ES2830153T3 - Aislado de proteína de soja con pH ajustado y sus usos - Google Patents
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Abstract
Un producto de proteína de soja que tiene un contenido proteico de al menos 60 % en peso (N x 6,25) p.s. con un pH natural de 6, el cual no tiene un sabor a judía, y que es: escasamente soluble en agua durante un intervalo de pH de 4 a 7, o básicamente insoluble en agua durante un intervalo de pH de 2 a 7, obtenible por el proceso de la reivindicación 6.
Description
DESCRIPCIÓN
Aislado de proteína de soja con pH ajustado y sus usos
Campo de la invención
La presente invención se refiere a aislados de proteína de soja con pH ajustado y sus usos.
Antecedentes de la invención
En la Solicitud de Patente de EE.UU N.° 12/603.087 presentada el 21 de octubre de 2009 (Publicación de Patente de EE.UU. N.° 2010-0098818, documento WO 2010/045727) (S701), cedida al cesionario del presente documento allí se describe la producción de un nuevo aislado de proteína de soja que produce soluciones estables al calor y transparentes a bajos valores de pH y, por lo tanto, puede usarse para la fortificación de proteína de, en particular, refrescos y bebidas deportivas, así como otros sistemas acuosos, sin precipitación de proteína.
El aislado de proteína de soja producido en ese documento tiene una combinación única de parámetros no encontrados en otros aislados de soja. El producto es completamente soluble a valores de pH ácido de menos de aproximadamente 4,4 y soluciones del mismo son estables al calor en este intervalo de pH, permitiendo el procesamiento térmico, tal como aplicaciones de relleno por calor. No son necesarios estabilizadores u otros aditivos para mantener la proteína en solución o suspensión. El aislado de proteína de soja no tiene sabor "a judía" ("beany") y olores anormales. El producto es bajo en ácido fítico y no se requieren enzimas en la producción del aislado de proteína de soja. El aislado de proteína de soja es también altamente soluble a aproximadamente pH 7.
El nuevo aislado de proteína de soja que tiene un contenido en proteína de soja de al menos aproximadamente 90 % en peso, preferentemente de al menos aproximadamente 100 % en peso, (N x 6,25) sobre una base de peso seco (p.s.), se produce por un método que comprende:
(a) extracción de una fuente de proteína de soja con una solución de sal de calcio acuosa, particularmente solución de cloruro de calcio, para causar solubilización de la proteína de soja a partir de la fuente de proteína y formar una solución de proteína de soja acuosa,
(b) separación de la solución de proteína de soja acuosa de la fuente de proteína de soja residual,
(c) opcionalmente dilución de la solución de proteína de soja acuosa,
(d) ajuste del pH de la solución de proteína de soja acuosa a un pH de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 4,4, preferentemente de aproximadamente 2 a aproximadamente 4, para producir una solución de proteína de soja clara acidificada,
(e) opcionalmente tratamiento térmico de la solución acidificada para reducir la actividad de inhibidores anti tripsina nutricional y la carga microbiana,
(f) opcionalmente concentración de la solución de proteína de soja clara acuosa mientras se mantiene la fuerza iónica básicamente constante usando una técnica de membrana selectiva,
(g) opcionalmente diafiltración de la solución de proteína de soja concentrada,
(h) opcionalmente pasteurización de la solución de proteína de soja concentrada para reducir la carga microbiana, y
(i) opcionalmente secado de la solución de proteína de soja concentrada.
El documento US 2006/0062878 describe la eliminación de componentes de peso molecular relativamente bajo, los cuales contribuyen a sabor, olor, aspecto, funcionalidad u otras características no deseables, de los materiales de proteína de soja mediante tratamiento con una resina de exclusión por tamaño selectiva para la eliminación de los componentes de bajo peso molecular.
El documento US4.146.534 describe un proceso para la recuperación de proteína a partir de material proteico vegetal, dicho proceso usa la sedimentación y separación diferencial de cuerpos proteicos y residuos celulares del material por separación por hidrociclón, el material de proteína vegetal se muele hasta un tamaño de partícula menor de aproximadamente 40 micras, y se suspende en medio de suspensión acuoso a pH 4,5, seguido de separación por hidrociclón de los cuerpos proteicos del material no proteico. Los cuerpos proteicos se recuperan de la corriente de fondo del hidrociclón, que contiene al menos 68 % en peso de proteína. La corriente de fondo puede procesarse más para eliminar las sales solubles y los carbohidratos de la misma, para proporcionar sólidos proteicos de al menos 68 a 82 % en peso, formando así un concentrado proteico.
Compendio de la invención
Uno de los atributos importantes de los productos de proteína de soja producidos en la Solicitud de Patente de EE.UU. N.° 12/603.087 anteriormente indicada es el sabor limpio, no a judía de los productos, a diferencia de los aislados de proteína de soja convencionales que poseen un característico sabor a judía.
Los productos de proteína de soja producidos en la Solicitud de Patente de EE.UU. anteriormente indicada, cuando se disuelven en agua producen una solución con un pH bajo. Aunque es deseable para las aplicaciones alimenticias ácidas, tales como la producción de bebidas ácidas, el pH bajo de los productos de proteína de soja puede no ser ideal para otras aplicaciones alimenticias, por ejemplo, alimentos que tienen pH casi neutro. En lugar de formular con un ingrediente proteico ácido y añadir otros ingredientes para incrementar el pH hasta el nivel deseado, puede ser preferible utilizar el producto proteico ya en una forma casi neutra. Los aislados de proteína de soja comerciales comúnmente se proporcionan a pH neutro o casi neutro.
De acuerdo con la presente invención, se proporcionan productos de proteína de soja que tienen un contenido proteico de al menos 60 % en peso (N x 6,25), que carecen de el característico sabor a judía de los aislados de proteína de soja convencionales, que se proporcionan a pH casi neutro y, como los aislados de proteína de soja convencionales, son útiles en aplicaciones alimenticias bajo condiciones de pH casi neutro. Algunos de los productos proporcionados en el presente documento son escasamente solubles en agua durante un intervalo de pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 7 mientras que otros son básicamente insolubles en agua durante un intervalo de pH de aproximadamente 2 a aproximadamente 7.
Aunque un rango de productos de proteína de soja está disponible para su uso alimenticio, con una diversidad de propiedades funcionales, y una diversidad de aplicaciones previstas, algunas de las aplicaciones más comunes para los productos de proteína de soja comerciales están en barras nutritivas y productos cárnicos procesados. Los aislados de proteína de soja con pH ajustado de la presente invención carecen del sabor a judía de los aislados convencionales y pueden reemplazar los aislados convencionales en diversos productos alimenticios, incluidos los tipos anteriormente mencionados, para proporcionar productos alimenticios que tienen sabor mejorado. La preparación de los productos de proteína de soja con pH ajustado, descritos a continuación, pueden incorporar una etapa de tratamiento térmico que sirve para modificar las propiedades funcionales del aislado, principalmente bajar la solubilidad de la proteína e incrementar la capacidad de fijación de agua del material.
Por consiguiente, en otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método de producción del producto de proteína de soja, que comprende:
proporcionar una solución acuosa de un producto de proteína de soja que tenga un contenido proteico de al menos 60 % en peso (N x 6,25) p.s. que es completamente soluble en medio acuoso a un pH de menos de 4,4 y estable al calor a ese intervalo de pH,
ajustar el pH de la solución a pH 6 para precipitar la proteína de soja de la misma, y
secar la muestra con pH ajustado entera, o recuperar y secar el material precipitado, o
tratar con calor la solución con pH ajustado y, a continuación, secar la muestra entera, o
tratar con calor la solución con pH ajustado y, a continuación, recuperar y secar el material precipitado.
En otro aspecto de la presente invención, el producto de proteína de soja concentrado producido de acuerdo con el procedimiento de la Solicitud de Patente de EE.UU. anteriormente mencionada puede procesarse para producir los productos de proteína de soja con pH ajustado proporcionados en el presente documento. Por consiguiente, en un aspecto adicional de la presente invención, se proporciona un método de producción de un producto de proteína de soja como se proporciona en el presente documento, que comprende:
(a) extracción de una fuente de proteína de soja con una solución de sal de calcio acuosa, particularmente solución de cloruro de calcio, para causar solubilización de la proteína de soja a partir de la fuente de proteína y formar una solución de proteína de soja acuosa,
(b) separación de la solución de proteína de soja acuosa de la fuente de proteína de soja residual,
(c) opcionalmente dilución de la solución de proteína de soja acuosa,
(d) ajuste del pH de la solución de proteína de soja acuosa a un pH de 1,5 a 4,4, preferentemente de 2 a 4, para producir una solución de proteína de soja clara acidificada,
(e) opcionalmente tratamiento térmico de la solución acidificada para reducir la actividad de inhibidores anti tripsina nutricional y la carga microbiana,
(f) concentración de la solución de proteína de soja clara acuosa mientras se mantiene la fuerza iónica básicamente constante usando una técnica de membrana selectiva,
(g) opcionalmente diafiltración de la solución de proteína de soja concentrada,
(h) opcionalmente pasteurización de la solución de proteína de soja concentrada para reducir la carga microbiana, (i) ajuste del pH de la solución de proteína de soja acuosa a pH 6 para precipitar la proteína de soja de la misma, y secado de la muestra con pH ajustado entera o
recuperación y secado del material precipitado o tratamiento térmico de la solución con pH ajustado y, a continuación, secado de la muestra entera o tratamiento térmico de la solución con pH ajustado, a continuación, recuperación y secado del material precipitado.
El tratamiento térmico de la solución con pH ajustado generalmente se efectúa a una temperatura de 70° a 160 °C durante 2 segundos a 60 minutos, preferentemente de 80° a 120 °C durante 15 segundos a 15 minutos, más preferentemente de 85° a 95 °C durante 1 a 5 minutos.
Las opciones del proceso descritas en la presente solicitud permiten la producción de productos de proteína de soja con un intervalo de propiedades funcionales, incrementando la utilidad del producto de proteína de soja con pH ajustado como un ingrediente alimenticio y como un sustituto para los ingredientes de aislado de proteína de soja convencionales.
Aunque la presente invención se refiere principalmente a la producción y al uso de aislados de proteína de soja que tienen un contenido proteico de al menos 90 % en peso (N x 6,25) sobre una base de peso seco (p.s.), preferentemente de al menos el 100 % en peso, se contempla que se pueden proporcionar y usar productos de proteína de soja de menor pureza que tienen propiedades similares al aislado de proteína de soja. Dichos productos de menor pureza pueden tener una concentración proteica de al menos 60 % en peso (N x 6,25) p.s. Estos productos de proteína de soja pueden usarse para reemplazar los productos de proteína de soja convencionales en diferentes aplicaciones alimenticias.
Descripción general de la invención
La primera etapa en la preparación de los productos de proteína de soja con pH ajustado de la presente invención es preparar un producto de proteína de soja de acuerdo con la Solicitud de Patente de EE.UU. N.° 12/603.087 anteriormente mencionada, de la siguiente manera.
El proceso para proporcionar este producto de proteína de soja inicialmente implica solubilizar la proteína de soja a partir de una fuente de proteína de soja. La fuente de proteína de soja puede ser semillas de soja o cualquier producto de soja o subproducto derivado del procesamiento de las semillas de soja, incluidos, pero sin limitación, soja triturada, copos de soja, sémola de soja y harina de soja. La fuente de proteína de soja puede usarse en forma con toda la grasa, forma parcialmente desengrasada o forma completamente desengrasada. Cuando la fuente de proteína de soja contiene una cantidad apreciable de grasa, generalmente se requiere una etapa de eliminación de aceite durante el proceso. La recuperación de la proteína de soja a partir de la fuente de proteína de soja puede ser la proteína de origen natural de la semilla de soja o el material proteico puede ser una proteína modificada por manipulación genética pero que posee las propiedades hidrófobas y polares características de la proteína natural.
La solubilización de la proteína a partir del material fuente de proteína de soja se efectúa lo más convenientemente usando solución de cloruro de calcio, aunque pueden usarse soluciones de otras sales de calcio. Además, pueden usarse otros compuestos de metal alcalinotérreo, tales como sales de magnesio. Además, la extracción de la proteína de soja de la fuente de proteína de soja puede efectuarse usando solución de sal de calcio junto con otra solución de sal, tal como cloruro de sodio. Adicionalmente, la extracción de la proteína de soja de la fuente de proteína de soja puede efectuarse usando agua u otra solución de sal, tal como cloruro de sodio, añadiendo posteriormente sal de calcio a la solución de proteína de soja acuosa producida en la etapa de extracción. El precipitado formado tras la adición de la sal de calcio se elimina antes del procesamiento posterior.
Cuando se incrementa la concentración de la solución de sal de calcio, el grado de solubilización de la proteína a partir de la fuente de proteína de soja inicialmente se incrementa hasta que se alcanza un valor máximo. Cualquier incremento posterior en la concentración de sal no incrementa la proteína total solubilizada. La concentración de la solución de sal de calcio que causa la solubilización de proteína máxima varía dependiendo de la sal de interés. Normalmente es preferible utilizar un valor de concentración menor de aproximadamente 1,0 M, y más preferiblemente un valor de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 0,15 M.
En un proceso discontinuo, la solubilización de sal de la proteína se efectúa a una temperatura de aproximadamente 1 °C a aproximadamente 100 °C, preferentemente de aproximadamente 15° a aproximadamente 60 °C, más preferentemente de aproximadamente 15 °C a aproximadamente 35 °C, preferentemente acompañada de agitación para disminuir el tiempo de solubilización, que es normalmente de aproximadamente 1 a aproximadamente 60 minutos. Es preferible efectuar la solubilización para extraer sustancialmente tanta proteína de la fuente de proteína de soja como sea viable, con el fin de proporcionar un alto rendimiento de producto total.
En un proceso continuo, la extracción de la proteína de soja de la fuente de proteína de soja se lleva a cabo de una manera coherente con efectuar una extracción continua de la proteína de soja de la fuente de proteína de soja. En una realización, la fuente de proteína de soja se mezcla continuamente con la solución de sal de calcio y la mezcla se transporta a través de una tubería o conducto que tiene una longitud y a un caudal durante un tiempo de residencia suficiente para efectuar la extracción deseada de acuerdo con los parámetros descritos en el presente documento. En dicho procedimiento continuo, la etapa de solubilización de sal se efectúa rápidamente, en un tiempo de hasta aproximadamente 10 minutos, preferentemente para efectuar solubilización para extraer sustancialmente tanta proteína de la fuente de proteína de soja como sea viable. La solubilización en el procedimiento continuo se efectúa a temperaturas entre aproximadamente 1 °C y aproximadamente 100 °C, preferentemente entre aproximadamente 15° y aproximadamente 60 °C, más preferentemente entre aproximadamente 15 °C y aproximadamente 35 °C.
La extracción generalmente se conduce a un pH de aproximadamente 5 a aproximadamente 11, preferentemente de
aproximadamente 5 a aproximadamente 7. El pH del sistema de extracción (fuente de proteína de soja y solución de sal de calcio) puede ajustarse a cualquier valor deseado dentro del intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 11 para su uso en la etapa de extracción mediante el uso de cualquier ácido de grado alimenticio conveniente, normalmente ácido clorhídrico o ácido fosfórico, o alcalino de grado alimenticio, normalmente hidróxido de sodio, según sea necesario.
La concentración de la fuente de proteína de soja en la solución de sal de calcio durante la etapa de solubilización puede variar ampliamente. Los valores de concentración típicos son de aproximadamente 5 a aproximadamente 15 % p/v.
La etapa de extracción de proteína con la solución de sal acuosa tiene el efecto adicional de solubilizar las grasas que pueden estar presentes en la fuente de proteína de soja, lo cual, entonces, da como resultado que las grasas estén presentes en la fase acuosa.
La solución proteica resultante de la etapa de extracción generalmente tiene una concentración proteica de aproximadamente 5 a aproximadamente 50 g/l, preferentemente de aproximadamente 10 a aproximadamente 50 g/l.
La solución de sal de calcio acuosa puede contener un antioxidante. El antioxidante puede ser cualquier antioxidante conveniente, tal como sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleada puede variar de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 % en peso de la solución, preferentemente aproximadamente 0,05 % en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de cualquier sustancia fenólica en la solución proteica.
A continuación, la fase acuosa resultante de la etapa de extracción puede separarse de la fuente proteica de soja residual, de cualquier manera conveniente, tal como empleando un decantador centrífugo o cualquier tamiz adecuado, seguido de centrífuga de disco y/o filtración, para eliminar el material fuente de proteína de soja residual. La fuente de proteína de soja residual separada puede secarse para su eliminación. Como alternativa, la fuente de proteína de soja residual separada puede procesarse para recuperar algo de proteína residual. La fuente de proteína de soja residual separada se puede volver a someter a extracción con solución de sal de calcio fresca y la solución proteica producida tras la clarificación se combina con la solución proteica inicial para procesamiento adicional como se describe a continuación. Como alternativa, la fuente de proteína de soja residual separada puede procesarse mediante un procedimiento de precipitación isoeléctrica convencional o cualquier otro procedimiento conveniente para recuperar proteína residual.
Cuando la fuente de proteína de soja contiene cantidades significativas de grasa, como se describe en las Patentes de los EE.UU. N.° 5.844.086 y 6.005.076, cedidas al cesionario del presente documento, entonces las etapas de desengrase descritas en ese documento pueden efectuarse sobre la solución de proteína acuosa separada. Como alternativa, el desengrase de la solución proteica acuosa separada puede conseguirse por un procedimiento conveniente.
La solución de proteína de soja acuosa puede tratarse con un adsorbente, tal como carbón activo en polvo o carbón activo granulado, para eliminar los compuestos de color y/o olor. Dicho tratamiento adsorbente puede llevarse a cabo bajo cualquier condición conveniente, generalmente a la temperatura ambiente de la solución proteica acuosa separada. Para carbón activo en polvo, se emplea una cantidad de aproximadamente 0,025 % a aproximadamente 5 % p/v, preferentemente de aproximadamente 0,05 % a aproximadamente 2 % p/v. El agente de adsorción se puede eliminar de la solución de soja por cualquier medio conveniente, tal como por filtración.
La solución de proteína de soja acuosa resultante generalmente puede diluirse con aproximadamente 0,5 a aproximadamente 10 volúmenes, preferentemente con aproximadamente 0,5 a aproximadamente 2 volúmenes, de diluyente acuoso para disminuir la conductividad de la solución de proteína de soja acuosa hasta un valor de generalmente por debajo de aproximadamente 90 mS, preferentemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 18 mS. Dicha dilución normalmente se efectúa usando agua, aunque puede usarse solución de sal diluida, tal como cloruro de sodio o cloruro de calcio, que tenga una conductividad de hasta aproximadamente 3 mS.
El diluyente con el que se mezcla la solución de proteína de soja puede tener una temperatura de aproximadamente 2° a aproximadamente 70 °C, preferentemente de aproximadamente 10° a aproximadamente 50 °C, más preferentemente de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 30 °C.
A continuación, la solución de proteína de soja diluida se ajusta en pH a un valor de 1,5 a 4,4, preferentemente de 2 a 4, mediante la adición de cualquier ácido de grado alimenticio adecuado, para dar como resultado una solución de proteína de soja acuosa acidificada clara. La solución de proteína de soja acuosa acidificada clara tiene una conductividad de generalmente por debajo de aproximadamente 95 mS, preferentemente de aproximadamente 4 a aproximadamente 23 mS.
La solución de proteína de soja acuosa acidificada clara puede someterse a un tratamiento térmico para inactivar los factores antinutricionales lábiles al calor, tales como inhibidores de tripsina, presentes en dicha solución como un resultado de la extracción a partir del material fuente de proteína de soja durante la etapa de extracción. Dicha etapa de calentamiento también proporciona el beneficio adicional de reducir la carga microbiana. Generalmente, la solución proteica se calienta hasta una temperatura de aproximadamente 70° a aproximadamente 160 °C, durante aproximadamente 10 segundos a aproximadamente 60 minutos, preferentemente de aproximadamente 80° a aproximadamente 120 °C durante aproximadamente 10 segundos a aproximadamente 5 minutos, más preferentemente de aproximadamente 85 °C a aproximadamente 95 °C, durante aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 5 minutos. A continuación, la solución de proteína de soja acidificada tratada con calor puede enfriarse para procesamiento adicional como se describe a continuación, hasta una temperatura de aproximadamente 2° a aproximadamente 60 °C, preferentemente de aproximadamente 20 °C a aproximadamente 35 °C.
La solución proteica opcionalmente diluida, acidificada y opcionalmente tratada con calor opcionalmente se puede pulir por cualquier medio convencional, tal como por filtración, para eliminar cualquier partícula residual.
La solución de proteína de soja acuosa acidificada clara resultante puede secarse directamente para producir un producto de proteína de soja. Para proporcionar un producto de proteína de soja que tenga un contenido en impurezas disminuido y un contenido de sal reducido, tal como un aislado de proteína de soja, la solución de proteína de soja acuosa acidificada clara puede procesarse antes del secado.
La solución de proteína de soja acuosa acidificada clara puede concentrarse para incrementar la concentración proteica de la misma mientras que se mantiene la fuerza iónica de la misma básicamente constante. Dicha concentración generalmente se efectúa para proporcionar una solución de proteína de soja concentrada que tenga una concentración proteica de aproximadamente 50 a aproximadamente 300 g/l, preferentemente de aproximadamente 100 a aproximadamente 200 g/l.
La etapa de concentración puede efectuarse de cualquier manera conveniente coherente con la operación discontinua o continua, tal como empleando cualquier técnica de membrana selectiva conveniente, tal como ultrafiltración o diafiltración, que usa membranas, tales como membranas de fibra hueca o membranas tipo espiral, con un corte de peso molecular adecuado, tal como de aproximadamente 3.000 a aproximadamente 1.000.000 Daltons, preferentemente de aproximadamente 5.000 a aproximadamente 100.000 Daltons, teniendo en cuenta los diferentes materiales y configuraciones de membrana, y, para la operación continua, se dimensiona para permitir el grado deseado de concentración cuando la solución de proteína acuosa pasa a través de las membranas.
Como es bien sabido, la ultrafiltración y las técnicas de membrana selectiva similares permiten que las especies de bajo peso molecular pasen a través de la misma mientras que evitan que lo hagan las especies de peso molecular mayor. Las especies de peso molecular bajo incluyen no solamente las especies iónicas de la sal de grado alimenticio sino también los materiales de bajo peso molecular extraídos del material fuente, tales como carbohidratos, pigmentos, proteínas de bajo peso molecular y factores antinutricionales, tales como inhibidores de tripsina, los cuales son por sí mismos proteínas de bajo peso molecular. El corte de peso de molecular de la membrana normalmente se elige para asegurar la retención de una proporción significativa de la proteína en la solución, mientras que se permite que los contaminantes pasen a través teniendo en cuenta los diferentes materiales y configuraciones de la membrana.
A continuación, la solución de proteína de soja concentrada puede someterse a una etapa de diafiltración usando agua o una solución salina diluida. La solución de diafiltración puede estar a su pH natural o a un pH igual al de la solución proteica que se somete a diafiltración o a cualquier valor de pH intermedio. Dicha diafiltración puede efectuarse usando de aproximadamente 2 a aproximadamente 40 volúmenes de solución de diafiltración, preferentemente de aproximadamente 5 a aproximadamente 25 volúmenes de solución de diafiltración. En la operación de diafiltración, se eliminaron más cantidades de contaminantes de la solución de proteína de soja acuosa clara mediante el paso a través de la membrana con el permeado. Esto purifica la solución proteica acuosa clara y también puede reducir su viscosidad. La operación de diafiltración puede efectuarse hasta que no estén presentes más cantidades significativas de contaminantes o color visible en el permeado o hasta que el retenido se haya purificado lo suficiente como para, cuando se seca, proporcionar un aislado de proteína de soja con un contenido proteico de al menos 90 % en peso (N x 6,25) p.s. Dicha diafiltración puede efectuarse usando la misma membrana que para la etapa de concentración. Sin embargo, si se desea, la etapa de diafiltración puede efectuarse usando una membrana separada con un corte de peso molecular diferente, tal como una membrana que tiene un corte de peso molecular en el intervalo de aproximadamente 3.000 a aproximadamente 1.000.000 Daltons, preferentemente de aproximadamente 5.000 a aproximadamente 100.000 Daltons, teniendo en cuenta los diferentes materiales y la configuración de membrana.
Como alternativa, la etapa de diafiltración se puede aplicar a la solución proteica acuosa acidificada clara antes de la concentración o a la solución proteica acuosa acidificada clara parcialmente concentrada. La diafiltración también se puede aplicar en múltiples momentos durante el proceso de concentración. Cuando la diafiltración se aplica antes de la concentración o a la solución parcialmente concentrada, a continuación, la solución diafiltrada resultante se puede concentrar aún más. La reducción de viscosidad alcanzada por diafiltración múltiples veces cuando la solución proteica se concentra puede permitir que se consiga una concentración proteica final, completamente concentrada mayor. Esto
reduce el volumen de material a secar.
La etapa de concentración y la etapa de diafiltración pueden efectuarse en el presente documento de tal manera que el producto de proteína de soja posteriormente recuperado contenga menos del 90 % en peso de proteína (N x 6,25) p.s., tal como al menos 60 % en peso de proteína (N x 6,25) p.s. Al concentrar parcialmente y/o someter parcialmente a diafiltración la solución de proteína de soja acuosa clara, es posible eliminar solamente parcialmente los contaminantes. A continuación, la solución proteica puede secarse para proporcionar un producto de proteica de soja con niveles de pureza menores. El producto de proteína de soja aún es capaz de producir soluciones proteicas claras bajo condiciones ácidas.
Un antioxidante puede estar presente en el medio de diafiltración durante al menos parte de la etapa de diafiltración. El antioxidante puede ser cualquier antioxidante conveniente, tal como sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleado en el medio de diafiltración depende de los materiales empleados y puede variar de aproximadamente 0,01 a aproximadamente 1 % en peso, preferentemente aproximadamente 0,05 % en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de cualquier sustancia fenólica presente en la solución de proteína de soja concentrada.
La etapa de concentración y la etapa de diafiltración opcional pueden efectuarse a cualquier temperatura conveniente, generalmente de aproximadamente 2° a aproximadamente 60 °C, preferentemente de aproximadamente 20° a aproximadamente 35 °C, y durante el periodo de tiempo para efectuar el grado deseado de concentración y diafiltración. La temperatura y otras condiciones usadas para algún grado dependen del equipo de membrana usado para efectuar el proceso de membrana, la concentración de proteína deseada de la solución y la eficacia de la eliminación de contaminantes al permeado.
Hay dos inhibidores de tripsina principales en soja, principalmente el inhibidor Kunitz, el cual es una molécula lábil al calor con un peso molecular de aproximadamente 21.000 Daltons, y el inhibidor Bowman-Birk, una molécula más estable al calor con un peso molecular de aproximadamente 8.000 Daltons. El nivel de actividad del inhibidor de tripsina en el producto de proteína de soja final puede controlarse por manipulación de diferentes procesos variables.
Como se ha indicado anteriormente, el tratamiento térmico de la solución de proteína de soja acuosa acidificada clara puede usarse para inactivar los inhibidores de tripsina lábiles al calor. La solución de proteína de soja acidificada parcialmente concentrada o completamente concentrada también se puede tratar con calor para inactivar los inhibidores de tripsina lábiles al calor. Cuando se aplica el tratamiento térmico a la solución de proteína de soja acidificada parcialmente concentrada, a continuación, la solución tratada con calor resultante se puede concentrar aún más.
Además, las etapas de concentración y/o diafiltración se pueden llevar a cabo de una manera favorable para la eliminación de los inhibidores de tripsina en el permeado junto con otros contaminantes. La eliminación de los inhibidores de tripsina se fomenta usando una membrana de tamaño de poro mayor, tal como de aproximadamente 30.000 a aproximadamente 1.000.000 Da, manejando la membrana a temperaturas elevadas, tales como de aproximadamente 30° a aproximadamente 60 °C, y empleando volúmenes mayores de medio de diafiltración, tal como de aproximadamente 20 a aproximadamente 40 volúmenes.
La acidificación y el proceso de membrana de la solución proteica diluida a un pH menor de aproximadamente 1,5 a aproximadamente 3 puede reducir la actividad del inhibidor de tripsina en relación con el procesamiento de la solución a pH mayor de aproximadamente 3 a aproximadamente 4,4. Cuando la solución proteica se concentra y se somete a diafiltración en el extremo inferior del intervalo de pH, se puede desear elevar el pH del retenido antes del secado. El pH de la solución proteica concentrada y sometida a diafiltración se puede elevar al valor deseado, por ejemplo pH 3, mediante la adición de cualquier alcalino de grado alimenticio conveniente tal como hidróxido de sodio.
Además, se puede conseguir una reducción en la actividad del inhibidor de tripsina exponiendo los materiales de soja a agentes reductores que alteran o reorganizan los enlaces disulfuro de los inhibidores. Agentes reductores adecuados incluyen sulfito de sodio, cisteína y N-acetilcisteína.
La adición de dichos agentes reductores puede efectuarse en diferentes fases del proceso general. El agente reductor se puede añadir con el material fuente de proteína de soja en la etapa de extracción, se puede añadir a la solución de proteína de soja acuosa clarificada después de la eliminación del material fuente de proteína de soja residual, se puede añadir a la solución proteica concentrada antes o después de la diafiltración o se puede mezclar en seco con el producto de proteína de soja seco. La adición del agente reductor puede combinarse con una etapa de tratamiento térmico y las etapas del proceso de membrana, como se ha descrito anteriormente.
Si se desea retener los inhibidores de tripsina activos en la solución proteica concentrada, se puede conseguir eliminando o reduciendo la intensidad de la etapa de tratamiento térmico, sin utilizar agentes reductores, llevando a cabo las etapas de concentración y diafiltración en el extremo superior del intervalo de pH, tal como pH 3 a
aproximadamente 4,4, utilizando una membrana de concentración y diafiltración con un tamaño de poro menor, manejando la membrana a temperaturas inferiores y empleando menos volúmenes de medio de diafiltración.
La solución proteica concentrada y opcionalmente sometida a diafiltración puede someterse a una operación de desengrase adicional, si así se requiere, como se describe en las Patentes de EE.UU. N.° 5.844.086 y 6.005.076. Como alternativa, el desengrase de la solución proteica concentrada y opcionalmente sometida a diafiltración puede conseguirse por otro procedimiento conveniente cualquiera.
La solución proteica acuosa clara concentrada y opcionalmente sometida a diafiltración puede tratarse con un adsorbente, tal como carbón activo en polvo o carbón activo granulado, para eliminar los compuestos de color y/o olor. Dicho tratamiento adsorbente puede llevarse a cabo bajo cualquier condición conveniente, generalmente a la temperatura ambiente de la solución proteica concentrada. Para carbón activo en polvo, se emplea una cantidad de aproximadamente 0,025 % a aproximadamente 5 % p/v, preferentemente de aproximadamente 0,05 % a aproximadamente 2 % p/v. El adsorbente se puede eliminar de la solución de proteína de soja por cualquier medio conveniente, tal como por filtración.
La solución de proteína de soja acuosa clara concentrada y opcionalmente sometida a diafiltración puede secarse por cualquier técnica conveniente, tal como secado por pulverización y liofilización. Se puede efectuar una etapa de pasteurización sobre la solución de proteína de soja antes del secado. Dicha pasteurización puede efectuarse bajo cualquier condición de pasteurización deseada. Generalmente, la solución de proteína de soja concentrada y opcionalmente sometida a diafiltración se calienta hasta una temperatura de aproximadamente 55° a aproximadamente 70 °C, preferentemente de aproximadamente 60° a aproximadamente 65 °C, durante aproximadamente 30 segundos a aproximadamente 60 minutos, preferentemente aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 15 minutos. A continuación, la solución de proteína de soja concentrada y pasteurizada se puede enfriarse para el secado, preferentemente hasta una temperatura de aproximadamente 25° a aproximadamente 40 °C.
El producto de proteína de soja seco tiene un contenido proteico de más del 60 % en peso (N x 6,25) p.s. Preferentemente, el producto de proteína de soja seco es un aislado con un contenido proteico alto, de más del 90 % en peso de proteína, preferentemente de al menos el 100 % en peso (N x 6,25) p.s.
Se pueden usar una diversidad de procedimientos para proporcionar el aislado de proteína de soja con pH ajustado de acuerdo con la invención a partir del aislado de proteína de soja soluble ácido y para manipular sus propiedades funcionales.
En uno de dichos procedimientos, el producto aislado de proteína de soja ácido obtenido como se ha descrito anteriormente se forma en una solución acuosa, el pH de la solución acuosa se eleva hasta pH 6 y se seca el material. Como alternativa, se recupera el precipitado formado en el ajuste del pH a 6 y estos sólidos se secan para producir el aislado de proteína de soja. Como alternativa adicional, la solución de pH 6 puede calentarse hasta una temperatura de 70° a 160 °C, durante 2 segundos a 60 minutos, preferentemente de 80° a 120 °C, durante 15 segundos a 15 minutos, más preferentemente de 85° a 95 °C, durante 1 a 5 minutos, antes de secar la muestra entera, o en otro procedimiento alternativo más, recuperar y secar solamente los sólidos insolubles de la muestra tratada con calor.
En otra alternativa, la solución proteica concentrada de la etapa (h) anteriormente descrita para la preparación del producto de proteína de soja soluble ácido puede ajustarse a pH 6 para causar la precipitación de la proteína. A continuación, se puede secar la muestra entera o se pueden recoger los sólidos precipitados y solamente estos secarse para formar el producto. Como alternativa, la solución de pH 6 puede calentarse hasta una temperatura de 70° a 160 °C, durante 2 segundos a 60 minutos, preferentemente de 80° a 120 °C, durante 15 segundos a 15 minutos, más preferentemente de 85° a 95 °C, durante 1 a 5 minutos, antes de secar la muestra entera o recuperar y secar solo el material precipitado.
En los procedimientos en los que se recogen y se secan los sólidos precipitados, la fracción proteica soluble restante también puede procesarse para formar un producto de proteína de soja. La fracción soluble puede secarse directamente o puede procesarse más mediante concentración por membrana y/o diafiltración y/o tratamiento térmico antes del secado.
Ejemplos
En los siguientes ejemplos, todos los productos liofilizados se molieron hasta polvo, el contenido proteico de los polvos se determinó mediante un método de combustión usando un equipo de determinación de nitrógeno Leco y el contenido de humedad de los polvos se determinó mediante un método de secado por estufa. Los productos secados por pulverización se analizaron igualmente pero no requirieron de molienda antes del análisis.
La evaluación sensorial de las muestras se realizó como sigue.
Las muestras se presentaron para evaluación sensorial como una dispersión de proteína al 2% p/v en agua potable purificada a aproximadamente pH 6. Se le pidió a un panel informal de 6 a 8 panelistas comparar a ciegas la muestra experimental con una muestra de producto IEP convencional pH 6 S013-K19-09A, preparado como se describe en el Ejemplo comparativo 1 de a continuación, e indicar qué muestra tenía más sabor a judía.
Ejemplo 1 comparativo
Este Ejemplo comparativo ilustra la preparación de un aislado de proteína de soja por precipitación isoeléctrica convencional.
Se añadió 30 kg de copo blanco de soja a 300 l de agua de OI a temperatura ambiente y el pH se ajustó a 8,5 mediante la adición de solución de hidróxido de sodio 1 M. La muestra se agitó durante 30 minutos para proporcionar una solución proteica acuosa. Se hizo un seguimiento del pH de la extracción y se mantuvo a 8,5 durante los 30 minutos.
Se eliminó el copo blanco de soja residual y la solución proteica resultante se clarificó mediante centrifugación y filtración para producir 278,7 l de solución proteica filtrada que tenía un contenido proteico de 2,93 % en peso. El pH de la solución proteica se ajustó a 4,5 mediante la adición de HCl que se había diluido con un volumen igual de agua y un precipitado formado. El precipitado se recogió por centrifugación, a continuación, se lavó volviendo a suspenderlo en 2 volúmenes de agua de OI. A continuación, el precipitado lavado se recogió por centrifugación. Se obtuvo un total de 32,42 kg de precipitado lavado con un contenido proteico de 18,15 % en peso. Esto representó un rendimiento del 72,0 % de la proteína en la solución de extracto clarificada. Se combinó una alícuota de 16,64 kg del precipitado lavado con un peso igual de agua de OI y, a continuación, el pH de la muestra se ajustó a 6 con hidróxido de sodio. A continuación, la muestra con pH ajustado se secó por pulverización para producir un aislado con un contenido proteico de 93,80 % (N x 6,25) p.s. El producto se denominó iEp convencional pH 6 S013-K19-09A.
Ejemplo 2
Este Ejemplo ilustra un procedimiento para la preparación de un aislado de proteína de soja con pH ajustado.
Se añadió 30 kg de harina de soja desengrasada, mínimamente procesada por calor a 300 l de solución de CaCl20,15 M a temperatura ambiente y se agitó durante 30 minutos para proporcionar una solución proteica acuosa. Se añadió unos 300 l adicionales de solución de CaCl20,075 M y se eliminó la harina de soja residual y la solución de proteína resultante se clarificó por centrifugación para producir 532,5 l de solución de proteína centrifugada que tenía un contenido proteico de 1,22 % en peso. A continuación, se bajó el pH de la muestra hasta 3,09 con HCl diluido.
La solución de extracto proteico diluida y acidificada se redujo en volumen de 532 l a 107 l por concentración sobre una membrana de polietersulfona (PES) que tenía un corte de peso molecular de 100.000 Daltons. La etapa de concentración y las etapas de proceso de membrana posteriores todas se condujeron a aproximadamente 30 °C. La solución se sometió a diafiltración con 370 l de agua purificada por ósmosis inversa (OI) seguido de concentración adicional para proporcionar 37,86 kg de solución proteica concentrada con un contenido proteico del 13,97 % en peso.
Esto representó un rendimiento del 81,4 % en peso de la solución proteica clarificada inicial.
Una muestra de 1,5 kg de la solución proteica concentrada se trató con una solución de hidróxido de sodio acuosa al 25 % p/v para elevar el pH de la muestra hasta 6 y formar un precipitado. El precipitado se recogió por centrifugación a 10.000 g y, a continuación, se liofilizó para formar un producto denominado S009-D27-09A S701N que tenía un contenido proteico del 106,53 % en peso (N x 6,25) sobre una base de peso seco.
Todos los panelistas sensoriales (6 de 6) que evaluaron el S009-D27-09A S701N valoraron esta muestra como con menos sabor a judía que el control IEP convencional, preparado como se describe en el Ejemplo comparativo 1.
Ejemplo 3
Este Ejemplo ilustra otro procedimiento para la preparación de un aislado de proteína de soja con pH ajustado.
Se añadió 60 kg de harina de soja desengrasada, mínimamente procesada por calor a 600 l de solución de CaCl20,15 M a temperatura ambiente y se agitó durante 30 minutos para proporcionar una solución proteica acuosa. Se añadió unos 600 l adicionales de solución de CaCl20,075 M y se eliminó la harina de soja residual y la solución de proteína resultante se clarificó por centrifugación y filtración para proporcionar 975 l de solución proteica filtrada que tenía un contenido proteico de 1,15 % en peso. Se añadió medio volumen de agua y el pH de la muestra se bajó hasta 3,05 con HCl diluido.
La solución de extracto proteico diluida y acidificada se redujo en volumen de 1505 l a 305 l por concentración sobre una membrana de polietersulfona (PES) que tenía un corte de peso molecular de 100.000 Daltons. La etapa de concentración y las etapas de proceso de membrana posteriores todas se condujeron a aproximadamente 30 °C. A continuación, la solución se sometió a diafiltración con 650 l de agua purificada por ósmosis inversa (OI) seguido de
concentración adicional para proporcionar 59,44 kg de solución proteica concentrada con un contenido proteico del 15,51 % en peso. Esto representó un rendimiento del 82,2 % en peso de la solución proteica filtrada inicial.
Una muestra de 10,20 kg de la solución proteica concentrada se diluyó con un volumen igual de agua para ayudar a la mezcla durante la posterior etapa de calentamiento.
La solución diluida se ajustó a pH 6 con una solución acuosa al 25 % p/v de hidróxido de sodio y, a continuación, se calentó hasta 95 °C durante 5 minutos mientras se mezclaba en un hervidor con camisa de vapor. La precipitación intensa ocurrió al ajustar a pH 6.
A continuación, la solución calentada se enfrió y se centrifugó a 4.000 g para separar el material precipitado de la fracción soluble. El sedimento resultante se volvió a suspender en agua purificada por ósmosis inversa (OI) para secado por pulverización. El producto seco se denominó S008-E11-09A S701NH y tenía un contenido proteico de 101,02 % en peso (N x 6,25) sobre una base de peso seco.
La mayoría de los panelistas sensoriales (5 de 8) que evaluaron el S008-E11-09A S701NH valoraron esta muestra como con menos sabor a judía que el control IEP convencional, preparado como se describe en el Ejemplo comparativo 1.
Ejemplo 4
Este Ejemplo ilustra otro procedimiento para la preparación de un aislado de proteína de soja con pH ajustado.
Se añadió 30 kg de harina de soja desengrasada, mínimamente procesada por calor a 300 l de solución de CaCh 0,15 M a temperatura ambiente y se agitó durante 30 minutos para proporcionar una solución proteica acuosa. Se añadió unos 300 l adicionales de solución de CaCh 0,075 M y se eliminó la harina de soja residual y la solución de proteína resultante se clarificó por centrifugación y filtración para producir 525 l de solución de proteína filtrada que tenía un contenido proteico de 1,32 % en peso. Se añadió medio volumen de agua y el pH de la muestra se bajó hasta 3,08 con HCl diluido. A continuación, la solución proteica diluida y acidificada se calentó a 90 °C durante 1 minuto, a continuación, se enfrió hasta 50 °C para el proceso de membrana.
La solución de extracto proteico diluida, acidificada y tratada con calor se redujo en volumen de 781,5 l a 156,5 l mediante concentración sobre una membrana de polietersulfona (PES) que tenía un corte de peso molecular de 100.000 Daltons. La etapa de concentración y todas la posteriores etapas de proceso de membrana se condujeron a aproximadamente 50 °C. A continuación, la solución se sometió a diafiltración con 150 l de agua purificada por ósmosis inversa (OI) seguido de concentración adicional hasta un volumen de 43,5 l. A continuación, la solución se sometió a diafiltración con unos 150 l adicionales de agua purificada por ósmosis inversa (OI), a continuación, se concentró más hasta 19,5 l. A continuación, se añadió agua de OI a la muestra para dar una masa total de 72,74 kg de solución proteica diluida que tenía una concentración proteica de 9,47 % en peso. Esto representó un rendimiento del 99,4 % de la solución proteica filtrada inicial.
Una muestra de 30 kg de la solución proteica diluida se ajustó a pH 6 con una solución acuosa al 25 % p/v de hidróxido de sodio y se calentó hasta 90 °C durante 5 minutos mientras se mezclaba en un hervidor con camisa de vapor. La precipitación intensa de proteína ocurrió al ajustar a pH 6.
La solución calentada se enfrió y el precipitado se dejó sedimentar. La fracción soluble se extrajo por decantación y se reemplazó por un volumen igual de agua para volver a suspender los sólidos. La suspensión se dejó sedimentar y, a continuación, la fase líquida se decantó de nuevo para eliminar las trazas restantes de la fracción soluble.
A continuación, el precipitado resultante se secó por pulverización. El producto seco se denominó S010-E26-09A S701NH y tenía un contenido proteico de 101,46 % en peso (N x 6,25) sobre una base de peso seco.
Todos los panelistas sensoriales (6 de 6) que evaluaron el S010-E26-09A S701NH valoraron esta muestra como con menos sabor a judía que el control IEP convencional, preparado como se describe en el Ejemplo comparativo 1.
Ejemplo 5
Este Ejemplo ilustra otro procedimiento para la preparación de un aislado de proteína de soja con pH ajustado.
Se añadió 30 kg de copos blancos de soja desengrasados a 300 l de solución de CaCl2 0,13 M a 60 °C y se agitó durante 30 minutos para proporcionar una solución proteica acuosa. Los copos blancos de soja residuales se eliminaron y la solución proteica resultante se clarificó mediante centrifugación para producir 252,4 l de solución proteica centrifugada que tenía un contenido proteico de 2,72 % en peso. A continuación, se añadió la solución proteica
clarificada a 188,7 l de agua purificada por ósmosis inversa (OI) a 60 °C y el pH de la muestra se bajó hasta 3,38 con HCl diluido.
420 l de la solución de extracto proteico diluida y acidificada se redujeron en volumen hasta 100 l mediante concentración sobre membrana de polietersulfona (PES), que tenía un corte de peso molecular de 100.000 Daltons, llevada a cabo a una temperatura de aproximadamente 55 °C. En este momento, la solución proteica acidificada, con un contenido proteico del 4,82 % en peso, se sometió a diafiltración con 150 l de agua purificada por ósmosis inversa, con la operación de diafiltración conducida a aproximadamente 56 °C. A continuación, la solución diafiltrada se concentró hasta un volumen de 52 l y se sometió a diafiltración con unos 468 l adicionales de agua de OI, con la operación de diafiltración conducida a aproximadamente 60 °C. Después de esta segunda diafiltración, la solución proteica se concentró desde un contenido proteico de 9,99 % en peso hasta un contenido proteico de 13,12 % en peso y, a continuación, se diluyó hasta un contenido proteico de 6,44 % en peso con agua para facilitar el secado por pulverización o el procesamiento adicional. La solución proteica diluida antes del secado por pulverización o el procesamiento adicional se recuperó en un rendimiento del 74,7 % en peso de la solución proteica clarificada inicial.
Una muestra de 1,8 kg de la solución proteica diluida se trató con una solución de hidróxido de sodio acuosa 6 M para elevar el pH de la muestra hasta 6,08 y formar un precipitado. A continuación, la muestra se liofilizó para producir un producto denominado S023-L09-10A S701N (no fraccionamiento). Este producto tenía un contenido proteico del 103,47 % en peso (N x 6,25) p.s.
Otra muestra de 1,8 kg de la solución proteica diluida se diluyó más con 1,8 l de agua purificada de OI y, a continuación, se trató con una solución de hidróxido de sodio acuosa 6 M para elevar el pH de la muestra hasta 6,00 y formar un precipitado. La solución pH 6 se calentó hasta 95 °C durante 5 minutos y, a continuación, se liofilizó. El producto seco se denominó S023-L09-10A S701NH (no fraccionamiento) y tenía un contenido proteico de 103,14 % en peso (N x 6,25) p.s.
Ejemplo 6
Este Ejemplo contiene una evaluación de la solubilidad en agua de los aislados de proteína de soja producidos por los métodos de los Ejemplos 2 a 5. La solubilidad proteica se evaluó usando una versión modificada del procedimiento de Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718.
Se pesó suficiente polvo de proteína para suministrar 0,5 g de proteína en un matraz y, a continuación, se añadió una pequeña cantidad de agua purificada por ósmosis inversa (OI) y la mezcla se agitó hasta que se formó una pasta suave. A continuación, se añadió agua adicional para llevar el volumen hasta aproximadamente 45 ml. A continuación, los contenidos del matraz se agitaron lentamente durante 60 minutos usando un agitador magnético. El pH se determinó inmediatamente después de dispersar la proteína y se ajustó al nivel apropiado (2, 3, 4, 5, 6 o 7) con NaOH o HCl diluidos. También se preparó una muestra a pH natural. Para las muestras con pH ajustado, el pH se midió y se corrigió dos veces durante los 60 minutos de agitación. Después de los 60 minutos de agitación, las muestras se compensaron hasta 50 ml de volumen total con agua de OI, produciendo una dispersión del 1 % de proteína p/v. El contenido proteico de las dispersiones se midió por análisis de combustión usando un instrumento Leco. A continuación, las alícuotas de las dispersiones se centrifugaron a 7.800 g durante 10 minutos, lo cual sedimentó el material insoluble y produjo un sobrenadante claro. El contenido proteico del sobrenadante se midió por análisis Leco y, a continuación, se calculó la solubilidad proteica del producto como sigue: Solubilidad (%) = (% de proteína en sobrenadante/% de proteína en dispersión inicial) x 100
Los valores de pH natural de los aislados de proteína producidos en los Ejemplos 2 a 5 se muestran en la siguiente Tabla 1:
Tabla 1 - pH natural de dispersiones preparadas en agua a 1 % de proteína p/v
lote producto pH natural
S009-D27-09A S701N 5,31
S008-E11-09A S701NH 5,86
S010-E26-09A S701NH 6,10
S023-L09-10A S701N (no fraccionamiento) 5,81
S023-L09-10A S701NH (no fraccionamiento) 5,71
Los resultados de solubilidad se exponen en la siguiente Tabla 2.
Tabla 2 - Solubilidad de los productos a diferentes valores de pH
Como puede observarse a partir de los resultados de la Tabla 2, los productos S701N eran bastantes solubles a pH 2 y 3, pero no tan solubles a los otros valores de pH ensayados. La adición de un tratamiento térmico para formar S701NH dio como resultado un producto que era casi completamente insoluble a todos los valores de pH ensayados.
Ejemplo 7
Este Ejemplo contiene una evaluación de la capacidad de fijación de agua de los aislados de proteína de soja producidos por los métodos de los Ejemplos 2 a 5
Se pesó polvo de proteína (1 g) en tubos de centrífuga (50 ml) de peso conocido. A este polvo se añadió aproximadamente 20 ml de agua purificada por ósmosis inversa (OI) al pH natural. Los contenidos de los tubos se mezclaron usando un mezclador vorticial a velocidad moderada durante 1 minuto. Las muestras se incubaron a temperatura ambiente durante 5 minutos, a continuación, se mezclaron con agitador vorticial durante 30 segundos. A esto le siguió incubación a temperatura ambiente durante otros 5 minutos seguido de otros 30 segundos de mezcla en agitador vorticial. A continuación, las muestras se centrifugaron a 1.000 g durante 15 minutos a 20 °C. Después de la centrifugación, el sobrenadante se vertió fuera con cuidado, asegurándose de que todo el material sólido permaneciera en el tubo. A continuación, el tubo de centrífuga se volvió a pesar y se determinó el peso de la muestra saturada con agua.
La capacidad de fijación de agua (WBC) se calculo como:
WBC (ml/g) = (masa de muestra saturada con agua - masa de muestra inicial)/(masa de muestra inicial x contenido de sólidos total de muestra)
Los resultados de la capacidad de fijación de agua se exponen en la siguiente Tabla 3
Tabla 3 - Capacidad de fijación de agua de diferentes productos
lote producto WBC (ml/g)
S009-D27-09A S701N 2,40
S008-E11-09A S701NH 3,71
S010-E26-09A S701NH 3,60
S023-L09-10A S701N (no
fraccionamiento) 2,90
S023-L09-10A S701NH (no
fraccionamiento) 5,96
Como puede observarse a partir de los resultados de la Tabla 3, la inclusión de un tratamiento térmico en la preparación del producto con pH ajustado dio como resultado una capacidad de fijación de agua mayor.
Compendio de la divulgación
En el compendio de esta divulgación, la presente invención proporciona procedimientos para producir productos de proteína de soja con valores de pH natural casi neutro que pueden sustituirse para los aislados de proteína de soja convencionales en una diversidad de aplicaciones alimenticias.
Claims (12)
1. Un producto de proteína de soja que tiene un contenido proteico de al menos 60 % en peso (N x 6,25) p.s. con un pH natural de 6, el cual no tiene un sabor a judía, y que es: escasamente soluble en agua durante un intervalo de pH de 4 a 7, o básicamente insoluble en agua durante un intervalo de pH de 2 a 7, obtenible por el proceso de la reivindicación 6.
2. El producto de proteína de soja de acuerdo con la reivindicación 1 que tiene un contenido proteico de al menos 90 % en peso (N x 6,25).
3. El producto de proteína de soja de acuerdo con la reivindicación 1 que tiene un contenido proteico de al menos 100 % en peso (N x 6,25).
4. El producto de proteína de soja de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el producto de proteína de soja tiene una solubilidad a un 1 % de proteína p/v de al menos 89,1 % en agua a pH 2 a 3 y como mucho 41,4 % en agua durante un intervalo de pH de 4 a 6; o tiene una solubilidad al 1 % p/v de proteína de como mucho 13,8 % en agua durante un intervalo de pH de 2 a 7, en el que la solubilidad se determina de acuerdo con la relación:
solubilidad (%) = (% de proteína en sobrenadante/% de proteína en dispersión inicial) x 100.
5. Una composición alimenticia que comprende un producto de proteína de soja de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
6. Un método de producción de un producto de proteína de soja que tiene un contenido proteico de al menos 60 % en peso (N x 6,25) p.s. con un pH natural de 6 y que no tiene un sabor a judía, y que es escasamente soluble en agua durante un intervalo de pH de 4 a 7 o básicamente insoluble en agua durante un intervalo de pH de 2 a 7, que comprende:
proporcionar una solución acuosa de un producto de proteína de soja que tenga un contenido proteico de al menos 60 % en peso (N x 6,25) p.s. que es completamente soluble en medio acuoso a un pH de menos de 4,4 y estable al calor a ese intervalo de pH,
ajustar el pH de la solución a pH 6 para precipitar la proteína de soja de la misma, y
(a) secar la muestra con pH ajustado entera, o
(b) recuperar y secar el material precipitado, o
(c) tratar con calor la solución con pH ajustado y, a continuación, secar la muestra entera, o
(d) tratar con calor la solución con pH ajustado y, a continuación, recuperar y secar el material precipitado.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dicho tratamiento térmico se efectúa a una temperatura de 70° a 160 °C durante 2 segundos a 60 minutos.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicho tratamiento térmico se efectúa a una temperatura de 80° a 120 °C durante 15 segundos a 15 minutos.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicho tratamiento térmico se efectúa a una temperatura de 85° a 95 °C durante 1 a 5 minutos.
10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, en el que se proporciona dicha solución acuosa de un producto de proteína de soja mediante:
(a) extracción de una fuente de proteína de soja con una solución de sal de calcio acuosa para causar solubilización de proteína de soja a partir de una fuente de proteína de soja y formar una solución de proteína de soja acuosa, (b) separación de la solución de proteína de soja acuosa de la fuente de proteína de soja residual,
(c) opcionalmente dilución de la solución de proteína de soja acuosa,
(d) ajuste del pH de la solución de proteína de soja acuosa a un pH de 1,5 a 4,4 para producir una solución de proteína de soja clara acidificada,
(e) opcionalmente tratamiento térmico de la solución acidificada para reducir la actividad de inhibidores anti tripsina nutricional y la carga microbiana,
(f) concentración de la solución de proteína de soja clara acuosa mientras se mantiene la fuerza iónica básicamente constante usando una técnica de membrana selectiva,
(g) opcionalmente diafiltración de la solución de proteína de soja concentrada, y
(h) opcionalmente pasteurización de la solución de proteína de soja concentrada para reducir la carga microbiana.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la solución de sal de calcio acuosa es una solución de cloruro de calcio acuosa.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que el pH de la solución de proteína de soja acuosa se ajusta a un pH de 2 a 4.
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