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Patent Searching and Data


Title:
VEGETABLE PROTEIN PREPARATIONS AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/106486
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to vegetable protein preparations, (isolates and concentrates), with improved sensory characteristics, obtained by the enzymatic treatment of the raw material with a lipase during the isolation process. The invention also relates to the use of said protein preparations.

Inventors:
SCHAEFER CHRISTIAN (DE)
BAHARY-LASHGARY SIMONE (DE)
WAESCHE ANDREAS (DE)
EISNER PETER (DE)
KNAUF UDO (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/006121
Publication Date:
December 24, 2003
Filing Date:
June 11, 2003
Export Citation:
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Assignee:
FRAUNHOFER GELELLSCHAFT ZUR FO (DE)
SCHAEFER CHRISTIAN (DE)
BAHARY-LASHGARY SIMONE (DE)
WAESCHE ANDREAS (DE)
EISNER PETER (DE)
KNAUF UDO (DE)
International Classes:
A23J1/14; C07K14/415; (IPC1-7): C07K14/415; A23J1/14; A23J3/14; A23L1/211
Domestic Patent References:
WO1986005659A11986-10-09
WO1997012524A21997-04-10
Foreign References:
US4366097A1982-12-28
US4370267A1983-01-25
US5322839A1994-06-21
US6005076A1999-12-21
US4307014A1981-12-22
US4697004A1987-09-29
US4346122A1982-08-24
GB1574110A1980-09-03
EP0148600A21985-07-17
FR2354054A11978-01-06
US3966702A1976-06-29
US3635726A1972-01-18
EP0501117A11992-09-02
Other References:
DATABASE WPI Section Ch Week 198248, Derwent World Patents Index; Class D13, AN 1982-03881J, XP002252995
Attorney, Agent or Firm:
PFENNING, MEINIG & PARTNER GBR (München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Pflanzliches Proteinpräparat herstellbar durch Extraktion der Saaten mit einem Lösungsmittel, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Extraktion in Gegenwart einer Lipase durchgeführt wird.
2. Proteinpräparat nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass eine Vorextraktion und mindestens eine Proteinextraktionen durchgeführt werden.
3. Proteinpräparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der Proteinextrak tion die Lipase im Überschuss zugegeben wird.
4. Proteinpräparat nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Proteinextraktion eine Entölung durch Pressen und/oder Extraktion mit einem organi schen Lösungsmittel oder C02 durchgeführt wird.
5. Proteinpräparat nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das organische Lösungsmittel aus gewählt ist aus nHexan und isoHexan.
6. Proteinpräparat nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der letzten Proteinextraktion eine Neutra lisation und Trocknung erfolgt.
7. Proteinpräparat nach Anspruch 6, dadurch gekenn zeichnet, dass vor der Trocknung das neutrali sierte Proteinpräparat einer thermischen Behand lung unterzogen worden ist.
8. Proteinpräparat nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lipasen ausgewählt sind aus Glycerinester Hydrolasen, TriacylglycerinLipasen, Triglyce ridLipasen, TriacylglycerinAcylhydrolasen (EC3.1. 1.3).
9. Proteinpräparat nach mindestens einem der An sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Proteine ausgewählt sind aus Proteinund Ölsaaten, Cerealien und Blattproteine.
10. Proteinpräparat nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, dass die Proteine ausgewählt sind aus Soja, Raps, Lupine, Senf, Lein, Kokos, Sesam, Sonnenblume, Erdnuss, Baumwolle, Roggen, Weizen, Mais, Reis und Lucerne.
11. Verwendung des Proteinpräparats nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 in der Lebensmit telund futtermittelindustrie.
Description:
Pflanzliche Proteinpräparate und deren Verwendung Die Erfindung betrifft pflanzliche Proteinpräparate (Isolate und Konzentrate) mit verbesserten sensori- schen Eigenschaften durch enzymatische Behandlung des Rohstoffs mit einer Lipase während des Isolierungs- prozesses und die Verwendung dieser Proteinpräparate.

In der Lebensmittel-und Futtermittelindustrie werden in vielen Bereichen pflanzliche Proteinpräparate als Zutaten eingesetzt. Diese beeinflussen die Produkte der Lebensmittelindustrie hinsichtlich ihrer funktio- nellen und sensorischen Eigenschaften. Hierbei sind Produktstabilität, Produkttextur oder Nährwert zu nennen. Die sensorischen Eigenschaften pflanzlicher Proteinpräparate sind dabei unabhängig vom Restlipid- gehalt, speziell von dem Anteil der Phospholipidfrak- tion. Durch Oxidation, Spaltung von Peroxiden und Hydroperoxiden zu Aldehyden, Ketonen und freien Fett-

säuren, werden Geruch und Geschmack negativ beein- flusst (sogenanntes off-flavour). Die Gewinnung von pflanzlichen Proteinpräparaten aus Ölsaaten erfolgt in der Regel durch Schälen und Flockieren sowie an- schließender Entölung der Flocken mit organischem Lö- sungsmittel. Dadurch wird der Fettgehalt des Rohstof- fes durch Anwendung thermisch schonender Verfahren (60-70 °C ; unterhalb der Denaturierungstemperaturen des Proteins) auf Werte von 1-2 % Restfett reduziert.

Die verbleibenden Lipide reichern sich während der Proteinisolierung in der Proteinfraktion an und be- einflussen die sensorischen Eigenschaften negativ (bitterer, ranziger Geschmack und Geruch). Dieser off-flavour wird bei der Anwendung der Proteinpräpa- rate in Lebensmittel übertragen und ist unerwünscht.

Der Anteil der Fett-und Fettstoffe der Saaten be- trägt 5 bis 21 %. Es ist deshalb besonders wichtig, Fett und Fettbegleitstoffe zu entfernen. Im Stand der Technik wird dabei bisher so vorgegangen, dass durch Verfahren wie Pressen und/oder Extraktion mit organi- schen Lösungsmitteln der überwiegende Teil der Li- pidfraktion vor der Extraktion der Proteine entfernt wird. Je nach Art der angewendeten Extraktion ist der verbleibende Anteil der Phospholipidfraktion im Pro- teinpräparat unterschiedlich hoch. Im allgemeinen werden bei CO2-extrahierten Saaten höhere Phospholi- pidwerte gefunden. Phospholipide neigen jedoch durch Oxidation während des Proteinisolierungs-und Trock- nungsprozesses sowie bei der Lagerung zur Bildung von geruchs-und geschmacksbeeinträchtigenden Abbaupro- dukten (z. B. Hexanal). Es ist deshalb besonders wichtig, dass bei der Extraktion die Fett und Fettbe- gleitstoffe möglichst weitgehend entfernt werden.

Ausgehend hiervon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, pflanzliche Proteinpräparate vorzuschla- gen, die einen gegenüber dem Stand der Technik deut- lich reduzierten Gehalt an Lipiden bzw. Lipidbegleit- stoffen enthalten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Pa- tentanspruchs 1. Die Unteransprüche zeigen vorteil- hafte Weiterbildungen auf. Die Verwendung der neuar- tigen pflanzlichen Proteinpräparate ist im Patentan- spruch 11 angegeben.

Erfindungsgemäß wird somit vorgeschlagen, pflanzliche Proteinpräparate dadurch herzustellen, dass während der Proteinextraktion in wässriger Phase eine Lipase zugesetzt wird. Überraschenderweise hat es sich ge- zeigt, dass dann, wenn eine Lipase während der Prote- inextraktion zugefügt wird, Proteinpräparate erhalten werden, die deutlich bessere sensorische Eigenschaf- ten aufweisen als die vergleichbaren Produkte ohne den Zusatz dieser Enzyme. Wie aufgrund von NMR- Spektroskopie nachgewiesen werden konnte, zeigen die erfindungsgemäßen Proteinpräparate gegenüber den Pro- teinpräparaten des Standes der Technik wie sie bisher bekannt waren, einen deutlich geringeren Restlipidge- halt. Dadurch, dass nun ein deutlich geringerer Restlipidgehalt vorliegt, werden Proteinpräparate er- halten, die dann, wenn sie in der Lebensmittel-und Futtermittelindustrie eingesetzt werden, zu deutlich besseren Produktqualitäten hinsichtlich des off- flavours führen.

Es hat sich herausgestellt, dass es bevorzugt ist, wenn bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Prote- inpräparate so vorgegangen wird, dass zuerst eine Vorextraktion und dann nachfolgend mindestens eine

weitere Extraktionen durchgeführt werden. Vorteil- hafterweise schließen sich daran eine Neutralisation und eine Trocknung, z. B. eine Sprühtrocknung an.

Die besten Ergebnisse wurden dabei erzielt, wenn zur ersten Proteinextraktion das Enzym im Überschuss zu- gegeben worden ist. Eine weitere bevorzugte Ausfüh- rungsform schlägt vor, vor der eigentlichen Protein- extraktion eine Entölung durch Pressen und/oder Ex- traktion mit einem organischen Lösungsmittel wie n- Hexan oder iso-Hexan oder auch mit C02 durchzuführen.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft herausge- stellt, wenn vor der Trocknung das neutralisierte Proteinpräparat thermisch behandelt worden ist. Güns- tige Temperaturen liegen hierbei im Bereich von 50- 100 °C, bevorzugt im Bereich von 75-85 °C. Die Trock- nung kann über einige Minuten bevorzugt 5-15 Minuten durchgeführt werden. Durch diese Verfahrensmaßnahmen wird nun erreicht, dass das Enzym inaktiviert wird und eine lebensmittelrechtlich einwandfreie Anwendung dadurch gewährleistet ist.

Bei den Lipasen können alle an und für sich im Stand der Technik bekannten Lipasen eingesetzt werden. Bei- spiele hierfür sind Glycerinester-Hydrolasen, Tria- cylglycerin-Lipasen, Triglycerid-Lipasen und Tria- cylglycerin-Acylhydrolasen (EC3.1. 1.3). Diese Enzyme zählen zur Hauptklasse der Hydrolasen.

Die wesentlichen Eigenschaften dieser Lipasen sind darin zu sehen, dass sie Aktivitäten gegenüber Phospholipiden, Glycolipiden und Triglyceriden auf- weisen und eine Umwandlung dieser Produkte in wasser- lösliche Produkte beschleunigen (1, 3-spezifische Ak- tivität am Glyceringerüst). Es hat sich herausge-

stellt, dass dann, wenn wie vorstehend beschrieben, die Proteinpräparate hergestellt werden, die durch die Enzyme abgebauten Produkte während der Protein- isolierung mit ausgewaschen werden, so dass somit die Herstellung von Proteinpräparaten mit einem äußerst geringen Gehalt an Restlipiden und somit mit gestei- gerter sensorischer Qualität möglich ist.

Die Erfindung umfasst weiterhin in Bezug auf die pflanzlichen Proteinpräparate alle an und für sich bisher aus dem Stand der Technik bekannten Proteine.

Prinzipiell sind alle Protein-und Ölsaate, Cerealien und Blattproteine einsetzbar. Konkrete Beispiele sind : Soja, Raps, Lupine, Senf, Lein, Kokos, Sesam, Sonnenblume, Erdnuss, Baumwolle, Roggen, Weizen, Mais, Reis und Lucerne.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels und mehreren Abbildungen näher erläutert.

Es zeigen dabei : Fig. 1 ein NMR-Spektrum des Phospholipidgehaltes des Rohstoffes ; Fig. 2 ein NMR-Spektrum betreffend den Phospholi- pidgehalt eines Isolates ; Fig. 3 ein NMR-Spektrum des Phospholipidgehaltes eines Isolates mit Lipase-Einsatz ; Fig. 4 zeigt in graphischer Darstellung den Phospholipidgehalt von Rohstoff und Isola- ten mit und ohne Lipase-Einsatz aus hexan- entölten Lupinen-flakes ;

Fig. 5 zeigt den Phospholipidgehalt von Rohstoffen und Isolaten mit und ohne Lipaseeinsatz aus C02-entölten Lupinen-flakes.

Ausführungsbeispiel : Material und Methode : 1. Rohstoffe white flakes aus Lupine albus Typ Top hex- xanentölt und C02entölt 2. Enzym Lipasepräparat Lipopan F, Fa. Novozymes 3. Proteinisolierung Vorextraktion, zwei Proteinextraktionen Neutralisation, Sprühtrocknung Trocknung (Büchi : Laborsprühtrockner) Das Enzympräparat wurde zur ersten Proteinextraktion im überschuß zugegeben. Vor der Trocknung wurde das neutralisierte Proteinpräparat thermisch behandelt (80 °C, 10 min). Somit wurde das Enzym inaktiviert und eine lebensmittelrechtlich einwandfreie Anwendung gewährleistet.

Aus Vergleichbarkeitsgründen wurden sowohl die mit- tels Lipase-Einsatz hergestellten, als auch die her- kömmlich isolierten Proteinisolate der thermischen Behandlung unterzogen.

4. Sensorik : Mittels eines gemischt geschulten Panels (Zusam- mensetzung : 2 weiblich, 2 männlich, 2 Raucher, 2 Nichtraucher) wurden die Proteinisolate in einer

Blindverkostung mit zufälliger Reihenfolge der Proben hinsichtlich der sensorischen Eigenschaf- ten bewertet.

Ergebnisse : Phospholipidgehalte : Wie durch die Fign. 1 bis 3 gezeigt, wird durch den Einsatz der Lipase eine deutliche Reduktion der Phospholipide in Proteinisolat erreicht.

Die Fign. 4 und 5 zeigen sehr anschaulich, dass die erfindungsgemäßen Proteinpräparate gegenüber dem Stand der Technik d. h. gegenüber einem Herstellungs- verfahren bei dem keine Lipase eingesetzt wurde, deutlich überlegene Eigenschaften aufweisen. Dieses überraschende Ergebnis führt zu den vorstehend be- schriebnen überlegenen sensorischen Eigenschaften.

Sensorik : Aussehen/Farbe : Farblich waren beide Rohstoffe (Hexan und C02-entölt) weiß bis gelblich. Die Isolate mit und ohne Lipopan weiß.

Geruch : Beide Rohstoffe hatten einen getreidigen, bohnigen Geruch. Isolate mit und ohne Lipopan waren geruchs- neutral.

Geschmack : Die Rohstoffe wurden unterschiedlich von süß bis bit- ter und bohnig bis metallisch beschrieben. Beide Roh- stoffe hatten einen leicht ranzigen Nachgeschmack.

Die herkömmlich extrahierten Isolate wurden beide als leicht ranzig und bitter beschrieben. Der Unterschied bestand darin, dass das hexanentölte Isolat zusätz- lich als bohnig und grün bezeichnet wurde. Die mit Lipase-Einsatz hergestellten Isolate wurden gegenüber den herkömmlich extrahierten Isolaten deutlich bevor- zugt. Das hexanentölte Isolat mit Lipopan wurde als leicht grün, etwas fruchtig und süß beschrieben und hatte einen deutlich kräftigeren Geschmack als das CO-2-entölte Isolat. Das CO2-entölte Isolat mit Lipo- pan wurde durch Begriffe wie getreidig, bohnig grün, leicht bitter und metallisch beschrieben. Ein ranzi- ger Nachgeschmack wurde für die mittels Lipase- Einsatz hergestellten Isolate nicht beschrieben.