CZ293596B6 - Tepelná sterilizace sušeného práškového vaječného bílku - Google Patents

Abstract

Tepelná sterilizace sušeného práškového vaječného bílku v homogenizátoru, prováděná při teplotách 110 až 150 .degree.C v časovém intervalu 3 až 20 hodin, poskytuje produkt naprosto sterilní, zbavený nežádoucích mikroorganismů, jejich zárodků a patogenů zachovávající své původní vlastnosti a mající pevnost bílkového gelu mnohem vyšší než má gel přírodního nezpracovaného bílku.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká fyzikálního postupu úpravy práškového vaječného bílku metodou jeho tepelné sterilizace.

io Dosavadní stav techniky

Vaječný bílek obsahuje vodu, bílkoviny respektive proteinové složky v hmotnostním poměru cca 80 až 90% vody a 10 až 15% bílkovin. Představuje důležitý zdroj nutričních a biologicky aktivních látek s imunimodulačními účinky, ale též neúdržnou potravinu s velmi krátkou dobou 15 úchovy za běžných skladovacích podmínek. Pro prodloužení doby skladovatelnosti a následné použitelnosti vaječných bílků v potravinářském průmyslu a komerční spotřebě je užíváno mnoho fyzikálních a fyzikálně-chemických způsobů ošetření bílkového materiálu, od tepelného zpracování přes radiační a magnetické působení za vhodných zpracovatelských podmínek.

Ve většině případů se jedná o odebrání dostatečného množství vody, čímž se zastaví anebo alespoň výrazně zpomalí mikrobiální a enzymatické procesy ve zpracovávaném substrátu. Problém u těchto postupů je, že jde o konzervaci substrátu prostředky s neodstranitelnými antimikrobiálními činidly, což je nevýhodné z hlediska následného využití v potravinářském průmyslu, zejména v cukrářství a výrobě těstovin.

Mezi tepelné způsoby běžně používané lze počítat postupy nízkoteplotní, například mražení a lyofilizace a vysokoteplotní, například pasterizace, sušení a sterilizace. Uchování bílku podchlazením je nákladné. Sušení umožňuje úchovu substrátu v rámci přijatelných norem s delší dobou údržnosti. Problémem je ale velká nevratná destrukce terciárních a kvartémích struktur bílkovin.

Přitom je nutné počítat s nebezpečím nedostatečné ochrany před mikrobiální infekcí, zejména v prvních fázích sušení. U pasterizace je důležité udržení vhodné rychlosti průtoku média pasterem, která má přímý vliv na připékání hmoty bílku na teplosměnnou plochu respektive na jakost pasterizace. Pasterizace probíhá obvykle při teplotách 60 až 80 °C s časovou prodlevou desítek až stovek hodin. Postup je citlivý na udržení přesné teploty, jinak hrozí znehodnocení bílkoviny její 35 koagulací. Způsob zpracování vaječného bílku desolvatací a sušením při němž se zachovává nativní struktura substrátu a vratnost přirozených vlastností bílku popisuje čs. spis CZ zveřejněná PV 1318-90. Vychlazený bílek na teplotu cca -2 °C se homogenizuje, odstřeďuje, filtruje. Přidává se malé množství neutrálních proteolytických enzymů. Po desovataci za nízké teploty se substrát zahustí destilací na 80 % hmotnosti sušiny a vakuově uzavírá. Cílem shora citovaného 40 vynálezu je určení optimálního režimu tak, aby konečný produkt byl zdravotně nezávadný a jeho doba údržnosti se prodloužila. Přitom nesmí dojít k narušení struktury bílkovin, sušený produkt musí vykazovat instantní vlastnosti a musí být možné obnovit konzistenci a naturální vlastnosti čerstvého bílku. Evropský spis EP 0 615 694 se zabývá způsobem výroby vaječných práškových produktů se sníženým obsahem tuku a cholesterolu. Výrobky mají výborné senzorické vlastnosti. 45 Výchozí práškový materiál s tekutým propanem se extrahuje při teplotě nižší než 70 °C a tlaku do 200 barů (20 MPa).

Aktuálně používaný způsob tepelné úpravy sušených vaječných bílků vychází z upraveného substrátu vysušeného na relativní vlhkost cca 8 % hmotnostních, který se ukládá do poly50 etylénových pytlů, které se pak umístí do vytápěných komor na teplotu cca 80 °C a zde se ponechají několik týdnů. Toto dlouhodobé skladování za vyšších teplot je známé jako hotrumace. Způsob je citlivý na přesnou regulaci skladovací teploty. Při jejím zvýšení o několik stupňů dochází k částečné nebo úplné koagulaci a nevratným změnám vlastností substrátu.

Podstata wnálezu

Cílem vynálezu je časové urychlení postupu sterilizace a úpravy bílkovinných struktur, které byly narušeny při sušení substrátu, zajištění dobré rozpustnosti sterilizovaného bílku a zlepšení hygienického stavu sušeného substrátu, zlepšení senzorických vlastností bílkového gelu připraveného varem znovuobnoveného vodného roztoku bílku sterilizovaného dle vynálezu.

Podstata vynálezu tkví v tom, že upravený, sušený vaječný práškový bílek se podrobí tepelné úpravě při vyšších teplotách v mezích 110 až 150 °C po optimální dobu, která je závislá na mnoha faktorech týkajících se stavu vstupního substrátu, jeho množství, vlastnostech pracovního zařízení užitého při způsobu sterilizace. Nedochází zde k pouhé pasterizaci, ale i k sterilizaci. V substrátu dochází k obnově vazeb v molekulovém řetězci, které byly zničeny při sušení bílku.

Postup podle vynálezu spočívá v tom, že se práškový vaječný bílek s obsahem vody maximálně 7 % hmotnostních umístí do vyhřívané nádoby s teplotou v rozmezí 110 až 150 °C a podrobí se homogenizaci a tepelné sterilizaci. Doba sterilizace není konstantní. Je funkcí intenzity homogenizace, množství zpracovávaného bílku, velikosti přestupní plochy, její tepelné vodivosti, 20 zvolené pracovní teploty a vlhkosti bílku. Při tomto způsobu zpracování je nutné sledovat vlhkost bílku, která má být co nejnižší. Je-li relativní vlhkost substrátu vysoká, pak produkt při sterilizaci koaguluje a je nerozpustný, Čímž jej již nelze vrátit do gelového stavu přírodního bílku. Je-li relativní vlhkost velmi nízká, lze použít při sterilizaci vyšších teplot. Doba sterilizace se zkrátí a bílek si zachová dokonalou rozpustnost při opětovném rozpuštění práškového bílku ve vodě. 25 Vzhledem k obnovení molekulárních vazeb ve hmotě substrátu lze získat vysokou pevnost gelu, který se vytvoří varem vodného roztoku sušeného práškového vaječného bílku. Zvýšení pevnosti vaječného gelu se jeví jako pozitivní. Pevnost tohoto gelu je v současné době sledována předními světovými výrobci sušeného bílku a je jedním z hlavních kriterií kvality produktu. Po koagulaci při varu obnoveného bílku rozpuštěním ve vodě vytváří tento bílek gel s pevností 450 až 30 750 g/cm². Volbu teploty ve vztahu k relativní vlhkosti bílku nelze obecně přesně definovat. Celý proces sterilizace je závislý na velikosti homogenizačního zařízení, intenzitě homogenizaci, velikosti teplosměnná plochy, objemového množství bílku zpracovávaného v zařízení, vnější izolaci zařízení, atd. Doba sterilizace vaječného bílku, včetně úpravy bílkovinných struktur je závislá na výši použité teploty a pohybuje se v rozmezí 3 až 20 hodin. Ve srovnání s dobou pasterizace 35 podle doposud užívaných způsobů je doba sterilizace o jeden řád nižší. Vzhledem k tomu, že vaječný substrát má velmi nízký koeficient tepelné vodivosti je při homogenizaci substrátu využita stíraná ohřívaná plocha, takže je docíleno tepelné vyrovnání ve hmotě substrátu během doby sterilizace a je tak zamezeno i částečné koagulaci a znehodnocení zpracovávaného množství substrátu. Použitím teploty sterilizace nad 110 °C je zpracovávaný substrát zbaven nežádoucích 40 parazitů, choroboplodných organismů i jejich zárodků a doba trvanlivosti výsledného produktu se znatelně prodlouží. Finálním produktem je sterilní práškový bílek s dobrou rozpustností. Roztok bílku připravený z takto usušeného bílku má vysokou šlehatelnost, lepivost a pevnost gelu.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Do homogenizátoru o průměru 400 mm a délky 800 mm se nasype 25 kg práškového bílku o relativní vlhkosti 3 %. Pomocí páry vháněné do duplikátoru v zařízení se teplosměnná plocha ohřeje na teplotu 140 °C. Ohřátí produktu na požadovanou teplotu za stálého odvětrávání vnitřního prostoru proběhne za asi 120 minut. Za tuto dobu je produkt dokonale sterilizovaný, ale pevnost gelu je asi 250 g/cm². Necháme-li proces dále probíhat dojde v bílku k úpravě moleku55 lamích struktur. Po 300 minutách dosáhne pevnost bílku hodnoty 700 g/cm². Tato pevnost je

-2CZ 293596 B6 dostačující a zaručuje produktu dobrou tržní kvalitu. Po této době ohřev ukončíme a zahájíme chlazení. Při teplotě chladicí vody 10 °C se bílek ochladí na teplotu 40 °C za cca 60 minut. Pak se homogenizátor vyprázdní za aseptických podmínek a produkt se připraví k dalšímu zpracování.

Příklad 2

Zařízení je stejné jako v příkladě 1, postup je obdobný. Sušený práškový bílek s relativní vlhkostí 7 % nasypeme do homogenizátoru. V prvních 120ti minutách provedeme ohřev na 80 °C a páry intenzivně odvětráváme. Vlhkost produktu musí klesnout alespoň na hodnotu 3,5 %. Pro další postup zvýšíme teplotu na 120 °C po dobu 600 minut. Pevnost gelu znovuobnoveného bílku je cca 700 g/cm². Následuje chlazení na teplotu 40 °C a vyprázdnění homogenizátoru aseptickým způsobem.

Průmyslová využitelnost

Postup dle vynálezu lze vyrobit sterilní produkt, který si zachovává své původní vlastnosti, například šlehatelnost a lepivost, některé se zlepší, například pevnost uvařeného gelu dosahuje hodnot 450 až 750 g/cm². Rovněž senzorické hodnocení je vyšší než u produktu zpracovaného současnou pasterační technologií známou jako hotrumace. Zvolené parametry homogenizace zajišťují sterilitu bílku k patogenům uvedeným v čs. předpise Ministerstva zdravotnictví č. 294 z 28.11. 1997.

Produkt je určen převážně pro potravinářský průmysl, ale vzhledem k jeho novým vlastnostem je možné jej použít též i v jiných průmyslových odvětvích, například ve farmacii a kosmetice. Tyto vlastnosti umožní rozšíření sortimentu nových druhů výrobků a upřednostní produkt v exportní politice.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Tepelná sterilizace sušeného práškového vaječného bílku ve vytápěném uzavřeném prostoru, vyznačující se tím, že na sušený práškový vaječný bílek s maximální relativní vlhkostí 7 % hmotnostních se působí tepelným médiem přes teplosměnnou plochu v časovém intervalu 3 až 20 hodin při teplotním rozsahu 110 až 150 °C za neustálého míchání bílku a odvětrávání vnitřního prostoru.