Sojaprotein - Soy protein

Sojabohnenschote

Sojaprotein ist ein Protein , das aus Sojabohnen isoliert wird . Es ist aus der aus Sojamehl , das wurde geschälten und entfettet . Geschälte und entfettete Sojabohnen werden zu drei Arten von eiweißreichen Handelsprodukten verarbeitet: Sojamehl , Konzentrate und Isolate. Sojaproteinisolat wird seit 1959 aufgrund seiner funktionellen Eigenschaften in Lebensmitteln verwendet.

Sojaprotein wird im Allgemeinen als in Proteinkörpern konzentriert angesehen, die schätzungsweise mindestens 60–70% des gesamten Sojaproteins enthalten. Bei der Keimung der Sojabohne wird das Protein verdaut und die freigesetzten Aminosäuren werden zu Standorten des Keimlingswachstums transportiert. Sojabohnen enthalten ein kleines, aber neuerdings sehr bedeutendes 2S- Albumin- Speicherprotein. Hülsenfruchtproteine ​​wie Soja und Hülsenfrüchte gehören zur Globulinfamilie der Samenspeicherproteine, die Hülsenfrüchte und Viciline genannt werden , oder im Fall von Sojabohnen Glycinin und Beta-Conglycinin . Sojabohnen enthalten auch biologisch aktive oder metabolische Proteine, wie Enzyme, Trypsin- Inhibitoren, Hämagglutinine und Cystein-Proteasen , die Papain sehr ähnlich sind . Die Soja - Kotyledonen Speicherproteine, wichtig für die menschliche Ernährung, können am wirksamsten durch Wasser, Wasser extrahiert werden und verdünnten Alkali ( pH 7-9) oder wässrige Lösungen von Natriumchlorid (0,5-2 M ≈ 30-120 g / l) von geschälte und entfettete Sojabohnen, die nur einer minimalen Wärmebehandlung unterzogen wurden, sodass das Protein nahezu nativ oder nicht denaturiert ist.

Geschichte

Sojaprotein ist seit 1936 wegen seiner funktionellen Eigenschaften erhältlich. In diesem Jahr entwarf der Biochemiker Percy Lavon Julian die weltweit erste Anlage zur Isolierung von Sojaprotein in Industriequalität namens Alpha-Protein . Die größte Verwendung von Protein in Industriequalität war und ist für Papierbeschichtungen, in denen es als Pigmentbindemittel dient. Julians Pflanze muss jedoch auch die Quelle des "Sojaproteinisolats" gewesen sein, das Fords Robert Boyer und Frank Calvert zu einer Kunstseide gesponnen haben, die dann zu dem heute berühmten "Seide ist Soja"-Anzug geschneidert wurde, den Henry Ford zu besonderen Anlässen trug . Die letztendliche Tagesproduktion der Anlage von 40 Tonnen Sojaproteinisolat machte den Geschäftsbereich Sojaprodukte zum profitabelsten Geschäftsbereich von Glidden .

Zu Beginn des Zweiten Weltkriegs schickte Glidden eine Probe von Julians isoliertem Sojaprotein (Alpha) an National Foam System Inc. (heute eine Einheit von Kidde Fire Fighting ), die daraus Aero-Foam entwickelte, das von der United States Navy verwendet wurde zur Brandbekämpfung und als "Bohnensuppe" bezeichnet. Obwohl nicht gerade die Idee von Dr. Julian, war es die sorgfältige Herstellung des Sojaproteins, die den Löschschaum ermöglichte. Wenn ein Hydrolysat von isoliertem Sojaprotein in einen Wasserstrom eingespeist wurde, wurde die Mischung mittels einer Belüftungsdüse in einen Schaum umgewandelt. Der Sojaproteinschaum wurde verwendet, um Öl- und Benzinbrände an Bord von Schiffen zu ersticken, und war besonders auf Flugzeugträgern nützlich. Es rettete Tausenden von Seeleuten das Leben.

1958 erwarb Central Soya aus Fort Wayne, Indiana , Julian's Soy Products Division (Chemurgy) der Glidden Paint Company, Chicago. Die Bunge Protein Division von Central Soya schloss sich im Januar 2003 mit dem Sojaproteingeschäft Solae von DuPont zusammen , das 1997 die Sojadivision Protein Technologies International (PTI) von Ralston Purina in St. Louis übernommen hatte. Am 1. Mai 2012 gab DuPont die vollständige Übernahme von Solae von Bunge bekannt.

Sojaproteinisolat in Lebensmittelqualität wurde erstmals am 2. Oktober 1959 mit der Einweihung des essbaren Sojaisolats Promine D von Central Soya auf dem Industriegelände der Glidden Company in Chicago auf den Markt gebracht. Ein essbares Sojaisolat und essbare gesponnene Sojafasern sind seit 1960 auch von der Ralston Purina Company in St. Louis erhältlich, die Boyer und Calvert eingestellt hatte. 1988 wurde PTI zum weltweit führenden Hersteller von isoliertem Sojaprotein.

Lebensmittelanwendungen

Sojaprotein wird in verschiedenen Lebensmitteln verwendet, wie Salatdressings , Suppen , Fleischanaloga , Getränkepulver, Käse , milchfreie Sahne , gefrorene Desserts, Schlagsahne , Säuglingsnahrung , Brot , Frühstückszerealien , Nudeln und Tiernahrung.

Funktionale Anwendungen

Sojamehl oder entfetteter Sojamehl (50% Protein) Leim, der ursprünglich den teureren Kaseinleim für Douglasie- Sperrholz ersetzte, taucht wieder als Leim der Wahl auf, um giftige Harnstoff-Formaldehyd- und Phenol- Formaldehyd-Harzleime durch einen formaldehydfreien Sojaleim zu ersetzen . Sojaprotein wird zum Emulgieren und Texturieren verwendet. Spezifische Anwendungen sind Klebstoffe , Asphalte , Harze , Reinigungsmittel, Kosmetika , Tinten , pleather , Lacken , Papierbeschichtungen, Pestizide / Fungiziden , Kunststoffen , Polyestern und Textilfasern .

Produktionsmethoden

Essbares Sojaprotein "Isolat" wird aus entfettetem Sojamehl mit einer hohen Löslichkeit in Wasser, gemessen durch den Stickstofflöslichkeitsindex (NSI), gewonnen. Die wässrige Extraktion wird bei einem pH unter 9 durchgeführt. Der Extrakt wird geklärt, um das unlösliche Material zu entfernen, und die überstehende Flüssigkeit wird auf einen pH-Bereich von 4–5 angesäuert. Der ausgefallene Proteinbruch wird gesammelt und durch Zentrifuge von der Molke getrennt . Der Käsebruch wird in der Regel mit neutralisiertem Alkali dem Natrium Proteinat zu bilden Salz vor dem Trocknen

Sojaproteinkonzentrat wird hergestellt, indem die Sojaglobulinproteine ​​immobilisiert werden, während die löslichen Kohlenhydrate , Sojamolkeproteine ​​und Salze aus den entfetteten Flocken oder Mehlen ausgewaschen werden . Das Protein wird durch eine oder mehrere von mehreren Behandlungen zurückgehalten: Auslaugen mit 20-80% wässrigem Alkohol / Lösungsmittel , Auslaugen mit wässrigen Säuren in der isoelektrischen Zone minimaler Proteinlöslichkeit, pH 4-5; Auslaugen mit gekühltem Wasser (das Calcium- oder Magnesiumkationen enthalten kann) und Auslaugen mit heißem Wasser von wärmebehandeltem entfettetem Sojamehl/-mehl.

Alle diese Prozesse führen zu einem Produkt, das aus 70 % Protein , 20 % Kohlenhydraten (2,7 bis 5 % Rohfaser ), 6 % Asche und etwa 1 % Öl besteht, die Löslichkeit kann jedoch unterschiedlich sein. Eine Tonne entfettete Sojabohnenflocken ergibt etwa 750 kg Sojaproteinkonzentrat.

Produkttypen

Verarbeitetes Sojaprotein kommt in Lebensmitteln hauptsächlich in drei Formen vor; Sojamehl, Sojaproteinisolate und Sojaproteinkonzentrate.

Isolate

Sojaproteinisolat ist eine hochraffinierte oder gereinigte Form von Sojaprotein mit einem Proteingehalt von mindestens 90% auf feuchtigkeitsfreier Basis. Es wird aus entfettetem Sojamehl hergestellt, bei dem die meisten Nichtproteinkomponenten, Fette und Kohlenhydrate entfernt wurden. Aus diesem Grund hat es einen neutralen Geschmack und verursacht weniger Blähungen als Sojamehl.

Soja-Isolate werden hauptsächlich verwendet, um die Textur von Fleischprodukten zu verbessern , werden aber auch zur Erhöhung des Proteingehalts, zur Verbesserung des Feuchtigkeitsspeichers und als Emulgator verwendet .

Reines Sojaproteinisolat wird hauptsächlich von der Lebensmittelindustrie verwendet . Es ist manchmal in Reformhäusern oder in der Apothekenabteilung des Supermarkts erhältlich . Es wird gefunden , in der Regel mit anderen Lebensmitteln kombiniert Zutaten .

Konzentrate

Sojaproteinkonzentrat besteht zu etwa 70 % aus Sojaprotein und ist im Grunde entfettetes Sojamehl ohne die wasserlöslichen Kohlenhydrate. Es wird hergestellt, indem ein Teil der Kohlenhydrate (löslicher Zucker) aus geschälten und entfetteten Sojabohnen entfernt wird.

Sojaproteinkonzentrat behält die meisten Ballaststoffe der ursprünglichen Sojabohne. Es wird weithin als funktionelle oder ernährungsphysiologische Zutat in einer Vielzahl von Lebensmittelprodukten verwendet, hauptsächlich in gebackenen Lebensmitteln, Frühstückszerealien und in einigen Fleischprodukten. Sojaproteinkonzentrat wird in Fleisch- und Geflügelprodukten verwendet, um die Wasser- und Fettretention zu erhöhen und die Nährwerte zu verbessern (mehr Protein, weniger Fett).

Sojaproteinkonzentrate gibt es in verschiedenen Formen: Granulat, Mehl und sprühgetrocknet. Da sie sehr bekömmlich sind, eignen sie sich gut für Kinder, Schwangere und Stillende sowie ältere Menschen. Sie werden auch in Heimtiernahrung , Milchersatz für Babys (Mensch und Vieh ) und sogar für einige Non-Food-Anwendungen verwendet.

Mehle

Sojamehl wird durch Mahlen von Sojabohnen zu einem feinen Pulver hergestellt. Es kommt in drei Formen: ganz oder vollfett (enthält natürliche Öle ); entfettet (Öle entfernt) mit 50% Proteingehalt und mit entweder hoher Wasserlöslichkeit oder geringer Wasserlöslichkeit; und lecithiniert ( Lecithin hinzugefügt). Eine Geschichte von Sojamehl und -grieß wurde veröffentlicht. Als Sojamehl ist gluten -freien, Hefe -raised Brot mit Soja Mehl dicht ist in der Textur.

Sojagrieß ähnelt Sojamehl, außer dass die Sojabohnen geröstet und in grobe Stücke gebrochen wurden.

Kinako ist ein geröstetes ganzes Sojamehl, das in der japanischen Küche verwendet wird . Der früheste bekannte Hinweis auf Kinako stammt aus dem Jahr 1540 n. Chr. Eine Geschichte von Kinako wurde veröffentlicht.

Ernährung

Sojaprotein ist ein vollständiges Protein, da es alle essentiellen Aminosäuren für die menschliche Ernährung liefert . Sojabohnenprotein ist im Wesentlichen identisch mit dem anderer Hülsenfrüchte- Hülsenfrüchte (dh Hülsenfruchtproteine ​​bestehen im Allgemeinen aus 7S- und 11S-Speicherproteinen ) und ist eine der kostengünstigsten Quellen für Nahrungsprotein. Aus diesem Grund ist Soja für viele Vegetarier und Veganer wichtig .

Sojamehl enthält 50% Protein.

Die Verdaulichkeit einiger Sojalebensmittel ist wie folgt; gedämpfte Sojabohnen 65,3%, Tofu 92,7%, Sojamilch 92,6% und Sojaproteinisolat 93–97%. Einige Studien an Ratten haben gezeigt, dass die biologische Wertigkeit von Sojaproteinisolaten mit tierischen Proteinen wie Casein vergleichbar ist, wenn sie mit der schwefelhaltigen Aminosäure Methionin angereichert werden.

Bei der Messung des Nährwerts von Protein war die ursprüngliche Methode des Protein Efficiency Ratio (PER), die erstmals 1917 von Thomas Burr Osborne und Lafayette Mendel vorgeschlagen wurde , bis 1990 die am weitesten verbreitete Methode. Diese Methode erwies sich für die biologische Bewertung als fehlerhaft. der Proteinqualität, da die in der Studie verwendeten jungen Ratten einen höheren relativen Bedarf an schwefelhaltigen Aminosäuren hatten als der Mensch. Daher ist die von der FAO/WHO (1990) sowie der FDA, dem USDA , der United Nations University und der National Academy of Sciences allgemein anerkannte Analysemethode bei der Beurteilung der Proteinqualität der Proteinverdaulichkeits-korrigierte Aminosäure-Score . da es als genaue Messung des korrekten relativen Nährwerts von tierischen und pflanzlichen Proteinquellen in der Nahrung angesehen wird. Basierend auf dieser Methode wird Sojaprotein in seiner Proteinqualität als ähnlich wie tierisches Protein angesehen. Eiweiß hat eine Punktzahl von 1,00, Sojakonzentrat 0,99, Rindfleisch 0,92 und isoliertes Sojaprotein 0,92. 1990 wurde auf einem FAO/WHO-Treffen beschlossen, dass Proteine ​​mit Werten über 1,0 auf 1,0 gerundet oder „abgeglichen“ werden, da Werte über 1,0 als Hinweis darauf gelten, dass das Protein essentielle Aminosäuren enthält, die den menschlichen Bedarf übersteigen .

Biologischer Wert

Hauptartikel: Biologischer Wert

Ein weiteres Maß für die Verwendung eines Proteins in der Ernährung ist die biologische Wertskala, die bis ins Jahr 1911 zurückreicht; es beruht auf der Stickstoffretention als Maß für die Proteinqualität. Sojaproteinisolat hat eine biologische Wertigkeit von 74. Ganze Sojabohne hat eine biologische Wertigkeit von 96 und Sojamilch 91.

Auswirkungen auf die Gesundheit

Eine Meta-Analyse ergab, dass Sojaprotein mit einer signifikanten Abnahme des Serumcholesterins , des LDL- Cholesterins ( Low Density Lipoprotein ) und der Triglyceridkonzentrationen korreliert ist . HDL-Cholesterin ( High Density Lipoprotein ) änderte sich nicht. Obwohl es nur präklinische Beweise für einen möglichen Mechanismus gibt, stellte der Metaanalysebericht fest, dass Soja- Phytoöstrogene – die Isoflavone , Genistein und Daidzein – an der Senkung des Serumcholesterinspiegels beteiligt sein könnten.

Im Jahr 1999 erteilte die US-amerikanische FDA eine gesundheitsbezogene Angabe für die Kennzeichnung von Sojaprodukten: "25 Gramm Sojaprotein pro Tag als Teil einer Ernährung mit wenig gesättigten Fettsäuren und Cholesterin können das Risiko von Herzerkrankungen verringern."

Im Jahr 2006 zeigte eine Überprüfung der Vorteile von Sojaprotein durch die American Heart Association nur eine schwache Bestätigung für die cholesterinsenkende Behauptung über Sojaprotein. Das Gremium stellte auch fest, dass Soja-Isoflavone die "Hitzewallungen" nach der Menopause bei Frauen nicht reduzieren, noch senken Isoflavone das Risiko von Brust-, Gebärmutter- oder Prostatakrebs. Unter den Schlussfolgerungen stellten die Autoren fest: „Im Gegensatz dazu sollten Sojaprodukte wie Tofu, Sojabutter, Sojanüsse oder einige Sojaburger aufgrund ihres hohen Gehalts an mehrfach ungesättigten Fetten, Ballaststoffen, Vitaminen und Mineralien und ein niedriger Gehalt an gesättigten Fettsäuren. Die Verwendung dieser und anderer Soja-Lebensmittel als Ersatz für Lebensmittel mit hohem tierischen Proteingehalt, die gesättigtes Fett und Cholesterin enthalten, kann der Herz-Kreislauf-Gesundheit Vorteile bringen."

Im Jahr 2012 veröffentlichte die Europäische Behörde für Lebensmittelsicherheit (EFSA) ein wissenschaftliches Gutachten über isolierte Sojaproteine ​​und die Senkung der LDL-Cholesterinkonzentration im Blut. Die EFSA kam zu dem Schluss, dass keine Ursache-Wirkungs-Beziehung zwischen dem Verzehr von Sojaprotein und einer Verringerung der LDL-Cholesterinkonzentration im Blut nachgewiesen wurde. Bereits 2010 hatte die EFSA gesundheitsbezogene Angaben zurückgewiesen , die den Verzehr von Sojaprotein mit der Aufrechterhaltung oder dem Erreichen eines normalen Körpergewichts, der Senkung des Cholesterinspiegels im Blut oder dem Schutz von DNA, Proteinen und Lipiden vor oxidativen Schäden in Verbindung brachten.

Rolle beim Wachstum der Sojapflanze

Sojaprotein wird im Allgemeinen als gespeichertes Protein angesehen, das in diskreten Partikeln gehalten wird, die als "Proteinkörper" bezeichnet werden und von denen geschätzt wird, dass sie mindestens 60 bis 70 % des Gesamtproteins innerhalb des Sojabohnensamens enthalten. Dieses Protein ist wichtig für das Wachstum neuer Sojabohnenpflanzen, und wenn der Sojabohnensamen keimt , wird das Protein verdaut und die freigesetzten Aminosäuren werden zu den Standorten des Keimlingswachstums transportiert. Hülsenfruchtproteine wie Soja und Hülsenfrüchte gehören zur Globulinfamilie der Samenspeicherproteine, die als Hülsenfrüchte (11S-Globulin-Fraktion) und Viciline (7S-Globulin) oder im Fall von Sojabohnen Glycinin und Beta-Conglycinin bezeichnet werden. Getreide enthält eine dritte Art von Speicherprotein namens Gluten oder "Prolamine". Edestin , ein Reserveprotein der Leguminosenklasse aus Hanfsamen, hat sechs identische Untereinheiten. Es gibt ein hexameres Protein in der rhomboedrischen Elementarzelle.

Sojabohnen enthalten auch biologisch aktive oder metabolische Proteine, wie Enzyme, Trypsin-Inhibitoren , Hämagglutinine und Cystein-Proteasen, die Papain sehr ähnlich sind . Die für die menschliche Ernährung wichtigen Soja- Keimblattspeicherproteine lassen sich am effizientesten mit Wasser, Wasser plus verdünntem Alkali (pH 7–9) oder wässrigen Lösungen von Natriumchlorid (0,5–2 M) aus geschälten und entfetteten Sojabohnen gewinnen, die nur eine minimale Wärmebehandlung, so dass das Protein nahezu nativ oder nicht denaturiert ist. Sojabohnen werden zu drei Arten moderner proteinreicher Produkte verarbeitet; Sojamehl, Sojakonzentrat und Sojaisolat.

Damit sich das 11S-Protein Glycinin richtig in seine hexagonale Form (enthält sechs Untereinheiten, ein Hexamer ) falten kann , muss es einer sehr begrenzten Proteolyse unterzogen werden, ähnlich der Abspaltung eines Peptids von Proinsulin , um aktives Insulin zu erhalten .

Verwendet

Texturiertes Sojaprotein

Weitere Informationen: Texturiertes Sojaprotein

Texturiertes Sojaprotein (TSP) wird hergestellt, indem ein Teig aus hochlöslichem (hoher NSI) entfettetem Sojamehl mit Wasser in einem Schneckenextruder geformt und mit oder ohne Dampf erhitzt wird. Der Teig wird durch eine Matrize in verschiedene mögliche Formen extrudiert: Granulat , Flocken, Brocken, Gulasch, Steakette (Schnitzel) usw. und in einem Ofen getrocknet. TSP aus Sojamehl enthält 50% Sojaprotein und muss vor der Verwendung im Gewichtsverhältnis 1 TSP:2 Wasser rehydriert werden. Aus Sojakonzentrat hergestelltes TSP enthält jedoch 70 % Protein und kann im Verhältnis 1:3 rehydriert werden. Es kann als Fleischersatz oder Ergänzung verwendet werden . Die Extrusionstechnik ändert sich die Struktur des Sojaproteins, was zu einem faserigen, schwammigen Matrix ähnlich in der Textur zu Fleisch.

Während TSP bei trockener Lagerung bei Raumtemperatur eine Haltbarkeit von mehr als einem Jahr hat , sollte es auf einmal verwendet oder nach der Rehydrierung nicht länger als drei Tage im Kühlschrank aufbewahrt werden . Es wird normalerweise mit kaltem oder heißem Wasser rehydriert, aber etwas Essig oder Zitronensaft kann hinzugefügt werden, um den Vorgang zu beschleunigen.

Sojaproteinprodukte wie TSP werden als kostengünstiger Ersatz in Fleisch- und Geflügelprodukten verwendet. Gastronomie, Einzelhandel und institutionelle Einrichtungen (hauptsächlich Schulspeisung und Justizvollzugsanstalten) verwenden regelmäßig solche "erweiterten" Produkte. Die Verlängerung kann zu einem verminderten Geschmack führen, aber Fett und Cholesterin werden reduziert. Vitamin- und Mineralstoffanreicherungen können verwendet werden, um Sojaprodukte ernährungsphysiologisch gleichwertig mit tierischem Protein zu machen; die Proteinqualität ist bereits ungefähr gleich. Das auf Soja basierende texturierte Pflanzenprotein auf Sojabasis wird seit mehr als 50 Jahren verwendet, um Hackfleisch für Hamburger kostengünstig und sicher um bis zu 30% zu verlängern , ohne seinen Nährwert zu verringern.

Siehe auch

Verweise

zitierte Werke

Externe Links