DE1153233B

DE1153233B - Verfahren zur Herstellung von wasserunloeslichen Fleischproteinen

Info

Publication number: DE1153233B
Application number: DEA37133A
Authority: DE
Inventors: Henry Peter Furgal; Joachim William Staackmann
Original assignee: Armour and Co
Current assignee: Armour and Co
Priority date: 1960-04-05
Filing date: 1961-04-05
Publication date: 1963-08-22
Also published as: US3062655A; GB937446A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

A 37133 IVa/53 i

ANMELDETAG: 5. APRIL 1961

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIET: 22. AUGUST 1963

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Proteinen für Nahrungsmittelzwecke mit Hilfe alkalischer Behandlung.

Alkalische Behandlungen zum Zwecke der Herstellung von Fleischproteinen sind bekannt; jedoch führten sie entweder zu einer völligen Auflösung der Fleischfaser unter Degradierung des nativen Proteins, oder sie beziehen sich nur auf Gewinnung der wasserlöslichen Eiweißstoffe.

Die Erfindung hat den Zweck, die Proteine in stabiler Form unter Zerstörung der Fleischfasern im wesentlichen frei von Färb-, Geschmacks- und Geruchskomponenten, jedoch ohne Minderung des Nährwertes und ohne Degradierung der nativen Proteinstruktur zu erhalten. Hierzu müssen die feinsten Fleischfasern, die sogenannten Fibrillen aufgeschlossen und aufgebrochen werden, um sie für das weitere, der Stabilisierung des erhaltenen Produkts dienende Verfahren, z. B. das Versprühungstrocknen, bei der die Fibrillenstruktur Schwierigkeiten bereiten würde, sowie für ihre endgültige Verwendung zugänglich zu machen. Dies muß unter Vermeidung der Hydrolyse geschehen; denn durch die dann eintretende Bildung von Aminosäuren wird ein großer Teil des Materials wasserlöslich, während es Zweck der Erfindung ist, die Proteine in ihrem wasserunlöslichen und nativen Zustand zu erhalten. Auch der notwendige Auszug der Färb-, Geruchs- und Geschmackskomponenten muß in einer Form erfolgen, die die Proteine nicht angreift.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß zerkleinertes Fleisch mit Wasser ausgewaschen wird, um seine wasserlöslichen Komponenten auszuziehen. Durch Trennverfahren, ζ. Β. Zentrifugieren, werden diese zusammen mit den Fettbestandteilen abgeschieden. Danach wird das wasserunlösliche Protein auf einen alkalischen p_H-Wert eingestellt. Durch ausreichende Erhitzung und/oder durch Zeitdauer, proportional zu dem eingestellten p_H-Wert, wird die Auflösung der Faserstruktur unterstützt. Temperatur und Zeitdauer sind so zu wählen, daß die Proteinhydrolyse mit ihren nachteiligen Folgen vermieden wird.

In der ersten Stufe des Verfahrens wird rohes Fleisch in bekannter Weise in feinste Teile zerkleinert. Das zerkleinerte Fleisch wird anschließend in Vorrichtungen, wie Hackmaschinen, Schneidemaschinen oder Wurstmühlen, aufgearbeitet. Der erhaltene Fleischbrei wird dann mit Wasser ausgewaschen, wonach seine Fett- und die wasserlöslichen Geschmackskomponenten abzentrifugiert werden. Es ist zweckmäßig das Auswaschen und Zentrifugieren zu wiederholen.

Verfahren zur Herstellung von wasserunlöslichen Fleischproteinen

Anmelder:

Armour and Company,

Chicago, 111. (V. St. A.)

*5 Vertreter: Dr. jur. R. Rothe, P. v. d. Viven, Dr. jur. W. Pinder und Chr. Demuth, Rechtsanwälte, Düsseldorf 1, Alexanderstr. 32

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 5. April 1960 (Nr. 20 024)

Henry Peter Furgal, Highland Park, 111., und Joachim William Staackmann, Tinley Park, IU.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

. 2

Das so erhaltene färb-, geruchs- und geschmackfreie wasserunlösliche Fleischprotein wird mit frischem Wasser vermengt und auf einen p_H-Wert von 8,0 oder darüber eingestellt. Die Alkalibehandlung bewirkt ein Quellen und Mürbwerden der Fleischfibrillen. Jeder AlkaHgrad über p_H 8,0 ist anwendbar; jedoch erscheinen p_H-Werte von 8,0 bis 12,0 am zweckmäßigsten, da Werte über 12,0 zwar angewendet werden können, aber eine sorgfältige Kontrolle von Temperatur und Reaktionszeit notwendig machen, um eine Proteinhydrolyse zu vermeiden.
Für die Alkalibehandlung ist wegen seiner Fiüchtigkeit vorzugsweise Ammoniumhydroxyd zu verwenden; jedoch können auch andere Basen Verwendung finden. Wenn es wünschenswert erscheint, auf höhere

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Werte als p_H 10,0 einzustellen und zu Anfang Phosphatkomplexe verwendet werden, ist danach ein anderes Alkalisierungsmittel erforderlich, wie Natriumbikarbonat, Natriumhydroxyd oder Ammoniumhydroxyd, um die Bildung eines seifigen Geschmackes zu verhindern, der bei bestimmten Phosphatkomplexen entsteht.

Während das ausgewaschene Protein auf einem p_irWert von 8,0 bis 12,0 gehalten wird, ist es einer Hitzebehandlung auszusetzen und/oder einer genügend langen Behandlungsdauer, bis die Fleischfibrillen aufgeschlossen sind. Bei pg-Werten von 8,0 bis 10,0 ist zweckmäßigerweise eine Temperatur von ungefähr 60 bis 100° C anzuwenden. Bei Anlagen, die eine rasche Erhitzung bei kontinuierlichem Durchlauf ermöglichen, sind Temperaturen bis 150° C zulässig, wenn die Behandlungsdauer entsprechend kurz ist. Bei einem sehr hohen basischen p_H-Wert können andererseits Temperaturen weit unter 60° C zu zufriedenstellenden Ergebnissen führen.

Es ist darauf zu achten, daß die Werte von p_H, Zeit und Temperatur nicht so hoch sein dürfen, daß erne Hydrolyse des Proteins eintritt. Das zu erzielende Ergebnis ist eine Funktion von p_H-Wert, Zeit und Temperatur; wenn also höhere p_H-Werte zur Anwendung kommen, genügen geringere Temperaturen und kürzere Zeiten; umgekehrt bedingen niedrigere Temperaturen längere Behandlungszeiten. Zum Beispiel ist bei p_H 8,0 bis 10,0 und bei Temperaturen von ungefähr 100 bis 150° C der Prozeß in wenigen Sekunden vollendet. Bei gleichen pjj-Werten und einer Temperatur von 60° C bedarf es dagegen einer Behandlungszeit von 10 Minuten.

Es ist gegebenenfalls zweckmäßig, das Protein nach der Alkalibehandlung erneut zu zerkleinern, weil einzelne Fibrillen bei der Alkalibehandlung dem Aufbrechen entgangen sein können.

Nach dieser Behandlung muß das Fleischprotein, wenn es nicht alsbald verbraucht werden soll, haltbar gemacht werden. Hierfür sind alle üblichen Verfahren der Nahrungsmittelkonservierung möglich, wie Erhitzen, Einfrieren oder Trocknen. Letzteres kann vorteilhaft mit Zerstäubungstrocknung durchgeführt werden, da die Fibrillen, die sonst die Tendenz haben, die Zerstäubungsdüsen zu verstopfen, zerstört sind.

Mit dem haltbar gemachten Produkt können viele Arten von Nahrungsmitteln zur Erhöhung ihres Proteingehalts angereichert werden, ohne daß dadurch ihr typischer Geschmack und ihre charakteristische Struktur verändert werden. Beispielsweise lassen sich damit Fleisch und Getreideprodukte sowie andere Zerealien, Molkereierzeugnisse, Süßwaren, Fruchtsäfte, Soßen, Suppen, Fleischbrühe und Gemüsekonserven anreichern. Außerdem können für Diätkost bestimmte Nahrungsmittel z. B. für Allergie-, Säuglings- oder Altersdiät mit den erfindungsgemäß hergestellten Proteinen gefahrlos verbessert werden. Des weiteren kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnenes Protein einer bestimmten Fleischsorte einer anderen beigemischt werden, ohne deren spezifischen Geschmack zu verändern; so z. B. kann Protein aus Rindfleisch, Schweinefleisch, oder Hammelfleisch Rindfleisch zugesetzt werden. Auf diese Weise kann eine Fleischsorte, nach der geringere Nachfrage besteht, einer mehr marktgängigen beigemischt werden, ohne deren marktrnäßig erwünschte Eigenschaften zu verändern.

Andererseits kann dem geschmacklich indifferenten Fleischprotein eine Geschmackscharakteristik gegeben werden, die das Ausgangsmaterial nicht hat, z. B. der Geschmack von Früchten, Schokolade, Gemüse, Gewürzen, Proteinhydrolysaten, Hefeprodukten, Zucker und anderer Süßstoffe, Fleisch u. dgl.

Die Anwendung der Erfindung ergibt sich aus folgendem Beispiel:

ίο 300 kg Rindfleisch in Stücken wurde zermahlen und mit 600 kg Wasser vermischt. Die Mischung von 900 kg wurde in eine mit kaltem Wasser gefüllte feste Kesselzentrifuge gepumpt. Die aufschwimmenden Fettbestandteile und die löslichen Geschmackskomponenten wurden abzentrifugiert, der zurückbleibende Anteil von 265 kg wurde mit 600 kg Wasser vermischt und nach dem Aufschwemmen erneut zentrifugiert. Das in beiden Arbeitsgängen gewonnene Material wurde für die Proteingewinnung verwendet.

Es wurde dazu mit 28 °/o NH₄OH auf einen basischen pjj-Wert leicht über 8,0 eingestellt. Die Mischung wurde dabei sehr viskos. Dann wurde sie durch Verarbeiten in einer Fleischhackmaschine noch einmal durchgemischt. Anschließend wurde sie bei 100° C gekocht, neu durchgemischt und auf 32° C abgekühlt. Nach dem Kühlen wurde sie in 50-kg-Formen abgepackt und eingefroren. Das Endprodukt war weiß, von gleichmäßig feiner Struktur und geschmacksfrei. Bei 100⁰C war es sehr flüssig, bei 38° C leicht viskos.

Die Analyse des Proteinproduktes hohen Flüssigkeitsgehaltes ergab folgende Werte:

Flüssigkeit 95,3«/o

Protein 4,13%

Fett O,3«/o

Asche O,O7«/o

Anschließendes Versprühungstrocknen ergab ein gleichmäßig feines Pulver.

Zur Bestimmung seines biologischen Nährwertes wurde die Methode von Bender und D ο all (britische Zeitschrift Nutrition, Nr. 11, S. 140 bis 149 von 1957) angewendet. Diese Methode, die auf die sogenannte »Protein Retention Efficiency« abzielt, besteht kurz darin, daß eine Gruppe von Ratten mit einem Futter ernährt wird, das 10 % des Testproteins enthält, und eine Vergleichsgruppe mit einem proteinfreien Futter. Der rechnerische Unterschied des Gewichtszuwachses der beiden Gruppen nach zehntägiger Fütterung, der durch das Gewicht der verfütterten Proteinmenge dividiert wird, ist die Proteinzuwachsrate. Diese Rate multipliziert mit 16 ist die »Protein Retention Efficiency«.

Die verfütterten Mengen wurden so festgesetzt, daß sie bei gleicher Kalorienzahl jeweils 10 % Protein in den verschiedenen zu testenden Futterstoffen enthielten. Für jede Versuchsreihe wurden fünf entwöhnte männliche Ratten willkürlich ausgewählt und einzeln in Drahtkäfigen gehalten. Futter und Wasser wurde ihnen über eine Periode von 10 Tagen in beliebiger Menge angeboten. Der Futterverbrauch wurde täglich registriert, ebenso das Körpergewicht der Ratten zu Beginn und zu Ende des Versuches. Die Ergebnisse zeigt die folgende Tabelle:

Claims

Verfüttertes Material Zahl
der Versuchs
tiere Durch
schnittliches
Anfangsgewicht
der Versuchstiere Durch
schnittliches
Endgewicht
der Versuchstiere Durch
schnittliches
Gesamtgewicht
des verfütterten
Materials je Tier Protein
Retention
Efficiency Proteinfreies Kontrollfutter 5 62 51 45 Erfindungsmäßig hergestelltes Protein 5 62 110 121 78,0 Unbehandeltes Fleischprotein 5 62 105 121 71,4 Protein aus Baumwollsamen 5 62 78 99 43,5 Va erfindungsmäßig hergestelltes Pro
tein mit ¹Ii Baumwollsamenmehl .. 5 62 101 114 70,2 Weizengluten 5 62 66 81 31,5 Va erfindungsmäßig hergestelltes Pro
tein mit Va Weizengluten 5 60 105 119 75,2 Lactalbumin (standardisiert) 5 62 95 97 72,5

Ein größerer »Protein Retention Efficiency«- Faktor zeigt eine höhere Proteinqualität an. Demnach ist das erfindungsmäßig hergestellte Protein von höherer Qualität als das unbehandelte Fleischprotein. as

Die Qualitätssteigerung bei der Kombination von Baumwollsamenmehl bzw. Weizengluten mit der 50°/oigen Beimischung erfindungsmäßig hergestellten Proteins ergibt sich aus dieser Beimischung.

Demnach kann mit dem erfindungsmäßigen Verfahren das Fleischprotein in seinem Nährwert durch neue, wünschenswerte Eigenschaften verbessert werden. Umgekehrt erhöht das Hinzufügen der erfindungsgemäß hergestellten Proteine zu anderen Nahrungsmitteln wie hier z. B. Baumwollsamenprotein und Weizengluten deren Nährwert in bemerkenswerter Weise.

Patent ansRRüCHE:

lischer Behandlung, dadurch gekennzeichnet, daß zerkleinertes Fleisch zunächst ausreichend in kaltem Wasser ausgewaschen wird, daß die derart gereinigten, wasserunlöslichen Fleischproteine mittels alkalischer Lösung unter Vermeidung eines Abbaus der Proteine zum Quellen gebracht werden, daß das gequollene Produkt alsdann einer Hitzebehandlung unterworfen und dann gegebenenfalls nach an sich bekannten Verfahren haltbar gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Alkali behandelten Fleischproteine auf 60 bis 150° C erhitzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

1. Verfahren zur Herstellung von Fleisch- Deutsche Patentschriften Nr. 118 963, 77 292,

proteinen für Nahrungsmittelzwecke mittels alka- 4° 665 135.

© 309 66S/190 8.