DE1692558C - Verfahren zur Herstellung von gereinigten und konzentrierten Fisch-Proteinen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von gereinigten und konzentrierten Fisch-ProteinenInfo
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Description
1 2
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung bekannten Verfahren aufwendige Wasch- und Zentrivon gereinigten und konzentrierten Fisch-Proteinen fugiermaßnahmen vorgesehen. Trotzdem erhält das
durch Hydrolysieren von Fisch in alkalischem wäßri- Produkt nach längerer Lagerung einen Fischgeschmack,
gern Medium, Ansäuren des Hydrolysats auf einen Schließlich ist ein Verfahren zur Herstellung von
pH-Wert von unter 5,5 und Abtrennen der dabei ent- 5 Eiweiß aus Skelettsubstanzen von Wassertieren bestehenden Ausfällung. kannt, bei denen das Rohprodukt säurebehandelt und
Mittels verschiedener technischer Verfahren läßt dann zu Pulver zerkleinert sowie mit Natronlauge
sich das sogenannte Fischmehl für die Verwendung als neutralisiert und getrocknet wird. Nach der Säurebe-Futtermittel gewinnen. Die technischen Verfahren zur handlung ist dann eine Aufarb-itung der Gräten mit
Herstellung dieser Art von Produkten basieren im io einem Fettlösungsmittel und dann mit einer natronallgemeinen darauf, daß das Rohmaterial geschnitten, hydroxyd- und wasserstoffperoxydhaltigen Lösung
gekocht, ausgepreßt und durch Anwendung direkter vorgesehen. Auch dieses bekannte Verfahren führt
oder indirekter Wärme getrocknet wird, wobei ver- nicht zu befriedigenden Proteinkonzentraten für Erschiedene Varianten und Zusatzmaßnahmen einge- nährungszwecke und ist außerdem ebenfalls apparativ
setzt werden. 15 recht aufwendig.
Die dabei erhaltenen Produkte haben geringen Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß
biologischen Wert und geringen Nährwert, haupt- die bekannten Verfahren Produkte ergeben, deren
sächlich deswegen, weil bei dem Verfahren hohe Qualität nicht ausreichend ist und/oder deren DurchTemperaturen angewandt werden; sie haben schlechten führung begrenzt, kompliziert und aufwendig ist.
Geruch und sind instabil infolge ihres hohen Gehaltes ao Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines
an nichtgesättigten Lipoiden, deren Oxydation und großtechnisch durchführbaren Verfahrens zur Her-Ranzigwerden nicht verhindert werden kann. Aus stellung von sehr reinen Fisch-Proteinkonzentraten,
diesem Grund können solche Produkte nicht für den die sich als Nahrungsmittel oder Futtermittel eignen,
menschlichen Verbrauch eingesetzt werden, und sie Das Verfahren zur Herstellung von gereinigten und
sind ausschließlich für Futtermittel bestimmt, die 35 konzentrierten Fisch-Proteinen durch Hydrolysieren
selbst auf diesem Anwendungsgebiet Nachteile auf- von Fisch in alkalischem wäßrigem Medium, Anweisen. Sie können nur in begrenzten Zusatzmengen säuern des Hydrolysats auf einen pH-Wert von unter
zum Gesamtfuttermittel eingesetzt werden. 5,5 und Abtrennen der dabei entstehenden Ausfällung
Ferner sind verschiedene technische Verfahren zur ist dadurch gekennzeichnet, daß man die von den
Herstellung von Protein-Konzentraten, die ganz all- 30 dabei ausgefällten Lipoproteiden abgetrennte Flüssiggemein als »Fisch-Albumin« und »Fischmehl« be- keit wieder auf einen alkalischen pH-Wert einstellt
zeichnet werden, für menschlichen Konsum bekannt. und der Einwirkung von Oxydationsmitteln unter-Diese Verfahren basieren im allgemeinen darauf, daß wirft, die so erhaltene wäßrige Flüssigkeit neutralisiert,
man das Rohmaterial bei hohen Temperaturen be- konzentriert und gegebenenfalls trocknet,
handelt, die Lipoide mit organischen Lösungsmitteln 35 Vorzugsweise werden bei dem Verfahren gemäß der
extrahiert, und das resultierende Produkt bei ver- Erfindung die Oxydationsmittel bei einer Temperatur
mindertem Druck dehydratisiert. Alle diese Maß- von über 300C und bei einem pH-Wert von über 7,0
nahmen sind aufwendig und für den vorgesehenen auf die Flüssigkeit zur Einwirkung gebracht, wobei
Zweck bedenklich. als Oxydationsmittel Wasserstoffperoxyd in einer
Darüber hinaus sind Verfahren zu- Herstellung von 40 100 Volumen Wasserstoffperoxyd äquivalenten Konais Nahrungsmittel und Futtermittel verwendbaren zentration verwendet und in eine Konzentration
Produkten bekannt, bei denen langzeitige alkalische zwischen 0,5 und 5 Teilen je 1000 (Volumen/Volumen)
Hydrolyse, enzymatische Hydrolyse, kolloidale Gel- eingesetzt wird.
bildung und Verfestigung stattfinden und die infolge- Durch die Maßnahmen des erfindungsgemäßen
dessen zur großtechnischen Durchführung ungeeignet 45 Verfahrens wird der Fisch zunächst durch Hydrolyse
sind. in einem alkalischen, wäßrigen Medium gelöst, werden
Ferner ist ein Verfahren zur Gewinnung von die Lipoide und sonstigen Verunreinigungen von der
Fischeiweiß für technische Zwecke bekannt, bei dem erhaltenen wäßrigen Masse abgeschieden und ent-Fischc mit Nutronlauge hydrolysiert werden und an- fernt und die so gereinigte wäßrige Phase in der geschließend die alkalische Flüssigkeit zur Ausfüllung 50 nannten Weise aufgearbeitet. Dabei wird die alkalische
des Eiweißes mit Säure auf einem pH-Wert von 4 bis 6 Hydrolyse im Verlaufe einer Zeit von 3 Stunden oder
eingestellt wird. Das dabei erhaltene Produkt ist nicht weniger an dem rohen Fisch in einem wäßrigen
für futter* bzw. Ernährungszwecke geeignet, da es Medium ausgeführt, ohne daß eine Absetzstufe eingenoch unerwünschte Geruchs- und Geschmacksstoffe schaltet werden muß, so daß die resultierende flüssige
aufweist. Auch bei der nach diesem Verfahren vorge- 55 Masse in Lösung Lipoid>Verbindungen enthält, die
sehencn Reinigung mit Hilfe organischer LÖMings· noch in Lipoproteid-Form vorliegen und durch die
mittel werden trotz der dazu erforderlichen technisch kurzzeitige alkalische Hydrolyse unzefMört sind. Das
und apparativ aufwendigen Maßnahmen und Vor· so erhaltene Produkt ist im Wasser bei neutralem und
richtungen keine für Ernährungszwecke geeignete alkalischem pH löslich, wobei die Lipoproteide durch
l'rodukte erhalten, 60 Einstellung der flüssigen Masse auf einen pH-Wert
und Protein aus ölhaltigen Fischstoffen diese mit fällten Lipoproteide können dann durch ein Übliches
von 4,2 anzusäuern. Die dadurch erhaltenen Produkte 6s Die erhaltene Flüssigkeit, die frei von nichtproleini*
sind nicht sehr schmackhaft und unihallen nur etwa sehen unlöslichen Feststoffen, freien Lipoiden und
40 bis 50"/,, de* ursprünglichen l'nitcingehalle«.. Zur Lipoproieiden ist, wird wieder auf einen alkalischen
weil υ rc μ Reinigung des Produktes sind nach diesem pH*Weri eingestellt und der t-inwirkung von Oxy·
3 4
dationsmitteln unterworfen. Die so erhaltene wäßrige einen niedrigen Lipoid-Gehall aufweisen, stabil
P ussigkeit wird dann nach Erstellung eines neutralen sind, im allgemeinen geruch- und geschmacklos
pH-Wertes konzentriert. bleiben und wenig aufwendig sind,
Beim ernndungsgemaßen Verfahren können trockene Die bevorzugte Ausführungsform des erlindungs-
Produkte, die hauptsächlich aus Fisch-Proteinen mit 5 gemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen aus
hohem biologischem und ernährungstechnischem Wert folgenden Verfahrensschritten:
bestehen und die einen niedrigen Lipoid-Gehalt und Roher Fisch, entweder im ganzen oder in mechu-
eine hohe Stabilität aufweisen, gewonnen werden, die nisch zerkleinerter Form, wird bei Zimmertemperatur
geeignet sind zur Verwendung als Nahrungsmittel in Wasser suspendiert und durch eine kurze alkalische
und/oder Futtermittel, entweder allein oder in Ver- io Hydrolyse teilweise gelöst. Die resultierende Prolein-
bindung mit anderen Bestandteilen. lösung, die als Verunreinigungen nicht proteinhallige
Man kann mittels des erfindungsgemäßen Ver- Feststoffe in Suspension, freie Lipoide in Emulsion
fahrens auch eine feuchte Paste herstellen, die eine und Lipoid-Verbindungen als Lipoproteide in Lösung
hohe Protein-Konzentration und einen niedrigen enthält, wird auf einen ausreichend sauren pH-Wert
Lipoid-Gehalt aufweist, eine hohe Stabilität hat und i5 gebracht, wobei die Lipoproteide ausgefällt werden,
geeignet ist zur Verwendung als Nahrungs- und/oder und dann wird dekantiert, abgepreßt, filtriert oder
Futtermittel, entweder allein oder in Verbindung mit zentrifugiert, um die unlöslichen Feststoffe abzu-
anderen Ingredienzien. scheiden, und anschließend werden durch Zentrifugie-
Es läßt sich ferner erfindungsgemäß ein flüssiges ren die verschiedenen Flüssigkeiten unterschiedlicher
Produkt gewinnen, das eine Lösung von Proteinen ao Dichte getrennt, bis eine gereinigte, wäßrige, flüssige,
mit hohem biologischem und ernährungstechnischem Proteine in Lösung enthaltende Phase erhalten wird.
Wert darstellt und einen niedrigen Lipoid-Gehalt hat, Der abgetrennte, nichtproteinische, unlösliche feste
das hohe Stabilität aufweist und als Nahrungs- und/ Rückstand, die freien Lipoide und die Lipoproteide
oder Futtermittel in flüssiger Form, entweder allein bilden Nebenprodukte.
oder zusammen mit sonstigen Bestandteilen ver- as Die so erhaltene gereinigte, wäßrige, flüssige Phase
wendet werden kann. wird durch Oxydation von schlechtem Geruch befreit
Das -ifindungsgemäße Verfahren zur Herstellung und sterilisiert und bildet dann das flüssige Nahrungs-
von gereinigtem und konzentriertem Fisch-Protein mittel, das eins der möglichen Verfahrensprodukte
zur Verwendung als Nahrungs- und/oder Futtermittel des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt,
hat gegenüber den bek mnten Verfahrensmethoden 30 Wenn man diese flüssige, gereinigte, geruchlose und
folgende Vorteile: sterilisierte Phase konzentriert, so erhält man eine
1. Man kann mittels des erfindungsgemäßen Ver- feuchte Paste, die ein Nahrungsmittel in Pastenform
fahrens Endprodukte erhalten, die sehr protein- darstellt und ein weiteres Produkt des erfindungsgereich
sind und wobei die Proteine alle ihre biologi- mäßen Verfahrens ist.
sehen und ernährungstechnischen Eigenschaften 35 Wenn man weiter konzentriert und die wäßrige,
behalten. flüssige Phase, die als solche bereits ein flüssiges
2. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen Nahrungsmittel ist, trocknet oder wenn man die
sich Produkte herstellen, die einen sehr niedrigen feuchte Paste, die als solche bereits ein Nahrungs-Lipoid-Gehalt
aufweisen und die sehr stabil, mittel in Pastenform ist, trocknet, dann fällt ein
nicht giftig und meist geruch- und geschmacklos 40 trockenes Nahrungsmittel an, das ein weiteres mögsind,
liches Verfahrensprodukt des erfindungsgemäßen Ver-
3. Das Verfahren ist einfach und läßt sich sicher fahrens darstellt.
industriell durchführen, hauptsächlich deswegen, Bei einer bevorzugten Ausführungsform des er-
weü dabei keine organischen Lösungsmittel ver- findungsgemäßen Verfahrens, die nachstehend im
wendet werden. 45 einzelnen beschrieben ist, arbeitet man mit folgenden
4. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt Verfahrensstufen:
sich ein Teil der Lipoide die in dem Rohmaterial A Suspemion und Lösung des Rohmaleria|s
in Form von Lipoid-Verbindungen als Lipo-
in Form von Lipoid-Verbindungen als Lipo-
proteide vorliegen, abscheiden, und dadurch ist Das Rohmaterial, roher Fisch, wird in einen geeiges
nicht mehr notwendig, eine langzeitige alkalische 5° neten Behälter entweder im ganzen oder mechanisch
Hydrolyse vorzusehen und ein langzeiliges Ab- zerkleinert, eingebracht und in Wasser suspendiert,
setzen der festen Stoffe von dem alkalischen Dabei werden 1 bis 10 Teile Wasser im Verhältnis zu
flüssigen Medium einzukalkulieren, beides lang- dem Gewicht des Fisches eingesetzt,
same und schwierige Verfahren, die darüber Diese Suspension wird unter kontinuierlichem hinaus die Qualität und Ausbeute des Proteins 55 Rühren auf eine Temperatur von 40 bis HH) C gebeeinträchtigen, bracht. Wenn die Behandlungstemperatur erreicht ist,
same und schwierige Verfahren, die darüber Diese Suspension wird unter kontinuierlichem hinaus die Qualität und Ausbeute des Proteins 55 Rühren auf eine Temperatur von 40 bis HH) C gebeeinträchtigen, bracht. Wenn die Behandlungstemperatur erreicht ist,
5. Das erflndungsgemäße Verfahren läßt sich einfach wird Natriumhydroxyd in einer Konzentration zwieinstellen,
so daß dessen Anwendung in indu- sehen t und 10 Teilen je 1000 (Gewicht/Volumen)
striellem Maßstab mit konstanten und gleich- hinzugegeben. Man rührt weiter und hält die erhöhte
förmigen Ergebnissen möglich wird. 60 Temperatur während einer Zeitdauer von 5 Minuten
6. Das erflndungsgemäße Verfahren macht es mög· bis 3 Stunden, je nach Art des vet wendeten l-ischcs,
lieh, als Nahrungs- und/oder Futtermittel ge· des Volumens an eingesetztem Wasser, der Bchandeignete
und mit sehr geringen Herstellungskosten lungstemperatur und der Konzentration an Natnumbelastete
Endprodukte zu schaffen. hydrox>d.
7. Man kann mittels des erlindungsgemalicn Ver- 6S Abtrennung um Verunreinigungen
fahrens Nahrung*· und huttcrmittel in flüssiger . e * e
pasienförmigef oder trockener Form herstellen, Wenn die Verfahrensstufe Λ beendet ist. trennt die iit jedem lalle einen hohen f'roiein-i ichall, man «on der entstandenen flüssigen Masse unlösliche
fahrens Nahrung*· und huttcrmittel in flüssiger . e * e
pasienförmigef oder trockener Form herstellen, Wenn die Verfahrensstufe Λ beendet ist. trennt die iit jedem lalle einen hohen f'roiein-i ichall, man «on der entstandenen flüssigen Masse unlösliche
nichtpruieinischc Feststoffe durch Dekantieren, Pressen,
Filtrieren, Zentrifugieren oder ein sonstiges gebräuchliches industrielles Verfahren ab; durch Zentrifugieren
oder durch irgendeine andere industrielle Methode, mit der man flüssige Phasen verschiedener
Dichten trennen kann, werden davon emulgierte freie Lipoide abgeschieden, und durch Änderung des
pH-Wcrles der Flüssigkeit auf einen Wert zwischen pH 2,5 und 5,5, je nach Art des als Rohmaterial eingesetzten
Fisches, werden die in der Lösung enthaltenen Lipoproteide ausgefällt, die dann durch
Dekantieren, Pressen, Filtrieren, Zentrifugieren oder irgendeine andere industrielle Methode, die den
gleichen Zweck hat, eliminiert und die unlöslichen Feststoffe aus der flüssigen Masse abgetrennt.
Die nichtproteinhaltigen unlöslichen Feststoffe, die freien Lipoide und die ausgefällten Lipoproteide stellen
Nebenprodukte dar.
Die verbleibende gereinigte, wäßrige, flüssige Phase,
die in Lösung Proteine enthält, in ein brauchbares Produkt des Behandlungsverfahrens des ursprünglichen
Rohmaterials.
C. Entfernung des schlechten Geruches
Den schlechten Geruch der gereinigten, wäßrigen, flüssigen Phase, die Proteine in Lösung enthält und
die aus der Verfahrensstufe B resultiert ist, entfernt man so, daß man eine Temperatur zwischen 30 und
100cC und einen pH-Wert über 7,0 einstellt und dann
unter Verwendung von 100 Raumteilen Wasserstoffperoxyd mit einer Konzentration zwischen einem
halben Teil (0.5) und fünf Teilen (5) je tausend (1000) (Volumen/Volumen) der Flüssigkeit zwischen 5 Minuten
und 6 Stunden oxydiert. Man kann auch andere Konzentrationen an Wasserstoffperoxyd verwenden
und Jie eingesetzten Mengen entsprechend einstellen. Die Temperatur, der pH-Wert, die Konzentration des
Wasserstoffperoxyds und die Zeit werden gewählt in Abhängigkeit von der Art des als Rohmaterial verwendeten
Fisches.
D. Sterilisieren
Die vom schlechten Geruch befreite, gereinigte, wäßrige, flüssige Phase, die nach der Behandlungsstufe C resultiert, wird unter Verwendung eines
Sterilisierungstilters, durch Wärme, durch ionisierende
Strahlung oder mittels sonstiger industrieller Möglichkeiten der Nahrungsmitteisterilisierung sterilisiert.
E. Konzentrieren
Die sterilisierte, von schlechtem Geruch befreite, gereinigte, wäßrige, flüssige Phase, die aus der VerfnhrcnssUife
D resultiert, wird durch eine der folgenden Arbeitsweisen konzentriert:
1. Die Proteine werden durch Einstellung des pH-Wertes der Lösung auf den isoelektrisch«!
Punkt des speziellen darin enthaltenen Proteins, je nach der als Kohmaterial eingesetzten Fischart,
ausgefällt. Die so erhaltene Prolein-Ausfällung wird durch Dekaniieren, Filtrieren, Abpressen,
Zentrifugieren oder irgendeine sonstige industrielle Arbeitsweise /um Abtrennen von ausgefülltem
Feststoff aus Flüssigkeiten, abgeschieden.
2. konzcitliicren durch Vakuumverfahren.
3. Konzentrieren durch llindampfen.
4. Konzentrieren durch einen beliebigen sonstigen industriellen Vurjüinji
Das zu Pastenform konzentrierte Produkt kann als pastenförmig Nahrungs- oder Futtermittel verwendet werden, oder man kann es wie nachstehend
beschrieben weiter behandeln.
F. Trocknen
Das in der Verfahrensstufe E konzentrierte Produkt kann in Pastenform oder in flüssigem Zustand vorliegen.
Für das pastenförmige Produkt werden der ίο chemischen und physikalischen Natur des Produktes
entsprechende industrielle Trockenmethoden angewendet. Das in flüssiger Form vorliegende Produkt
wird vorzugsweise einer Sprühtrocknung unterzogen.
G. Vermählen
Das getrocknete Produkt wird, falls erforderlich, vermählen.
B e i · ρ i e 1 1
Eintausend (1000) Kilogramm im ganzen zerkleinerter Fisch wurden in zehntausend (10 000) Liter
Wasser suspendiert. Die Suspension wurde unter kontinuierlichem Rühren auf eine Temperatur von
500C gebracht, und es wurden 50 Kilogramm Natriumhydroxyd
zugegeben. Diese Bedingungen wurden 2 Stunden lang aufrechterhalten. Die flüssige Masse
wurde dann zum Eliminieren von nichtproteinischen unlöslichen Feststoffen filtriert und zum Abscheiden
der emulgierten Lipoide zentrifugiert. Die erhaltene wäßrige Phase wurde zum Ausfällen der in Lösung
befindlichen Lipoproteide mit Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 3,5 eingestellt, und die ausgefällten
Lipoproteide wurden durch Zentrifugieren abgetrennt.
Zu dieser bereits gereinigten, wäßrigen, flüssigen Phase wurden 5 Liter Wasserstoffprroxyd (100 Volumen)
zugegeben, und die Flüssigkeit wurde auf eine Temperatur von 80;C erwärmt, mit Natriumhydroxyd
wurde der pH-Wert auf 8,5 eingestellt, und diese Bedingung wurde 2 Stunden aufrechterhalten. Die
von Geruch befreite und gereinigte Flüssigkeit wurde mit Chlorwasserstoffsäure auf einen neutralen pH-Wert
eingestellt und heiß sterilisiert. Das Produkt kann zur Bildung eines flüssigen Nahrungs- oder Futtermittels
♦5 konzentriert oder wie in den nachfolgenden Beispielen
beschrieben weiterbehandelt werden.
Das wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellte Produkt wurde durch Eindampfen konzentriert und
durch Versprühen getrocknet, und dabei fiel ein trockenes Produkt an. das eines der e/findungsgemäß
herstellbaren Produkte darstellt.
Das wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellte Produkt wurde mit Chlorwasserstoffsäure auf einen
pH-Wert von 5,8 eingestellt, und die Proteine, die bei diesem pH-Wert ausfielen, wurden durch Zentrifugieren
abgetrennt. Dabei fiel ein Nahrungs- oder Futtermittel in Pastenform an.
Das wie im Beispiel 3 beschrieben gewonnene Produkt
wurde auf einer Trockenvorrichtung mittels direkter oder indirekter Beheizung getrocknet und in
einer Mühle /ermahlen. und dabei fiel ein trockenes Nahrung,- oder I iitlcriniltclprodukl an.
Claims (2)
1. Verfahren zur Herstellung von gereinigten und konzentrierten Fisch-Proteinen durch Hydrolysieren von Fisch in alkalischem, wäßrigem
Medium, Ansäuern des Hydrolysats auf einen pH-Wert von unter 5,5 und Abtrennen der dabei
entstehenden Ausfällung, dadurch gekennzeichnet, daß man die von den dabei ausgefällten Lipoproteiden abgetrennte Flüssigkeit wieder auf einen alkalischen pH-Wert einstellt und der
Einwirkung von Oxydationsmitteln unterwirft, die
**—
so erhaltene wäßrige Flüssigkeit neutralisiert, konzentriert und gegebenenfalls trocknet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxydationsmittel bei einer
Temperatur von über 303C und bei einem pH-Wert
von über 7,0 auf die Flüssigkeit zur Einwirkung bringt, wobei als Oxydationsmittel Wasserstoffperoxyd in einer 100 Volumen Wasserstoffperoxyd äquivalenten Konzentration verwendet und
in einer Konzentration zwischen 0,5 und 5 Teilen je 1000 (Volumen/Volumen) eingesetzt wird.
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