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Verfahren zum Entbittern von Lupinen Es ist bekannt, daß die Lupinensamen
trotz ihres hohen Gehaltes an Eiweiß und Kohlenhydraten wegen ihres Gehaltes an
Bitterstoffen nicht ohne weiteres als Futtermittel verwendet werden können. Man
hat zwar bereits vorgeschlagen, die Bitterstoffe durch Extraktionsverfahren, zumeist
durch Behandlung mit wäßrigen Lösungen oder orga; nischen Lösungsmitteln, zu entfernen;
allein mit diesen Verfahren sind mannigfache Nachteile verbunden. Beispielsweise
gehen dadurch wertvolle Stoffe, wie Eiweiß und Kohlenhydrate, in erheblichen Mengen
verloren.
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Es wurde nun gemäß der vorliegenden Erfindung gefunden, daß man Lupinen
dadurch in einfacher und wirkungsvoller Weise entbittern kann, daß man die gegebenenfalls
zerkleinerten Lupinensamen mit mindestens eine Alkylenoxydgruppe enthaltenden Verbindungen
oder deren Derivaten behandelt und danach gegebenenfalls in bekannterWeise extrahiert.
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Die Durchführung des Verfahrens der Erfindung gestaltet sich sehr
einfach. Man bringt das Material genügende Zeit mit. den gasförmigen oder flüssigen
Allcylenoxydverbindungen in innige Berührung, wobei man kontinuierlich oder diskontinuierlich,
im Gleichstrom oder Gegenstrom, bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck arbeiten kann.
Gegebenenfalls kann dasAusgangsmaterial zur Erleichterung der Einwirkung einer Vorbehandlung
unterworfen werden, indem man es zerkleinert, trocknet, jentfettet u. d;gl. in.
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Der Behandlung mit den Alkylenoxyden kann ferner eine Nachbehandlung
folgen, z. B. können Maßnahmen, wie Evakuieren, Durchleiten von Dämpfen oder Gasen,
angewendet werden. Eine Nachbehandlung von besonderem Wert besteht darin, daß das
Material nach an sich bekannten Verfahren mittels fettlösender Mittel extrahiert
wird. Hierbei können außer den Fetten oder Ölen, die aus dem Lösungsmittel wieder
gewonnen werden können, auch die durch das Alky lenoxyd veränderten schädlichen
Stoffe entfernt werden.
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Man bringt z. B. in einem geschlossenen Gefäß die Lupinensamen mit
Äthylenoxyd in innige Berührung. Zweckmäßigerweise arbeitet man in diesem Fall unter
erhöhtem Druck, und zwar so, daß man das Äthylenoxyd in flüssiger Form in den Reaktionsraum
bringt. Unter leichter Erhöhung der Temperatur tritt dann unter Verdampfung eine
Erhöhung des Druckes ein. Nach beendeter Einwirkung kann -das -entbntterte Material
durch Evakuieren und gegebenenfalls durch schwaches Erhitzen von den Resten des
Äthylenoxyds
befreit werden. Werden die. behandelten Lupinen nachträglich
mittels Benzins entfettet, so ist auch die letzte Spur von bitterem Geschmack verschwunden.
Auch die Analyse der Endprodukte ergibt völlige Freiheit von Alkaloiden.
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Mindestens eine Alkylenäxydgruppe enthaltende Verbindungen, die zur
Ausübung des Verfahrens der vorliegenden. Erfindung dienen, sind z. B. das Äthylenoxyd
und seine Homologen; ferner cyclische Oxyde, wie das Tetrahydrobenzoloxyd, weiterhin
die Derivate derartiger Körper, also z. B. solche, welche noch eine oder mehrere
Halogene oder andere Substituenten enthalten, wie Epichlorhydrin, Glycid ü. dgl.
Diese Verbindungen können für sich oder im Gemisch miteinander verwendet werden,
wobei man gegebenenfalls auch inerte Körper, z. B: Stickstoff oder Kohlensäure,
zusetzen kann. Katalytisch wirkende Substanzen können ebenfalls zugesetzt werden,
soweit sie die wertvollen Bestandteile des- Pflanzenmaterials oder den Verwendungszweck
nicht beeinträchtigen.
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Die Wirkungsweise der Alkylenoxyde kann dadurch erklärt werden, daß
die Alkylenoxyde sich mit den Stoffen, insbesondere Alkaloiden, welche die Träger
der schädlichen Eigenschaften sind, unter Bildung von unschädlichen Körpern innerhalb
des pflanzlichen Materials umsetzen.
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Die Behandlung mit den mindestens eine Alkylenoxydgruppe enthaltenden
Verbindungen erfolgt unter sehr schonenden Bedingungen. Insbesondere ist die Anwendung
beträchtlich erhöhter Temperaturen nicht notwendig. Auch durch die Menge der mindestens
eine Alkylenoxydgruppe enthaltenden Verbindungen, die durch einen kleinen Vorversuch
leicht ermittelt werden kann, läßt sich die schonende Behandlung des Materials regeln.
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Gerade darin, daß die Alkylenoxydverbindangen ihre Wirkung schon bei
verhältnismäßig niedrigen Temperaturen zeigen, ist ein besonderer Vorteil des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung zu erblicken. Man vermeidet dadurch den Nachteil vieler
anderer Veredlungsverfahren, bei denen man genötigt ist, Temperaturen anzuwenden,
bei denen die wertvollen Bestandteile, wie Kohlenhydrate und Eiweiß, bereits geschädigt
werden. In großem Umfange vorgenommene Fütterungsversuche haben gezeigt, daß die
nach dem vorliegenden Verfahren entbitterten Lupinen ein ausgezeichnetes Viehfutter
darstellen; das an Wert anderen Eiweißfuttermitteln, wie Sojaschrot oder Palmkernschrot,
nicht nachsteht. Auch zur menschlichen Ernährung läßt sich das Material gegebenenfalls
verwenden. Man hat bereits Kohlenhydrate, wie Cellulose; Stärke und Dextrin, unter
derartig energischen Bedingungen mit Äthylenoxyd umgesetzt, daß eine. weitgehende
Umwandlung des Ausgangsprodukts erreicht wurde und Stoffe erhalten wurden, die zur
Herstellung von Lacken, Filmen, plastischen Massen u. dgl. geeignet sind. Zur Entbitterung
von Lupinen sind die Alkylenoxydgruppen enthaltenden Verbindungen bisher nicht angewendet
worden. Desgleichen hat man bereits vorgeschlagen, Früchte durch Einwirkung von
Gasen, wie Äthylen, zu reifen. Eine Entfernung von Bitterstoffen u. dgl. ist aber
auf diese Weise nicht möglich.
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Ausführungsbeispiele: r. Die zweckmäßig grob gemahlenen Lupinen werden
in ein verschlossenes Gefäß gebracht, das evakuiert wird. Unter gutem Rühren gibt
man dann Athylenoxyd, und zwar zweckmäßig in flüssiger Form, zu: Das Äthylen-Oxyd
läßt man längere Zeit ohne Erwärmung vonaußen :einwirken. Die Aufnahmedes Äthylenöxyds
erfolgt sehr begierig und unter Erwärmung. Im Anfang tritt eine teilweise Verdampfung
des flüssigen Äthylenoxyds ein; während der Anlagerung erfolgt aber wieder eine
Druckerniedrigung. Das nicht gebundene Athylenoxyd kann sehr leicht zurückgewonnen
und wieder verflüssigt werden.
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Das Material kann weiterhin mit Fettextraktionsmitteln behandelt werden.
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Bei nicht mit Äthylenoxyd behandelten Lupinen kann man mit bekannten
guten Fettlösungsmitteln, z. B. Äther, Benzin, das Fett vollständig herauslösen,
wobei jedoch die Alkaloide nur in ganz geringem Umfang mit extrahiert werden. Bei
mit Äthylenoxyd behandeltem Material dagegen erfolgt gleichzeitig mit der Extraktion
des Fettes ein fast vollständiges Herauslösen der Bitterstöffe; die leicht von dem
Fett zu trennen sind.
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iooo kg grob gemahlene Lupinen mit einem j Gehalt von 5,o9°(, Fett,
o;8860/, Alkaloiden (bezogen auf Trockensubstanz) und i i,5 ° /o Wasser werden mit
5o kg Äthylenoxyd behandelt. Danach -wird mit Äthylalkohol (9q. bis 96o/oig) extrahiert.
Es werden nach dem i Trocknen 921 kg entbitterte Lupinen-von ausgezeichnetem Wohlgeschmack
mit einem Gehalt von ioo/o Wasser erhalten. Das Material enthält noch o,5o °%o Fett
und 0,0120/, Alkaloide. Ein nennenswerter Eiweiß- und ILohlenhydratverlust wird
nicht beobachtet: 2. iooo kg grob gemahlene Lupinen der gleichen Zusammensetzung
wie im Beispiel i werden mit 30 kg Äthylenoxyd behandelt. Nach dem Extrahieren
mit Alkohol und dem Trocknen werden 933 kg enthitterte Lupinen mit einem Gehalt
von io °/o Wässer erhalten.
Das Material besitzt einen Fettgehalt
von t,55% und einen Alkaloidgehalt von o,050°/0, bezogen auf Trockensubstanz.
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3. 6oo kg Lupinenschrot werden entsprechend den Beispielen i und a
mit 3o kg Äthylenoxyd bei einer Temperatur von etwa 55' behandelt. In wesentlich
kürzerer Zeit als bei den vorgenannten Beispielen ist die Einwirkung so weit fortgeschritten,
daß. das Material durch nachfolgende Extraktion vollständig entbittert werden kann.
Durch weitere Temperaturerhöhung während der Äthylenoxydbehandlung kann die Einwirkungsdauer
noch mehr verringert werden, wobei jedoch eine Grenze durch die eintretende Zersetzung
der Eiweißstoffe gegeben ist.
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4.. 3oo Gewichtsteile Lupinenschrot werden entsprechend Beispiel i
und 2 mit 17,5 Gewichtsteilen Glycid bei einer Temperatur von etwa 65° etwa 3 Stunden
unter Rühren behandelt. Durch nachträgliche Extraktion mit einem Fettlösungsmittel,
z. B. Alkohol, erhält man ein Material mit einem Gehalt von etwa o;085 0/0 an Alkaloiden.
5. i5oo Gewichtsteile Lupinenschrot werden entsprechend Beispiel i und 2 mit Zoo
Gewichtsteilen Epichlorhydrin bei einer Temperatur von 6o° etwa 31;2 Stunden behandelt.
Durch nachfolgende Extraktion erhält man ein Schrot mit einem Gehalt von o,o6 0/0
an Alkaloiden gegenüber i % des Ausgangsmaterials.
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6. q.5o Gewichtsteile Lupinenschrot werden entsprechend Beispiel i
und 2 mit 36 Gewichtsteilen Cyclohexenoxyd bei einer Temperatur von 65 bis 7o° behandelt.
Man erhält bei der Extraktion wiederum ein sehr weitgehend- entbittertes Material,
ohne daß irgendwelche Proteinverluste zu verzeichnen sind.