funktionellen Eigenschaften

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Pflanzenproteinpräparat aus

Sojabohnen mit verbesserten funktionellen Eigenschaften, das neben Sojaprotein auch Mono- und/oder Di- und/oder

Oligosaccharide mit bis zu 4 Monomereinheiten enthält und für Anwendungen in Lebensmitteln, in Heimtiernahrung und

Futtermitteln besondere Vorteile bietet.

Stand der Technik

Pflanzliche Proteine erfreuen sich bei den Konsumenten zunehmender Beliebtheit. Heute kommt in Lebensmitteln bereits eine Vielzahl unterschiedlicher pflanzlicher Proteine aus Leguminosen, Ölsaaten oder Getreide als texturgebende

Komponente zum Einsatz. Die Proteine dienen dabei der

Stabilisierung von Emulsionen und Schäumen oder der

Ausbildung von Gelen oder sie werden als lösliche Komponente Lebensmitteln oder Getränken zur Anreicherung mit Proteinen zugesetzt .

Viele der am Markt verfügbaren Proteinpräparate zeigen aber auch erhebliche Defizite bei techno-funktionellen

Eigenschaften, vor allem bei der Emulgierkapazität, der

Löslichkeit oder der Gelbildungseigenschaften. Auch die sensorischen Eigenschaften vieler pflanzlicher Proteine entsprechen nicht den Wünschen der Konsumenten. Viele

Pflanzensamen zeigen aufgrund von enthaltenen sekundären Pflanzenstoffen oder Lipidoxidationsprodukten unerwünschte Geschmacks- und Aromaprofile. So werden viele Präparate aus Soja als bitter, bohnig, grasig oder grün beschrieben. In EP2482670 ist ein Sojaproteinisolat beschrieben, das auf Basis einer Calciumchlorid Extraktion gewonnen wird. Es wird nicht angegeben, ob im Präparat Zucker in Form von Mono- oder Disacchariden enthalten sind.

In der DE112008000924 wird ein Verfahren zur Veränderung des Aromaprofils von Pflanzenproteinen beschrieben, bei dem das pflanzliche Proteinpräparat, insbesondere ein Leguminosen protein, in wässriger Lösung mit löslichen Kohlenhydraten in Kontakt gebracht wird, um die gewünschte Veränderung des Aromaprofis zu bewirken. Dabei werden besonders vorteilhaft Kohlenhydrate wie Glucose, Fructose oder Xylose oder

Mischungen der genannten Stoffe zum Einsatz gebracht. Der Aroma verändernde Effekt des Verfahrens wird vorteilhaft bei erhöhten Temperaturen oberhalb von 50 °C und pH-Werten

zwischen 3,5 und 5,5 erfolgen. Mit diesen Werten wird auch ein besonders neutrales Aroma bei Leguminosenproteinen, insbesondere bei Lupinenprotein, erreicht. Eine genaue Angabe der Trocknungsbedingungen und der Zusammensetzung der

Proteine erfolgt nicht.

In EP1560501 Bl wird ein Präparat aus Lupinen beschrieben, das zur Kompensation des negativen pflanzlichen Geschmacks mit Milchsäurebakterien fermentiert wird, einen Diacetyl- gehalt aufweist und einen Gehalt an Milchsäure. Hinweise zur Gewinnung von Sojaproteinpräparaten mit guten funktionellen und sensorischen Eigenschaften sind in der EP1560501 nicht beschrieben .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Proteinpräparat aus Sojabohnen bereit zu stellen, das gute funktionelle Eigenschaften aufweist und über ein weitgehend neutrales Aromaprofil verfügt, sowie ein Verfahren zur

Herstellung des Pflanzenproteinpräparats anzugeben, das kostengünstig umgesetzt werden kann. Darstellung der Erfindung

Die Aufgabe wird mit dem Pflanzenproteinpräparat aus Soja und dem Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 und 20 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Präparats und des Verfahrens zur Herstellung des Präparats sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden

Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen. Unter %-Angaben werden im Folgenden Massenprozent verstanden, falls dies nicht explizit anders angegeben wird. Die Angaben zu den Massenanteilen beziehen sich jeweils auf die Massenanteile an der Trockensubstanz des Pflanzenproteinpräparats, soweit dies nicht explizit anders angegeben wird.

Das erfindungsgemäße Pflanzenproteinpräparat enthält als Hauptkomponente (Massenanteil größer 40%, vorzugsweise größer 55%, besonders bevorzugt größer 65%) eine Mischung aus

Proteinen und/oder Bestandteilen von Proteinen, d.h. Peptiden und/oder Aminosäuren, aus Sojabohnen. Vorzugsweise beträgt der Massenanteil dieser Mischung am Pflanzenproteinpräparat < 90%.

Als Proteine werden im Folgenden Polypeptide verstanden, die eine Anzahl zusammenhängender Aminosäuren größer 100

aufweisen. Peptide werden definiert über die Anzahl

zusammenhängender Aminosäuren zwischen 2-100. Im

erfindungsgemäßen Pflanzenproteinpräparat liegen die Proteine und Peptide in einem gewissen Verhältnis vor, das durch ihre Molekulargewichtsverteilung charakterisiert werden kann.

Die Bestimmung der Molekulargewichtsverteilung erfolgt mittels SDS-PAGE (Natriumdodecylsulfat-Polyacrylamidgel- elektrophorese) . Die Molekulargewichtsverteilung der Proteine und Peptide weist im erfindungsgemäßen Präparat folgende Verteilung der Molekulargewichtsgrößenklassen auf.

¹ In den Molekulargewichtsgrößenklassen sind die nach IUIS (International Union of Immunological Societies) registrierten Allergene enthalten.

² Relativer Anteil der spezifischen Molekülmasseverteilung zum

Gesamtproteinverteilung in der SDS-PAGE.

Erfindungsgemäß erhält das Pflanzenproteinpräparat zudem einen Anteil an Sacchariden von 2-40%, bevorzugt 10-30%, besonders bevorzugt 20-25%. Die Saccharide sind Vertreter aus der Gruppe der Mono- und/oder Di- und/oder Oligosaccharide mit bis zu 4 Monomereinheiten.

Überraschenderweise zeigt sich, dass eine Kombination aus den oben definierten Proteinen und/oder Peptiden und/oder

Aminosäuren aus den entsprechenden Größenklassenbereichen des Sojaproteins ohne einen Anteil an Sacchariden ein

deutlich bohniges, leguminosenartiges und bitteres Aroma- und Geschmacksprofil aufweist, während der Geschmackseindruck nach Zugabe von Sacchariden (vorzugsweise Mono- und/oder Disaccharide) ab einem Gehalt an Sacchariden von 2% bereits deutlich neutraler und angenehmer empfunden wird. Dabei ist der geschmacksverbessernde Effekt der Saccharide umso

deutlicher zu beobachten, je höher der Anteil an Proteinen mit Molekulargewichten von kleiner 20 kDa ist. Bei Steigerung des Anteils an kleineren Proteinen und/oder Peptiden im

Präparat fällt zudem auf, dass die funktionellen

Eigenschaften des Pflanzenproteinpräparats mit zunehmendem Anteil an kurzkettigen Peptiden verbessert werden können. Die negativen Effekte der kleinen Proteine und/oder Peptide

(kleiner 20 kDa) auf die sensorischen Eigenschaften lassen sich durch Steigerung des Saccharidgehaltes auf über 5% weitgehend kompensieren. Bei weiterer Steigerung des

Saccharidanteils auf über 20% zeigt sich überraschenderweise, dass trotz signifikanter Abnahme des Anteils an funktionellem Protein und Peptid im Präparat kein negativer Effekt auf die funktionellen Eigenschaften pro Gramm Pflanzenproteinpräparat erkennbar wird.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren zur Herstellung des

Pflanzenproteinpräparats wird eine Proteinfraktion der

Sojabohnen in wässriger Suspension bereitgestellt, die eine Mischung aus Proteinen und/oder Bestandteilen von Proteinen der Sojabohnen enthält. Die Mischung wird einer Hydrolyse unterworfen, um die gewünschte Molekulargewichtsverteilung an Proteinen und Peptiden in der Proteinfraktion zu erhalten. Es kann sich hierbei bspw. um eine enzymatische, eine saure oder auch um eine thermische Hydrolyse handeln. Über die Dauer dieser Hydrolyse, die gewählte Temperatur oder die

Konzentration an Säure oder Enzymen kann der Anteil an

Proteinen/Peptiden mit Molekulargewichten von kleiner 20 kDa gesteuert werden.

Zu der wässrigen Suspension wird Zucker zugegeben, der

Saccharide aus der Gruppe der Mono- und/oder Di- und/oder Oligosaccharide mit bis zu 4 Monomereinheiten enthält. Zucker wird dabei in einer Menge zu der wässrigen Suspension

zugegeben, durch die das Pflanzenproteinpräparat nach der Trocknung einen Massenanteil zwischen 2 und 40% der Sacharide am Pflanzenproteinpräparat aufweist. Die

wässrige Suspension wird schließlich bei einer

Trocknungstemperatur von > 120°C getrocknet, um das

Pflanzenproteinpräparat zu erhalten.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird vor der Bereitstellung der Proteinfraktion der Sojabohnen in wässriger Suspension für die Hydrolyse der Proteine und Peptide, ein Teil der in der Sojabohne

enthaltenen Proteine und Peptide abgetrennt. Dabei handelt es sich um Proteine und Peptide, die in Wasser bei 20°C und bei einem pH von 4,5 aus einer mechanisch zerkleinerten Sojabohne (Flakes oder Mehl) heraus gelöst werden können. Diese

Fraktion wird vor der Hydrolyse zu mehr als 50%, vorteilhaft mehr als 70% besonders vorteilhaft mehr als 90% z.B. mit Hilfe von Wasser als Extraktionsmittel abgetrennt. Danach erst erfolgt die Hydrolyse der restlichen Proteine und

Peptide der Sojabohne.

In dem dabei erhaltenen erfindungsgemäßen Präparat, ist im Vergleich zu Präparaten aus der natürlichen Sojabohne nur noch ein entsprechend reduzierter Anteil dieser bei pH 4,5 löslichen Proteine und Peptide enthalten. Vorteilhaft wird der Anteil dieser Fraktion bezogen auf die gesamte Masse an Proteinen und Peptiden im Proteinpräparat kleiner als 10% sein, vorteilhafter kleiner als 5%, besonders vorteilhaft kleiner als 1%. Unter einem Anteil kleiner als 1% ist in der vorliegenden Patentanmeldung auch 0%, also kein Anteil dieser Proteine und Peptide, zu verstehen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des

erfindungsgemäßen Pflanzenproteinpräparats sind neben den genannten Inhaltsstoffen weitere Komponenten im

Pflanzenproteinpräparat enthalten bzw. werden bei der

Herstellung zugegeben, die sich positiv auf das sensorische Gesamtprofil auswirken können. Hierbei handelt es sich vorteilhaft um Säure-generierende Mikroorganismen,

vorzugsweise aus der Gruppe der homo- und heterofermentativen Milchsäurebakterien. Alternativ können die organischen

Säuren, die von den Mikroorganismen gebildet werden, oder die entsprechenden Salze direkt zur Protein-/Peptid- /Aminosäuremischung hinzugegeben werden. Bevorzugt wird jedoch die Zugabe der Mikroorganismen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird Milchsäure

zugegeben. Es zeigt sich, dass der Zusatz von Milchsäure mit einem Massenanteil zwischen 0,05% und 10%, vorteilhaft zwischen 0,1% und 2%, besonders vorteilhaft zwischen 0,1% und 1,5% an der Trockensubstanz des Pflanzenproteinpräparats die Funktionalität der Präparate erheblich beeinflusst. Die

Emulgier- und Schäumungsvermögen können je nach enthaltender Menge bis zur Hälfte oder noch weiter reduziert werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des mit Mikroorganismen ausgeführten Verfahrens stellt die Mischung unterschiedlich behandelter Teile der hydrolysierten Suspension dar. In einem ersten Schritt wird dabei die wässrige Suspension mit

Sojaproteinen und Peptiden einer Hydrolyse unterzogen, um die gewünschte Molekulargewichtsverteilung an Proteinen und

Peptiden einzustellen. Im zweiten Schritt erfolgt eine

Teilung der im ersten Schritt erhaltenen hydrolysierten

Suspension in mindestens zwei Teile. Ein Teil wird mit mehr Mikroorganismen und Sacchariden versetzt, als ein zweiter Teil, der vorteilhaft gar nicht mit Mikroorgansimen versetzt wird. Nach der gewünschten Dauer der fermentativen Behandlung des Teils der mehr Mikroorgansimen enthält, werden die beiden Teile wieder vermischt. Dies führt zu Vorteilen in der

Funktionalität des dabei erhaltenen Präparats, da nur ein Teil der Proteine und Peptide über einen längeren Zeitraum einer Fermentation und dem Einfluss von Säure, vorzugsweise Milchsäure, ausgesetzt war.

Der Zusatz von Mikroorgansimen in das bzw. das Wachstum von Mikroorgansimen in Pflanzenproteinpräparaten hat vielfach den Nachteil, dass aufgrund des langen Kontakts der Proteine und Peptide mit Säure, beispielsweise Milchsäure, und durch thermische Inaktivierung der Mikroorganismen z.B. durch

Pasteurisierung eine Verschlechterung der funktionellen

Eigenschaften der Pflanzenproteinpräparate erfolgt. Bei

Mischung von zwei unterschiedlich intensiv fermentierten Teilen wird dieser Nachteil für den nicht fermentierten Teil umgangen .

Trotz der beschriebenen Nachteile durch den Einfluss von Mikroorganismen, thermischer Behandlung und Säure auf die Funktionalität, können die sensorischen Eigenschaften durch einen Zusatz von Milchsäure und/oder Milchsäure-generierenden Mikroorganismen so weit verbessert werden, dass deren Einsatz dennoch sinnvoll ist. Vorteilhaft werden Konzentrationen an Mikroorganismen (umgerechnet in Trockenmasse der

Mikroorganismen) zwischen 1 und 1000 mg pro kg Trockenmasse des Pflanzenproteinpräparats eingesetzt, vorteilhaft zwischen 1 und 100 mg/kg, besonders vorteilhaft zwischen 10 und 50 mg/kg .

Bei der Herstellung des Pflanzenproteinpräparates mit den angegebenen Saccharidanteilen sollte erfindungsgemäß darauf geachtet werden, dass die Saccharide nicht in trockener Form in ein trocknes Pflanzenproteinpräparat eingemischt werden, sondern aus wässriger Lösung zusammen mit den oben benannten Soj aproteinen/-peptiden aus den entsprechenden Molekular- gewichtsgrößen-Klassen getrocknet werden. Dabei sollten z.B. bei einer Sprühtrocknung Einlass-Temperaturen >120°C, vorteilhaft >150°C, besonders vorteilhaft >170°C und Auslass- Temperaturen von 50-100 °C gewählt werden, da bei hohen

Temperaturen gewünschte Aromen aus der Maillard-Reaktion entstehen können und flüchtige Aromen aus der Oxidation der Soja-Lipide anteilig abgetrennt werden. Diese beiden Effekte verbessern die sensorischen Eigenschaften des Pflanzen proteinpräparats deutlich. Es zeigt sich, dass bei Steigerung der Trocknungstemperatur und steigendem Zuckergehalt der Anteil an Maillard-Reaktionsprodukten, wie z.B. Strecker- Aldehyde oder Hydroxymethyl Furfural (HMF) , gesteigert werden kann .

Der Anteil an HMF im erfindungsgemäßen Präparat liegt in Abhängigkeit vom Zuckergehalt und der Trocknungstemperatur zwischen 0,5 mg/kg Trockensubstanz (TS) und 600 mg/kg TS, vorteilhaft zwischen 0,5 und 400 mg/kg, besonders

vorteilhaft zwischen 0,5 und 250 mg/kg TS.

Die Herstellung einer wässrigen Mischung aus gelösten

Sacchariden und gelösten bzw. suspendierten Proteinen

und/oder Peptiden führt bei der Sprühtrocknung zu einem weiteren Vorteil. So entsteht bei der Sprühtrocknung nach Zusatz von Sacchariden und/oder Milchsäure ein hoher Anteil an Aggregaten aus vielen Einzelpartikeln, wobei im

getrockneten Präparat mehr als 10 Mass.-%, vorteilhaft mehr als 20 Mass.-%, besonders vorteilhaft mehr als 50 Mass.-% an Aggregaten enthalten sind, die aus mehr als 20 zusammen hängenden Einzelpartikeln mit einem Durchmesser größer lym bestehen, vorteilhaft mehr als 50 Einzelpartikeln, besonders vorteilhaft mehr als 100 Einzelpartikeln (Fig. 1) . Bei besonders hohem Anteil an Milchsäure, was durch erhöhten Zusatz oder durch Fermentation mit einer Dauer von mehr als 12 Stunden, vorteilhaft mehr als 24 Stunden erreicht werden kann, bilden sich sogar mehr als 10 Mass.-%, vorteilhaft mehr als 20 Mass.-%, besonders vorteilhaft mehr als 50 Mass.-% an Aggregaten aus, die aus mehr als 10.000 Einzelpartikeln bestehen (Fig. 2) . Im Vergleich dazu liegt der Anteil an Aggregaten, die aus mehr als 20 Einzelpartikeln bestehen, in Saccharid-freien Präparaten deutlich unter 10 Mass.-% (Fig 3) .

Hierbei zeigen:

Fig. 1: Eine Elektronenmikroskopaufnahme eines

erfindungsgemäßen Sojaproteinpräparates mit einem Saccharidanteil von 20 Mass.-% und einem Anteil an Milchsäure kleiner 1,0 Mass.-%;

Fig. 2: Eine Elektronenmikroskopaufnahme eines

erfindungsgemäßen Sojaproteinpräparates mit einem Saccharidanteil von 3 Mass.-% und einem Anteil an Milchsäure von etwa 2 Mass.-%; und

Fig. 3: Eine Elektronenmikroskopaufnahme eines

konventionellen Sojaproteinpräparates ohne zugesetzte Saccharide und ohne zugesetzte Milchsäure oder Milchsäure-bindende Mikroorganismen .

Dieser Anteil an Aggregaten aus vielen Einzelpartikeln im Präparat hat den Vorteil, dass das Präparat viel einfacher in Wasser dispergiert werden kann, als feine isolierte Partikel ohne Saccharide (wie in Fig. 3) . Dies ist vorteilhaft für die Dosierung des Präparates in der Produktion und für die Vermeidung von Staubentwicklungen während des Dosierens.

Im Anschluss an die Trocknung ist es möglich, die gebildeten Aggregate durch mechanische Verfahren (Mahlen, Flockieren, ...) wieder zu zerkleinern. Dennoch können durch mechanische

Verfahren keine Vereinzelungen wie in Fig. 3 erreicht werden, da die Mikrostrukturen der Agglomerate erhalten bleiben.

Damit bleiben die Vorteile des Präparates, wie eine

reduzierte Staubbildung oder sensorische Vorteile vollständig oder zum Teil erhalten.

Da die Trocknungstemperatur in einem inhomogenen Schüttgut oder Trockenbett in einem Trockner nicht einfach zu ermitteln ist, wird unter der oben angegebenen Temperatur die maximale Temperatur verstanden, die bei der Trocknung im Trockner vorherrscht und mit der das zu trocknende Pflanzenprotein präparat im Verlauf der Trocknung in Kontakt tritt. So kann beispielsweise die Produktaustrittstemperatur die höchste Temperatur bei der Trocknung mit Mikrowellen sein oder die Eintrittstemperatur, mit der ein Wärmeträgermedium (z.B.

Dampf, Luft) in einen Konvektionstrockner gelangt, oder aber die maximale Band- oder Walzentemperatur, die vor dem

Aufträgen der Pflanzenproteinpräparat-Suspension herrscht.

Überraschenderweise zeigt sich trotz der hohen Temperatur von teilweise über 170°C bei der Kontakt-, Strahlungs- oder

Konvektionstrocknung, dass die guten funktionellen

Eigenschaften der Pflanzenproteinpräparate zu einem großen Teil erhalten bleiben und somit die durch die Trocknung erzielte sensorische Optimierung nur einen geringen Effekt auf die Funktionalität zu haben scheint.

So liegt die Emulgierkapazität auch nach der Trocknung bei Temperaturen über 150 °C noch immer bei Werten über 400 ml Öl/ g, vorteilhaft bei über 500 ml Öl/ g, besonders vorteilhaft bei über 650 ml Öl/ g, die Schaumaktivität bei über 700%, vorteilhaft über 1000%, besonders vorteilhaft über 1700% und die Proteinlöslichkeit bei pH 7 bei über 30%, vorteilhaft bei über 50%, besonders vorteilhaft über 65%.

Auch die Farbe des erfindungsgemäßen Pflanzenproteinpräparats ist trotz der hohen Temperaturen sehr ansprechend. So werden beim erfindungsgemäßen Pflanzenproteinpräparat nach der

Sprühtrocknung L*a*b*-Farbraum L*-Werte über 70, vorteilhaft über 80, besonders vorteilhaft über 90 gemessen. Vorteilhaft liegt der a*-Wert im Bereich 0 bis 2 und der b*-Wert im

Bereich 7 bis 15, was dem Präparat ein angenehm helles, beige-gelbliches Aussehen verleiht und den Einsatz in

farbsensiblen Lebensmittelapplikationen wie z.B. Drinks, Joghurt oder Sahne möglich macht.

Nach Herstellung einer 10%igen Suspension (w/w) in

demineralisiertem Wasser liegt der L*-Wert einer Probenmenge von 30 g bei Befüllung in ein Becherglas mit einem

Durchmesser von 56 mm auf eine Füllhöhe von 11 mm über 55, vorteilhaft über 60, besonders vorteilhaft über 65, der a*- Wert im Bereich 5 bis 10 und der b*-Wert im Bereich 20 bis 30.

Bei Lufttemperaturen oberhalb von 120°C, vorteilhaft oberhalb von 150°C, besonders vorteilhaft bei Temperaturen oberhalb von 170°C, werden zudem flüchtige Aromen mit dem Wasserdampf entfernt und neue Aromen generiert, die aufgrund der Reaktion der Einzelkomponenten wie z.B. der Proteine und Saccharide bei den hohen Temperaturen entstehen und die von Probanden bei Verkostungen im Gegensatz zu schonend getrockneten

Pflanzenproteinpräparaten als besonders attraktiv empfunden werden .

Besonders ausgeprägt sind diese Aromen bei Saccharidgehalten im Pflanzenproteinpräparat von 2-40%, bevorzugt 10-30%, besonders bevorzugt von 5-25%. Bei derartigen Konzentrationen wird bei entsprechend hohen Temperaturen das Aroma der

Pflanzenproteinpräparate deutlich verändert. Diese Veränderung wird überwiegend als positiv beschrieben.

Durch die deutlich verbesserte Sensorik und die deutliche Reduktion von pflanzentypisch beschriebenen Aromen wird es zudem ermöglicht, dass auch im Falle einer Reduktion der Funktionalität des Pflanzenproteinpräparats aufgrund der thermischen Belastung bei der Trocknung durch einen höheren Anteil des Pflanzenproteinpräparats in einer Lebensmittel rezeptur die erforderliche Funktionalität sicher gestellt werden kann, ohne dass sich negative sensorische Effekte (z.B. bohniges Aroma, bitterer Geschmack) im Lebensmittel ergeben. Vorteilhaft wird das Pflanzenproteinpräparat daher zu mehr als 2%, besonders vorteilhaft über 3% in der

Applikation eingesetzt. Dies ist ohne sensorische Einbußen aufgrund des pflanzentypischen Aromaprofils bei

Pflanzenproteinpräparaten nach Stand der Technik nicht möglich .

Weitere Verbesserungen des Geschmacks und des Aromaprofils können erzielt werden, indem dem Pflanzenproteinpräparat Aromen zugesetzt werden, die z.B. nach Stand der Technik in fermentierten Lebensmitteln zu finden sind. So kann ein

Zusatz an Diacetyl, das bei der Milchsäurefermentation entstehen kann, ein Milch-ähnliches Aromaprofil erzeugt werden. Zusammen mit den genannten neutralen sensorischen erfindungsgemäßen Eigenschaften können dabei besonders ansprechende Milchersatzprodukte hergestellt werden.

Um die Einzelpartikel, die sich zu Aggregaten zusammen schließen können, bei der Trocknung zu einem größeren Anteil der Maillard-Reaktion zu unterziehen, sollten die

Einzelpartikel zum besseren Wärmeübergang so klein wie möglich sein. Vorteilhaft sollte der D90-Wert (90% der Anzahl der Partikel sind kleiner als der Wert) kleiner als 20 ym sein, besonders vorteilhaft kleiner 10ym, besonders

vorteilhaft kleiner 5ym. Dies trägt zu einer weiteren

geschmacklichen Veränderung in der Applikation bei. Die Partikelgröße lässt sich während der Sprühtrocknung durch die Tröpfchengröße und Protein-/Peptidkonzentration in der zu trocknenden wässrigen Suspension einstellen. Zur Variation der Tröpfchengröße kann neben der Protein-/Peptid- konzentration die Strömungsgeschwindigkeit in der Düse variiert werden oder die Düsengeometrie oder mit Hilfe anderer spezifische Einstellungen des Trockners, die sich auf die Tröpfchengröße auswirken.

Das erfindungsgemäße Pflanzenproteinpräparat zeichnet sich zudem noch dadurch aus, dass das allergene Potenzial der Sojaproteine deutlich reduziert ist. So zeigte sich im

Sandwich-ELISA eine Reduktion der Bindung von Antikörpern im Vergleich zu einem mittels wässriger Extraktion und Trocknung aus Sojabohnen gewonnenem Vergleichs-Proteinpräparat, also eines ohne Hydrolyse und ohne Zugabe weiterer Stoffe, wie beispielsweise Zucker, Mikroorganismen oder Milchsäure, erhaltenen Proteinpräparats. Die Bindung des erfindungs gemäßen Pflanzenproteinpräparates ist dabei zwischen 10 und 90%, bevorzugt zwischen 40 und 90%, besonders bevorzugt zwischen 60 und 90% reduziert hinsichtlich der Bindung spezifischer Antikörper an die beiden im Glym5 Protein enthaltenen Aminosäure-Sequenzen D-E-G-E und D-A-N-I-E-L (Symbole nach Einbuchstabencode für Aminosäuren) , wobei in dem Fall, dass eine der beiden oder beide Sequenzen nicht mehr im Protein enthalten sind, keine Bindung mehr

nachgewiesen werden kann. Die Reduktion des allergenen

Potenzials bestätigt sich im Prick-Test (Beschreibung Prick- Test siehe Bestimmungsverfahren) .

Hier zeigte sich, dass durch das Pricken des erfindungs gemäßen Präparats die Quaddelgröße der Hautreaktion bei

Sojaallergikern < 3 mm, bevorzugt < 2 mm, besonders bevorzugt < 1 mm war, wohingegen sich bei einem Prick-Test mit einem weitgehend unbehandelten Standard-Sojaproteinpräparat bei den selben Patienten Quaddelgrößen > 4 mm, bevorzugt > 5 mm ergaben . Das erfindungsgemäße Pflanzenproteinpräparat wird vorteilhaft in Lebensmittel eingearbeitet wie z.B. in Emulsionen wie Sahne, Milch, Joghurt, Wurst und andere, in Gelen wie

Wurstwaren, Fleischalternativen, zur Proteinanreicherung oder als lösliche oder suspendierte Komponente in Getränken. Es ist auch möglich, das Präparat in als allergenreduziert deklarierten Lebensmitteln einzusetzen, da durch den Anteil an Hydrolyseprodukten im Präparat und durch die Aggregat bildung bei der Trocknung die Allergenität im Vergleich zu nativen Proteinen, wie sie aus Pflanzensamen extrahiert vorliegen, reduziert ist.

Weiterhin ist der Einsatz in Heimtiernahrung vorteilhaft, da der geringe pflanzliche Aromaeindruck auch von Hunden und Katzen bevorzugt wird. Auch im Bereich der Nutztierernährung ist ein Einsatz sinnvoll, um aufgrund des Anteils an gut verdaubarem hydrolysierten Proteins gute Wachstumsraten zu erzielen .

Ausführungsbeispiel 1

Es wurde eine Sojaproteinfraktion bereitgestellt, die mittels Wasser bei pH 7,5 aus flockierten, mit Hexan entölten

Sojabohnen extrahiert und durch Fällung am isoelektrischen Punkt aufkonzentriert wurde. Die dabei erhaltene Suspension wurde neutralisiert und auf einen Proteingehalt von 5 % eingestellt .

Danach erfolgte eine enzymatische Hydrolyse mit einer Endo- Peptidase und einer Exopeptidase, um die gewünschte

Molekulargewichtsverteilung an Proteinen und Peptiden zu erhalten, eine Pasteurisierung bei 90°C und der Zusatz von Saccharose, bis zu einem Protein : Saccharose-Verhältnis von 4:1. Anschließend erfolgte eine Trocknung des Präparates im heißen Luftstrom mit 170°C bis zu einer Restfeuchte von 10%. Das dabei erhaltene Pflanzenproteinpräparat wies ein

ansprechendes sensorisches Profil mit einer leichten

Karamellnote auf und hatte folgende technofunktionellen

Eigenschaften :

Ausführungsbeispiel 2

Es wurde eine 5%-Suspension einer Sojaproteinfraktion wie in Beispiel 1 beschrieben, bereitgestellt. Danach erfolgte eine enzymatische Hydrolyse mit einer Endo-Peptidase und einer Exopeptidase, um die gewünschte Molekulargewichtsverteilung an Proteinen und Peptiden zu erhalten, eine Pasteurisierung bei 90°C, der Zusatz von Saccharose bis zu einem

Protein : Saccharose-Verhältnis von 5:1 und der Zusatz von Milchsäure bis zu einer Milchsäurekonzentration von 3% bezogen auf den TS-Gehalt der eingesetzten Proteinfraktion. Anschließend erfolgte eine Trocknung des Präparates im heißen Luftstrom mit 170°C bis zu einer Restfeuchte von 10%. Das dabei erhaltene Präparat wies ein ansprechendes sensorisches Profil mit einer leichten säuerlichen Note und einer leichten Karamellnote auf. Es wurden vergleichbare funktionelle

Eigenschaften des Pflanzenproteinpräparats wie in 1 erhalten. Ausführungsbeispiel 3

Der Suspension aus hydrolisiertem Sojaprotein nach Beispiel 2 mit einem Protein : Saccharose-Verhältnis von 5:1 wurde ein Stamm eines Lactobacillus zugesetzt in einer Konzentration von 10 ^L 8 Koloniebildenden Einheiten pro Gramm (kbE/g)

Suspension. Es folgte eine Fermentation bei 37°C für 4

Stunden und eine Trocknung des Präparates auf einem heißen Band mit 130°C Band-Temperatur bis zu einer Restfeuchte von 8%. Anschließend erfolge eine Vermahlung des trocknen

Präparates auf eine Partikelgröße kleiner 250 ym. Das dabei erhaltene Pflanzenproteinpräparat wies ein ansprechendes sensorisches Profil mit einer leichten säuerlichen, käsigen und milchigen Note und einer leichten Karamellnote auf und hatte folgende technofunktionelle Eigenschaften:

Bestimmungsverfahren

Zur quantitativen Charakterisierung des hergestellten

Pflanzenproteinpräparats wird auf folgende Bestimmungs verfahren zurückgegriffen:

- Proteingehalt:

Der Proteingehalt ist definiert als der Gehalt, der sich aus der Bestimmung des Stickstoff (N) und dessen Multiplikation mit dem Faktor 6,25 errechnet. Der Proteingehalt wird z. B. in Prozent bezogen auf die Trockenmasse (TS) angegeben.

- Molekulargewichtsverteilung:

Die Molekulargewichtsverteilung ist mittels

Bestimmungsverfahren (hier SDS-PAGE Analyse genannt)

definiert, wie es angegeben ist in: Laemmli, „Cleavage of structural proteins during assembly of head of bacteriophage- T4". Nature, 227, 680) . Die Auftrennung der Proteine wird mittels 4-20% midi CriterionTM TGX Stain-FreeTM precast

Fertiggelen (Bio-Rad Laboratories, München, Deutschland) in der CriterionTM Cell (Bio-Rad Laboratories, München,

Deutschland) unter reduzierenden Bedingungen durchgeführt und die Visualisierung und semiquantitative Auswertung erfolgt dabei z. B. mit Hilfe des Gel DocTM EZ Imager (Bio-Rad

Laboratories, München) .

- Proteinlöslichkeit (bei pH 7 oder pH 4) :

Für die Bestimmung der Proteinlöslichkeit wird das

Pflanzenproteinpräparat zu einem Masse-Volumenanteil von 1:25 bis 1:50 (w/v) (d. h. 1-2 g des Pflanzenproteinpräparats auf

50 ml Lösung) in eine 0,1 M NaCl-Losung bei Raumtemperatur suspendiert und unter Verwendung von 0,1 M HCl- oder NaOH- Lösung ca. 60 min bei einem pH-Wert von pH 7 (oder pH 4) gehalten und mit ca. 200 U/mm gerührt und das unlösliche Sediment danach für 15 min bei 20.000 RZB (Relative

Zentrifugalbeschleunigung) zentrifugiert. Die Protein

löslichkeit wird z. B. in Prozent angegeben, wobei eine

Proteinlöslichkeit von x% bedeutet, dass x% des in dem Pflanzenproteinpräparat vorhandenen Proteins im geklärten Überstand wiedergefunden werden, wenn die genannte Methode angewendet wird.

- Wasserbindevermögen:

Das Wasserbindevermögen kann z. B. in ml/g angegeben werden, d.h. Milliliter des in einem Überschuss hinzugegebenen (1:20) demineralisierten gebundenes Wasser pro Gramm Pflanzen proteinpräparat. Es wird über das Gewicht des mit Wasser gesättigten Sediments [g] abzüglich der Einwaage des

trockenen Pflanzenproteinpräparats von 2 g und über

Dividieren des Wertes durch die mit der Trockensubstanz des Pflanzenproteinpräparats [%] multiplizierten Einwaage des trockenen Pflanzenproteinpräparats [2 g] nach gründlicher Mischung für 1, Sedimentation von 5 Minuten, kräftigem

Schütteln für 30 Sekunden, erneuter Sedimentation von 5

Minuten, erneutem kräftigem Schütteln für 30 Sekunden und Zentrifugation bei 1000 RZB (Relative Zentrifugal

beschleunigung) für 15 Minuten bei Raumtemperatur. Das

Gewicht des mit Wasser gesättigten Sediments bzw. des mit Wasser gesättigten Pflanzenproteinpräparats wird über das Zurückwiegen des Zentrifugenglases ermittelt.

- Ölbindevermögen:

Das Ölbindevermögen wird z. B. in ml/g angegeben, d. h.

Milliliter gebundenes Öl pro Gramm Pflanzenproteinpräparat und entspricht dem Volumen des ölbindenden Sediments. Von dem Pflanzenproteinpräparat werden genau 1,50 g in das graduierte 15 ml Zentrifugenglas eingewogen und mit 10 ml Mazola

Maiskeimöl versetzt. Nach gründlicher Mischung für 1 Minute, Zentrifugation bei 700 RZB (Relative Zentrifugal

beschleunigung) für 15 Minuten bei Raumtemperatur und

Abtrennen des Überstandes wird das nicht gebundene Öl mittels der Graduierung des Zentrifugengefäßes bestimmt. Zur

Bestimmung des Ölbindevermögens, angegeben z. B. in ml/g, wird der Wert des nicht gebundenen Öls [ml], von den initial zugegebenen 10 ml Öl abgezogen und dieser Wert durch die Probeneinwaage des Pflanzenproteinpräparats von 1,50 g dividiert .

- Emulgierkapazität:

Zur Bestimmung der Emulgierkapazität wird zu einer l%igen Suspension des Pflanzenproteinpräparats bei pH 7 so viel Maiskeimöl zugegeben bis es messbar zur Phaseninversion der Öl-in-Wasser-Emulsion kommt. Die Emulgierkapazität ist definiert als das maximale Ölaufnahmevermögen dieser

Suspension, bestimmt über die spontane Abnahme der

Leitfähigkeit bei der Phaseninversion und wird z.B. angegeben in ml Öl/g, d. h. Milliliter emulgiertes Öl pro Gramm

Pflanzenproteinpräparat .

- Schaumaktivität:

Die Schaumaktivität ist angegeben in Prozent, gemessen als Volumenzunahme einer 5 %igen Pflanzenproteinpräparat- Dispersion, pH 7, bei Aufschlag wahrend 8 min auf Stufe 3 (591 U/mm) in einer Hobart 50N Standard-Küchenmaschine

(Stahlkessel mit 5 Liter Inhalt) mit Rührbesen (Drahtbesen) .

- Schaumstabilität:

Die Schaumstabilität ist angegeben in Prozent, gemessen als übrig gebliebenes Volumen von 100 ml Schaum innerhalb einer Stunde nach Aufschlag einer 5 %igen Probesuspension, pH 7, 8 min auf Stufe 3 (591 U/min) in einer Hobart 50N Standard- Küchenmaschine (Stahlkessel mit 5 Liter Inhalt) mit Rührbesen (Drahtbesen) .

- Immunreaktivität:

Die Immunreaktivität ist mittels Bestimmungsverfahren

(Sandwich ELISA) definiert, wie es angegeben ist:

Meinlschmidt P. et al . , " Immunoreactivity, sensory and physicochemical properties of fermented soy protein isolate", Food Chemistry 205: 229-238.

Prick-Test : Der Pricktest dient zum Nachweis einer sogenannten Typ-I- Allergie. Hierbei wird ein definierter Allergenextrakt auf die Haut aufgetropft und diese anschließen mit einer Lanzette leicht angestochen, so dass die jeweilige Substanz in die Oberhaut eindringen kann. Die Testreaktion wird nach 20 min im Vergleich zu einer Positivkontrolle mit Histamin, einer wirkstofffreien Negativkontrolle abgelesen. Als positive Testreaktion gilt beim Pricktest ein mittlerer Quaddeldurch messer von > 3 mm, beim Intrakutantest von > 5 mm (Leitlinie der Deutschen Gesellschaft für Allergologie und klinische Immunologie, DGAKI) .

- Die Quantifizierung der Mikroorganismen kann mit Hilfe von mikroskopischen Verfahren erfolgen oder durch Quantifizierung der im Pflanzenproteinpräparat enthaltenen DNA-Stränge der Mikroorganismen. Die Quantifizierung der DNA-Stränge erfolgt mit einer molekularbiologischen Methode, die unter dem

Begriff "Quantitative PCR" bekannt ist. Im Rückstand wird die Menge an DNA über die quantitative PCR ermittelt und kann folglich mit der ursprünglich eingesetzten Zellzahl

korreliert werden. Aus dieser lässt sich die Trockenmasse der Mikroorganismen ableiten.

- Die Bestimmung der Koloniezahl „koloniebildenden Einheit", KbE verschiedener Milchsäurebakterien pro Milliliter

Suspension [KbE/ml] erfolgt unter sterilen Bedingungen über das Ausplattieren auf selektiven Nährmedien. Zunächst wird eine dezimale Verdünnungsreihe der Milchsäurebakterien haltigen Probe in Ringer-Lösung bis zu der Verdünnungsstufe hergestellt, bei welcher eine Koloniezahl zwischen 10 und 300 KbE erreicht wird. Je 100 mΐ der entsprechenden

Verdünnungsstufe werden auf eine mit MRS-Agar-Platte

pipettiert und durch kreisende Bewegungen mit Hilfe eines Drigalskispatels verteilt. Die Inkubation der Platten erfolgt je nach Keimart aerob oder anaerob für 2-3 Tage bei der keimspezifischen Inkubationstemperatur . Nach der

Bebrütungsdauer werden die Kolonien ausgezählt und das gewogene arithmetische Mittel der auszählbaren

Verdünnungsstufen nach folgender Gleichung (1) ermittelt : .C

c = X d

tΐi X 1 + H ₂ X 0,1 (1) gewogenens arithmetisches Mittel der Koloniezahlen Summe der Kolonien aller Petrischalen , die zur Berechnung herangezogen werden

V Volumen der NaCl-Lsg. mit gelöstem Protein [ml] ni Anzahl der Petrischalen der niedrigsten

auswertbaren Verdünnungsstufe

n ₂ Anzahl der Petrischalen der nächsthöheren

- Farbe: Die wahrnehmbare Farbe ist mittels CIE-L*a*b*- Farbmessung unter standardisierten Lichtverhältnissen

definiert (vgl. DIN 6417) . Dabei gibt die L*-Achse die

Helligkeit an, wobei Schwarz den Wert 0 und Weiß den Wert 100 hat, die a*-Achse beschreibt den Grün- oder Rotanteil und die b*-Achse den Blau- oder Gelbanteil.

- Sensorische Eigenschaften:

Sensorische Tests, in welchen geschulte Prüfer einen

bestimmten Geschmacks- oder Aromaeindruck des

Pflanzenproteinpräparats und einer geeigneten

Referenzsubstanz vergleichen und auf einer Skala von 1 bis 10 (1 = nicht wahrnehmbar, 10 = stark wahrnehmbar) bewerten, wobei zwei Referenzsubstanzen so gewählt sind, dass bei ihr der zu prüfende Geschmacks- oder Aromaeindruck mit 5 und 10 bewertet werden.

Beispiele von zu testenden Geschmacks- oder Aromaeindrücken sind : - bohniger Geschmack im Vergleich zu Sojabohnen;

- Grüner bis grasiger Geschmack im Vergleich zu grünem

Paprika oder grünen Erbsen;

- Bittergeschmack im Vergleich zu zwei wässrigen 1,0 und 2,5%igen wässrigen Alcalase-Hydrolysat Lösungen

(Herstellungsbedingungen: E/S = 0,5%, 180 min, pH 8,0, 60°C, ohne pH-Wert Regulierung) .

Das Panel wurde zuvor mittels eines sensorischen

Schwellentests zur Erkennung von „Bitter und nicht Bitter Schmeckern" mit Hilfe von Koffein-Lösungen ausgewählt.

- Bestimmung Maillard-Produkte : Hydroxymethylfurfural (HMF) und Streckeraldehyde

Nach einer SAFE-Extraktion des Pflanzenproteinpräparats werden das HMF sowie die Streckeraldehyde ( 3-Methylbutanal , 2-Methylbutanal, Methional, Benzaldehyd und 2- Phenylacetaldehyd) der Lösungsmittelphase gaschromato

graphisch mit einem Flammenionisationsdetektor (GC-FID) analysiert und über die Verwendung stabiler Isotopenstandards quantifiziert.