DE60034143T2

DE60034143T2 - Isolierung von pectin aus sojabohnen

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Publication number: DE60034143T2
Application number: DE60034143T
Authority: DE
Inventors: Philip G. Fayetteville Crandall; Anna M. Goshen McCain
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2007-12-06
Anticipated expiration: 2020-11-23
Also published as: ATE358140T1; CA2408072C; EP1233988B1; WO2001038400A2; CA2408072A1; DK1233988T3; US6787177B1; US7141261B2; WO2001038400A3; US20040166226A1; DE60034143D1; AU3440801A; EP1233988A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein neues Verfahren zur Extraktion von Pektin aus einem Abfallschalen/Hypokotyl-Strom während der Verarbeitung von Sojabohnen und eine aufgehellte Form von Soja-Pektin.
Im Besonderen ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein neues Verfahren zur Extraktion von Pektin aus Sojabohnen-Abfallschalen/Hypokotyl-Strömen unter Verwendung eines chemischen Extraktionsmittels zusätzlich zu Hitze und Rühren, gefolgt von Ausfällung in Alkohol, Trocknen und Aufhellung, und ein aufgehelltes Soja-Pektinprodukt.
2. Beschreibung der verwandten Technik
US-Bauern produzieren etwa die Hälfte der jedes Jahr weltweit produzierten 140 Millionen metrischen Tonnen von Sojabohnen (Klugh 1997, Am. Soybean Assoc. 1998). Alle außer 1 Million metrischer Tonnen sind Ölbohnen, die ausgepresst und zu Sojaöl für menschliche Lebensmittelprodukte oder Sojaöl als ein industrielles Ausgangsmaterial verarbeitet werden. Das entfettete Sojamehl wird hauptsächlich für Tierfutter verwendet. Ölhaltige Sojabohnen bestehen aus etwa 90 % Kotyledonen, 8 % Schalen und 2 % Hypokotylen. Sojabohnenschalen und etwa 40 % der Hypokotyle werden separat für $ 0,07 bis $ 0,08/kg verkauft und werden als Soja-„Mill Run" („Mühlenlauf") zur Verwendung als Tierfutter bezeichnet. „Mill Run" ist etwa 95 % Schalen, die hauptsächlich aus Alpha-Cellulose und Hemicellulose bestehen; sie enthalten etwa 9 % Protein und wenig Lignin. Die verdaubare Energie von Sojaschalen ist für Wiederkäuer im Wesentlichen gleich zu Getreiden (Liu 1997). Die Sojaschalen-Pektine dieser Erfindung sind als eine Quelle für Nahrungsmittelfasern geeignet, d.h. als eine Nahrungsergänzung oder ein Lebensmittelzusatz.
Nahrungsmittelfasern spielen bei vielen nutrazeutischen Lebensmitteln eine große unterstützende Rolle, wo die Fasern zusammen mit gesundheitsfördernden Bestandteilen, wie zum Beispiel Nutrazeutika und Antioxidantien, wirken (Pszczola 1998). Glore et al., 1994, überprüften die Wirkungen von Pektin und anderen löslichen Nahrungsmittelfasern auf Serumlipide und berichteten, dass die löslichen Fasern in 88 % der 77 menschlichen Studien das Gesamtserumcholsterin (TC) bedeutend erniedrigten. Von den Studien, die über die Wirkung eines speziellen Lebensmittels oder einer speziellen Art von löslichen Fasern berichteten, reduzierten Bohnen und Hülsenfrüchte das TC bei 100 % (10110) und Pektin reduzierte das TC bei 71 % (10114) dieser Studien. Hunninghake et al., 1994, und Kumar et al., 1997, erhielten ähnliche Ergebnisse. Judd und Truswell, 1982, verglichen die Wirkungen von hoch methoxyliertem Pektin mit einem Veresterungsgrad (DE) von 71 % mit niedrig methoxyliertem Pektin, DE 37 %, und fanden, dass beide bei der Senkung von TC bei Menschen fast gleich wirksam waren. Jeltema und Zabik berichteten 1980 über den Pektingehalt von Sojabohnenschalen. In der wasserlöslichen Fraktion fanden sie etwa 0,5 % Pektin und 0,4 % Hemicellulose und in der wasserunlöslichen Fraktion fanden sie 7 % Pektin, 36 % Cellulose, 18 % Hemicellulose und 3 % Lignin. Gnanasambandam und Proctor, 1999, berichteten über die Röntgendiffraktions- und Infrarotspektren von im Labor extrahierten Pektinen. Die spezielle Fähigkeit von Sojabohnen-Pektin, Cholesterin zu senken, muss noch nachgewiesen werden.
Soja, zusammen mit mehreren anderen Faserarten, wird in einer großen Vielfalt von nutrazeutischen Lebensmittelprodukten verwendet. Nutrazeutische Getränke und Instantnudeln mit hohem Fasergehalt verwenden Sojafaser zur Reduzierung von Fett und zur Steigerung des gesundheitlichen Nutzens aus hohen Gehalten von Nahrungsmittelfasern (Pszczola 1998). Ein beträchtlicher Umfang an Forschung zur chemischen Analyse von Erbsenschalen zeigte, dass der in Alkohol unlösliche Rückstand (AIR) von Erbsenschalen 94 % Kohlenhydrate aufwies, einschließlich 4 bis 6 % pektinösen Stoffs (Weightman et al. 1994). Funktionelle Eigenschaften des AIR zeigten eine hohe Kationenaustauschkapazität und bedeutende Wasseraufnahme- und -quellvermögen. Dalev und Simeonova, 1995, vereinigten positiv geladene Proteine unterhalb ihres isoelektrischen Punkts mit anionischem Pektin zur Herstellung von stabilen, ölarmen Emulsionen für Sahne und Mayonnaisen mit einem hohen Gehalt an Nahrungsmittelfasern. Niedrig methoxylierte Pektine wurden als potenzielle Feuchtigkeitsbarrieren in essbaren Beschichtungen (Kester und Fennema 1986) und als kalorienarme Fettaustauscher mit verbessertem Mundgefühl in Salatdressings, tiefgekühlten Desserts und gebackenen Waren (Glicksman 1991) untersucht.
Das meiste gewerbliche Pektin wird aus Zitrusschale extrahiert, die nach dem Entsaftungsvorgang zurückgewonnen wurde. Hitze und mineralische Säuren werden zur Auflösung des Pektins verwendet und für das Präzipitin werden im Allgemeinen entweder Alkohole oder Aluminiumsalze verwendet. Gewerbliches Pektin wird auch auf ähnliche Weise aus Apfeltrester extrahiert (May 1990). Sowohl Zitrusschale als auch Apfeltrester weisen eine hohe Feuchtigkeit auf und werden normalerweise innerhalb von einigen Stunden nach dem Entsaftungsvorgang zur Verhinderung des Angriffs von Schimmelpilzen und nativen Enzymen des Pektins getrocknet. Mit dem Trocknen tritt ein begleitender Verlust an Ausbeute von Pektin auf, 15 % bis 30 % für Zitronenschale (Crandall et al. 1978). Ein trockener Ausgangsstoff, wie Sojaschalen und Hypokotyle, wäre für eine lange Zeitdauer stabil und müsste nicht getrocknet werden, ein deutlicher Vorteil.
Somit besteht ein Bedarf in der Technik für Pektine, die aus anderen Quellen stammen, und besonders für Pektine mit verbesserter Farbe unter Verwendung eines Ausgangsstoffs von geringem Wert, wie zum Beispiel Sojabohnen, und von Ausrüstung, die in die bestehenden Verarbeitungsanlagen für Sojabohnen eingebaut werden kann.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein von Sojabohnen stammendes Pektin mit erhöhter Weiße bereit.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Pektin bereitgestellt, das Soja-pektinösen Stoff mit einem Helligkeitsindex von über 85 L umfasst, wobei der Index ein skalierter Index mit einem Wert von Null für die Farbe Schwarz bis zu einem Wert von 100 für die Farbe Weiß ist.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen Soja-Pektin-Stoff bereit, der etwa 40 Gew.-% von wasserfreier Galacturonsäure und etwa 8 Gew.-% Protein umfasst. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Lebensmittel für Tiere, einschließlich Menschen, bereit, das das Soja-Pektin dieser Erfindung umfasst.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Extrahieren von Soja-Pektin aus Sojabohnen während der Verarbeitung von Sojabohnen bereit, das die Ansäuerung von Sojabohnen-Abfallschalen/Hypokotyl-Strömen bei einer erhöhten Temperatur unter Rühren, gefolgt von Alkholausfällung und Trocknen, einschließt. Optional kann das Verfahren Wasser- und zusätzliche Alkohol-Waschschritte einschließen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird daher ein Verfahren zum Herstellen von Soja-Pektin bereitgestellt, das die folgenden Schritte umfasst:
Vorwaschen einer Schalen/Hypokotyl-Mischung in Gegenwart eines Lösungsmittels für eine Zeit und bei einer Temperatur, die zur Herstellung einer Vorextraktionsmischung mit einer prozentualen Übertragung von über 35 % auf Flüssigkeit ausreichend sind;
Einweichen der gewaschenen Schalen/Hypokotyl-Mischung in Gegenwart eines Lösungsmittels für eine Zeit, bei einer Temperatur und einem pH, die zur Expansion der zellulären Matrix der gewaschenen Mischung ausreichend sind;
Extrahieren einer Sojabohnen-Schalen/Hypokotyl-Mischung in einer mineralischen Säure bei einer erhöhten Temperatur und für eine Zeit und bei einem pH, die zur Extraktion eines pektinösen Soja-Stoffs aus der Mischung ausreichend sind;
Abkühlen des extrahierten pektinösen Stoffs und Erhöhen des pH;
Abtrennen des Extrakts vom festen Rückstand;
Ausfällen des pektinösen Stoffs in einem Alkohol; und
Trocknen des pektinösen Stoffs zur Bildung von Soja-Pektin.
Bevorzugt schließt das Verfahren den Schritt zum Verbessern der Weiße von Soja-Pektin ein, der langsames Abdampfen des Alkohols aus dem ausgefällten Soja-Pektin über eine Zeitdauer umfasst, die zur Erhöhung der Weiße ausreichend ist, bevorzugt beträgt die Dauer mindestens eine Stunde und insbesondere mindestens 2 Stunden, speziell mindestens 3 Stunden.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Herstellen von Soja-Pektin bereit, das die folgenden Schritte umfasst: Extrahieren einer Sojabohnen-Schalen/Hypokotyl-Mischung in einer mineralischen Säure bei einer erhöhten Temperatur und für eine Zeit und bei einem pH, die zur Extraktion eines pektinösen Soja-Stoffs aus der Mischung ausreichend sind; Abkühlen des extrahierten pektinösen Stoffs und Erhöhen des pH; Abtrennen des Extrakts vom festen Rückstand; Ausfällen des pektinösen Stoffs in einem Alkohol; und Trocknen des pektinösen Stoffs zur Bildung von Soja-Pektin.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 stellt ein Ablaufdiagramm einer typischen gewerblichen Verarbeitungsanlage für Sojabohnen dar, das Hot Dehulling (Heißschälen) und Abtrennung von Schalen und Hypokotylen zeigt;
2 stellt ein Ablaufdiagramm einer kleinen Pilotanlage dar, das Wasch-, Einweich-, Extraktions- und Ausfällungsbedingungen zeigt;
3 stellt einen Querschnitt einer kontinuierlichen Vollmantelzentrifuge im Pilotanlagenmaßstab dar; und
4 stellt ein Ablaufdiagramm einer großen Pilotanlage dar, das die Stoffbilanz und Ausbeuten von Pektin aus gewerblicher Sojabohnen-Schalen- und Hypokotyl-Mischung angibt.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben gefunden, dass Pektin aus Abfallschalen/Hypokotyl-Strömen aus der Verarbeitung von Sojabohnen extrahiert werden kann. Chemische Extraktionsmittel, wie zum Beispiel mineralische Säuren, Alkalibasen und Enzyme, zusätzlich zu oder in Verbindung mit Hitze und Rühren, werden zur Extraktion von Pektin aus dem Sojabohnen-Schalen/Hypokotyl-Abfallstrom verwendet. Das extrahierte Pektin kann dann in Alkohol ausgefällt, getrocknet und bewertet werden. Das Verfahren verwendet zur Herstellung von Pektin einen Ausgangsstoff von geringem Wert. Pektin ist ein wertvolles Erzeugnis in der Lebensmittelindustrie und das meiste Pektin wird derzeit in die Vereinigten Staaten importiert. Das Verfahren wurde auch unter Verwendung von Stoffen und Ausrüstung entwickelt, die in bestehende Verarbeitungsanlagen für Sojabohnen eingebaut werden können.
Soja-Pektin kann ein preiswerter Ersatz für Zitrus- und Apfelpektin bei der Herstellung von Marmeladen, Gelees, Süßwaren, Fettaustauschern und Pharmazeutika sein. Pektin kann auch phytochemische Eigenschaften besitzen, wie zum Beispiel die Senkung von Hypercholesterinämie (hohes Cholesterin), und Pektin hat als ein Lebensmittelzusatz viele Verwendungen.
Die Erfinder haben gefunden, dass ein Soja-Pektin hergestellt werden kann, das einen Helligkeitsindex von über etwa 85 L aufweist, bevorzugt von über etwa 87 L und insbesondere von über etwa 90 L. Der Helligkeitsindex ist ein skalierter Index, der die Dunkelheit oder Helligkeit des Produkts darstellt. Der Index beginnt mit einem Wert von Null, der Schwarz darstellt, bis zu einem Wert von 100, der Weiß darstellt. Weitere Details über den Index können in Norman Potter und Joseph Hotchkiss, 1995, „Food Science" 5. Auflage, Chapman and Hall Publishing, NY, NY, Seite 93-95, gefunden werden.
Arbeitsgang der Vorwascheinheit
Die Extraktion von Pektin aus Proben von Sojabohnen-Schalen und Hypokotylen mit mineralischen Säuren war zunächst nicht erfolgreich. Das getrocknete Pektin war dunkelbraun gefärbt, brüchig, sehr hart und beständig gegen Resolubilisierung nachdem es unter Vakuum getrocknet wurde. Es wurde ermittelt, dass die Anwendung eines Vorwaschschrittes vor dem Extrahieren der Sojaschalen und Hypokotyle eine vorteilhafte Wirkung auf die Reinheit des Endprodukts hatte. Dieser Vorwaschschritt entfernte lösliche Hemicellulose und andere lösliche Verbindungen, die die Extraktion des Pektins störten. Die Massenbilanz zeigte, dass etwa 15 % des Trockengewichts der Ausgangsstoffe während des Waschschritts entfernt wurden.
Während der Untersuchung zur Waschtemperatur bei 20°C, 50°C, 60°C, 70°C und 90°C nahm die Ausbeute von Pektin bedeutend ab als die Wassertemperaturen der Vorwäsche über 20°C erhöht wurden, wie in Tabelle 1 dargestellt ist. TABELLE 1 Vergleich von Waschtemperaturen unter Verwendung der Trübung des Laugenwassers, der %-Ausbeute von Pektin und der %-Reinheit von Pektin

UA = Galacturonsäure

Es wurde ermittelt, dass zwei Vorwäschen von 10 Minuten bei Umgebungstemperatur von 20°C, zur Entfernung von störenden löslichen Verbindungen zur Steigerung der Pektinqualität und -reinheit ohne eine erhebliche Verringerung der Ausbeute von Pektin ausreichend sind.
Arbeitsgang der Einweicheinheit
Das Ziel des Einweichens war die Expansion des zellulären Netzwerks und die Erleichterung der Extraktion von Pektin, um die Ausbeute zu steigern. Es wurde das Einweichen der Schalen und Hypokotyle bei Raumtemperatur bei einem pH von 2,0-2,4 für 18 Stunden mit dem Einweichen für 7 Tage verglichen. Es trat beim Vergleich zwischen dem Einweichen für 18 Stunden, Ausbeute 9,8 ± 0,9 %, und dem Einweichen für sieben Tage, 9,4 ± 0,5 % Ausbeute, kein bedeutender Unterschied auf. Dies zeigte, dass die Einweichzeiten, die länger als 18 Stunden waren, für die vorgeschlagenen Extraktionsbedingungen für Pektin nicht zur Freisetzung einer größeren Menge von pektinösen Stoffen aus der zellulären Matrix führte. Längere Voreinweichzeiten lieferten auch ein dunkler gefärbtes Pektin. Werte sind nicht gezeigt.
Der pH-Bereich von 2,0-2,4 wurde auf der Grundlage der Informationen, die aus einem Patent von Olsen und Stuewer von 1938 erhalten wurden, ausgewählt. Dieser pH lockerte die zelluläre Matrix ohne Schädigung des pektinösen Stoffs und minimierte Zunahmen bei der mikrobiellen Belastung. Das Einweichen der Ausgangsstoffe vor der Extraktion von Pektin wurde zu einem begrenzten Maß gewerblich angewendet. Es wurde zur Lagerung von frischer Limetten- und Zitronenschale angewendet, um den schnellen Abbau von Pektin durch native Endopolygalacturonase-Enzyme zu vermeiden. Das Einweichen bei einem herabgesetzten pH unterstützt auch das Erweichen der Zitrusschale und die Vermeidung von mikrobiellem Abbau (Ehrlich, 1998).
Kleinmaßstäbliche Pilotanlagenextraktionen
Die vorläufigen Laborexperimente wurden abgeschlossen und für kleinmaßstäbliche Extraktionen in der Pilotanlage vergrößert, wie in 2 gezeigt ist. Der pektinöse Stoff, der im Arbeitsgang der kleinmaßstäblichen Pilotanlage extrahiert und unter Verwendung von Presstüchern abgetrennt wurde, ergab eine Ausbeute von 3,0 %. Die Farbe dieser Probe war L·80,7 +/– 4,1, a·1,2 +/– 0,5, b·10,7 +/– 1,6. Beim Vergleich mit gewerblichem Pektin aus Limetten mit einer Farbe von L·91,6, a·1,8, b·14,6 wurde beobachtet, dass der Soja-pektinöse Stoff etwas dunkler in der Farbe ist. Normalerweise hat Pektin, das aus Limetten- oder Zitronenschale extrahiert wurde, eine Ausbeute von etwa 30 % und eine Reinheit von größer als 65 % (Crandall et al. 1978). Die minimale Reinheit als Galacturonsäure von 65 % ist von USP Standards vorgeschrieben. Den Erfindern gelang es nicht, eine Bildung von hoch methoxyliertem Gel mit dem Soja-pektinösen Stoff unter Verwendung der überschüssigen Säure in der Glasmethode (IFT 1959) mit diesem besonderen bevorzugten Extrakt zu erzielen. Somit unterscheidet sich das Sojabohnen-Pektinprodukt vom traditionellen Zitruspektin und wirkt mehr als ein Verdickungsmittel als ein Geliermittel.
Es wurden 50 g aus der dritten kleinmaßstäblichen Pilotanlagenextraktion auf ihre chemischen Bestandteile analysiert und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. TABELLE 2 Analyse von Polysaccharid des Pektins aus Sojabohnen

* Anhydrogalacturonsäure (AGA)

Diese Ergebnisse zeigen, dass die aus Sojabohnen-Schalen und Hypokotylen isolierten, pektinösen Substanzen ein Pektingerüst sind, das aus Rhamnogalacturon- und Xylogalacturonsäuren besteht. Sie wiesen einen Gehalt an Galacturonsäure von 41,3 % und einen Gehalt an Xylose/Mannose von 16 % auf. Es traten bedeutende Mengen von Galactose und Glucose und kleine Mengen von Rhamnose und Arabinose auf. Nach erheblichem Waschen des Rohmaterials mit Wasser, Waschen mit Alkohol/Ausfällung und Waschen mit Alkohol/Drücken des pektinösen Produkts, waren die lose gebundenen Zucker, die Teil der physikalischen Matrix waren, entfernt worden. Daher müssen die verbleibenden Zucker Teil der pektinösen Moleküle gewesen sein. Diese Ergebnisse sind dem gewerblichen SPS Sojaprodukt, von dem Beldman et al. 1996 berichteten, mit einem ähnlichen Gehalt an Galacturonsäure und neutralen Zuckern für Galactose und Arabinose aus einem löslichen „haarigen" Polysaccharid des Pektins von Soja ähnlich (Adler-Nissen et al. 1984).
Der Soja-pektinöse Stoff, der unter den in 2 beschriebenen Bedingungen extrahiert wurde, wies einen Veresterungsgrad (DE) von 29,6 % mit einem Methoxyl-Gehalt von 1,67 % auf, was auf ein niedrig methoxyliertes (LM) Pektin hinweist. Weightman et al., 1994 und 1995, ermittelten, dass der in Alkohol unlösliche Rückstand (AIR) aus einer anderen Hülsenfrucht, Erbsenschalen, auch einen niedrigen Methylierungsgrad aufwies.
Es trat ein ziemlich hoher Acetylierungsgrad, 27,2 %, des durch Säure extrahierten Soja-pektinösen Stoffs auf. Der gesamte Acetylgehalt von 2,1 %. Das durchschnittliche Molekulargewicht des Soja-pektinösen Stoffs betrug ungefähr 21 kD. Es waren lediglich 85 % dieser Soja-pektinösen Probe löslich, einschließlich etwa 8 %, die Protein waren. Vom verbleibenden unlöslichen Anteil wurde angenommen, dass er meistens unlösliche Cellulose und Hemicellulose darstellt.
Großmaßstäbliche Pilotanlagenextraktionen
Das Ziel der großmaßstäblichen Tests war die Herstellung mehrerer hundert Gramm von pektinösem Stoff aus Soja-„Mill Run" für gewerbliche Bewertungen. Diese Menge von Produkt erforderte drei oder vier großmaßstäbliche Pilotanlagenläufe und eine Zentrifuge für die Abtrennung der verbrauchten Schalen aus der Pektinlösung. Die Vollmantelzentrifuge war fähig, die extrahierte Pektinsuspension mit Feststoffgehalten von etwa 40 % Feststoffen abzutrennen und sie auf weniger als 6 % Feststoffe in der zentrifugierten Pektinlösung zu reduzieren. 4 zeigt das gesamte Verfahren und die Stoffbilanzwerte von einem der großmaßstäblichen Pilotanlagenläufe. Aus 9 kg der gewerblichen Sojaschalen- und Hypokotyl-Mischung extrahierte das Verfahren dieser Erfindung ungefähr 500 g Pektin mit einer Ausbeute von 5,6 % und UA von 37 %.
Begrenzte Anwendungsstudien des Soja-pektinösen Stoffs bei Danisco-Cultor zeigten, dass er eine Verdickungsleistung in einem Getränk auf Milchbasis aufwies. Ein negativer Aspekt für das Getränk auf Milchbasis war eine Fähigkeit zum Ausfällen von Protein. Die Erfinder erwarten, dass der Soja-pektinöse Stoff dieser Erfindung für viele Verwendungen in der Lebensmittelindustrie geeignet sein wird.
Traditionell werden Sojaschalen und Hypokotyle an Wiederkäuer als eine Energiequelle verfüttert, wenn die Wiederkäuer auf Futtersuche in einer kühlen Jahreszeit sind. Die Futteranalyse an einer Gemischprobe aus dem großmaßstäblichen Lauf vor und nach der Extraktion durch Säure zeigte, dass keine großen Unterschiede bei der Verdaubarkeit des Futters vor und nach der Extraktion des Pektins durch Säure auftraten. Daher war es beim Abschluss dieser Durchführbarkeitsstudie des Extraktionsverfahrens von Pektin wichtig, die Unterschiede im Futterwert vor und nach Extraktion zu messen. Die Ergebnisse aus der Futteranalyse bewerteten den Energiegehalt in den Sojaschalen vor und nach Extraktion, wie in Tabelle 3 gezeigt ist.
Das Rohprotein nahm um weniger als 1 % ab, doch ist bei fast 13 % noch angemesssen. Die NDF und Hemicellulose reflektieren die sauren Extraktionsbedingungen, die zu einem höheren Prozentanteil von Cellulose in der extrahierten Probe führten. Sowohl Lignin (ADL) als auch Tannin waren in diesen Proben niedrig. Die Verdaubarkeit, % IVDMD, ist bei etwa 80 %, im Vergleich zu Alfalfa bei 70 bis 72 %, ausgezeichnet. Typische Variationskoeffizienten betragen unter Verwendung dieser Futteranalysetechniken weniger als 2 %. Die Sojaschalen und Hypokotyle sind nach der Extraktion noch immer eine gute Energiequelle für Wiederkäuer. Die Feuchtigkeit im extrahierten „Mill Run", etwa 70 %, ist dem Grünmais ähnlich und hat Verwendungspotenzial in Silage. Die heiße Extraktion durch Salpetersäure entfernte etwa 1,8 % der Asche und kann als eine allgemeine Verringerung bei den meisten der Mineralien gesehen werden. Somit werden Sojaschale und Hypokotyl, aus denen das Pektin extrahiert wurde, noch immer als Futter, das hauptsächlich als eine Energiequelle, trotz einer Verringerung des Mineralgehalts, verwendet wird, verwendbar sein.
Der aus Sojabohnen-Schalen und Hypokotylen extrahierte, pektinöse Stoff ist in allen Anwendungen, in denen andere Pektine verwendbar sind, verwendbar. Die Verwendung von löslicher Faser und Mischungen von löslicher und unlöslicher Faser in Lebensmittelprodukten nimmt schnell zu (Andersson 1994, Garcia et al. 1991, Thestrup 1993, Yamaguchi et al. 1994). Die Erfinder haben nachgewiesen, dass der Hauptanteil von pektinösen Stoffen aus den Sojaschalen extrahierbar ist und ein brauchbares Handelsprodukt gebildet wird. Die quantitative Extraktion von Nahrungsmittelfaserkomponenten aus Soja wurde bereits veröffentlicht (Jeltema und Zabik 1980).
Die Tatsache, dass sich der Soja-pektinöse Stoff von Zitruspektin unterscheidet, hat mehrere Vorteile. Die Zitrusindustrie hat einen lange bestehenden Marktanteil bei der Verwendung von Pektin als ein Lebensmittelbestandteil und ein neues ähnliches Produkt würde schwer konkurrieren können. Eine der Einschränkungen von Zitruspektin als ein Nutrazeutikum ist die Bildung von festen Gelen bei niedrigen Konzentrationen (Yamaguchi et al. 1994). Für nutrazeutische und funktionelle Zwecke werden Pektine mit geringerem Molekulargewicht und niedrigem Methoxyl-Gehalt aus Pektinen mit hohem Molekulargewicht und hohem Methoxyl-Gehalt hergestellt (Yamaguchi et al. 1994, Thestrup 1993). Der Soja-pektinöse Stoff wird mit einem niedrigen Molekulargewicht und einem niedrigen Methoxyl-Gehalt extrahiert und kann als ein funktioneller und/oder nutrazeutischer Lebensmittelzusatz wirtschaftlich realisierbarer sein. Falls gefunden wird, dass der Soja-pektinöse Stoff gesundheitliche Vorteile aufweist, wie zum Beispiel eine Fähigkeit zur Senkung von Cholesterin, kann er in relativ großen Mengen zu Lebensmitteln gegeben werden, ohne die Textureigenschaften der Lebensmittel zu sehr zu verändern. Mit 70 Millionen metrischen Tonnen von Sojabohnen, die jedes Jahr in den US produziert werden, und 8 % dieser Menge, die geringwertiger „Mill Run" mit einem Gehalt von 6 % pektinösem Stoff sind, besteht eine potenzielle Produktion von mehr als 100 Tausend Tonnen jährlich. Die Erfinder haben gezeigt, dass Soja-„Mill Run" nach der Extraktion von Pektin immer noch als ein Viehfutter verwendet werden kann und die Gewinne für Erzeuger und Verarbeiter von Sojabohnen erhöhen könnte.
BEISPIELE
MATERIALIEN
Gewerbliche Proben einer Sojabohnen-Schalen- und Hypokotyl-Mischung wurden von einer Verarbeitungslinie für Sojabohnen eines großen Verarbeiters von Sojabohnen in Stuttgart, AR, erhalten. Alle Chemikalien (Salpetersäure, Natriumhydroxid, 2-Propanol, m-Phenylphenol) wurden von Fisher Scientific, Pittsburgh, PA), erworben.
METHODEN
Phase 1: Experimente im Labormaßstab
Sojaschalen und Hypokotyle wurden von einer gewerblichen Verarbeitungsanlage für Sojabohnen nach dem Heißschälen und einer anfänglichen Abtrennung der Schalen von den aufgebrochenen Kotyledonteilen abgenommen. Die Ausgangsstoffe dieses Experiments, eine gewerblich erhältliche Schalen- und Hypokotyl-Mischung, wurde gemischt und zufällig zu Unterproben bestimmt. Es wurde eine Reihe von vorläufigen Experimenten entwickelt, um die Herstellung von Zitruspektin und die Extraktionsverfahren an die Extraktion von pektinösen Stoffen aus Sojabohnen-Schalen und Hypokotylen anzupassen. Alle Experimente wurden in doppelter Ausführung durchgeführt.
Proben von Sojaschalen und Hypokotylen wurden zur Bestimmung der Auswirkungen von Waschwassertemperaturen gewaschen. Die prozentuale Übertragung (% T) wurde an den Waschlösungen mit einem Coleman-Hatachi Modell 101 Spektrophotometer (Maywood, IL) gemessen. Es wurden separate Experimente durchgeführt, um die Ausbeute von Pektin durch Einweichen der gewaschenen Schalen und Hypokotyle zur Expansion ihrer zellulären Matrix zu steigern. Es wurde eine Einweichzeit von 18 Stunden bei Umgebungstemperatur mit einer Einweichzeit von 7 Tagen bei pH 2,0-2,4, der mit Salpetersäure eingestellt war, eine Säure, die gewöhnlich bei gewerblichen Extraktionsvorgängen von Pektin verwendet wird, verglichen.
Die folgenden Extraktionsbedingungen wurden im Labor optimiert. 60 g Schalen und Hypokotyle wurden zweimal mit Wasser bei Umgebungstemperatur unter schnellem Rühren für 10 Minuten gewaschen. Das verunreinigte Waschwasser wurde von den Schalen und Hypokotylen abgefiltert. Sie wurden dann 18 Stunden in 1 l Wasser bei Raumtemperatur, das auf pH 2,0-2,4 unter Verwendung von Salpetersäure eingestellt war, eingeweicht. Nach den Wasch- und Einweichschritten wurde die Schalen- und Hypokotyl-Mischung bei 90°C und pH 1,8 für 45 min unter schnellem Rühren extrahiert. Nach Erhitzen wurde der pH unter Verwendung von Natriumbicarbonat auf ungefähr pH 4,0 erneut eingestellt, um die Schädigung des pektinösen Produkts zu minimieren. Die Pektinlösung wurde von den verbrauchten Schalen durch Filtration abgetrennt und für 18 Stunden in 2 × Volumina von 100 % 2-Propanol ausgefällt, wonach das Abfiltrieren von der Lösung erfolgte. Der pektinöse Stoff wurde zweimal in 70 % 2-Propanol und einmal in 100 % 2-Propanol gespült, wonach das Trocknen bei Raumtemperatur über Nacht zur Verdampfung des Alkohols und unter Vakuum bei 55°C für 18 Stunden zur Verdampfung des Wassers erfolgte. Diese vorläufigen Experimente im Labormaßstab legen die Bedingungen für die größeren Pilotanlageextraktionen fest.
Der pektinöse Stoff aus jeder der Extraktionen wurde hinsichtlich %-Ausbeute, Farbe und Reinheit charakterisiert. Die Farbe des getrockneten, gemahlenen Pektins wurde an einem Gardner/Pacific Scientific Kolorimeter (Model 05, Silver Springs, MA) gemessen. Der Gehalt an Galacturonsäure (UA) wurde durch die m-Hydroxydiphenyl-Methode, modifiziert von Kintner und VanBuren, 1982, unter Verwendung eines Coleman-Hitachi Modell 101 Spektrophotometers gemessen.
Mit Bezug auf 1 ist ein Blockdiagramm 100 für eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens dieser Erfindung gezeigt, das einen Konditionierungsschritt 102 einschließt, worin der Wassergehalt von Sojabohnen auf etwa 13 bis etwa 16 Prozent reduziert oder erhöht wird. Es können auch höhere und niedrigere Wasserprozentanteile angewendet werden. Anschließend werden die konditionierten Sojabohnen zur Entfernung von Fremdmaterial in einem Reinigungsschritt 104 unter Verwendung von Luft und Sieb gereinigt. Nach Reinigen werden die Sojabohnen in einem Trocknungsschritt 106 bis etwa 10,5 % Feuchtigkeitsgehalt getrocknet. Anschließend werden die Sojabohnen in einem Erhitzungsschritt 108 mit Heißluft und/oder Dampf auf etwa 70°C erhitzt. Nach Erhitzen werden die Sojabohnen in einem Zerkleinerungsschritt 110 zwischen zwei Walzen in etwa 8 Teile mechanisch zerkleinert. Anschließend werden die Schalen und Hypokotyle im Entfernungsschritt 112 von den Teilen mit Gummirollen oder anderen mechanischen Mitteln entfernt. Nach Entfernung werden die Schalen und Hypokotyle in einem Trennschritt 114 von den Bohnenteilen in einem Luftstrom im Gegenstrom abgetrennt. Nach Abtrennung der Schalen und Hypokotyle werden kleine Teile von Kotyledonen und Hypokotylen in einem Abtrennungsschritt 116 von den Schalen abgetrennt. Gewonnene kleine Teile von Kotyledonen und Hypokotylen werden in einem Flockierungsschritt 118 flockiert. Gewonnene Schalen und verbleibende Hypokotyle werden in einem Mahlschritt 120 gemahlen. Schließlich wurden die gemahlenen Schalen und Hypokotyle oder „Mill Run"-Feststoffe in einem Abfüllschritt 122 in Tierfutter verarbeitet.
Phase 2: Kleine Pilotanlagenextraktionen
Die Laborverfahren wurden dann in einer Reihe von drei kleinmaßstäblichen Pilotanlagenläufen unter Verwendung von jeweils 1,8 kg der gewerblichen Schalen- und Hypokotyl-Mischung vergrößert. Dies ist ein Zwischenschritt in dem Scale-Up-Verfahren und war 30-mal größer als der Labormaßstab. Der Ausgangsstoff wurde zweimal mit 30 l Wasser bei Umgebungstemperatur gewaschen. Nach jedem Waschen wurden die Feststoffe von dem verunreinigten Waschwasser unter Verwendung eines Langenkamp Aufbereiters, Modell 185SG, abgetrennt. Dann wurde das Material 18 Stunden in 30 l Wasser bei Umgebungstemperatur, nachdem der pH mit Salpetersäure auf 2,4 eingestellt worden war, eingeweicht. Die pektinösen Stoffe wurden in einem Kessel mit Dampfmantel unter schnellem Rühren bei 90°C und pH 1,8 für 45 Minuten extrahiert. Die Pektinlösung wurde von den verbrauchten Schalen unter Einsatz von mechanischem Drücken durch Presstücher abgetrennt. Nach mechanischem Drücken kann die Pektinlösung zu einer Flüssigkeitskonzentration von 0,5 bis 3-5 % ultrafiltriert werden. Nach Ausfällung in 2 × Volumina von 100 % 2-Propanol, drei Spülungen in 70 % und 100 % 2-Propanol und Trocknen wurden ungefähr 50 g des pektinösen Stoffs aus dem dritten Lauf von Danisco-Cultor, Brabrand, Dänemark, zur chemischen Zusammensetzung analysiert.
Nun mit Bezug auf 2 ist ein Blockdiagramm 200 für eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens dieser Erfindung gezeigt, das einen Startschritt 202 einschließt, worin eine Sojaschalen- und Hypokotyl-Probe von 1800 Gramm ihren Weg durch das Reinigungs- und Aufhellungsverfahren dieser Erfindung beginnt. Die Schalen- und Hypokotyl-Probe wird in einem Waschschritt 204 gewaschen bis % T (Trübung) weniger als etwa 35 % beträgt. Nach Waschen wird die Probe in Wasser bei Raumtemperatur, das auf einen pH von etwa 2,4 eingestellt ist, in einem Einweichschritt 206 eingeweicht. Anschließend wird die Probe bei einem pH von etwa 1,8 für etwa 45 Minuten unter Rühren bei einer Temperatur von etwa 90°C in einem Extraktionsschritt 208 extrahiert. Nach Extrahieren wird die extrahierte Probe in einem Abkühlungsschritt 210 auf etwa 55°C abgekühlt und der pH wird mit Natriumcarbonat auf etwa 4,2 eingestellt. Anschließend wird eine flüssige Komponente der abgekühlten Probe in einem Trennschritt 212 unter Verwendung eines mechanischen Presstuches abgetrennt. Es sollte erkannt werden, dass jedwedes Gerät zur Abtrennung von Flüssigkeiten verwendet werden kann, vorausgesetzt, das Gerät führt nicht zur Zersetzung des pektinösen Stoffs. Nach Abtrennung kann die Flüssigkeit in einem Ultrafiltrationsschritt 214 konzentriert werden; obgleich bevorzugt, kann der Schritt ausgelassen werden. Nach Ultrafiltration wird die Flüssigkeit in einem Ausfällungsschritt 216 in 2 Volumina 2-Propanol ausgefällt. Nach Ausfällung werden die Feststoffe in einem Waschschritt 218 dreimal mit 70 % Propanol und 2-mal mit 100 % 2-Propanol unter mechanischem Drücken zwischen jedem Waschen gewaschen. Obgleich 2-Propanol bevorzugt ist, können andere Alkohole verwendet werden, bevorzugt primäre und sekundäre Alkohole mit zwischen etwa 2 und etwa 10 Kohlenstoffatomen. Nach Waschen wird in einem Verdampfungs/Trocknungsschritt 220 ermöglicht, dass der verbleibende Alkohol über eine Zeitdauer verdampft, und dann werden die Feststoffe im Vakuum bei etwa 50°C für etwa 18 Stunden getrocknet. Anschließend werden die getrockneten Feststoffe in einem Mahlschritt 222 gemahlen, um ein Sieb von 20 mesh zu passieren. Nach Mahlen werden die Feststoffe in einem Aufbewahrungsschritt 224 unter trockenen Bedingungen zur Bewertung aufbewahrt. Natürlich kann der Feststoff an dieser Stelle zur Herstellung von jedwedem Lebensmittel, das Pektin verwendet, verwendet werden. Somit ist jedwedes Lebensmittel, das das Soja-Pektin dieser Erfindung enthält, auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Phase 3: Großmaßstäbliche Pilotanlagentests
Basierend auf den kleinmaßstäblichen Extraktionen wurde eine Reihe von vier großmaßstäblichen Pilotanlagenextraktionen mit 9 kg der Schalen- und Hypokotyl-Mischung durchgeführt, die gewaschen, eingeweicht und in 80 l Wasser bei 90°C und pH 1,8 für 45 min extrahiert wurden. Es wurde ein Überkopfmischer, Ligntning (Avon, NY) zur Bereitstellung von kontinuierlichem Rühren während der Extraktion verwendet, um die Säurepenetration und die Entfernung von Pektin aus den Schalen zu unterstützen. Eine Extraktion dieser Größe untersagte die Anwendung von Batch-Filtration, somit wurden vorläufige Tests zur Bestimmung der Betriebsparameter für eine kontinuierliche Vollmantelzentrifuge im Pilotanlagenmaßstab (Derrick Corporation, Buffalo, NY 14225) durchgeführt. Die Zentrifuge im Pilotanlagenmaßstab wurde uns von der Derrick Corporation ausgeliehen, deren Angestellte mit uns arbeiteten, um die Trenntechniken und die Betriebsbedingungen der Zentrifuge zu verfeinern.
Diese Vollmantelzentrifuge hat einen Antriebsmechanismus für den Mantel und einen separaten Antriebsmechanismus, der ein Förderteil dreht, um die Feststoffe aus dem Inneren des Mantels zu entfernen, wie in 3 gezeigt ist. Bei Betrachtung von 3 ist eine bevorzugte Zentrifugeneinheit 300 zur Verwendung in der praktischen Ausführung dieser Erfindung gezeigt, die einen Schlammeinlass 302, ein Gehäuse 304, eine Schnecke 306, eine Vielzahl von Fördergliedern 308, eine Feststoffableitung 310 und eine Flüssigkeitsableitung 312 einschließt. Die Schnecke 306 ist so dargestellt, dass sie in einer Richtung dreht, die vom Pfeil 314 angezeigt ist.
Es wurde festgestellt, dass die Drehzahl der Vollmantelzentrifuge von 5 000 rpm (3750 RCF) zur Entfernung der meisten der feinen Stoffe, die nach der Extraktion verbleiben, ausreichend ist. Das Förderteil wurde bei 3 100 rpm in der zum Mantel entgegengesetzten Richtung laufen gelassen, um eine Differenzdrehzahl von 20 rpm zu ergeben, bei der die Feststoffe aus dem Mantel gefördert werden. Das zugespitzte, konische Ende der Zentrifuge wirkt wie eine schiefe Ebene, wo die Feststoffe abgeleitet werden, wenn sie angefördert und aus der Zentrifuge rausgefördert werden.
Der Feststoffgehalt der Zuführung und des Strom, der zentrifugiert worden war, wurde unter Verwendung einer Beckman Modell TJ-6 Zentrifuge (Fullerton, CA 92835) bestimmt.
Der pektinöse Stoff wurde in 2 × Volumina von 100 % 2-Propanol über Nacht ausgefällt und mit 70 % und 100 % 2-Propanol gewaschen (4). Die Entfernung der Alkohollösung und Spüllösungen wurde mit Presstüchern erzielt. Es wurden ungefähr 800 g dieses Produkts auf Funktionalität und Anwendungen analysiert.
In dieser Durchführbarkeitsstudie untersuchten die Erfinder auch, wie wirtschaftlich die Sojaschalen- und Hypokotylreste nach Extrahieren des Pektins entsorgt werden könnten. Gemischte Proben der Sojaschalen und Hypokotyle wurden analysiert, um zu bestimmen, ob die extrahierten Sojaschalen noch immer als eine Energiequelle für Wiederkäuer verwendet werden könnten. Die Proben wurden 18 Stunden bei 55°C in einem Umluftofen zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts vor dem Mahlen getrocknet. Eine repräsentative Probe wurde 18 Stunden bei 100°C in einem Konvektionsofen zur Bestimmung des Trockenmassegehalts getrocknet. Alle der Analysen beziehen sich auf eine Trockenmasse, absolut trockene Basis. Gemischte Proben der Ausgangsstoffe und extrahierte Sojaschalen und Hypokotyle wurden auf Neutral-Detergenzien-Faser (NDF), Säure-Detergenzien-Faser (ADF) und Säure-Detergenzien-Lignin (ADL) unter Verwendung einer Modifikation der Van-Soest-Methode (Goering und Van Soest 1970) mit der Filtertaschen-Technik (Ankom²⁰⁰ Fiber Analyser: Ankom Technology Corporation, Fairport, NY) analysiert. Die Proben wurden auch auf in-vitro-Verdaubarkeit IVDMD durch das Verfahren von Tilley und Terry, 1963, analysiert. Trockenmasse, Asche und Rohprotein als Kjeldahl-Stickstoff wurden durch das AOAC, 1984, Verfahren ausgeführt und Tanningehalt wurde durch die Methode von Burns, 1971, wie von Price et al., 1978, modifiziert, analysiert. Die Mineralanalyse wurde durch induktiv gekoppeltes Plasma (Spectro Analytical Instruments, Spectro Flame Module E) durchgeführt.
Nun mit Bezug auf 4 ist ein Blockdiagramm 400 für eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens dieser Erfindung gezeigt, das einen Startschritt 402 einschließt, worin eine Sojaschalen- und Hypokotyl-Probe von 9 Kilogramm ihren Weg durch das Reinigungs- und Aufhellungsverfahren dieser Erfindung beginnt. Die Schalen- und Hypokotyl-Probe wird in einem Waschschritt 404 4-mal in 200 l Wasser gewaschen und ablaufen gelassen. Natürlich können auch zusätzliche Waschungen angewendet werden. Außerdem können weniger Waschungen angewendet werden, doch das resultierende Verfahren ist weniger bevorzugt. Nach Waschen wird die Probe in Wasser bei Raumtemperatur, das auf einen pH von etwa 2,4 eingestellt ist, in einem Einweichschritt 406 eingeweicht. Anschließend wird die Probe bei einem pH von etwa 1,8 für etwa 45 Minuten unter Rühren bei einer Temperatur von etwa 90°C in einem Extraktionsschritt 408 extrahiert. Nach Extrahieren wird die extrahierte Probe in einem Abkühlungsschritt 410 auf etwa 70°C abgekühlt und der pH wird auf etwa 4,2 eingestellt. Anschließend wird eine flüssige Komponente der abgekühlten Probe in einem Trennschritt 412 unter Verwendung einer Zentrifuge bei 3750 RCS bei einer Flussrate von etwa 9,5 l/min abgetrennt. Es sollte erkannt werden, dass jedwedes Gerät zur Abtrennung von Flüssigkeiten verwendet werden kann, vorausgesetzt, das Gerät führt nicht zur Zersetzung des pektinösen Stoffs. Nach Abtrennung wurden in einem Gewinnungsschritt 414 etwa 82 l einer Rohpektinlösung und etwa 22 kg extrahierte Feststoffe erhalten; der Schritt kann jedoch bevorzugt ausgelassen werden. Anschließend wird die Flüssigkeit in einem Ausfällungsschritt 416 in 2-Propanol unter Rühren ausgefällt und für etwa 18 Stunden in der Ausfällungsumgebung bereitgehalten. Nach Ausfällung werden die Feststoffe in einem Waschschritt 418 dreimal mit 70 % Propanol und 2-mal mit 100 % 2-Propanol unter mechanischem Drücken zwischen jedem Waschen gewaschen. Obgleich 2-Propanol bevorzugt ist, können andere Alkohole verwendet werden, bevorzugt primäre und sekundäre Alkohole mit zwischen etwa 2 und etwa 10 Kohlenstoffatomen. Nach Waschen wird in einem Verdampfungs/Trocknungsschritt 420 ermöglicht, dass der verbleibende Alkohol über eine Dauer von etwa 48 Stunden bei Raum- oder Umgebungstemperatur verdampft, und dann wird unter Vakuum bei etwa 50°C für etwa 18 Stunden getrocknet. Dieses Verfahren lieferte 511 Gramm eines pektinösen Stoffs, eine Ausbeute von etwa 5,6 % in einem Gewinnungsschritt 422. Natürlich kann der Feststoff an dieser Stelle zur Herstellung von jedwedem Lebensmittel, das Pektin verwendet, verwendet werden. Somit ist jedwedes Lebensmittel, das das Soja-Pektin dieser Erfindung enthält, auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Obgleich mehrere bevorzugte Verfahren dieser Erfindung vorstehend beschrieben sind, sollte erkannt werden, dass die in diesen Ausführungsformen dargelegten Zeiten und Temperaturen bevorzugte Zeiten und Temperaturen sind und kürzere und längere Zeiten sind zulässig und auch hohe und niedrigere Temperaturen sind zulässig.
LITERATUR

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Oühbgleich die Erfindung unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausfrungsformen offenbart wurde, kann der Fachmann durch Lesen dieser Beschreibung Veränderungen und Modifikationen, die vorgenommen werden können, die nicht vom aneRahmen der Erfindung, wie nachstehend beansprucht, abweichen, rkennen.

Claims

Pektin, das Soja-pektinösen Stoff mit einem Helligkeitsindex von über 85 L umfasst, wobei der Index ein skalierter Index mit einem Wert von Null für die Farbe Schwarz bis zu einem Wert von 100 für die Farbe Weiß ist.
Pektin nach Anspruch 1, worin der Helligkeitsindex über 87 L liegt, wobei der Index ein skalierter Index mit einem Wert von Null für die Farbe Schwarz bis zu einem Wert von 100 für die Farbe Weiß ist.
Pektin nach Anspruch 1, worin der Helligkeitsindex über 90 L liegt, wobei der Index ein skalierter Index mit einem Wert von Null für die Farbe Schwarz bis zu einem Wert von 100 für die Farbe Weiß ist.
Pektin nach Anspruch 1, worin das Pektin etwa 40 Gew.-% Galacturonsäure, etwa 16 Gew.-% einer Mischung aus Xylose und Mannose, etwa 8 Gew.-% Galactose, etwa 1,5 Gew.-% Rhamnose, etwa 4 Gew.-% Glucose, etwa 2,5 Gew.-% Arabinose, etwa 1,5 Gew.-% Fucose, etwa 1 Gew.-% Cellulose, etwa 8 Gew.-% Protein und etwa 2 % Feuchtigkeit umfasst.
Pektin nach Anspruch 1, worin das Pektin etwa 40 Gewichts-% Galacturonsäure und etwa 16 Gewichts-% einer Mischung aus Xylose und Mannose aufweist.
Pektin nach Anspruch 1, worin das Pektin etwa 25 Gewichts-% von veresterten Zuckerresten und einen Methoxyl-Gehalt von etwa 1,5 % aufweist.
Pektin nach Anspruch 1, worin das Pektin einen Acetylierungsgrad von etwa 25 % aufweist.
Pektin nach Anspruch 1, worin das Pektin ein Molekulargewicht von etwa 21 kD aufweist.
Pektin nach Anspruch 1, worin das Pektin eine Anhydrogalacturonsäure (AGA = Anhydrogalacturonic Acid)-Reinheit von etwa 55 % aufweist.
Pektin von Anspruch 1, worin das Pektin eine Anhydrogalacturonsäure (AGA = Anhydrogalacturonic Acid)-Reinheit von über 60 % aufweist.
Verfahren zum Herstellen von Soja-Pektin, das die folgenden Schritte umfasst: Vorwaschen einer Schalen/Hypokotyl-Mischung in Gegenwart eines Lösungsmittels für eine Zeit und bei einer Temperatur, die zur Herstellung einer Vorextraktionsmischung mit einer prozentualen Übertragung von über 35 % auf Flüssigkeit ausreichend sind; Einweichen der gewaschenen Schalen/Hypokotyl-Mischung in Gegenwart eines Lösungsmittels für eine Zeit, bei einer Temperatur und einem pH, die zur Expansion der zellulären Matrix der gewaschenen Mischung ausreichend sind; Extrahieren einer Sojabohnen-Schalen/Hypokotyl-Mischung in einer mineralischen Säure bei einer erhöhten Temperatur und für eine Zeit und bei einem pH, die zur Extraktion eines pektinösen Soja-Stoffs aus der Mischung ausreichend sind; Abkühlen des extrahierten pektinösen Stoffs und Erhöhen des pH; Abtrennen des Extrakts vom festen Rückstand Ausfällen des pektinösen Stoffs in einem Alkohol; und Trocknen des pektinösen Stoffs zur Bildung von Soja-Pektin.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiter folgenden Schritt umfasst: Nachwaschen des ausgefällten pektinösen Stoffs unter Drücken in Gegenwart eines Lösungsmittels für ausreichende verschiedene Male, um den Stoff zu waschen.
Verfahren nach Anspruch 12, worin der Nachwaschschritt Folgendes umfasst: drei Waschungen mit 70 % 2-Propanol und zwei Waschungen mit 100 % 2-Propanol unter Drücken nach jedem Waschen.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiter folgenden Schritt umfasst: langsames Abdampfen des 2-Propanols aus dem pektinösen Stoff für eine ausreichende Zeit, um die Weiße des Pektinprodukts zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiter folgenden Schritt umfasst: Entdampfen des pektinösen Stoffs unter einem Vakuum bei einer erhöhten Verdampfungstemperatur.
Verfahren nach Anspruch 11, das weiter folgenden Schritt umfasst: Zermahlen des Pektinprodukts.
Lebensmittel, das einen Soja-pektinösen Stoff aus Sojaschalen oder Schalen und Hypokotylen mit einem Helligkeitsindex von über 85 L umfasst, wobei der Index ein skalierter Index mit einem Wert von Null für die Farbe Schwarz bis zu einem Wert von 100 für die Farbe Weiß ist.
Lebensmittelzusatzstoff, der einen Soja-pektinösen Stoff aus Sojaschalen oder Schalen und Hypokotylen mit einem Helligkeitsindex von über 85 L umfasst, wobei der Index ein skalierter Index mit einem Wert von Null für die Farbe Schwarz bis zu einem Wert von 100 für die Farbe Weiß ist.