DE2520012A1

DE2520012A1 - Verfahren zur herstellung einer loeslichen sojabohnenproteinfraktion

Info

Publication number: DE2520012A1
Application number: DE19752520012
Authority: DE
Inventors: Jan Krusemann
Original assignee: Nestle SA
Current assignee: Nestle SA
Priority date: 1975-03-27
Filing date: 1975-05-05
Publication date: 1976-09-30
Also published as: MY7900231A; PH13057A; DE2520012B2; CH600783A5; DE2520012C3; FR2305134B1; JPS5829057B2; AR209152A1; JPS52120149A; ZA761486B; MX3307E; IN141242B; US4064119A; GB1515471A; FR2305134A1

Description

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S 600

Society des Produits Nestle S.A. in Vevey / SCHWEIZ

"Verfahren zur Herstellung einer löslichen SoJabohnenproteinfraktion"

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer löslichen SoJabohnenproteinfraktion, bei welchem auf wäßrigem Wege mindestens ein Teil der Proteine von Sojabohnen bei einem pH unterhalb des isoelektrischen Punkts extrahiert wird und ein saurer Extrakt von Sojabohnenproteinen erhalten wird.

Es sind verschiedene Verfahren zur sauren Extraktion der Proteine aus Pflanzensamenkörnern, insbesondere Sojabohnen, bekannt. Einige wurden mit der Absicht entwickelt, Proteine von anderen Bestandteilen, die während der Extraktion in Lösung gehen, abzutrennen.

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Wenn der pH-Wert der Extraktion in der Nachbarschaft des isoelektrischen Punkts liegt, dann fallen die Proteine aus und können leicht, beispielsweise durch Zentrifugieren, abgetrennt und anschließend getrocknet werden. Das so erhaltene Pulver zeigt nur eine geringe Löslichkeit. Ein anderes bekanntes Verfahren gestattet die Herstellung von reinen und löslichen Proteinen. Es besteht darin, daß Proteine aus Samenkörnern auf wäßrigem Wege bei einem pH-Wert, der vorzugsweise zwischen 3,5 und 5 liegt, extrahiert werden, die überstehende Flüssigkeit isoliert wird und diese dann in der Kälte ruhen gelassen wird, damit die gelösten Proteine auskristallisieren können. Die Ausbeute ist bei einem solchen Verfahren schlecht. Ein anderes bekanntes Verfahren beruht auf der Gelfiltration um zu vermeiden, daß die während einer wäßrigen Extraktion bei einem pH-Wert unterhalb M aufgelösten Proteine irreversibel ausfallen, wenn die Lösung neutralisiert wird. Ein solches Verfahren ist für einen industriellen Maßstab zu teuer.

Es wurde nunmehr gefunden, daß es möglich ist, einen wäßrigen Extrakt von Sojabohnenproteinen, der einen pH-Wert unterhalb demjenigen des isoelektrischen Punkts aufweist, zu neutralisieren, um eine lösliche Sojabohnenprotelnfraktlon herzustellen, ohne daß der wäßrige Extrakt durch Gelkolonnen hindurchgeführt werden muß. Es hat sich gezeigt, daß ein anderes einfaches und wirtschaftliches Mittel existiert, um die irreversible Ausfällung der Sojabohnenproteine während des Durchgangs durch die Zone des isoelektrischen Punkts zu vermeiden, wodurch die Mängel der bekannten Verfahren ausgeschaltet werden.

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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der saure Extrakt innerhalb eines Zeitraums von weniger als etwa 60 see durch Zusatz eines Alkalis mit einer Konzentration von über etwa 0,1 η neutralisiert wird.

Das erhaltene Produkt besitzt einen verhältnismäßig neutralen Geruch und Geschmack. Es kann in löslicher Form bis zu 80 Gew.-% der gesamten im Ausgangsmaterial vorliegenden Proteine enthalten. Als Ausgangsmaterial kann beispielsweise ein Trester von gemahlenen Sojabohnen oder entfettetes Sojabohnenmehl verwendet werden. Letzteres kann von verschiedener Qualität sein, je nach den thermischen Behandlungen, welchen es unterworfen worden ist, um beispielsweise Antitrypsinfaktoren zu entfernen. Von den handelsüblichen entfetteten Mehlen wird die weiße Qualität bevorzugt, bei deren Herstellung die thermische Behandlung beispielsweise mit Dampf von 100⁰C ausgeführt wird. Ein solches Mehl kann beispielsweise aus Sojabohnenflocken, die zum Zwecke der Fette mit Hexan extrahiert worden sind, erhalten werden. Es kann 5 bis 1055 Wasser, etwa 50$ Proteine und weniger als ungefähr 15? Fette enthalten.

Die saure Extraktion des oben erwähnten Ausgangsmaterials kann bei einer Temperatur unter etwa 50⁰C durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sie bei Raumtemperatur durchgeführt. Die Sojabohnenteilchen oder das Sojabohnenmehl können unter Verwendung eines Verhältnisses von 1 Gew.-Teil auf ungefähr 5 bis 25 Gew.-Teilen Wasser in eine wäßrige Suspension gebracht werden. Es ist klar, daß die Auflösung umso besser ist, je größer der Extraktionskoeffizient ist. Wegen-der Wirtschaftlichkeit sind natürlich Grenzen gesetzt,

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weshalb ein Verhältnis von etwa 1:10 in allen Fällen anzuraten ist. Die Extraktion wird vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen 1,5 und 3»5 durchgeführt. Dieser pH-Wert kann beispielsweise durch Zusatz von Phosphorsäure erzielt werden. Wenn man beispielsweise nach der Extraktion die unlöslichen Stoffe von der Lösung, d.h. also vom Extrakt, durch Zentrifugierung bei etwa 2000 bis 5000 g abtrennt, dann werden etwa 50 bis 80 Gew.-% der gesamten im Ausgangsmaterial enthaltenen Proteine in Form von gelösten Proteinen erhalten. Dieser Prozentsatz nimmt bei ungefähr 50⁰C aufgrund eines thermischen Abbaus der Proteine rasch ab. Es soll darauf hingewiesen werden, daß bei einer längeren Extraktionsdauer als etwa 15 min die Extraktionsausbeute nicht wesentlich mehr verbessert wird.

Die Neutralisation des nach der Abtrennung der unlöslichen Stoffe erhaltenen Extrakts kann bei einer Temperatur unter etwa 50⁰C durchgeführt werden. Vorzugsweise wird sie bei Raumtemperatur vorgenommen. Es bringt keinen Vorteil mit sich, oberhalb Raumtemperatur zu arbeiten, da oberhalb 20⁰C eine allmähliche Abnahme der Ausbeute der bei einem neutralen pH-Wert löslichen Proteine um einige Prozent eintritt. Es ist wesentlich, daß die Neutralisation rasch mit Hilfe von konzentriertem Alkali vorgenommen wird. Hierzu kann man,beispielsweise Kaliumhydroxyd oder Natriumhydroxyd verwenden. Es ist möglich, ungefähr 98% der im sauren Extrakt gelöst vorliegenden Proteine in einer bei einem neutralen pH-Wert löslichen Form zu bewahren, wenn man den Extrakt durch Zusatz eines Alkalis von etwa 0,5 η in weniger als ungefähr 2 see oder durch Zusatz eines Alkalis mit einer Konzentration von ungefähr 5 η in weniger als ungefähr 20 see neutralisiert. Wirksame und praktische

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Werte sind eine Neutralisationsdauer von etwa 5 see und eine Konzentration des Alkalis von ungefähr 1 n. Jede Verlängerung der Dauer des Verfahrens und jede Verringerung der Konzentration des Alkalis über und unter die angegebenen Grenzen kann zu einer starken Verringerung des Prozentsatzes der bei einem neutralen pH-Wert löslichen Proteine im Verhältnis zu den löslichen Proteinen im sauren Extrakt führen. Dieser Prozentsatz kann bei einer Verdoppelung der Zeit oder bei einer in einer Größenordnung liegenden stärkeren Verdünnung ganz gewaltig abfallen. Die beiden Effekte sind kumulativ.

BEISPIEL 1

100 g entfettetes Sojabohnenmehl handelsüblicher weißer Qualität (wie es beispielsweise von der Firma Central Soya in USA unter dem Namen "Soya Fluff" vertrieben wird) werden bei Raumtemperatur mit 9OO ml einer wäßrigen verdünnten Phosphorsäure, die einen pH-Wert von 2,7 aufweist, während 20 min extrahiert. Nach der Zentrifugierung bei ungefähr 4000 g wird ein saurer überstand oder Extrakt erhalten, der in löslicher Form 5$% der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls enthält. Zu diesem Extrakt wird bei Raumtemperatur 5 η Natriumhydroxyd tropfenweise zugegeben, wodurch der pH-Wert in 10 see von 2,7 auf 7 angehoben wird. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 99s7% der Proteine des sauren Extrakts in löslicher Form, was 58? der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls entspricht.

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BEISPIEL 2

Es wird eine ähnliche Extraktion wie in Beispiel 1, jedoch bei 1O⁰C durchgeführt. Der Extrakt enthält 58,8? der gesamten, im nicht extrahierten Mehl vorliegenden Proteine in löslicher Form. Der Extrakt wird wie im Beispiel 1, Jedoch bei 1O°C neutralisiert. Alle Proteine des Extrakts liegen im erhaltenen neutralen Produkt in löslicher Form vor.

BEISPIEL 3

Es wird eine ähnliche Extraktion wie in Beispiel 1, jedoch bei 40⁰C durchgeführt. Der Extrakt enthält 54,5JS der gesamten, im nicht extrahierten Mehl vorliegenden Proteine in löslicher Form. Der Extrakt wird wie im Beispiel 1, jedoch bei 40°C neutralisiert. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 96? der Proteine des sauren Extrakts in löslicher Form.

BEISPIEL 4

Mittels Hexan entfettetes Sojabohnenmehl wird in einer wäßrigen verdünnten Phosphorsäure mit einem pH-Wert von 2,7 während 20 min bei 20⁰C extrahiert. Nach Zentrifugieren bei 4000 g wird ein saurer Extrakt erhalten, der 72? der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls in löslicher Form enthält. Hierauf wird dem Extrakt in einem Guß während etwa 3 see die zur Neutralisation nötige Menge 5 η Natriumhydroxyd zugegeben. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 99? der Proteine des sauren Extrakts in löslicher Form.

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BEISPIEL 5

Es wird eine ähnliche Extraktion wie in Beist>iel 1 durchgeführt. Der Extrakt enthält 60? der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls in löslicher Form. Anschließend wird in einem Guß während etwa 3 see die zur Neutralisation nötige Menge 5 η Natriumhydroxyd zugegeben. Das erhaltene neutrale Produkt enthält 100? der Proteine des sauren Extrakts in löslicher Form.

BEISPIELE 6 bis 16

Handelsübliches entfettetes Sojabohnenmehl von weißer Qualität wird bei Raumtemperatur in einer verdünnten wäßrigen Phosphorsäure mit einem pH von 2,7 während 20 min extrahiert. Anschließend wird bei 4000 g 15 min zentrifugiert, Dabei wird ein saurer überstand oder Extrakt erhalten, der 60% der gesamten Proteine des nicht extrahierten Mehls in löslicher Form enthält. Zu gleichen Extraktproben wird Natriumhydroxyd mit verschiedenen Konzentrationen zugegeben, wobei der pH-Wert während verschiedener Zeiten von 2,7 auf 7 gebracht wird. Für die Neutralisation einer jeden Probe wird Natriumhydroxyd einer gegebenen Konzentration verwendet, welches im gleichen Rhythmus Jeweils während der gleichen Zeit zugegeben wird, bis ein pH von 7 erreicht ist. Die Resultate der zehn wichtigsten Versuche sind in der folgenden Tabelle angegeben.

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Beispiel	Konzentration der NaOH-Lösunfr (n)	Zeit der Neutralisation (see)	lösliche Proteine in der neutralisier ten Probe (?)
6	0,5	1	100
7	0,5	10	93
8	0,5	20	80
9	1	1	100
10	1	10	99
11	1	20	95
12	1	30	78
13	5	10	100
14	5	20	98
15	5	30	95
16	5	60	70

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung· einer löslichen Sojabohnenproteinfraktion, bei welchem auf wäßrigem We ere mindestens ein Teil der Sojabohnenproteine bei einem pH unterhalb des isoelektrischen Produkts extrahiert wird und ein saurer Sojabohnenproteinextrakt erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Extrakt während einer Zeit von weniger als etwa 60 see durch Zugabe eines Alkalis mit einer Konzentration von mehr als etwa 0,1 η neutralisiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrakt bei einer Temperatur von weniger als ungefähr 50°C neutralisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Extrakt mit Hilfe von Natriumhydroxyd oder Kaliumhydroxyd neutralisiert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteine mittels einer verdünnten wäßrigen Phosphorsäure extrahiert werden.

5· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Extrakt während einer Zeit von weniger als ungefähr 10 see durch Zugabe eines Alkalis mit einer Konzentration von mehr als ungefähr 1 η neutralisiert wird.

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Proteine aus einem entfetteten Sojabohnenmehl extrahiert werden.

7« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Extrakt während einer Zeit von weniger als ungefähr 2 see durch Zugabe eines Alkalis mit
einer Konzentration von mehr als ungefähr 0,5 η
neutralisiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Extrakt während einer Zeit von weniger als ungefähr 20 see durch Zugabe eines Alkalis mit einer Konzentration von mehr als ungefähr 5 η
neutralisiert wird.

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