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Verfahren zum Trennen von Stärke und Gluten aus Weizenmehl
Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf das Trennen von Stärke und Gluten aus Weizenmehl.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren zum Trennen
von Gluten oder Kleber aus \N eizenmehl darin, daß dem Weizenmehl 0,2s l>is 3,5
Gewichtsprozent Natriumthiosulfat zugesetzt werden, dahin das mit dem Natriumthiosulfat
vermischte Mehl mit einer Wassermenge gemischt w ird, die genügt, um einen Teig
zu hilden, jedoch nicht mehr, als erforderlich ist, uin einen Schlagteig zu bilden,
worauf die hasse mit einer großen Wassermenge unter Rühren der Nasse gewaschen und
das die Stärke enthaltende Waschwasser von dem Gluten abgetrennt wird.
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ßeim Trennen von Mehl in seine Gluten- und Stärkebestandteile ist
es üblich, zuerst einen Teig aus dem Mehl zu machen und dann den Teig unter Wasser
unter Rühren zu waschen, um den größten Teil der Stärkebestandteile in dem Waschwasser
abzufluten und das von den Stärkebestandteilen gut befreite Gluten zurückzulassen.
Wenn ein hartes, nichtphosphatiertes Weizenmehl in dieser Weise behandelt wird,
wird eine ziemliche Menge des Mehleiweißes mit dem Waschwasser zusammen mit den
Stärkebestandteilen abgeschwemmt, so daß die Trennuiig nicht so vollständig ist,
wie sie gewünscht wird. Wird ein hartes, phosphatiertes Weizenmehl in dieser Weise
behandelt, so ist die Trennung des Glutens von den Stärkebestandteilen sehr unvollständig,
und günstigstenfalls wird eine nur sehr begrenzte Gewinnung von Gluten erzielt.
Wird versucht, das Gluten von den weichen Weizenmehlen,
die entweder
phosphatiert oder nichtphosphatiert sind, zu trennen, so gelingt die Trennung des
Glutens von den Stärkebestandteilen nicht, weil das Gluten sich nicht genügend entwickelt,
sondern in harte Klumpen zerbricht, die keinen Zusammenschluß zu einer Kugel oder
eine Quarkmasse finden, so daß infolgedessen die Stärke aus dem weichen Weizenmehl
nicht ausgewaschen werden kann.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Trennen
der Stärkebestandteile des Weizenmehls von den als Gluten extrahierten Eiweiß stoffen
des Weizenmehls. Das neue Verfahren erhöht die Ausbeute an Gluten, wenn das Verfahren
bei harten, nichtphosphatierten Weizenmehlen angewendet wird; ermöglicht leicht
das Trennen mit guter Ausbeute von Gluten aus harten, phosphatierten Weizenmehlen
und ermöglicht die einwandfreie Trennung bei weichen Weizenmehlen, die phosphatiert
oder nichtphosphatiert sind.
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Ein anderes Ziel ist die Beschleunigung des Trennvorganges.
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Ferner ist ein weiteres Ziel die Schaffung eines geeigneten Näßmittels
für das Gluten von Weizenmehl, das die leichte Trennung des Glutens von den Stärkebestandteilen
aller Art von Weizenmehl ermöglichst.
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Gemäß der Erfindung wird dem Mehl, das in seine Gluten- und Stärkebestandteile
zu zerlegen ist, eine kleine Menge Natriumthiosulfat zugesetzt, wobei die Menge
an Natriumthiosulfat zum großen Teil von Idem Charakter des zu behandelnden Mehls
abhängt. Das Natriumthiosulfat wird dem Mehl in kleinen Mengen vorbereitend zu anderer
Behandlung zugegeben. Es kann sowohl das Teigverfahren als auch das Schlagteigverfahren
zum Auswaschen der Stärke aus dem Gluten des Mehls angewendet werden.
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Das Teigverfahren Gemäß dem Teigverfahren wird das Mehl, dem Natriumthiosulfat
zugesetzt worden ist, durch Zusatz von Wasser in einer Menge von 50 bis 65 Gewichtsprozent
des Mehls mit dem Natriumthiosulfatzusatzes zu einem Teig geformt.
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Das zu einem Teig verarbeitete Mehl wird dann in Wasser untergetaucht
und in dem Wasser gewaschen, während derTeig geknetet wird. Das durch den Teig gebildete
Netzwerk aus Glutenfasern hat das Bestreben, die Stärketeilchen in den Zwischenräumen
zurückzuhalten. Die Stärke wird jedoch ausgewaschen, sobald der Teig in dem Waschwasser
geknetet wird. Dadurch, daß zuerst der Teig hergestellt wird, wird das Gluten in
einer Masse zusammengehalten, so daß Einzelpartikelchen aus Gluten von der Masse
nicht getrennt und mit dem Waschwasser abgeführt werden. Üblicherweise genügen zwei
oder drei Waschungen mit frischem Wasser, um das Trennen der Glutenbestandteile
von den Stärkebestandteilen des Mehls durchzuführen. Zurück bleibt ein sehr hoher
Prozentsatz der als Gluten extrahierten Eiweißstoffe des Mehls.
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Das die Stärkebestandteile enthaltende Waschwasser wird in der üblichen
Weise behandelt, um die Stärke zu gewinnen. Beispielsweise kann das Waschwasser
zentrifugiert werden oder die Trennung kann durch Absetzen oder durch andere bekannte
Verfahren erfolgen.
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Das Schlagteigverfahren Gemäß dem Schlagteigverfahren werden annähernd
IOO Teile Mehl, dem Natriumthiosulfat zugesetzt worden ist, mit annähernd I25 Gewichtsteilen
Wasser gemischt. Dieses Gemisch wird z. B. von Hand gerührt, bis es ein glatter
kohäsiver Schlagteig ist. Dieser Schlagteig wird in kleine Teilchen aufgeschlossen
durch Zusatz einer Zusatzwassermenge zum Teig oder durch Zusatz des Teiges zu einer
Wassermenge, die annähernd gleich ist dem Dreifachen des Gewichtes des Ausgangsmehls
mit dem auf Trockenbasis zugesetzten Natriumthiosulfat. Der zu der Zusatzwassermenge
zugesetzte Schlagteig wird kräftig gerührt, z. B. durch eine mechanische Rührvorrichtung,
die den Schlagteig in feine Teilchen aufbricht und die Stärke aus dem Teig auswäscht.
Nach dieser Behandlung werden die Glutenteilchen von der Stärkemilch getrennt, indem
die Flüssigkeit durch ein Sieb oder ein anderes Filter geleitet wird, dessen Öffnungen
von solcher Größe sind, daß die Glutenteilchen darauf zurückgehalten und gesammelt
werden. Die Stärke wird dann aus dem Waschwasser gemäß der üblichen Praxis wie in
Verbindung mit dem Teigverfahren beschrieben, gewonnen.
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Es wurde gefunden, daß der Zusatz von Natriumthiosulfat zu trockenem
Mehl vor dem Waschen, und zwar sowohl beim Teigverfahren als auch beim Schlagteigverfahren,
die Trennung des Glutens von der Stärke während des Waschens auf verschiedene wichtige
Weisen begünstigt. Das behandelte Mehl wird in sehr viel kürzerer Zeit ausgewaschen
als ohne Zusatz von Natriumthiosulfat. Es wurde gefunden, daß die Trennung in annähernd
36°/o weniger Mischzeit durchgeführt werden kann als beim Waschen von unbehandelten
Mehl. Dies ist graphisch in Fig. I der Zeichnung dargestellt, in der die Ordinate
die Mischzeit in Sekunden und die Abszisse den Zusatz an Natriumthiosulfat in Gewichtsprozenten,
das Gewicht des Mehls als IOOO/o genommen, bedeuten. Die mit H bezeichnete Kurve
zeigt die Mischzeit, die erforderlich war, um eine einwandfreie Trennung zwischen
dem Gluten und der Stärke von hartem Weizenbackmehl bei verschiedenen Natriumthiosulfatzusätzen
unter Anwendung des Schlagteigverfahrens zu erzielen. Es wurde gefunden, daß die
Trennung in der kürzesten Mischzeit, nämlich annähernd I22 Sekunden, durchgeführt
wird, wenn I °/o Natriumthiosulfat dem harten Weizenbackmehl zugesetzt wurde. In
Fig. I ist auch eine Kurve S dargestellt, welche die Mischzeit in Sekunden für weiches
Mehl von der Pazifischen Küste mit verschieden hohen Prozentsätzen an Natriumthiosulfatzugaben
zeigt. Da es unmöglich ist, das Gluten von der Stärke von weichem Weizenmehl lediglich
durch Waschen mit Wasser zu trennen, beginnt die Kurve S an der Stelle, wo IO/o
Natriumthiosulfat mit dem Mehl verwendet
wird. Es ist auch erkenntlich,
daß die kürzeste Mischzeit erhalten wird, nämlich eine Mischzeit zwischen 101 und
102 Sekunden, wenn ungefähr 3 Gewichtsprozent Natriumthiosulfat dem weichen Weizenmehl
der Pazifischen Küste zugesetzt werden.
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Durch Zusatz von Natriumthiosulfat zu harten, nichtphosphatierten
Mehlen vor dem Trennen durch Waschen kann die Ausbeute an als Gluten extrahiertem
Eiweißstoff wesentlich über die Menge erhöht werden, die erhalten werden kann, sobald
Natriumthiosulfat nicht zugegeben wird. Bei harten phosphatierten Weizenmehlen wird
die Ausbeute an als Gluten extrahiertem Mehleiweiß durch Zusatz von Natriumthiosulfat
sehr wesentlich über die Menge erhöht. die erhalten werden kann, sobald Natriumthiosulfat
nicht zugesetzt wird. Das Waschen wird in jedem Fall mit Wasser durchgeführt. Es
wurde als schwierig und fast unmöglich befunden. die Stärke aus dem Gluten von harten
phosphatierten Weizenmehlen durch das Teigverfahren auszuwaschen, wenn Natriumthiosulfat
nicht zugesetzt wurde. Auch wenn das Schlagteigverfahren in Verbindung mit harten,
phosphatierten Weizenmehlen verwendet wurde, ist die Eiweißausbeute ziemlich niedrig,
wenn Natriumthiosulfat nicht verwendet wird. Sowohl bei unphosphatierten als auch
bei phosphatierten Weizenmehlen, die zum Trennen in ihre Gluten- und Stärkebestandteile
durch Waschen bisher als ungeeignet angesehen wurden, ergab sich, daß durch Zusatz
von Natriumthiosulfat ein sehr gutes Trennen des Glutens von der Stärke stattfindet.
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In Fig. 2 der Zeichnung sind Kurven dargestellt, in denen die Ordinaten
den Prozentsatz des als Gluten gewonnenen Eisveißstoffes und dieAbszissen den Prozentsatz
an Natriumthiosulfatzugabe darstellen, wobei das Gewicht des Mehls als 100% genommen
und das Schlagteigverfahren angewendet wurde. Kurve a zeigt die Ergebnisse mit einem
ungebleichten, bromatierten, harten Winterweizenbackmehl. Kurve b zeigt die Ergebnisse
mit einem ungebleichten, harten Sommerweizenbackmehl.
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Kurve c zeigt die Ergebnisse mit einem ungebleichten, harten Winterweizenbackmehl.
Kurve d zeigt die Ergebnisse mit einem gebleichten, bromatierten, harten Winterweizenbackmehl.
Kurve e zeigt die Ergebnisse mit einem gebleichten, harten Winterweizenbackmehl.
Kurve f zeigt die Ergebnisse mit einem ungebleichten, phosphatierten, harten Winterweizenbackmehl.
Kurve g zeigt die Ergebnisse mit einem phosphatierten, harten Sommerweizengebrauchsmehl.
Kurve h zeigt die Ergebnisse mit einem gebleichten, phosphatierten, harten Winterweizelll)ackmehl.
Kurve i zeigt die Ergebnisse mit einem weichen Weizenmehl von der Pazifischen Küste,
und Kurve j zeigt die Ergebnisse mit einem weichen, phosphatierten Weizenmehl von
der Pazifischen Küste. Wenn auch die in dem Diagramm nach Fig. 2 dargestellten Ergebnisse
alle unter Anwendung des Schlagteigverfahrens erzielt wurden, wurde gefunden, daß
vergleichbare Ergebnisse erhalten werden. wenn das Teigverfahren angewendet wird.
mit der Ausnahme, daß bei phosphatierten, harten Weizenmehlen, sobald das Waschen
nach dem Teigverfahren erfolgt, ohne einen Zusatz von Natriumthiosulfat praktisch
kein als Gluten gewonnenes Eiweiß erhalten wird.
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Aus einem Studium der Kurven der Fig. 2 der Zeichnung ergibt sich,
daß die besten Ergebnisse bei der Gewinnung von Eiweiß als Gluten in Verbindung
mit nichtphosphatierten, harten Weizenmehlen erhalten werden, sobald annähernd I
°/o Natriumthiosulfat zu 100 Gewichtsprozent Mehl zugesetzt werden. Es ergibt sich
auch, daß bei harten, phosphatierten Weizenmehlen und bei weichen, nichtphosphatierten
oder phosphatierten Weizenmehlen die günstigste Ausbeute von Eiweiß als Gluten erhalten
wird, sobald annähernd 3 Gewichtsprozent Natriumthiosulfat zu 100 Gewichtsprozent
dieser Mehle zugesetzt werden. Eine gute Trennung wird erhalten bei harten, nichtphosphatierten
Weizenmehlen, und zwar Winterweizen oder Sommerweizen, ungebleicht unbromatiert,
gebleicht bromatiert oder gebleicht und bromatiert aber nicht phosphatiert, sobald
0,25 bis I,5 Gewichtsprozent Natriumthiosulfat zu 100 Gewichtsprozent des Mehls
zugesetzt werden. Eine zufriedenstellende Trennung wird auch bei phosphatiertem
hartem Weizenmehl, und zwar Sommer- oder Winterweizen und gebleicht oder ungebleicht,
erhalten, wenn 2,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Natriumthiosulfat zu 100 Gewichtsprozent
des Mehls zugesetzt werden. In ähnlicher Weise wird eine ganz zufriedenstellende
Trennung bei weichem Weizenmehl, und zwar nichtphosphatiert oder phosphatiert, erhalten,
wenn 2,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Natriumthiosulfat zu 100 Gewichtsprozent behl zugegeben
werden. Die bevorzugten Mengen an Natriumthiosulfat für verschiedene Arten von nichtphosphatiertem
Winterweizenmehl sind also annähernd 1 Gewichtsprozent, können aber innerhalb des
Bereiches von 0,25 bis 1,5 Gewichtsprozent liegen, während bei phosphatiertem, hartem
Weizenmehl und bei weichem Weizenmehl, und zwar nichtphosphatiert oder phosphatiert,
der bevorzugte Prozentsatz an Natriumthiosulfat etwa 3 0/o beträgt, aber innerhalb
eines Bereiches von 2,5 bis 3,5 Gewichtsprozent Natriumthiosulfat je 100 Gewichtsprozent
Mehl liegt.
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Bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens unter Verwendung
von Natriumthiosul fat wurde gefunden, daß das aus dem behandelten Mehl ausgewaschene
Gluten mehr Kohäsivkraft, Weichheit und Elastizität zeigt, als das Gluten, das aus
unbehandelten Mehlen ausgewaschen wurde. Das Gluten ist biegsamer und gleichzeitig
zäher als das übliche, aus den unbehandelten Mehlen ausgewaschene Gluten. Das Natriumthiosulfat
wirkt als Näßmittel für das Gluten, so daß die Stärke leichter aus den Glutenfasern
ausgewaschen werden kann.
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Das Nlehleiweiß ist in einer Natriumthiosulfatlösung weniger löslich
als in reinem Wasser oder Wasser allein. Nach dem Abschluß der Trennung zeigt sich,
daß das Natriumthiosulfat praktisch zu loo0/o im Waschwasser ist, und nur eine Spur
verblieb in den gewonnenen Fraktionen der Stärke und des Glutens.
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Die folgenden Beispiele zeigen die Art der Durchführung des vorliegenden
Verfahrens.
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Beispiel I I g Natriumthiosulfat wird zu 100 g nichtphosphatiertem
Winterweizenmehl zugesetzt und damit gemischt. 55 g Leitungswasser werden dem Mehl-Natriumthiosulfat-Gemisch
zugesetzt und die Bestandteile zu einem glatten Teig verarbeitet, der zu einer Kugel
geformt und in eine erste Menge von temperiertem Leitungswasser während annähernd
30 Minuten untergetaucht wird. Die Teigkugel wird dann unter Wasser bearl)eitet
und geknetet, bis die Stärke aus Iden Glutenfasern ausgewaschen und das Gluten zu
einer weichen Kugel geformt ist. Sobald die Stärke aus dem Gluten entfernt ist,
wird Frischwasser ständig oder absatzweise zugesetzt. Wird Frischwasser ständig
zugesetzt, so wird ein Teil der in dem Wasser erzeugten Stärkemilch entsprechend
der Zugabe des Zusatzwassers abgeleitet. Wird Frischwasser absatzweise zugesetzt,
so wind die in aufeinanderfolgenden Waschungen erzeugte Stärkemilch dekantiert,
bis das Waschwasser im wesentlichen frei von Stärke ist. Die Waschwassertemperatur
kann innerhalb weiter Grenzen geändert werden. Zufriedenstellendes Arbeiten erfolgt
bei Temperaburen von 25 bis 330 C, die höchste Waschwirkung wird jedoch erzielt,
sobald das Waschwasser annähernd 300 C ist.
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Das Gluten wird gesammelt und die Stärke aus dem Waschwasser gewonnen.
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Der dem Mehl zugesetzte Prozentsatz an Natriumthiosulfat kann zwischen
0,25 bis I,5 Gewichtsprozent des Mehls geändert werden. Die zur Herstellung des
Teigs verwendete Wassermenge kann von 50 bis 65 Gewichtsprozent des Mehlgewichtes
geändert werden. Die verwendete Waschwassermenge kann ebenfalls weitgehend geändert
werden.
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Beispiel II 3 g Natriumthiosulfat werden einem phosphatierten, harten
Weizenmehl oder einem nichtphosphatierten oder phosphatierten, weichen Weizenmehl
zugesetzt, worauf das gleiche Verfahren wie in Beispiel I durchgeführt wird.
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Der dem Mehl zugesetzte Prozentsatz an Natriumthiosulfat kann zwischen
2.5 bis 3,5 Gewichtsprozent des Mehls betragen.
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B e i s p i e l III 1 g Natriumthiosulfat wird zu 100 g nichtphosphatiertem,
hartem Weizenmehl zugesetzt oder damit gemischt, worauf das Weizenmehl, dem das
Natriumsulfat zugesetzt worden ist, mit annähernd 110 ccm Wasser gemischt wird,
um einen klebrigen Schlagteig zu bilden. Darauf werden annähernd 300 ccm Wasser
dem Schlagteig zugegeben und der Schlagteig durch schnelles Rühren in dem Wasser
zerkleinert, um das Gluten zu kleineu Teilchen aufzuschließen, wobei das Trennen
in etwa I20 bis I30 Sekunden erfolgt. Die Glutenteilchen werden dann von dem Stärkewasser
durch Ausgießen des Gemisches auf ein 60iger Maschensieb getrennt und aufgefangen.
Das durch das Sieb hindurchströmende Stärkewasser wird in der üblichen Weise zur
Gewinnung der Stärke behandelt.
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Der dem hlehl zugesetzte Prozentsatz an Natriumthiosulfat kann in
den Grcnzen von 0,25 bis 1,5 Gewichtsprozent des Mehls geändert werden.
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Die zur Bildung des Schlagteigs verwendeten Wassermengen können im
Bereich von go bis 120 com geändert werden. Eine wesentliche Abweichung innerhalb
praktischer Grenzen ist in der Menge des zum Aufschließen verwendeten Wassers möglich.
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B e i s p i e 1 3 g Natriumthiosulfat werden zu 100 g hartem. phosphatiertem
Weizenmehl oder weichem, nichtphosphatiertem oder phosphatiertem Weizenmehl zugesetzt,
worauf das in Beispiel III angegebene Verfahren durchgeführt wird.
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Der dem Mehl zugesetzte Prozentsatz an Natriumthiosulfat kann in
den Grenzen von 2,5 bis 3,5 Gewichtsprozent des Mehls geändert werden.
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Aus einer Prüfung der in Fig. 2 wiedergegebenen Kurven ergibt sich,
daß bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens hohe Prozentsätze von Eiweiß,
gewonnen als Gluten. von den verschiedenen Mehlarten abgetrennt werden, sobald die
vorteilhaftesten Mengen an Natriumthiosulfat zur Anwendung gelangen, wie sie durch
die Kurven gegeben sind.
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In dem vorliegenden Verfahren sowie in den Durchführungsstufen können
verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen,
das in der vorstehenden Beschreibung allgemein beschrieben und in den nachstehenden
Ansprüchen beansprucht ist.