DE19853167A1 - Wäßrige Proteinkonzentrate - Google Patents

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Proteinkonzentraten, enthaltend höchstens 50 Gew.-% Wasser, mindestens 10 Gew.-% an Proteinen oder Proteinhydrolysaten - jeweils bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Konzentrats - sowie ggf. organische und anorganische Salze und/oder andere organische Verbindungen, wobei den Konzentraten Polyole mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen in Mengen von 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Konzentrats, zugesetzt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Proteinkonzentraten, die Verwendung bestimmter Polyole zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Proteinkonzentraten sowie bei Raumtemperatur pumpbare und fließfähige Proteinkonzentrate.

Bei der Verarbeitung von stärkehaltigen Pflanzenteilen, wie beispielsweise Kartoffeln, Maniok/Sago oder Reis, fallen proteinhaltige Prozesswässer an, die sich in konzentrierter Form als Düngemittel oder Futterzusatzstoffe eignen. Dies gilt insbesondere für die Verarbeitung von Kartoffeln oder Reis, da diese einen relativ hohen Anteil an Proteinen aufweisen. Die Kartoffeln werden zur Stärkegewinnung nach der Ernte gewaschen, gehäckselt und die Stärke durch Auswaschen und Zentrifugieren gewonnen. Das verbleibende Material wird mehrfach mit Wasser gewaschen, wobei sich die löslichen Bestandteile, darunter auch die Proteine im Waschwasser anreichern. Diese wäßrige Proteinlösung kann allerdings nicht ohne weiteres weiterverwendet werden, da bei längerer Lagerung eine Gärung einsetzt, die zur Entstehung von unangenehmen Gerüchen führt. Daher muß der Lösung so weit das Wasser entzogen werden, bis keine unerwünschten Gärungsprozesse mehr auftreten. Derartige Proteinkonzentrate sind aber oft so viskos, daß sie nur noch schwer pumpbar sind. Es war daher das Problem der vorliegenden Anmeldung die Viskosität derartiger Proteinkonzentrate zu verringern ohne daß es zu unerwünschten biochemischen Abbaureaktionen kommt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß der Zusatz von bestimmten Polyolen die Viskosität des Proteinkonzentrats verringert, ohne daß dabei die oben beschriebenen Probleme auftreten.

Beansprucht wird in einer ersten Ausführungsform ein Verfahren zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Proteinkonzentraten, enthaltend höchstens 50 Gew.-% Wasser, mindestens 10 Gew.-% an Proteinen oder Proteinhydrolysaten - jeweils bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Konzentraten - sowie ggf. organische und anorganische Salze und/oder andere organische Verbindungen, wobei den Konzentraten Polyole mit 2 bis 6 C- Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen in Mengen von 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Konzentrats, zusetzt werden.

Die Proteinkonzentrate werden erhalten, indem man proteinhaltige wäßrige Lösungen in an sich bekannter Weise von Wasser befreit, wobei dies destillativ oder mittels Fallstromverdampfer erfolgen kann. Es hat sich gezeigt, daß der Trockenanteil an organischer Substanz bei mindestens 50 Gew.-% liegen muß, bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Konzentrats, um jeden Gärprozeß wirksam zu unterbinden. Somit liegt der Wasseranteil bei höchstens 50 Gew.-%. Die Konzentrate enthalten Proteine bzw. Proteinhydrolysate oder Mischungen. Die Proteinhydrolysate entstehen während der Verarbeitung, insbesondere wenn sie Temperaturen von mehr als 40°C und Säuren oder Laugen ausgesetzt sind. Die bevorzugten Proteinquellen sind pflanzlichen Ursprungs. Bevorzugt werden Konzentrate aus Kartoffeln (Solanum tuberosum) eingesetzt, da sie einen besonders hohen Anteil an biologisch wertvollem Eiweiß aufweisen. Insbesondere sind dies Proteine, die essentiellen Aminosäuren wie Isoleucin, Leucin, Threonin und Valin enthalten. Der Gesamtproteingehalt von Kartoffeln liegt typischerweise bei 2 Gew.-%, bezogen auf das Frischgewicht der Kartoffeln. Der Hauptbestandteil in Kartoffeln ist, neben Wasser, daß etwa 70 bis 80 Gew.-% des Frischegewichts ausmacht, die Stärke, deren Anteil typischerweise bei etwa 15 bis 18 Gew.-% liegt.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Proteinkonzentrate enthalten neben Proteinen und Wasser auch noch Reste an Stärke als weitere organische Zusatzstoffe sowie anorganische und organische Salze. Derartige Salze sind beispielsweise Phosphate oder Chloride. Als Kationen kommen insbesondere Kalium-, Ammonium-, Calzium- oder Magnesiumionen in Frage. Der Proteingehalt liegt vorzugsweise bei mindestens 10 Gew.-%, vorzugsweise werden aber solche Konzentrate verwendet, die 15 bis 40 Gew.-% und insbesondere 20 bis 25 Gew.-% Proteine oder Proteinhydrolysate enthalten. Der Wassergehalt liegt bei höchstens 50 Gew.-%, vorzugsweise darunter, d. h. bei 25 bis 45 Gew.­ %.

Im erfindungsgemäßen Verfahren werden den wäßrigen Proteinkonzentraten bestimmte Polyole, die 2 bis 6 C-Atome und 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthalten zugesetzt. Bevorzugt sind dabei Polyole, die ausgewählt sind aus der Gruppe Ethylenglykol, Propylenglykol und Glycerin. Glycerin ist dabei im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt. Als Glycerine können insbesondere technische Qualitäten, die 60 bis 80 Gew.-% Glycerin und als Rest hauptsächlich Wasser enthalten, Verwendung finden. Es ist aber auch möglich, wenn auch nur wegen des hohen Preise nicht bevorzugt, reinere Glycerinqualitäten (90 bis 100 Gew.-%) zu verwenden.

Die Polyole können einzeln oder in Abmischungen untereinander den Konzentraten zur Verringerung der Viskosität zugesetzt werden. Es ist bevorzugt, die Polyole in wäßriger Lösung einzusetzen, wobei diese Lösungen ein Mengenverhältnis zwischen Polyolen und Wasser von 1:2 bis 2:1 aufweisen, und vorzugsweise ein Verhältnis von 1:1. Die Polyole können prinzipiell vor oder nach jedem Schritt des Konzentrationsprozesses zugesetzt werden. Es ist aber erfindungsgemaß bevorzugt die Polyole erst nach dem letzten Konzentrationsschritt den Proteinkonzentraten zuzusetzen. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht weiterhin in einer bevorzugten Ausführungsform vor, daß die Polyole in solchen Mengen zugesetzt werden, daß die Menge an Polyol, bezogen auf die Gesamtmenge an Proteinkonzentrat im Bereich von 5 bis 15 Gew.-% liegt.

Die Viskosität der Proteinkonzentrate liegt typischerweise bei größer 2000 mPa.s (Brookfield, 21°C). Durch den erfindungsgemaßen Zusatz an Polyolen verringert sich die Viskosität auf weniger als 2000 mPa.s, vorzugsweise auf 1800 bis 1000 mPa.s. Solche Konzentrate sind dann wieder fließfähig und leicht pumpbar.

Der Zusatz der Polyole führt zu einer deutlichen Verringerung der Viskosität der wäßrigen Konzentrate was eine Weiterverarbeitung erleichtert. Der erfindungsgemäße Polyolzusatz führt nicht zu einer unerwünschten Gärung oder ähnlichen nachteiligen biochemischen Prozessen. Außerdem wird den Konzentraten auf diese Weise organischer Kohlenstoff zugeführt, was deren Eignung als Düngemittel verbessert.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Verwendung von Polyolen mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Konzentraten mit Wassergehalten von höchstens 50 Gew.-%, enthaltend mindestens 10 Gew.-% Proteine oder Proteinhydrolysate sowie ggf. organische und anorganische Salze und/oder andere organische Verbindungen beansprucht.

Weiterhin wird ein wäßriges, bei Raumtemperatur pumpbares und fließfähiges Proteinkonzentrat beansprucht, welches höchstens 50 Gew.-% Wasser enthält, sowie mindestens 10 Gew.-% Proteine oder Proteinhydrolysate, jeweils bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Konzentrats, sowie ggf. organische und anorganische Salze und/oder anderen organische Verbindungen, wobei das Konzentrat zwischen 5 und 15 Gew.-% eines Polyols mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthält.

Beispiele

Untersucht wurde ein wäßriges Proteinkonzentrat, erhalten aus der Stärkegewinnung aus Kartoffeln, daß insgesamt 18 Gew.-% Proteine bzw. Proteinhydrolysate und 1,6 Gew.-% Phosphat sowie 9 Gew.-% Kaliumsalze enthielt. Der Rest auf 100 Gew.-% waren Stärkereste. Der Wassergehalt lag bei 47 Gew.-%. Das Konzentrat war bei Raumtemperatur nicht pumpbar. Durch Zusatz von 15 Gew.-%, bezogen auf das unbehandelte Konzentrat einer Mischung aus 1 Teil Wasser und 1 Teil 80 Gew.-% technischem Glycerin konnte die Viskosität soweit reduziert werden, daß das Konzentrat problemlos pumpbar wurde. Es trat bei Lagerung bei 21°C über eine Zeitraum von 10 Tagen keinerlei unerwünschte Gärung auf. Die Viskosität des Proteinkonzentrats lag ohne Glycerinzusatz bei 2200 mPa.s und wurde durch die Zugabe des Glycerins auf 1500 mPa.s (Brookfield, 21°C) verringert.

Claims (10)

1. Verfahren zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Proteinkonzentraten enthaltend höchstens 50 Gew.-% Wasser, mindestens 10 Gew.-% an Proteinen oder Proteinhydrolysaten - jeweils bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Konzentrats - sowie ggf. organische und anorganische Salze und/oder andere organische Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß den Konzentraten Polyole mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen in Mengen von 5 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Konzentrats, zugesetzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Konzentraten Polyole ausgewählt aus der Gruppe Ethylenglykol, Propylenglykol oder Glycerin zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polyole in Form einer wäßrigen Lösung den Konzentraten zusetzt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Polyole in wäßrigen Lösungen mit einem Gewichtsverhältnis Polyol : Wasser von 2:1 bis 1 : 2, vorzugsweise 1:1, den Konzentraten zusetzt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyole wäßrigen Proteinkonzentraten zugesetzt werden, die 15 bis 40 Gew.-% und vorzugsweise 20 bis 25 Gew.-% Proteine oder Proteinhydrolysate enthalten.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyole wäßrigen Proteinkonzentraten pflanzlichen Ursprungs zugesetzt werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyole wäßrigen Proteinkonzentraten zugesetzt werden, die aus Kartoffeln gewonnen werden.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyole wäßrigen Proteinkonzentraten zugesetzt werden, die 25 bis 45 Gew.-% Wasser, bezogen auf das wäßrige Konzentrat enthalten.

9. Verwendung von Polyolen mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen zur Verringerung der Viskosität von wäßrigen Konzentraten mit Wassergehalten von höchstens 50 Gew.-%, enthaltend mindestens 10 Gew.-% Proteine oder Proteinhydrolysate sowie ggf. organische und-anorganische Salze und/oder andere organische Verbindungen.

10. Wäßriges, bei Raumtemperatur pumpbares und fließfähiges Proteinkonzentrat, enthaltend höchstens 50 Gew.-% Wasser, sowie mindestens 10 Gew.-% Protein oder Proteinhydrolysaten, jeweils bezogen auf das Gewicht des wäßrigen Konzentrats, sowie ggf. organische und anorganische Salze und/oder andere organische Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Konzentrat zwischen 5 und 15 Gew.-% eines Polyols mit 2 bis 6 C-Atomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthält.