliche Stickstoffquelle beinhaltet, die für weitere Verarbeitungsschritte nützlich ist.After completion of the hydrolyzing in step S24, in step S30 the enzymes are removed from the starch hydrolyzate or inactivated by adding chemicals, for example acids or others, as required. Inactivation can also take place via a corresponding change in temperature, in which case care should be taken to ensure that this also denatures the residual protein content or the vitamins, if necessary. In the case of acid inactivation, the added acid can be neutralized again after inactivation by ammonia or other basic compounds. This has the advantage that the starch hydrolyzate thus formed contains an additional source of nitrogen, which is useful for further processing steps.

Das so erhaltene Stärkehydrolysat erlaubt es nun, die weitere Verarbeitung zu verschiedenen Zuckern beziehungsweise auch eine Fermentation oder eine weitere Verarbeitung zu Proteinen mithilfe eines Mikroorganismus, insbesondere eines Pilzmycels.The starch hydrolyzate obtained in this way now allows further processing into various sugars or else fermentation or further processing into proteins with the aid of a microorganism, in particular a fungal mycelium.

4 zeigt diesbezüglich eine Ausgestaltung eines derartigen Verfahrens, bei der die stärkehaltige Fraktion als Resultat des Trocken- bzw. Nassextraktionsprozess das Ausgangsprodukt in Schritt S40 bildet. In Schritt S41 erfolgt eine enzymatische Verzuckerung mittels eines oder mehrerer geeigneter Enzyme. Diese können anschließend durch Säure inaktiviert und die Säure nach einem optionalen Filterprozess in Schritt S42 wieder neutralisiert werden. 4 shows in this respect an embodiment of such a method in which the starchy fraction forms the starting product in step S40 as a result of the dry or wet extraction process. In step S41, enzymatic saccharification takes place using one or more suitable enzymes. These can then be inactivated by acid and the acid can be neutralized again after an optional filter process in step S42.

Durch den optionalen Filterprozess, beispielsweise mit einer Membranfilterung werden neben übrigen Fasern auch die Proteine und gegebenenfalls auch Fette zurückgehalten und so von dem restlichen erzeugten Zucker getrennt. Die Proteinanteile bilden einen weiteren vorteilhaften Nebenstrom, da durch die Membranfilterung oder auch eine andere geeignete Maßnahme, die noch in der stärkehaltigen Fraktion zurückgebliebenen Proteine und/oder Fette fast vollständig abgetrennt werden können. Der so erzeugte Nebenstrom ist von hoher Konzentration und bildet beispielsweise ein Proteinisolat mit einem Proteinanteil von größer als 40 Gewichts-%, aber optional auch größer 60 Gewichts-% oder 80 Gewichts-%. Durch diesen mehrfachen Aufbau kann mit Vorteil fast das gesamte Protein aus der Hülsenfrucht extrahiert und als Konzentrat oder Isolat weiter verwendet werden.The optional filter process, for example with membrane filtration, also retains the proteins and possibly also fats in addition to other fibers and thus separates them from the remaining sugar produced. The protein fractions form a further advantageous side stream, since the proteins and/or fats still remaining in the starchy fraction can be almost completely separated off by membrane filtration or another suitable measure. The side stream produced in this way is of high concentration and forms, for example, a protein isolate with a protein content of more than 40% by weight, but optionally also more than 60% by weight or 80% by weight. Thanks to this multiple structure, almost all of the protein can be extracted from the legume and used as a concentrate or isolate.

Das so gebildete Stärkehydrolysat in S43 bildet in einem Ausführungsbeispiel das Ausgangsprodukt für die Kultivierung mit einem Pilzmycel und Erzeugung eines Pilz- und Hülsenfruchtproteingemisches. Zu diesem Zweck wird in Schritt S44 zuerst eine zusätzliche Stickstoffquelle hinzugegeben. Dies kann beispielsweise in Form von Ammonium, insbesondere in Form von Ammoniumsulfat, Ammoniak oder Nitraten erfolgen. Auch eine Neutralisierung des sauren Milieus in den Schritten S41 oder S42 mittels einer stickstoffhaltigen und basischen Komponente ist hier möglich.In one embodiment, the starch hydrolyzate formed in this way in S43 forms the starting product for the cultivation with a fungal mycelium and the production of a fungal and legume protein mixture. For this purpose, an additional nitrogen source is first added in step S44. This can take place, for example, in the form of ammonium, in particular in the form of ammonium sulfate, ammonia or nitrates. A neutralization of the acidic environment in steps S41 or S42 by means of a nitrogen-containing and basic component is also possible here.

Die zusätzliche Stickstoffquelle dient einigen Mikroorganismen wie Pilzen als Quelle zur Bildung des Pilzmycelproteins. Sofern keine Filterung erfolgt, muss der Pilz gegebenenfalls auch nicht auf den bereits vorhandenen Stickstoff aus dem Hülsenfruchtprotein zurückgreifen. In Schritt S45 wird nach Zugabe eines geeigneten Pilzmycels, insbesondere aus der Abteilung der Ständerpilze und bzw. der Schlauchpilze, Pilzprotein gebildet.The additional source of nitrogen serves as a source for some microorganisms, such as fungi, to form the fungal mycelium protein. If there is no filtering, the fungus may not have to use the nitrogen from the legume protein that is already present. In step S45, after the addition of a suitable fungal mycelium, in particular from the department of pillar fungi and/or sac fungi, fungal protein is formed.

Nach Abschluss des Kultivierungsprozesses wird diese getrocknet und zermahlen und so ein Pilzproteingemisch erzeugt. Alternativ kann das Pilzproteingemisch auch einfach nur verpresst, und dann gekühlt werden. Für die Weiterverarbeitung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Je nachdem, ob eine Proteinfilterung und -trennung in Schritt S42 stattfand, bildet das in S46 erhaltene Produkt auf diese Weise ein Gemisch aus dem restlichen Hülsenfruchtprotein der ursprünglichen stärkehaltigen Fraktion sowie dem Pilzprotein oder ein reines Pilzprotein.After the cultivation process is complete, it is dried and ground to produce a mushroom protein mixture. Alternatively, the mushroom protein mixture can simply be pressed and then refrigerated. There are various options for further processing. In this way, the product obtained in S46 forms a mixture of the remaining legume protein of the original starchy fraction and the fungal protein or a pure fungal protein, depending on whether protein filtering and separation took place in step S42.

Dabei wurde erkannt, dass der hohe Anteil an B-Vitaminen in der stärkehaltigen Fraktion durch die Verarbeitung mittels Stärkehydrolysat und in der späteren Kultivierung im Wesentlichen erhalten bleibt, sodass das erzeugte Pilz und Hülsenfruchtproteingemisch zusätzlich den entsprechenden Anteil an B Vitaminen aufweist. Zudem ist dieses Gemisch aufgrund der vorhandenen Mineralstoffe aus der ursprünglichen stärkehaltigen Fraktion besonders nahrhaft und für die Verarbeitung zu veganen Lebensmitteln geeignet. Pilze besitzen unterschiedliche essentielle Aminosäuren. Durch die Nutzung des nach der Hydrolyse vorhandenen Proteinanteils lassen sich Pilze verwenden, die gerade die in dem verwendeten Hülsenfruchtprotein vorkommenden Aminosäuren wie Glutamin und Asparaginsäure als essentielle Aminosäure benötigen. Umgekehrt kann durch Zugabe des vorher abgetrennten Proteinanteils nach der Erzeugung oder auch während der Erzeugung des Pilzproteingemisches Anteile einzelner Aminosäuren über die im ursprünglichen Pilzproteingemisch vorhandenen Anteile erhöht werden.It was recognized that the high proportion of B vitamins in the starchy fraction is essentially retained through processing using starch hydrolyzate and in the later cultivation, so that the mushroom and legume protein mixture produced also has the corresponding proportion of B vitamins. In addition, due to the presence of minerals from the original starchy fraction, this mixture is particularly nutritious and suitable for processing into vegan foods. Mushrooms have different essential amino acids. By using the protein portion present after the hydrolysis, fungi can be used that require the amino acids that occur in the legume protein used, such as glutamine and aspartic acid, as essential amino acids. Conversely, by adding the previously separated protein portion after the production or also during the production of the fungal protein mixture, the proportions of individual amino acids can be increased above the proportions present in the original fungal protein mixture.

Des Weiteren wurde erkannt, dass das Proteingemisch aus Pilzmycelien aus der Abteilung der Ständerpilze, der Schlauchpilze oder auch der Fisariumarten einen Lysinanteil oder Arginin Anteil aufweist, der durch die Verwendung des Hülsenfruchtproteins erhöht wird. Die stärkehaltige Fraktion aus einem Trockenextraktionsprozess, bei dem zusätzlich ein Hülsenfruchtprotein im Bereich von 5 Gewichts-% bis 35 Gewichts-% vorhanden ist, erhöht den Lysinanteil oder den Argininanteil in dem endgültigen Gemisch in S46 gegenüber dem Lysin- bzw. Argininanteil im ersten Proteinanteil, d. h. im Pilzproteingemisch. Durch eine geeignete Wahl von Hülsenfrüchten und Auswahl bei der Bildung der stärkehaltigen Fraktion kann somit ein ausgewogenes Gemisch an verschiedenen essenziellen Aminosäuren und damit ein verbesserter Biowert erreicht werden.Furthermore, it was recognized that the protein mixture from fungal mycelia from the department of pillar fungi, sac fungi or also the Fisarium species has a lysine content or arginine content that is increased by the use of the legume protein. The starchy fraction from a dry extraction process, in which a legume protein is additionally present in the range of 5% to 35% by weight, increases the lysine or arginine content in the final mixture in S46 compared to the lysine or arginine content in the first protein fraction, i. H. in the mushroom protein mixture. A balanced mixture of different essential amino acids and thus an improved biological value can be achieved by a suitable choice of legumes and selection in the formation of the starchy fraction.

Wieder zurückverweisend auf 4 gibt es in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch die Möglichkeit einer Fermentation, um andere Endprodukte als Proteine zu erhalten. Diese weitere Verarbeitung kann dabei das oben gebildete Hydrolysat als Ausgangsstoff verwenden, wobei je nach Bedarf zusätzliche Nährstoffe oder andere wachstumsfördernde Bestandteile hinzugefügt werden, sofern diese nicht oder nicht in ausreichender Menge im Hydrolysat vorhanden sind. Dabei sei darauf hingewiesen, dass in einigen Anwendungen nach der Hydrolyse der aus dem Sichterprozess übriggebliebene Proteinanteil in dem Hydrolysat verbleibt und nicht abgetrennt wird. Dies ist dann sinnvoll, wenn die Kosten für die ansonsten zuzuführenden Nährstoffe und die Kosten der Abtrennung der Proteine aus dem Hydrolysat den Wert des abgetrennten Proteinanteils übersteigen. Davon unabhängig können je nach Weiterverarbeitung neben Proteinen auch die noch vorhandenen Mineralien und Spurenelemente eine fördernde Wirkung haben. Es hat sich in ersten Versuchen gezeigt, dass ein aus der stärkereichen Fraktion gewonnenes Hydrolysat auch durch die vorhandenen Aminosäuren zu einer zeitweiligen Erhöhung der Biosynthese führt. Der Grund ist das in der Hydrolyse vorhandene Valin, Leucin, Isoleucin, Threonin, Methionin, Phenylalanin und Tyrosin, die bei Milchsäurebakterien während der Fermentation größtenteils metabolisiert werden. Zudem ist auch eine starke Abnahme an Serin, Asparagin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Histidin und Tryptophan zu beobachten.Referring back to 4 In a further exemplary embodiment, there is also the possibility of fermentation in order to obtain end products other than proteins. This further processing can use the hydrolyzate formed above as the starting material, with additional nutrients or other growth-promoting components being added as required if these are not present in the hydrolyzate or are not present in sufficient quantities. It should be noted that in some applications ments after hydrolysis, the protein portion left over from the sifting process remains in the hydrolyzate and is not separated off. This makes sense when the costs for the nutrients that would otherwise have to be supplied and the costs for separating the proteins from the hydrolyzate exceed the value of the separated protein portion. Irrespective of this, depending on the further processing, the minerals and trace elements that are still present can have a promoting effect in addition to proteins. Initial tests have shown that a hydrolyzate obtained from the starch-rich fraction also leads to a temporary increase in biosynthesis due to the amino acids present. The reason is that valine, leucine, isoleucine, threonine, methionine, phenylalanine and tyrosine present in the hydrolysis are mostly metabolized in lactic acid bacteria during fermentation. In addition, a strong decrease in serine, asparagine, aspartic acid, glutamic acid, histidine and tryptophan can be observed.

In Schritt S43 werden optional die in dem Hydrolysat vorhandenen Proteine aufgespalten und auf diese Weise der Anteil der freien Aminosäuren erhöht. Dies ist zweckmäßig, da je nach verwendetem Bakterium nicht alle die Proteine selbst aufspalten können. Sporolactobacillus inulinus beispielsweise scheint einen geringeren oder eher selektiv funktionierenden Peptidtransport zu besitzen, während Lactococcus lactis die vorhandenen Proteine durch verschiedene Mechanismen besser verarbeiten kann. Aus diesem Grund ist es zum einen zweckmäßig, je nach Spektrum der Aminosäuren oder der Proteine im Hydrolysat einen geeigneten Stamm auszuwählen, oder die Proteine aufzuspalten. Hierzu werden in Schritt S43 Proteasen zugegeben. Dieser Schritt kann auch während der Hydrolisierung erfolgen, sofern die benötigten Temperaturbereiche und/oder pH-Werte übereinstimmen sollten, um eine gute Aufspaltung zu erreichen.In step S43, the proteins present in the hydrolyzate are optionally broken down and the proportion of free amino acids is increased in this way. This is useful because, depending on the bacterium used, not all of them can break down the proteins themselves. Sporolactobacillus inulinus, for example, appears to have less or more selective peptide transport, while Lactococcus lactis is better able to process the proteins present through various mechanisms. For this reason, it is expedient to select a suitable strain depending on the range of amino acids or proteins in the hydrolyzate, or to split the proteins. For this purpose, proteases are added in step S43. This step can also take place during the hydrolyzation if the required temperature ranges and/or pH values should match in order to achieve a good split.

Einen weiteren positiven Effekt auf die Milchsäureproduktion haben die in dem Hydrolysat vorhandenen Vitamine, insbesondere des B-Komplexes. So führen fehlendes Thiamin (B1), Riboflavin (B2), Niacin (B3) und Ca-Pantothenat (B5) zu einer geringeren Produktion, da diese als Co-Faktoren für die Synthese von Vorstufen zur Milchsäure dienen. Allerdings trifft dies nicht in gleichem Maße auf Pyridoxin (B6), Biotin (B7) und Folsäure (B9) zu.The vitamins present in the hydrolyzate, especially those of the B complex, have a further positive effect on lactic acid production. A lack of thiamine (B1), riboflavin (B2), niacin (B3) and calcium pantothenate (B5) lead to lower production, since these serve as co-factors for the synthesis of precursors to lactic acid. However, this does not apply to the same extent to pyridoxine (B6), biotin (B7) and folic acid (B9).

In Schritt S45 werden dann die Bakterien zugeführt und zur Produktion von Milchsäure angeregt. Dazu wird der für die Produktion von Lactat geeignete pH-Wert eingestellt und durch Zugabe einer Ca-Verbindung das Lactat (beispielsweise Ca-Lactat) in schwerlösliches Salz umgewandelt, welches während der Synthese ausfällt. Als mögliche Verbindung kommt hier Calciumcarbonat oder Calziumhydroxid zum Einsatz, wodurch auch eine pH-Regulation möglich ist. Das gebildete Ca-Lactat ist schwerlöslich und fällt dadurch aus.In step S45, the bacteria are then supplied and stimulated to produce lactic acid. For this purpose, the pH value suitable for the production of lactate is set and the lactate (e.g. Ca lactate) is converted into a poorly soluble salt by adding a Ca compound, which precipitates out during the synthesis. Calcium carbonate or calcium hydroxide is used here as a possible compound, which also makes pH regulation possible. The formed Ca lactate is difficult to dissolve and thus precipitates.

Da die biologische Herstellung von Lactat im Wesentlichen eine Gleichgewichtsreaktion ist, wird dieses durch die Umwandlung in Ca-Lactat kontinuierlich entfernt, wodurch eine Produkt- bzw. pH-Werthemmung verhindert wird. Das Ca-Lactat kann in Schritt S46 ausgeschwemmt und von der Mischung abgetrennt werden. Nach Filtration, und Abtrennung der Milchsäure wird diese aufbereitet und steht dann zur weiteren Verarbeitung zur Verfügung.Since the biological production of lactate is essentially an equilibrium reaction, it is continuously removed through the conversion to Ca-lactate, which prevents product or pH inhibition. The Ca lactate can be flushed out in step S46 and separated from the mixture. After filtration and separation of the lactic acid, it is processed and is then available for further processing.

Im Folgenden sind verschiedene Aspekte von Verfahren zum Erzeugen eines Stärkehydrolysats, ein Stärkehydrolysat und die weitere Verwendung eines solchen angegeben.

1. Verfahren zum Erzeugen eines Stärkehydrolysats, umfassend die Schritte:
- - Bereitstellen wenigstens einer Hülsenfruchtart;
- - Sichtermahlen der bereitgestellten wenigstens einen Hülsenfruchtart und Auftrennen in eine erste Fraktion und eine zweite Fraktion, wobei
  - - die erste Fraktion einen höheren Proteinanteil aufweist als die zweite Fraktion; und
  - - in der zweiten Fraktion optional ein Anteil einer in der bereitgestellten wenigstens einen Hülsenfruchtart enthaltenen Stärke wenigstens 40 Gewichts-%, insbesondere wenigstens 50 Gewichts-% beträgt;
- - Hydrolysieren der zweiten Fraktion zur Erzeugung eines Stärkehydrolysats, welches einen Proteinanteil im Bereich von 5 Gewichts-% bis 30 Gewichts-% aufweist.
2. Verfahren nach Gegenstand 1, weiter umfassend:
- - Nassextrahieren der ersten Fraktion zur Erzeugung eines Proteinisolats mit einem Anteil an Hülsenfruchtprotein im Bereich von 80 Gewichts-% bis 97 Gewichts-%, und insbesondere im Bereich von 85 Gewichts-% bis 95 Gewichts-%.
3. Verfahren nach einem der Gegenstände1 bis 2, bei dem der Schritt des Hydrolysierens ein Filtern, insbesondere in Membranfiltern und/oder ein Fällen der hydrolysierten zweiten Fraktion umfasst.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem nach dem Schritt des Hydrolysierens zumindest eine Abtrennung noch vorhandenen Proteinanteils und/oder Fettanteil erfolgt durch wenigstens einen der folgenden Schritte:
- - Filtern, insbesondere ein Membranfiltern;
- - Zentrifugieren;
- - Dekantieren;
- - Ausfällen; und
- - Kombinationen hiervon.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände weiter umfassend ein:
- - Enthüllen der Hülsenfrüchte vor dem Schritt der Sichtermahlung; und/oder
- - Sieben der zweiten Fraktion zum Entfernen von Reststoffen mit einer Korngröße größer als 60 µm aus der zweiten Fraktion.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem in der zweiten Fraktion vor einem optionalen Schritt der Abtrennung eines noch vorhandenen Proteinanteils und/oder Fettanteils ein Proteinanteil in wenigstens einem der folgenden Bereiche liegt:
- - 5 Gewichts-% bis 35 Gewichts-%;
- - 20 Gewichts-% bis 25 Gewichts-%;
- - 22 Gewichts-% bis 27 Gewichts-%;
- - 18 Gewichts-% bis 23 Gewichts-%;
- - 12 Gewichts-% bis 20 Gewichts-%;
- - 15 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - 20 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - 22 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - 24 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem die hydrolysierte zweite Fraktion vor einem optionalen Schritt der Abtrennung eines noch vorhandenen Proteinanteils und/oder Fettanteils einen Fettanteil von mehr als 0,5 Gewichts-%, und in wenigstens einem der folgenden Bereiche liegt:
- - 0,8 Gewichts-% bis 1,6 Gewichts-%,
- - 1 Gewichts-% bis 1,4 Gewichts-%;
- - 1,5 Gewichts-% bis 6,0 Gewichts-%;
- - 2,25 Gewichts-% bis 5,5 Gewichts-%;
- - 0,5 Gewichts-% bis 5,0 Gewichts-%; 1,0 Gewichts-% bis 4,5 Gewichts-%; 1,5 Gewichts-% bis 4 Gewichts-%; 1,0 Gewichts-% bis 3,5 Gewichts-%.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem die hydrolysierte zweite Fraktion vor einem optionalen Schritt der Abtrennung eines noch vorhandenen Proteinanteils wenigstens einen der folgenden Bestandteile umfasst:
- - Asparaginsäure mit einem Gewichtsanteil von 1,5% bis 4%, insbesondere zwischen 2% bis 3% und insbesondere zwischen 2,5% bis 3,3%, jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Glutaminsäure mit einem Gewichtsanteil von 2,7% bis 5,5%, insbesondere zwischen 3,0% bis 4,7% und insbesondere zwischen 3,6% bis 4,3% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Arginin mit einem Gewichtsanteil von 1,6% bis 2,6% und insbesondere zwischen 1,9 bis 2,2 Gewichts-% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Serin oder Alanin oder Phenylalanin oder Prolin oder Glycin, jeweils mit einem Gewichtsanteil zwischen 0,5% und 4,5% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Lysin mit einem Gewichtsanteil über 4% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem der Schritt des Hydrolysierens enzymatisch, insbesondere mit wenigstens einem Enzym aus der Gruppe bestehend aus:
- - Alpha-Amylase;
- - Beta-Amylase;
- - Maltase;
- - Dextrinase;
- - Saccharase;
- - Glykosidase;
- - Glucoamylase; und
- - Pullulanase.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem der Schritt des Hydrolysierens mittels einer Säure erfolgt, wobei nach Abschluss des Hydrolisierens ein Neutralisieren der Säure, insbesondere mit Ammoniak erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, wobei das Stärkehydrolysat wenigstens einen der folgenden Zucker jeweils bezogen auf die Trockenmasse umfasst:
- - Glukose im Bereich von 60 Gewichts-% bis 98 Gewichts-%;
- - Fructose im Bereich von 5 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - Maltose im Bereich von 5 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%; und
- - Saccharose im Bereich von 2 Gewichts-% bis 20 Gewichts-%.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, weiter umfassend:
- - Kultivieren eines Pilzmycels aus der Abteilung der Ständerpilze und/oder Schlauchpilze mit dem Stärkehydrolysat sowie einer zusätzlichen Stickstoffquelle; sowie wenigstens einen der folgenden Schritte:
- - Trocknen und Mahlen des kultivierten Pilzmycels zur Erzeugung eines Pilzproteingemisches;
- - Kühlen des kultivierten Pilzmycels;
- - Nassverarbeiten des kultivierten Pilzmycels; und
- - Pasteurisieren des kultivierten Pilzmycels.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, weiter umfassend:
- - Fermentieren des Stärkehydrolysats mit einem Milchsäurebakterium oder einem Pilz zu Erzeugung von Lactat, insbesondere Ca-Lactat und
- - Weiterverarbeiten des gebildeten Lactats zu Milchsäure; oder
- - Fermentieren des Stärkehydrolysats mit einem Mikroorganismus zu einer Erzeugung wenigstens eines Endproduktes Substanz ausgewählt aus der Gruppe von
Diolen, Alkoholen, Aminosäuren und Vitaminen.
14. Verfahren nach Gegenstand 13, bei dem das Milchsäurebakterium gewählt ist aus einer Gattungsgruppe umfassend:
- Lactobacillus;
- Leuconostoc;
- Pediococcus;
- Carnobacterium;
- Lactococcus;
- Streptococcus;
- Enterococcus;
- Vagococcus;
- Aerococcus;
- Alloiococcus;
- Oenococcus;
- Sporolactobacillus;
- Tetragenococcus; und
- Weissella.
15. Verfahren nach einem der Gegenstände 12 bis 14, bei dem der Schritt des Kultivierens oder Fermentierens umfasst:
- - Hinzufügen einer Stickstoffquelle, insbesondere in Form von Ammonium, insbesondere von Ammoniumsulfat, Ammoniak und/oder Nitraten; oder
- - Hinzufügen wenigstens einer Aminosäure, insbesondere aus der Gruppe umfassend:
  - Valin;
  - Leucin;
  - Isoleucin;
  - Threonin;
  - Methionin;
  - Phenylalanin und
  - Tyrosin.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Gegenstände, bei dem das Bereitstellen wenigstens einer Hülsenfruchtart umfasst ein Bereitstellen von
- - Erbsen;
- - grüne Bohnen;
- - Ackerbohnen;
- - Kichererbsen;
- - Erdnüsse;
- - Linsen;
- - Kombinationen hiervon.
17. Stärkehydrolysat, umfassend:
- - einen Zuckeranteil mit wenigstens 40 Gewichts-%, insbesondere wenigstens 50 Gewichts-%, und insbesondere größer 60 Gewichts- %,
- - wobei der Zuckeranteil wenigstens einen der folgenden Zucker mit einem Anteil von wenigstens 10 Gewichts-% umfasst:
  - - Glukose;
  - - Fructose;
  - - Maltose; und
  - - Saccharose;
- - ein Hülsenfruchtproteingemisch insbesondere aus Ackerbohne oder Erbse mit einem Anteil von weniger als 30 Gewichts-%.
18. Stärkehydrolysat nach Gegenstand 17, bei dem das Hülsenfruchtproteingemisch in wenigstens einem der folgenden Bereiche liegt:
- - 5 Gewichts-% bis 35 Gewichts-%;
- - 20 Gewichts-% bis 25 Gewichts-%;
- - 22 Gewichts-% bis 27 Gewichts-%;
- - 18 Gewichts-% bis 23 Gewichts-%;
- - 12 Gewichts-% bis 20 Gewichts-%;
- - 15 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - 20 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - 22 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%;
- - 24 Gewichts-% bis 30 Gewichts-%,
insbesondere bezogen auf die Trockenmasse des Stärkehydrolysats.
19. Stärkehydrolysat nach einem der Gegenstände 17 bis 18, bei dem das Stärkehydrolysat einen Fettanteil aus einer Hülsenfrucht von mehr als 0,5 Gewichts-% aufweist und in wenigstens einem der folgenden Bereiche liegt:
- - 0,8 Gewichts-% bis 1,6 Gewichts-%,
- - 1 Gewichts-% bis 1,4 Gewichts-%;
- - 1,5 Gewichts-% bis 6,0 Gewichts-%;
- - 2,25 Gewichts-% bis 5,5 Gewichts-%;
- - 0,5 Gewichts-% bis 5,0 Gewichts-%;
- - 1,0 Gewichts-% bis 4,5 Gewichts-%;
- - 1,5 Gewichts-% bis 4 Gewichts-%;
- - 1,0 Gewichts-% bis 3,5 Gewichts-%.
20. Stärkehydrolysat nach einem der Gegenstände 17 bis 19, bei dem das Stärkehydrolysat einen Anteil an Vitaminen aus dem B-Komplex in wenigstens einem der folgenden Bereiche aufweist
- - 1,5 mg bis 6 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 1,8 mg bis 5,6 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 2,0 mg bis 5,1 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 2,2 mg bis 4,2 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 2,5 mg bis 4,7 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 2,8 mg bis 4,2 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 2,8 mg bis 5,5 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse;
- - 3,2 mg bis 6,0 mg bezogen auf 100g trockene Gesamtmasse.
21. Stärkehydrolysat nach einem der Gegenstände 17 bis 20, umfassend nichtproteinhaltige Anteile mit einer Korngröße im Bereich von 30µm bis 70µm, insbesondere in Form von Ballaststoffen und faserigen Hülsenfruchtfasern.
22. Stärkehydrolysat nach einem der Gegenstände 17 bis 21, weiter aufweisend Glutaminsäure mit einem Gewichtsanteil von 2,7% bis 5,5%, insbesondere zwischen 3,0% bis 4,7% und insbesondere zwischen 3,6% bis 4,3% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion.
23. Stärkehydrolysat nach einem der Gegenstände 17 bis 22, weiter aufweisend wenigstens einen der folgenden Bestandteile:
- - Asparaginsäure mit einem Gewichtsanteil von 1,5% bis 4%, ins-besondere zwischen 2% bis 3% und insbesondere zwischen 2,5% bis 3,3%, jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Arginin mit einem Gewichtsanteil von 1,6% bis 2,6% und insbesondere zwischen 1,9 bis 2,2 Gewichts-% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Serin oder Alanin oder Phenylalanin oder Prolin oder Glycin, jeweils mit einem Gewichtsanteil zwischen 0,5% und 4,5% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion;
- - Lysin mit einem Gewichtsanteil über 4% jeweils bezogen auf die Trockenmasse der hydrolysierten Fraktion.
24. Pilzproteingemisch, aufweisend:
- - einen ersten Proteinanteil aus einem Pilz aus der Abteilung der Ständerpilze und/oder Schlauchpilze; und
- - einen zweiten Proteinanteil, derart, dass ein Lysinanteil und/oder ein Argininanteil in dem Pilzproteingemisch gegenüber dem Lysinanteil und/oder Argininanteil im ersten Proteinanteil erhöht ist.
25. Pilzproteingemisch nach Gegenstand 24, bei dem der zweite Proteinanteil ein Hülsenfruchtprotein umfasst, insbesondere ein Erbsenprotein, ein Ackerbohnenprotein oder Kombinationen hiervon.
26. Pilzproteingemisch nach Gegenstand 24 oder 25, bei dem Lysinanteil und/oder Argininanteil in dem Pilzmycelienproteingemisch im Bereich von 10 % bis 30 % größer ist als der Lysinanteil und/oder Argininanteil im ersten Proteinanteil.
27. Pilzproteingemisch nach einem der Gegenstände 24 bis 26, bei dem ein Zuckeranteil weniger als 10 Gewichts-% und insbesondere weniger als 5 Gewichts-% beträgt.
28. Pilzproteingemisch nach einem der Gegenstände 24 bis 27, aufweisend einen Anteil an B-Vitaminen im Bereich von 0,002 Gewichts-% bis 0,005 Gewichts-%.

Various aspects of methods for producing a starch hydrolyzate, a starch hydrolyzate and the further use of such are given below.

1. A method for producing a starch hydrolyzate, comprising the steps of:
- - Providing at least one type of legume;
- - Sifter grinding the provided at least one type of legume and separating it into a first fraction and a second fraction, wherein
  - - the first fraction has a higher protein content than the second fraction; and
  - - in the second fraction, optionally, a proportion of a starch contained in the at least one legume type provided is at least 40% by weight, in particular at least 50% by weight;
- - hydrolysing the second fraction to produce a starch hydrolyzate having a protein content in the range of 5% to 30% by weight.
2. The method of item 1, further comprising:
- - wet extraction of the first fraction to produce a protein isolate with a legume protein content in the range of 80% to 97% by weight, and in particular in the range of 85% to 95% by weight.
3. Method according to one of items 1 to 2, in which the hydrolysing step comprises filtering, in particular in membrane filters and/or precipitating the hydrolysed second fraction.
4. The method according to any one of the preceding items, in which after the hydrolyzing step at least one separation of the protein content and/or fat content that is still present is carried out by at least one of the following steps:
- - Filtering, in particular membrane filtering;
- - centrifugation;
- - decanting;
- - failures; and
- - combinations thereof.
5. The method according to any one of the preceding items, further comprising:
- - dehulling of the legumes before the classifying step; and or
- - Screening of the second fraction to remove residues with a particle size larger than 60 µm from the second fraction.
6. The method according to any one of the preceding items, in which in the second fraction, before an optional step of separating off a protein portion and/or fat portion that is still present, there is a protein portion in at least one of the following ranges:
- - 5% to 35% by weight;
- - 20% to 25% by weight;
- - 22% to 27% by weight;
- - 18% to 23% by weight;
- - 12% to 20% by weight;
- - 15% to 30% by weight;
- - 20% to 30% by weight;
- - 22% to 30% by weight;
- - 24% to 30% by weight.
7. The method according to any one of the preceding items, in which the hydrolysed second fraction, before an optional step of separating off a protein portion and/or fat portion that is still present, has a fat content of more than 0.5% by weight and in at least one of the following ranges:
- - 0.8% by weight to 1.6% by weight,
- - 1% to 1.4% by weight;
- - 1.5% to 6.0% by weight;
- - 2.25% to 5.5% by weight;
- - 0.5% to 5.0% by weight; 1.0% to 4.5% by weight; 1.5% to 4% by weight; 1.0% to 3.5% by weight.
8. The method according to any one of the preceding items, in which the hydrolyzed second fraction comprises at least one of the following components before an optional step of separating off a protein portion that is still present:
- - Aspartic acid with a weight fraction of 1.5% to 4%, in particular between 2% and 3% and in particular between 2.5% and 3.3%, in each case based on the dry matter of the hydrolysed fraction;
- - glutamic acid with a weight fraction of 2.7% to 5.5%, in particular between 3.0% to 4.7% and in particular between 3.6% to 4.3%, each based on the dry matter of the hydrolyzed fraction;
- - arginine in a proportion by weight of 1.6% to 2.6% and in particular between 1.9 and 2.2% by weight, each based on the dry matter of the hydrolysed fraction;
- - serine or alanine or phenylalanine or proline or glycine, each in a proportion by weight of between 0.5% and 4.5%, each relative to the dry matter of the hydrolysed fraction;
- - Lysine with a weight fraction of more than 4% based on the dry matter of the hydrolysed fraction.
9. The method according to any one of the preceding items, in which the step of hydrolyzing enzymatically, in particular with at least one enzyme from the group consisting of:
- - alpha-amylase;
- - beta-amylase;
- - maltase;
- - dextrinase;
- - sucrase;
- - glycosidase;
- - glucoamylase; and
- - pullulanase.
10. The method according to any one of the preceding items, in which the step of hydrolyzing takes place by means of an acid, with the acid being neutralized, in particular with ammonia, after the conclusion of the hydrolyzing.
11. The method according to any one of the preceding items, wherein the starch hydrolyzate comprises at least one of the following sugars, each based on the dry matter:
- - glucose ranging from 60% to 98% by weight;
- - fructose ranging from 5% to 30% by weight;
- - maltose ranging from 5% to 30% by weight; and
- - sucrose in the range of 2% to 20% by weight.
12. The method according to any one of the preceding items, further comprising:
- - Cultivation of a fungal mycelium from the department of pillar fungi and/or sac fungi with the starch hydrolyzate and an additional nitrogen source; and at least one of the following steps:
- - drying and grinding the cultured mushroom mycelium to produce a mushroom protein mixture;
- - cooling the cultivated mushroom mycelium;
- - wet processing of the cultivated mushroom mycelium; and
- - Pasteurization of the cultivated mushroom mycelium.
13. The method according to any one of the preceding items, further comprising:
- - fermenting the starch hydrolyzate with a lactic acid bacterium or a fungus to produce lactate, in particular Ca-lactate and
- - Further processing of the formed lactate to lactic acid; or
- - Fermenting the starch hydrolyzate with a microorganism to produce at least one end product substance selected from the group of
diols, alcohols, amino acids and vitamins.
14. The method of item 13, wherein the lactic acid bacterium is selected from a genus group comprising:
- Lactobacillus;
- Leuconostoc;
- pediococcus;
- carnobacterium;
- lactococcus;
- streptococcus;
- Enterococcus;
- vagococcus;
- aerococcus;
- alloiococcus;
- oenococcus;
- sporolactobacillus;
- Tetragenococcus; and
- Weissella.
15. The method of any one of items 12 to 14, wherein the culturing or fermenting step comprises:
- - adding a nitrogen source, in particular in the form of ammonium, in particular ammonium sulphate, ammonia and/or nitrates; or
- - Adding at least one amino acid, in particular from the group comprising:
  - valine;
  - leucine;
  - isoleucine;
  - threonine;
  - methionine;
  - phenylalanine and
  - tyrosine.
16. The method according to any one of the preceding items, in which the provision of at least one type of legume comprises providing
- - Peas;
- - green beans;
- - broad beans;
- - Chickpeas;
- - Peanuts;
- - Lenses;
- - combinations thereof.
17. Starch hydrolyzate comprising:
- - a sugar content of at least 40% by weight, in particular at least 50% by weight, and in particular greater than 60% by weight,
- - wherein the sugar content comprises at least one of the following sugars in a proportion of at least 10% by weight:
  - - glucose;
  - - fructose;
  - - maltose; and
  - - sucrose;
- - a legume protein mixture, in particular from field beans or peas, with a proportion of less than 30% by weight.
18. The starch hydrolyzate of item 17 wherein the legume protein blend is in at least one of the following ranges:
- - 5% to 35% by weight;
- - 20% to 25% by weight;
- - 22% to 27% by weight;
- - 18% to 23% by weight;
- - 12% to 20% by weight;
- - 15% to 30% by weight;
- - 20% to 30% by weight;
- - 22% to 30% by weight;
- - 24% by weight to 30% by weight,
in particular based on the dry matter of the starch hydrolyzate.
19. Starch hydrolyzate according to any one of items 17 to 18, wherein the starch hydrolyzate has a fat content from a legume of more than 0.5% by weight and is in at least one of the following ranges:
- - 0.8% by weight to 1.6% by weight,
- - 1% to 1.4% by weight;
- - 1.5% to 6.0% by weight;
- - 2.25% to 5.5% by weight;
- - 0.5% to 5.0% by weight;
- - 1.0% to 4.5% by weight;
- - 1.5% to 4% by weight;
- - 1.0% by weight to 3.5% by weight.
20. The starch hydrolyzate according to any one of items 17 to 19, wherein the starch hydrolyzate has a B complex vitamin content in at least one of the following ranges
- - 1.5 mg to 6 mg based on 100 g dry total mass;
- - 1.8 mg to 5.6 mg based on 100 g dry total mass;
- - 2.0 mg to 5.1 mg based on 100 g dry total mass;
- - 2.2 mg to 4.2 mg based on 100 g dry total mass;
- - 2.5 mg to 4.7 mg based on 100 g dry total mass;
- - 2.8 mg to 4.2 mg based on 100 g dry total mass;
- - 2.8 mg to 5.5 mg based on 100 g dry total mass;
- - 3.2 mg to 6.0 mg based on 100g dry total mass.
21. Starch hydrolyzate according to one of items 17 to 20, comprising non-protein-containing fractions with a grain size in the range from 30 μm to 70 μm, in particular in the form of roughage and fibrous legume fibers.
22. Starch hydrolyzate according to one of items 17 to 21, further comprising glutamic acid with a weight fraction of 2.7% to 5.5%, in particular between 3.0% to 4.7% and in particular between 3.6% to 4.3%, each based on the dry matter of the hydrolyzed fraction.
23. Starch hydrolyzate according to any one of items 17 to 22, further comprising at least one of the following components:
- - Aspartic acid with a weight fraction of 1.5% to 4%, in particular between 2% and 3% and in particular between 2.5% and 3.3%, in each case based on the dry matter of the hydrolyzed fraction;
- - arginine in a proportion by weight of 1.6% to 2.6% and in particular between 1.9 and 2.2% by weight, each based on the dry matter of the hydrolysed fraction;
- - serine or alanine or phenylalanine or proline or glycine, each in a proportion by weight of between 0.5% and 4.5%, each relative to the dry matter of the hydrolysed fraction;
- - Lysine with a weight fraction of more than 4% based on the dry matter of the hydrolysed fraction.
24. mushroom protein mixture comprising:
- - a first protein fraction from a fungus from the department of pillar fungi and/or sac fungi; and
- - a second protein fraction, such that a lysine fraction and/or an arginine fraction in the mushroom protein mixture is increased compared to the lysine fraction and/or arginine fraction in the first protein fraction.
25. Mushroom protein mixture according to item 24, wherein the second protein portion comprises a legume protein, in particular a pea protein, a broad bean protein or combinations thereof.
26. The mushroom protein mixture according to item 24 or 25, wherein the lysine content and/or arginine content in the mushroom mycelia protein mixture is in the range of 10% to 30% greater than the lysine content and/or arginine content in the first protein portion.
27. Mushroom protein mixture according to any one of items 24 to 26, in which a sugar content is less than 10% by weight and in particular less than 5% by weight.
28. The mushroom protein mixture according to any one of items 24 to 27, having a content of B vitamins in the range of 0.002% to 0.005% by weight.

Claims

Verfahren zur Erzeugung von Milchsäure, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Stärkehydrolysats mit: einem Zuckeranteil mit wenigstens 40 Gewichts-%, insbesondere wenigstens 50 Gewichts-%, und insbesondere größer 60 Gewichts-%, und einem Hülsenfruchtproteingemisch insbesondere aus Ackerbohne oder Erbse mit einem Anteil von weniger als 30 Gewichts-%; - Hinzufügen eines Lactats produzierenden Bakteriums oder Pilzes; - Abtrennen des Lactats; - Aufbereiten des Lactats zu Milchsäure.A process for producing lactic acid, comprising the steps of: - providing a starch hydrolyzate comprising: a sugar content of at least 40% by weight, in particular at least 50% by weight, and in particular greater than 60% by weight, and a legume protein mixture, in particular from broad beans or peas, with a proportion of less than 30% by weight; - adding a lactate-producing bacterium or fungus; - separating the lactate; - Processing of the lactate to lactic acid.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Zuckeranteil wenigstens einen der folgenden Zucker mit einem Anteil von wenigstens 30 Gewichts-% bezogen auf den Zuckeranteil umfasst: Glukose; Fructose; Maltose; und Saccharose.procedure after claim 1 wherein the sugar portion comprises at least one of the following sugars in a proportion of at least 30% by weight based on the sugar portion: glucose; fructose; maltose; and sucrose.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem der Schritt des Hinzufügens eines lactat-produzierenden Bakteriums ein Hinzufügen wenigstens einer Bakteriengattung aus einer der folgenden umfasst: Lactobacillus; Leuconostoc; Pediococcus; Carnobacterium; Lactococcus; Streptococcus; Enterococcus; Vagococcus; Aerococcus; Alloiococcus; Oenococcus; Sporolactobacillus; Tetragenococcus; und Weissella.Procedure according to one of Claims 1 until 2 wherein the step of adding a lactate-producing bacterium comprises adding at least one genus of bacteria from one of the following: Lactobacillus; Leuconostoc; pediococcus; carnobacterium; lactococcus; streptococcus; Enterococcus; vagococcus; aerococcus; alloiococcus; oenococcus; sporolactobacillus; Tetragenococcus; and Weissella.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Hinzufügens eines lactat-produzierenden Bakteriums ein Hinzufügen wenigstens einer Art aus Sporolactobacillus laevolacticus; Sporolactobacillus inulinus; Sporolactobacillus putidus; Lactobacillus lactis; Lactobacillus delbrueckii oder dessen Subtypen; Lactobacillus coryniformis oder dessen Subtypen; und Leuconostoc mesenteroides umfasst.A method according to any one of the preceding claims, wherein the step of adding a lactate-producing bacterium includes adding at least one species Sporolactobacillus laevolacticus; Sporolactobacillus inulinus; Sporolactobacillus putidus; Lactobacillus lactis; Lactobacillus delbrueckii or its subtypes; Lactobacillus coryniformis or its subtypes; and Leuconostoc mesenteroides includes.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Kombination aus Sporolactobacillus inulinus und Lactococcus lactis als lactat-produzierendes Bakterium hinzugefügt wird.A method as claimed in any one of the preceding claims, in which a combination of Sporolactobacillus inulinus and Lactococcus lactis is added as the lactate-producing bacterium.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Bereitstellens eines Stärkehydrolysats ein Hinzufügen von Proteasen umfasst, welche das Proteingemisch vor dem Hinzufügen des Bakteriums zumindest teilweise in Aminosäuren aufspalten.A method according to any one of the preceding claims, wherein the step of providing a starch hydrolyzate comprises adding proteases which at least partially break down the protein mixture into amino acids prior to adding the bacterium.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt des Abtrennens des Lactats Calciumcarbonat oder Calciumhydroxid hinzugefügt wird.A method according to any one of the preceding claims, wherein calcium carbonate or calcium hydroxide is added in the step of separating the lactate.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des Aufbereitens des Lactats zu Milchsäure umfasst: - Optionales Auflösen des abgetrennten Lactats in Schwefelsäure und abtrennen des ausgefallenen Sulfats; - Reinigen der Milchsäure, insbesondere durch Aktivkohle; - Verestern der Milchsäure; und - Hydrolysieren des Esters.A method according to any one of the preceding claims, wherein the step of converting the lactate into lactic acid comprises: - optionally dissolving the separated lactate in sulfuric acid and separating the precipitated sulphate; - purification of the lactic acid, in particular by activated charcoal; - esterification of lactic acid; and - hydrolyzing the ester.