MX2011007865A - Elaboracion de un producto de proteina de soya soluble a partir de una masa micelar de proteina de soya ("s200ca"). - Google Patents

Elaboracion de un producto de proteina de soya soluble a partir de una masa micelar de proteina de soya ("s200ca").

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Abstract

Un producto de proteína de soya que tiene un contenido de proteína de al menos el 60% en peso (N x 6.25) d.b., de preferencia un aislado que tiene un contenido de proteína de al menos aproximadamente el 90% en peso (N x 6.25) d.b., se forma a partir del sobrenadante de la precipitación de una masa micelar de proteína de soya. Al sobrenadante se agrega una sal de calcio u otra sal divalente, antes de la concentración, después de la concentración inicial o después de la concentración final, para proporcionar una conductividad entre aproximadamente 2 y 30 mS. De la solución resultante se retira el precipitado y el pH de la solución clara de proteína de soya se ajusta opcionalmente entre aproximadamente 1.5 y 4.4. La solución clara con el pH ajustado opcionalmente se concentra a una concentración entre aproximadamente 50 y 400 g/L y la solución clara concentrada de proteína se somete a diafiltración opcionalmente antes de secar. El producto de proteína de soya es soluble en medios ácidos y produce soluciones transparentes, estables al calor, a valores de pH bajo y, por lo tanto, se puede utilizar para la fortificación proteínica de bebidas carbónicas y bebidas deportivas.

Description

ELABORACIÓN DE UN PRODUCTO DE PROTEÍNA DE SOYA SOLUBLE A PARTIR DE UNA MASA MICELAR DE PROTEÍNA DE SOYA ("S200Ca" ) REFERENCIA CON SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad de conformidad con el 35 USC 119(e) de las solicitudes de patente provisionales de los Estados Unidos Nos. 61/202,055 presentada el 26 de enero 2009 y 61/272,289 presentada el 08 de septiembre 2009.
CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con la preparación de productos de proteína de soya.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En las solicitudes de patente provisional de los Estados Unidos Nos. 61/107,112 (7865-373) presentada el 21 de octubre de 2008, 61/193,457 (7865-374) presentada el 02 de diciembre de 2008, 61/202,070 (7865-376) presentada el 26 de enero de 2009, 61/202,553 (7865-383) presentada el 12 de marzo 2009, 61/213,717 (7865-389) presentada el 07 de julio 2009, 61/272,241 (7865-400) presentada el 3 de septiembre de 2009 y la solicitud de patente de los Estados Unidos 12/603,087 presentada el 21 de octubre de 2009, las exposiciones de las mismas se incorporan en la presente como referencia, ahí se describe la preparación de un producto de proteína de soya, de preferencia una aislado de proteína de soya, que es completamente soluble y es capaz de proporcionar soluciones transparentes y estables al calor a valores de pH bajo. Este producto de proteína de soya se puede utilizar para la fortificación proteínica, en particular, de bebidas carbónicas y bebidas deportivas, así como otros sistemas acuosos ácidos, sin precipitación de la proteína. El producto de proteína de soya se prepara al extraer una fuente de proteína de soya con una solución acuosa de cloruro de calcio a pH natural, opcionalmente diluyendo la solución acuosa de proteína de soya resultante, al ajustar el pH de la solución acuosa de proteína de soya a un pH de 1.5 a 4.4, de preferencia 2.0 a 4.0, para producir una solución clara acidificada de proteína de soya, que opcionalmente se puede concentrar y/o diafiltrar antes de la deshidratación .
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En la actualidad se ha encontrado que corrientes de proceso derivadas de la precipitación de una masa micelar de proteína de soya se puede procesar adicionalmente para proporcionar productos de proteína de soya que tengan un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 60% en peso (N x 6.25) d.b., que sean solubles en medios ácidos y produzcan soluciones transparen es, estables al calor a valores de pH bajo y, por tanto, que se puedan utilizar para la fortificación proteínica, en particular, de bebidas carbónicas y bebidas deportivas, así como también otros sistemas acuosos, sin precipitación de la proteína. El producto de proteína de soya de preferencia es un aislado que tiene un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 90% en peso, de preferencia al menos aproximadamente el 100% (N x 6.25) d.b.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un producto de proteína de soya que tenga un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 60% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco, que comprende : agregar sal de calcio u otra sal divalente, de preferencia cloruro de calcio, al sobrenadante proveniente de la precipitación de una masa micelar de proteína de soya para proporcionar una conductividad entre aproximadamente 2 mS y 30 mS, de preferencia entre aproximadamente 8 mS y 15 mS , retirar el material de fitato precipitado de la solución resultante para dejar una solución clara, ajustar opcionalmente el pH de la solución clara entre aproximadamente 1.5 y 4.4, de preferencia entre aproximadamente 2.0 y 4.0, tal como mediante la adición de ácido clorhídrico, concentrar la solución clara con pH ajustado opcionalmente a un contenido proteínico entre aproximadamente 50 y 400 g/L, de preferencia entre aproximadamente 100 y 200 g/L, para producir una solución concentrada clara de proteína de soya, diafiltrar opcionalmente la solución concentrada clara de proteína de soya, antes o después de la concentración total, tal como en el caso con entre 2 y 40 volúmenes de agua, de preferencia entre 5 y 25 volúmenes de agua, llevar a cabo opcionalmente un paso de eliminación de color, tal como un tratamiento con carbón activado granular y deshidratar la solución concentrada de proteínas .
El sobrenadante se puede concentrar parcialmente a una concentración intermedia antes de la adición de la sal de calcio. El precipitado que se forma se retira y la solución resultante se acidifica, como se describió anteriormente, se concentra adicionalmente a una concentración final y, opc ionalmente , luego se diafiltra y se deshidrata.
Alternativamente, el sobrenadante primero se puede concentrar a la concentración final, se agrega la sal de calcio al sobrenadante concentrado, el precipitado resultante se retira y la solución se acidifica opc ionalmente y luego opc ionalmente se diafiltra y se deshidrata.
Una opción en los procedimientos descritos anteriormente es omitir la acidificación y llevar a cabo el proceso de de la solución a pH natural. En esta opción se agrega sal de calcio al sobrenadante, el sobrenadante parcialmente concentrado, o el sobrenadante concentrado para formar un precipitado que se retira. La solución resultante luego se procesa como se describió anteriormente, sin el paso de acidificación.
Cuando el sobrenadante se concentra parcialmente antes de la adición de la sal de calcio y se concentra totalmente después del retiro del precipitado, el sobrenadante se puede concentrar primero a una concentración de proteína de aproximadamente 50 g/L o menos, y, después del retiro del precipitado, luego se concentra a una concentración entre aproximadamente 50 y 400 g/1, de preferencia entre aproximadamente 100 y 250 g/L.
El producto de proteína de soya de preferencia es un aislado que tiene un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 90% en peso, de preferencia al menos aproximadamente el 100% en peso (N x 6.25) d.b.
En otro aspecto de la invención, se ha encontrado que se puede producir un producto equivalente a partir de la soya mediante el procesamiento de la solución de proteína de soya a partir de la extracción de la sal de sodio del material fuente de la proteína de soya, al concentrar la solución de proteína de soya, al diafiltrar opcionalmente la solución concentrada de proteína de soya, al ajustar opcionalmente el pH de la solución de entre aproximadamente 2 y , y deshidratar la solución acidificada. De acuerdo con este aspecto de la presente invención, se proporciona un proceso para preparar un producto de proteína de soya con un contenido proteínico de al menos 60% en peso (N x 6.25) de peso en seco, que comprende: extraer una fuente de proteína de soya para solubilizar la proteína de soya en el material fuente y formar una solución acuosa de proteína de soya que tenga un pH entre aproximadamente 5 y 7, concentrar la solución acuosa de proteína de soya a una concentración entre aproximadamente 50 y 400 g/L para formar un aislado concentrado de proteína de soya, diafiltrar opc ionalmente la solución de proteína de soya, antes o después de completar la concentración de la misma, ajustar opcionalmente el pH de la solución concentrada y diafiltrada de proteína de soya entre aproximadamente 2 y 4 para proporcionar una solución clara acidificada de proteína de soya, y deshidratar la solución proteínica.
El producto de proteína de soya de preferencia es un aislado que tiene un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 90% en peso, de preferencia al menos aproximadamente el 100% en peso (N x 6.25) d.b.
También se ha encontrado que el aislado de proteína de soya formado como una masa micelar de proteínas y el aislado de proteína de soya derivado del sobrenadante a partir de la precipitación de la masa micelar de proteínas son solubles en medios ácidos y se puede utilizar para proporcionar soluciones acuosas con claridad aceptable.
Aunque la presente invención se relaciona principalmente con la producción de aislados de proteína de soya, se contempla que se pueden proporcionar productos de proteína de soya de menor pureza que tengan propiedades similares a los aislados de proteína de soya. Estos productos de pureza menor pueden tener una concentración proteínica de al menos aproximadamente el 60% en peso ( N x 6.25) d.b .
Los productos de proteína de soya novedosos de la invención se pueden mezclar con bebidas en polvo para la formación de bebidas acuosas carbónicas o deportivas al disolver los mismos en agua. Esta mezcla puede ser una bebida en polvo.
Los productos de proteína de soya proporcionados en la presente se pueden proporcionar como una solución acuosa de los mismos que tenga un alto grado de claridad a valores de pH ácido y que sea estable al calor a estos valores de pH .
En otro aspecto de la presente invención, se proporciona una solución acuosa del producto de soya proporcionado en la presente que sea estable al calor, a un pH bajo. La solución acuosa puede ser una bebida, que puede ser una bebida clara en la cual el producto de proteína de soya es completamente soluble y transparente, o una bebida opaca en la cual el producto de proteína de soya no aumenta la opac idad .
Los productos de proteína de soya proporcionados de acuerdo con los procesos en la presente carecen del sabor característico a frijol de los aislados de proteína de soya y son adecuados, no sólo para la fortificación proteínica de un medio ácido, sino que también se pueden utilizar en una amplia variedad de aplicaciones convencionales de los aislados de proteína, incluyendo de manera enunciativa la fortificación proteínica de alimentos y bebidas procesados, la emulsif icación de aceites, como un formador de cuerpo en productos horneados y un agente espumante en productos que atrapan gases. Además, el producto de proteína de soya se puede formar en fibras de proteína, útiles en análogos de harina, y se puede utilizar como un sustituto de clara de huevo o extendedor en productos alimenticios donde la clara de huevo se utiliza como un aglutinante. El producto de proteína de soya también se puede utilizar en suplementos nutricionales . Otros usos del producto de proteína de soya se encuentran en alimentos para mascotas, alimentos para animales y en aplicaciones industriales y cosméticas y en productos para el cuidado personal.
DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN El paso inicial del proceso para proporcionar el producto de proteína de soya implica solubilizar la proteína de soya a partir de una fuente de proteína de soya. La fuente de proteína de soya puede ser granos de soya o cualquier producto de soya o subproducto derivado del procesamiento de los granos de soya, incluyendo de manera enunciativa, comida de soya, hojuelas de soya, granos de soya y harina de soya. La fuente de proteína de soya se puede utilizar en forma grasa total, en forma desgrasada parcialmente o en forma desgrasada totalmente. Cuando la fuente de proteína de soya contiene una cantidad apreciable de grasa, en general se requiere durante el proceso un paso para eliminación de aceite. La proteína de soya recuperada de la fuente de proteína de soya puede ser la proteína que se presenta en la naturaleza en los granos de soya o el material proteico puede ser una proteína modificada mediante manipulación genética, pero que posea las propiedades hidrofóbicas y polares caracterxsticas de la proteína natural .
La solubilización de proteínas se puede llevar a cabo al utilizar una de sal de sodio de grado alimenticio tal como una solución de cloruro de sodio de grado alimenticio. Cuando el aislado de proteína de soya se destina a usos no alimenticios, se pueden utilizar productos químicos de grado no alimenticio. Además también se pueden utilizar otras sales monovalentes, tales como cloruro de potasio. A medida que aumenta la concentración de la solución salina, el grado de solubilización de la proteína proveniente de la fuente de proteína de soya aumenta inicialmente hasta que se alcanza un valor máximo. Cualquier aumento posterior en la concentración salina no aumenta el total de proteína solubil izada . La concentración de la solución salina que provoca la solubilización máxima de la proteína varía dependiendo de la sal que se trate. La elección de la concentración de la solución de sal de sodio también se influye por la proporción de proteína deseada que se obtendrá por la vía micelar. Mayores concentraciones de sal, de preferencia entre aproximadamente 0.5 M y 1.0 M, en general darán por resultado en más masa micelar proteínica con la dilución de la solución concentrada de proteína de soya en agua fría. La extracción puede llevarse a cabo con una solución de cloruro de sodio de mayor concentración, o alternativamente, la extracción se puede llevar a cabo con una solución de menos de 0.5 M de cloruro de sodio, por ejemplo, 0.10 M o 0.15 M de cloruro de sodio, y luego se puede agregar sal adicional a la solución de proteína de soya después del retiro de la fuente de la proteína de soya.
En un proceso por lotes, la solubi li zac ión salina de la proteína se lleva a cabo a una temperatura entre aproximadamente 1°C y 100°C, de preferencia entre aproximadamente 15° y 35°C, de preferencia acompañada por agitación para disminuir el tiempo de solubilización, que por lo general es entre aproximadamente 1 y 60 minutos. Se prefiere llevar a cabo la solubilización para extraer prácticamente tanta proteína de la fuente de proteína de soya como sea posible, a fin de proporcionar un alto rendimiento total del producto.
En un proceso continuo, la extracción de la proteína de soya a partir de la fuente de proteína de soya se lleva a cabo de cualquier manera consistente con llevar a cabo una extracción continua de proteína de la fuente de proteína de soya. En una modalidad, la fuente de proteína de soya se mezcla continuamente con una solución salina de grado alimenticio y la mezcla se transporta a través de un tubo o conducto que tenga una longitud y a una magnitud de flujo durante un tiempo de residencia suficiente para llevar a cabo la extracción deseada de acuerdo con los parámetros descritos en la presente. En este procedimiento continuo, el paso de so lubi 1 i zac ión salina se realiza rápidamente, en un tiempo de hasta aproximadamente 10 minutos, de preferencia para llevar a cabo la solubilización para extraer prácticamente tanta proteína de la fuente de proteína de soya como sea posible. La solubilización en el procedimiento continuo se lleva a cabo a temperaturas entre aproximadamente 1°C y 100°C, de preferencia entre aproximadamente 15°C y 35°C.
La extracción se puede llevar a cabo al pH natural del sistema de fuente de proteína de soya/solución salina, en general entre aproximadamente 5 y 7. Alternativamente el pH de la extracción se puede ajustar a cualquier valor deseado dentro de la variación entre aproximadamente 5 y 7 para utilizarse en el paso de extracción mediante el uso de cualquier ácido conveniente, por lo general ácido clorhídrico, o álcali, por lo general hidróxido de sodio, cuando sea necesario.
La concentración de la fuente de proteína de soya en la solución salina de grado alimenticio durante el paso de solubilización puede variar ampliamente. Los valores de concentración típicos son entre aproximadamente 5 y 15% en p/v.
El paso para extracción de proteínas con la solución salina acuosa puede tener el efecto adicional de solubilizar las grasas que pueden estar presentes en la fuente de proteína de soya, lo cual luego da por resultado en que las grasas estarán presentes en la fase acuosa.
La solución proteínica que resulta del paso de extracción por lo general tiene una concentración proteínica entre aproximadamente 5 y 50 g/L, de preferencia entre aproximadamente 10 y 50 g/L.
La solución salina acuosa puede contener un antioxidante. El antioxidante puede ser cualquier antioxidante conveniente, tal como sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleado puede variar entre aproximadamente 0.01 y 1% en peso de la solución, de preferencia aproximadamente 0.05% en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de cualesquiera fenólicos en la solución proteínica.
La fase acuosa resultante del paso de extracción entonces se puede separar de la fuente de proteína de soya residual, en cualquier forma conveniente, tal como al emplear una centrífuga decantadora, seguida por centrifugación y/o filtración en disco, para eliminar el material fuente de proteína de soya residual. La fuente de proteína de soya residual separada se puede deshidratar para su eliminación. Alternativamente, la fuente de proteína de soya residual separada se puede procesar para recuperar alguna proteína residual, tal como mediante un procedimiento convencional de precipitación isoeléctrica o cualquier otro procedimiento conveniente para recuperar esta proteína residual.
Cuando la fuente de proteína de soya contiene cantidades significativas de grasa, como se describe en las patentes de los Estados Unidos Nos. 5,844,086 y 6,005,076, cedida al cesionario de la misma y las exposiciones de las mismas se incorporan en la presente como referencia, luego los pasos de desgrasado descritos en la misma se pueden llevar a cabo en la solución acuosa separada de proteína. Alternativamente, el desgrasado de la solución acuosa separada de proteína se puede alcanzar mediante cualquier otro procedimiento conveniente.
La solución acuosa de proteína de soya se puede tratar con un absorbente, tal como carbón activado en polvo o carbón activado granulado, para eliminar compuestos de color y/u olor. Este tratamiento absorbente se puede llevar a cabo bajo cualesquiera condiciones convenientes, en general a la temperatura ambiente de la solución proteínica acuosa separada. Para el carbón activado en polvo, se emplea una cantidad entre aproximadamente 0.025% y 5% en p/v, de preferencia entre aproximadamente 0.05% y 2% en p/v. El agente adsorbente se puede retirar de la solución de soya mediante cualquier medio adecuado, tal como mediante filtración.
Como una alternativa para extraer la fuente de proteína de soya con una solución salina acuosa, esta extracción se puede realizar con agua sola. Cuando se emplea esta alternativa, entonces la sal, en las concentraciones mencionadas anteriormente, se puede agregar a la solución proteínica después de la separación de la fuente de proteína de soya residual. Cuando se lleva a cabo un primer paso para la eliminación de grasa, la sal en general se agrega después de la finalización de estas operaciones.
Otro procedimiento alternativo consiste en extraer la fuente de proteína de soya con la solución salina de grado alimenticio con un pH relativamente alto superior de aproximadamente 7, por lo general aproximadamente hasta 11. El pH del sistema de extracción se puede ajustar al valor alcalino deseado mediante el uso de cualquier álcali de grado alimenticio conveniente, tal como solución acuosa de hidróxido de sodio. Alternativamente, la fuente de proteína de soya se puede extraer con la solución salina a un pH relativamente bajo menor de aproximadamente pH 5, en general menor de aproximadamente pH 3. El pH del sistema de extracción se puede ajustar al valor ácido deseado mediante el uso de cualquier ácido de grado alimenticio conveniente, tal como ácido clorhídrico o ácido fosfórico. Cuando se emplea esta alternativa, la fase acuosa resultante del paso para extracción de proteína de soya de la fuente de proteína de soya luego se separa de la fuente de proteína de soya residual, de cualquier forma conveniente, tal como mediante el empleo de centrifugación decantadora, seguida por centrifugación en disco y/o filtración para eliminar la fuente de proteína de soya residual. La fuente de proteína de soya residual separada se puede deshidratar para su eliminación o procesar adic ionalmente para recuperar la proteína residual, como se mencionó anteriormente.
La solución acuosa de proteína de soya resultante del paso para extracción a pH alto o bajo luego se ajusta el pH a la variación entre aproximadamente 5 y 7, tal como se indicó anteriormente, antes de un procesamiento adicional como se analizará más adelante. Este ajuste de pH se puede efectuar utilizando cualquier ácido conveniente, tal como ácido clorhídrico, o álcali, tal como hidróxido de sodio, según sea adecuado. Si es necesario, la solución proteínica se puede aclarar mediante cualquier procedimiento conveniente, tal como centrifugación o filtración después del ajuste de pH y antes de su procesamiento adicional.
Si la pureza es adecuada, solución acuosa de proteína de soya resultante se puede deshidratar directamente para preparar un producto de proteína de' soya. Para disminuir el contenido de impurezas, la solución acuosa de proteína de soya se puede procesar antes de la deshidratación .
La solución acuosa de proteína de soya se puede concentrar para aumentar la concentración proteínica de la misma, mientras que se mantenga la resistencia iónica de la misma prácticamente constante. Esta concentración en general se lleva a cabo para proporcionar una solución concentrada de proteína de soya con una concentración proteínica entre aproximadamente 50 g/L y 400 g/L, de preferencia entre aproximadamente 100 g/L y 250 g/L.
El paso de concentración se puede llevar a cabo en cualquier manera conveniente consistente con una operación por lotes o continua, tal como al emplear cualquier técnica de membrana selectiva conveniente, tal como ultraf iltración o diaf iltración , utilizando membranas, tales como membranas de fibra hueca o membranas en espiral, con un corte de peso molecular adecuado, tal como entre aproximadamente 3,000 y 1,000,000 de Daltons, de preferencia entre aproximadamente 5,000 y 100,000 Daltons, habiendo considerado materiales y configuraciones de membrana diferentes, y, para un uncionamiento continuo, dimensionado para permitir el grado deseado de concentración a medida que la solución acuosa de proteína pasa a través de las membranas .
Como es bien sabido, la ultraf il tracion y las técnicas de membrana selectiva similares permitirán que pasen a través de especies de bajo peso molecular, mientras que se evite que las especies de peso molecular mayor lo hagan. Las especies de bajo peso molecular no sólo incluyen las especies iónicas de la sal de grado alimenticio, sino que también los materiales de bajo peso molecular extraídos del material fuente, tal como, carbohidratos, pigmentos, proteínas de bajo peso molecular y factores anti-nutricionales , tales como inhibidores de tripsina, los cuales por sí mismos son proteínas de bajo peso molecular. El corte de peso molecular de la membrana por lo general se selecciona para asegurar la retención de una proporción significativa de la proteína en la solución, mientras que se permita que los contaminantes pasen a través habiendo considerado diferentes materiales y configuraciones de membrana.
La solución proteínica se puede someter a un paso de diaf iltración, antes o después de la concentración completa, de preferencia utilizando una solución salina acuosa de la misma molaridad y pH que la solución de extracción. Si se desea una reducción en el contenido de sal del material retenido, la solución de diaf iltración empleada puede ser una solución salina acuosa al mismo pH aunque menor concentración salina que la solución de extracción. Sin embargo, la concentración salina de la solución de diaf i 1trae ión se debe seleccionar de tal forma que el nivel de sal en el material retenido se mantenga suficientemente alto para mantener la solubilidad deseada de la proteína. La diaf iltrac ión se puede efectuar utilizando entre aproximadamente 2 y 40 volúmenes de la. solución de diaf iltración, de preferencia entre aproximadamente 5 y 25 volúmenes de la solución de diaf i 1tración . En la operación de diaf iltración, se retiran cantidades adicionales de contaminantes de la solución acuosa de proteína mediante el paso a través de la membrana con el permeado. La operación diaf iltración se puede efectuar hasta que no haya cantidades significativas de contaminantes o ya no esté presente color visible en el permeado. Si se deshidratará el material retenido sin procesamiento adicional, de acuerdo con un aspecto de la presente invención, luego la diaf i 1trac ión se puede conducir hasta que el material retenido se haya purificado suficientemente para que, cuando se haya deshidratado, proporcione la concentración proteínica deseada, de preferencia para proporcionar un aislado con un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 90% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco. Esta diaf iltración se puede efectuar utilizando la misma membrana que para el paso de concentración. Sin embargo, si se desea, el paso diaf iltración se puede efectuar utilizando una membrana separada con corte de peso molecular diferente, tal como una membrana que tenga un corte de peso molecular en la variación entre aproximadamente 3,000 y 1,000,000 de Daltons, de preferencia entre aproximadamente 5,000 y 100,000 Daltons, habiendo considerado diferentes materiales y configuración de la membrana.
El paso de concentración y el paso de diaf iltración se pueden llevar a cabo en la presente de tal manera que el producto de proteína de soya recuperado posteriormente mediante la deshidratación del material retenido concentrado y diafiltrado contenga menos de aproximadamente el 90% en peso de proteína (N x 6.25) d.b., tal como al menos aproximadamente el 60% en peso de proteína (N x 6.25) d.b. Al concentrar parcialmente y/o al diafiltrar parcialmente la solución acuosa de proteína de soya, sólo es posible eliminar parcialmente los contaminantes. Esta solución proteínica luego se puede deshidratar para proporcionar un producto de protelna de soya con menores niveles de pureza. El producto de proteína de soya todavía es capaz de producir soluciones proteínicas claras bajo condiciones ácidas.
En el medio de diaf iltración puede estar presente un antioxidante durante al menos parte del paso de diaf i 1 trac ion . El antioxidante puede ser cualquier antioxidante conveniente, tal como sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleado en el medio de diaf i l rae ión depende de los materiales empleados y puede variar entre aproximadamente 0.01 y 1% en peso, de preferencia aproximadamente 0.05% en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de cualesquiera fenólicos presentes en la solución concentrada de proteína de soya.
El paso de concent ación y el paso de diaf iltración opcional se pueden llevar a cabo a cualquier, temperatura conveniente, en general entre aproximadamente 2° y 60°C, de preferencia entre aproximadamente 20° y 35°C, y durante el período de tiempo para llevar a cabo el grado deseado de concentración y diaf iltración. La temperatura y otras condiciones utilizadas en cierta medida dependen del equipo de membrana empleado para llevar a cabo el procesamiento de membrana y la concentración deseada de proteína de la solución y la eficiencia de la eliminación de contaminantes para el permeado .
Existen dos inhibidores principales de tripsina en la soya, a saber, el inhibidor Kunitz, que es una molécula termolábil con un peso molecular entre aproximadamente 21,000 Daltons, y el inhibidor Bowman-Birk , una molécula más estable al calor con un peso molecular entre aproximadamente 8,000 Daltons. El nivel de actividad del inhibidor de tripsina en el producto final de la proteína de soya se puede controlar mediante la manipulación de las diversas variables del proceso.
Por ejemplo, los pasos de concentración y/o diaf iltración se pueden operar de una manera favorable para la eliminación de los inhibidores de tripsina en el permeado junto con los otros contaminantes. La eliminación de los inhibidores de tripsina se estimula al utilizar una membrana de tamaño de poro mayor, tal como entre aproximadamente 30,000 y 1,000,000 de Da, operando la membrana a temperaturas elevadas, tales como entre aproximadamente 30° y 60°C, y al emplear volúmenes mayores del medio de diaf iltración, tales como entre aproximadamente 20 y 40 volúmenes.
Además, se puede alcanzar una reducción de la actividad del inhibidor de tripsina mediante la exposición de los materiales de soya a agentes reductores que alteran o reorganizan los enlaces disulfuro de los inhibidores. Los agentes reductores adecuados incluyen sulfito de sodio, cisteína y N-acet ilcisteína .
La adición de estos agentes reductores se puede llevar a cabo en distintas etapas del proceso general. El agente reductor se puede agregar con el material fuente de proteina de soya en el paso de extracción, se puede agregar a la solución acuosa de proteína de soya aclarada después del retiro del material fuente de proteína de soya residual, se puede agregar a la solución proteínica concentrada antes o después de la diaf iltración o se puede mezclar en seco con el producto deshidratado de proteína de soya. La adición del agente reductor se puede combinar con los pasos de procesamiento de membrana, como se describió anteriormente.
Si se desea conservar los inhibidores de tripsina activos en la solución concentrada de proteínas, esto se puede alcanzar al utilizar una concentración y una membrana de diaf iltración con un tamaño de poro menor, operando la membrana a temperaturas menores y al emplear menores volúmenes del medio de diaf iltración y sin emplear un agente reductor .
La solución proteínica concentrada y opcionalmente diafiltrada se puede someter a una operación de desgrasado adicional, si se requiere, como se describe en las patentes de los Estados Unidos Nos. 5,844,086 y 6,005,076. Alternativamente, el desgrasado de la solución proteínica concentrada y opcionalmente diafiltrada se puede alcanzar mediante cualquier otro procedimiento conveniente.
La solución proteínica acuosa concentrada y opcionalmente diafiltrada se puede tratar con un absorbente, tal como carbón activado en polvo o carbón activado granulado, para eliminar los compuestos de color y/u olor. Este tratamiento absorbente se puede llevar a cabo bajo cualesquiera condiciones convenientes, en general a la temperatura ambiente de la solución proteínica acuosa concentrada. Para el carbón activado en polvo, se emplea una cantidad entre aproximadamente 0.025% y 5% en p/v, de preferencia entre aproximadamente 0.05% y 2% en p/v. El adsorbente se puede retirar de la solución de proteína de soya mediante cualquier medio adecuado, tal como mediante filtración.
La solución de proteína de soya concentrada y opcionalmente diafiltrada que resulta del paso de desgrasado opcional y del tratamiento con adsorbente opcional se puede someter a un paso de pasteurización para reducir la carga microbiana. Esta pasteurización se puede efectuar en cualesquiera condiciones deseadas de pasteurización. En general, la solución de proteína de soya concentrada y opcionalmente diafiltrada se calienta a una temperatura entre aproximadamente 55° y 70°C, de preferencia entre aproximadamente 60° y 65°C, durante entre aproximadamente 30 segundos y 60 minutos, de preferencia entre aproximadamente 10 y 15 minutos. La solución concentrada pasteurizada de proteína luego se puede enfriar para un procesamiento adicional como se describirá más adelante, de preferencia a una temperatura entre aproximadamente 25° y 40°C.
De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la solución acuosa de proteína de soya concentrada y diafiltrada se deshidrata para proporcionar el producto de proteína de soya.
Alternativamente, la solución acuosa de proteína de soya concentrada y diafiltrada se puede ajustar en el pH entre aproximadamente 2.0 y 4.0, de preferencia entre aproximadamente 2.9 y 3.2. El ajuste de pH se puede efectuar de cualquier manera conveniente, tal como mediante la adición de ácido clorhídrico o ácido fosfórico. La solución de proteína soya acidificada resultante luego se deshidrata. Como una alternativa adicional, la solución de proteína de soya ajustada en el pH se puede someter a un tratamiento con calor para inactivar los factores termolábiles anti-nutricionales , tales como los inhibidores de tripsina mencionados anteriormente. Este paso de calentamiento adicional también proporciona el beneficio adicional de reducir la carga microbiana. En general, la solución proteínica se calienta a una temperatura entre aproximadamente 70° y 120°C, de preferencia entre aproximadamente 85° y 95°C, durante entre aproximadamente 10 segundos y 60 minutos, de preferencia entre aproximadamente 30 segundos y 5 minutos. La solución de proteína de soya acidificada tratada con calor luego se puede enfriar a una temperatura entre aproximadamente 2°C y 60°C, de preferencia entre aproximadamente 20° y 35°C. La solución de proteína de soya acidificada, tratata con calor luego se deshidrata.
La solución proteínica concentrada y diafiltrada opcionalmente se puede aumentar en la resistencia iónica mediante la adición de sal, si se desea, para estimular la formación de masa micelar proteínica con dilución como una alternativa a la operación para ajuste de la resistencia iónica descrita anteriormente.
Dependiendo de la temperatura empleada en el paso de concentración y paso de diaf iltración opcional y si lleva a cabo o no un paso de pasteurización, la solución concentrada de proteínas se puede calentar a una temperatura de al menos aproximadamente 20°C, y hasta aproximadamente 60°C, de preferencia entre aproximadamente 25°C y 40°C, para disminuir la viscosidad de la solución concentrada de proteínas para facilitar el desempeño del paso de dilución posterior y la formación de micelas. La solución concentrada de proteínas no se debe calentar más allá de una temperatura superior con la cual no se presente la formación de micelas en dilución con agua fría.
La solución concentrada de proteínas resultante del paso de concentración, del paso de diaf iltración opcional, del paso de ajuste opcional de resistencia iónica, paso de desgrasado opcional, del paso opcional de tratamiento con adsorbentes y el paso de pasteurización opcional, y luego se diluye para llevar a cabo la formación de micelas al mezclar la solución concentrada de proteínas con agua fría que tenga el volumen requerido para alcanzar el grado de dilución deseado. Dependiendo de la proporción de proteína de soya que se desee obtener por la vía micelas y la proporción del sobrenadante, el grado de dilución de la solución concentrada de proteínas puede variar. Con niveles menores de dilución, en general, una mayor proporción de la proteína de soya permanece en la fase acuosa.
Cuando se desea proporcionar la mayor proporción de la proteína por la vía micelar, la solución proteínica concentrada se diluye entre aproximadamente 5 veces y 25 veces, de preferencia entre aproximadamente 10 veces y 20 veces.
El agua enfriada con la cual se mezcla la solución proteínica concentrada tiene una temperatura menor de aproximadamente 15°C, en general entre aproximadamente Io y 15°C, de preferencia menor de aproximadamente 10°C, ya que se logran rendimientos mejorados del aislados de proteína en forma de una masa micelar de proteínas con estas temperaturas más frías a los factores de dilución utilizados.
En una operación por lotes, el lote de la solución concentrada de proteína se agrega a un cuerpo estático de agua que tenga el volumen deseado, como se mencionó anteriormente. La dilución de la solución proteínica concentrada y la disminución consiguiente en la resistencia iónica provoca la formación de una masa similar a nube de moléculas de proteína bastante asociadas en forma micelar. En el procedimiento por lotes, las micelas de proteína se dejan sedimentar en el cuerpo de agua enfriada para formar una masa micelar de proteínas similar a gluten (PMM) . La sedimentación se puede ayudar, tal como mediante centrifugación. Esta sedimentación inducida disminuye el contenido de líquido de la masa micelar de proteínas, disminuyendo así el contenido de humedad de entre aproximadamente 70% en peso y 95% en peso a un valor en general de entre aproximadamente 50% en peso y 80% en peso de la masa micelar total. La disminución del contenido de humedad de la masa micelar de esta manera también disminuye el contenido de sal ocluida de la masa micelar, y por lo tanto el contenido de sal del producto proteínico deshidratado.
Alternativamente, la operación de dilución se puede llevar a cabo de manera continua al hacer pasar continuamente la solución proteínica concentrada a una entrada de un tubo en forma de T, mientras que el agua para dilución se alimenta a la otra entrada del tubo en forma de T, permitiendo el mezclado en el tubo. El agua para dilución se introduce en el tubo en forma de T a una velocidad suficiente para alcanzar el grado deseado de dilución de la solución proteínica concentrada.
El mezclado de la solución proteínica concentrada y el agua para dilución en el tubo inicia la formación de un precipitado de proteína y la mezcla se alimenta continuamente desde la salida del tubo en forma de T en un recipiente para sedimentación, a partir del cual, cuando se llena, se deja que el sobrenadante se desborde. La mezcla de preferencia se alimenta en el cuerpo del líquido en el recipiente para sedimentación de tal manera que se reduzca al mínimo la turbulencia dentro del cuerpo del líquido.
En el procedimiento continuo, las micelas de proteína se dejan sedimentar en el recipiente para sedimentación para formar una masa micelar de proteínas similar a gluten ( PMM) , agregada, fundida, densa, amorfa, espesa, y el procedimiento se continúa hasta que se haya acumulado en el fondo del recipiente para sedimentación una cantidad deseada de la PMM , con lo cual la PMM acumulada se retira del recipiente para sedimentación. En lugar del asentamiento por sedimentación, la PMM se puede separar continuamente mediante centrifugación.
Mediante la utilización de un proceso continuo para la recuperación de la masa micelar de proteína de soya, en comparación con el proceso por lotes, se puede reducir significativamente el tiempo del paso inicial para la extracción de proteínas al mismo nivel de la extracción de proteínas y se pueden emplear temperaturas significativamente mayores en el paso de extracción. Además, en una operación continua, hay menos posibilidades de contaminación que en un procedimiento por lotes, lo que lleva a una mayor calidad del producto y el proceso se puede llevar a cabo en un equipo más compacto.
La masa micelar sedimentada se separa de la fase acuosa residual o el sobrenadante, tal como mediante la decantación de la fase acuosa residual de la masa sedimentada o mediante centrifugación. La PMM se puede utilizar en forma húmeda o se puede deshidratar, mediante cualquier técnica conveniente, tal como deshidratación por atomización o liof ilización, a una forma deshidrata. La PMM deshidratada tiene un alto contenido proteínico, en exceso de aproximadamente el 90% en peso de proteína, de preferencia al menos aproximadamente el 100% en peso de proteína (calculado como N x 6.25) d.b. y está prácticamente desnaturalizado.
Alternativamente, la PMM húmeda se puede ajustar en el pH a un pH entre aproximadamente 2.0 y 4.0, de preferencia entre aproximadamente 2.9 y 3.2. El ajuste de pH se puede efectuar de cualquier manera conveniente, tal como mediante la adición de ácido clorhídrico o ácido fosfórico. La solución de proteína de soya acidificada resultante luego se deshidrata. Como una alternativa adicional, la solución de proteína de soya ajustada en el pH se puede someter a un tratamiento por calor para inactivar los factores ant i -nutricionales termolábiles, tales como los inhibidores de tripsina mencionados anteriormente. Este paso de calentamiento también proporciona el beneficio adicional de reducir la carga microbiana. En general, la solución proteínica se calienta a una temperatura entre aproximadamente 70° y 100°C, de preferencia entre aproximadamente 85° y 95°C, durante entre aproximadamente 10 segundos y 60 minutos, de preferencia entre aproximadamente 30 segundos y 5 minutos. La solución de proteína de soya acidificada tratada con calor se puede enfriar a una temperatura entre aproximadamente 2°C y 60°C, de preferencia entre aproximadamente 20° y 35°C. La solución de proteína de soya acidificada, tratada por calor resultante se luego se deshidrata.
En un aspecto de la presente invención, se agrega al sobrenadante una sal de calcio u otra sal divalente que primero se puede concentrar o concentrar parcialmente en la forma descrita más adelante, para proporcionar una conductividad entre aproximadamente 2 mS y 30 mS , de preferencia 8 mS y aproximadamente 15 mS . El cloruro de calcio agregado al sobrenadante puede estar en cualquier forma deseada, tal como una solución acuosa concentrada del mi smo .
La adición de cloruro de calcio tiene el efecto de depositar ácido fítico desde el sobrenadante en forma de fitato de calcio. El fitato depositado se recupera del sobrenadante, tal como mediante centrifugación y/o filtración para dejar una solución clara.
El pH de la solución clara entonces se puede ajustar a un valor entre aproximadamente 1.5 y 4.4, de preferencia entre aproximadamente 2.0 y 4.0. El ajuste del pH se puede efectuar de cualquier manera conveniente, tal como mediante la adición de ácido clorhídrico o ácido fosfórico. Si se desea, se puede omitir el paso de acidificación a partir de las diversas opciones descritas en la presente (distintas del tratamiento por calor mencionado más adelante) , una vez que se haya eliminado el material precipitado de fitato.
La solución acuosa de proteína de soya acidificada, ajustada en el pH se puede someter a un tratamiento con calor para inactivar los factores termolábiles ant i -nutricionales , tales como los inhibidores de tripsina mencionados anteriormente. Este paso de calentamiento también proporciona el beneficio adicional de reducir la carga microbiana. En general, la solución proteínica se calienta a una temperatura entre aproximadamente 70° y 100°C, de preferencia entre aproximadamente 85° y 95°C, durante entre aproximadamente 10 segundos y 60 minutos, de preferencia entre aproximadamente 30 segundos y 5 minutos. La solución de proteína de soya acidificada, tratada con calor, luego se puede enfriar para un procesamiento adicional como se describirá más adelante a una temperatura entre aproximadamente 2°C y 60°C, de preferencia entre aproximadamente 20° y 35°C.
La solución clara, tratada por calor opcionalmente y ajustada opcionalmente en el pH, si no es que ya se concentró, se concentra para aumentar la concentración de proteínas de la misma. Esta concentración se lleva a cabo utilizando cualquier técnica conveniente de membrana selectiva, tal como ultraf iltración o diaf iltración, utilizando membranas con un peso molecular de corte adecuado que permita especies de bajo peso molecular, incluyendo sal, carbohidratos, pigmentos, inhibidores de tripsina y otros materiales de bajo peso molecular extraídos del material fuente de proteínas, para pasar a través de la membrana, manteniendo una proporción significativa de proteína de soya en la solución. Se pueden utilizar membranas de ultraf iltración que tengan un corte de peso molecular entre aproximadamente 3,000 y 1,000,000 de Daltons, de preferencia entre aproximadamente 5,000 y 100,000 Daltons, habiendo considerado diferentes materiales y configuración de la membrana. La concentración de la solución proteínica de esta manera también reduce el volumen de líquido requerido que se secará para recuperar la proteína. La solución proteínica en general se concentra a una concentración proteínica entre aproximadamente 50 g/L y 400 g/L, de preferencia entre a aproximadamente 100 y 250 g/L, antes de la deshidratación . Esta operación de concentración se puede llevar a cabo en un modo por lotes o en una operación continua, tal como se describió anteriormente .
Cuando el sobrenadante se concentra parcialmente antes de la adición de la sal de calcio y se concentra totalmente después del retiro del precipitado, el sobrenadante se puede concentrar primero a una concentración proteínica de aproximadamente 50 g/L o menos, y, después del retiro del precipitado, luego se concentra a una concentración de proteína entre aproximadamente 50 y 400 g/L, de preferencia entre aproximadamente 100 y 250 g/L.
La solución proteínica se puede someter a un paso de diaf iltración, antes o después de la concentración parcial o completa, de preferencia utilizando agua o una solución salina para diluir. La solución para diaf iltración puede estar a su pH natural o a un pH igual al de la solución proteínica que se diafiltrará o a cualquier pH entre los mismos. Esta diafiltración se puede llevar a cabo utilizando entre aproximadamente 2 y 40 volúmenes de solución de diaf iltración, de preferencia entre aproximadamente 5 y 25 volúmenes de solución de diaf iltración . En la operación de diaf i 1trac ión , se retiran cantidades adicionales de contaminantes de la solución acuosa mediante el paso a través de la membrana con el permeado. La operación de diaf iltración se puede llevar a cabo hasta que no haya cantidades significativas adicionales de contaminantes o esté presente un color visible en el permeado o hasta que la solución proteínica se haya purificado suficientemente. Esta diaf iltración se puede llevar a cabo utilizando la misma membrana que la del paso de concentración. Sin embargo, si se desea, el paso de diaf iltración se puede llevar a cabo utilizando una membrana separada, tal como una membrana que tenga un corte de peso molecular en la variación entre aproximadamente 3,000 y 1,000,000 de daltons, de preferencia entre aproximadamente 5,000 y 100,000 daltons, habiendo considerado diferentes materiales y configuración de la membrana.
El paso de concentración y el paso de diaf iltración se pueden llevar a cabo en la presente de tal manera que el producto de proteína de soya recuperado posteriormente mediante la deshidratación del material retenido concentrado y diafiltrado contenga menos de aproximadamente el 90% en peso de proteína (N x 6.25) d.b., tal como al menos aproximadamente el 60% en peso de proteína (N x 6.25) d.b. Al concentrar parcialmente y/o al diafiltrar parcialmente la solución acuosa de proteína de soya, sólo es posible eliminar parcialmente los contaminantes. Esta solución proteínica luego se deshidratar para proporcionar un producto de proteína de soya con menores niveles de pureza. El producto de proteína de soya todavía es capaz de producir soluciones proteínicas claras bajo condiciones ác idas .
En el medio de diaf iltración puede estar presente un antioxidante durante al menos parte del paso de diaf i 11rae ión . El antioxidante puede ser cualquier antioxidante conveniente, tal como sulfito de sodio o ácido ascórbico. La cantidad de antioxidante empleado en el medio de diaf iltración depende de los materiales empleados y puede variar entre aproximadamente 0.01 y 1% en peso, de preferencia aproximadamente 0.05% en peso. El antioxidante sirve para inhibir la oxidación de cualesquiera fenólicos presentes en la solución concentrada de proteína de soya.
El paso de concentración y el paso de diaf iltración se pueden llevar a cabo a cualquier temperatura conveniente, en general entre aproximadamente 2o y 60°C, de preferencia entre aproximadamente 20° y 35°C, y durante el período de tiempo para llevar a cabo el grado deseado de concentración y diaf iltración . La temperatura y otras condiciones utilizadas en cierta medida dependen del equipo de membrana empleado para llevar a cabo el procesamiento de membrana, la concentración deseada de la solución y la eficiencia de la eliminación de contaminantes en el permeado.
Como se mencionó anteriormente, se puede controlar el nivel de actividad del inhibidor de tripsina en el producto final de la proteína de soya mediante la manipulación de las diversas variables de proceso .
Como se observó anteriormente, el tratamiento con calor de la solución acuosa acidificada de proteína de soya se puede utilizar para inactivar los inhibidores de tripsina termolábiles . La solución de proteína de soya acidificada parcialmente concentrada o totalmente concentrada también se puede tratar con calor para inactivar los inhibidores de tripsina termolábiles .
Además, los pasos de concentración y/o diaf iltración se pueden operar de una manera favorable para la eliminación de los inhibidores de tripsina en el permeado junto con los otros contaminantes. La eliminación de los inhibidores de tripsina se estimula al utilizar una membrana de tamaño de poro mayor, tal como entre aproximadamente 30,000 y 1,000,000 de Da, que opera la membrana a temperaturas elevadas, tales como entre aproximadamente 30° y 60°C, y al emplear volúmenes mayores del medio de diaf iltración, tal como por ejemplo entre aproximadamente 20 y 40 volúmenes.
La acidificación y el procesamiento con membrana de la solución proteínica diluida a un pH menor, tal como entre aproximadamente 1.5 y 3 pueden reducir la actividad del inhibidor de tripsina en relación con el procesamiento de la solución a un pH mayor, tal como entre aproximadamente 3 y 4.4. Cuando la solución proteínica se concentra y diafiltra al extremo inferior de la variación de pH, puede ser conveniente aumentar el pH del material retenido antes de la deshidratación . El pH de la solución proteínica concentrada y diafiltrada se podrá aumentar al valor deseado, por ejemplo pH 3, mediante la adición de cualquier álcali de grado alimenticio conveniente, tal como hidróxido de sodio.
Además, se puede alcanzar una reducción de la actividad del inhibidor de tripsina mediante la exposición de los materiales de soya a agentes reductores que alteren o reorganicen los enlaces disulfuro de los inhibidores . Los agentes reductores adecuados incluyen sulfito de sodio, cisteína y N-ace ilcisteína .
La adición de estos agentes reductores se puede llevar a cabo en diversas etapas del proceso general. El agente reductor se puede agregar con el material fuente de proteína de soya en el paso de extracción, se puede agregar a la solución acuosa clarificada de proteína de soya después del retiro del material fuente de proteína de soya residual, se puede agregar al material retenido diafiltrado antes de la dilución, se puede agregar al sobrenadante, se puede agregar al sobrenadante modificado de calcio concentrado y diafiltrado antes de la deshidratación o se puede combinar en seco con el producto deshidratado de proteína de soya. La adición del agente reductor se puede combinar con un paso de tratamiento con calor y los pasos de procesamiento de membrana, como se describió anteriormente.
Si se desea conservar los inhibidores de tripsina activos en la solución concentrada de proteína, esto se puede alcanzar al eliminar o reducir la intensidad del paso de tratamiento con calor, sin utilizar agentes reductores, operando los pasos de concentración y diaf iltración al extremo superior de la variación de pH, tal como entre aproximadamente 3 y 4.4, utilizando una concentración y una membrana de diaf i 1 trac ión con un tamaño de poro menor, operando la membrana a temperaturas menores y al emplear menores volúmenes del medio de diaf iltración .
La solución proteínica acuosa concentrada y opcionalmente diafiltrada se puede tratar con un adsorbente, tal como carbón activado en polvo o carbón activado granulado, para eliminar los compuestos de color y/u olor. Este tratamiento con absorbentes se puede llevar a cabo bajo cualesquiera condiciones convenientes, en general a la temperatura ambiente de la solución proteínica concentrada. Para el carbón activado en polvo, se emplea una cantidad entre aproximadamente 0.025% y 5% en p/v, de preferencia entre aproximadamente 0.05% y 2% en p/v.
El adsorbente se puede eliminar de la solución de proteína de soya mediante cualquier medio adecuado, tal como mediante filtración.
El pH de la solución proteínica concentrada y diafiltrada opcionalmente y tratada opc ionalmente con adsorbentes se puede ajustar entre aproximadamente de 2.0 y 4.0, si no se ha empleado el paso de ajuste de pH . La solución proteínica concentrada y diafiltrada opcionalmente y tratada opcionalmente con adsorbentes también se puede tratar con calor para reducir el nivel de actividad del inhibidor de tripsina como se describió anteriormente.
La solución proteínica concentrada y diafiltrada opcionalmente y tratada opcionalmente con adsorbentes se deshidrata mediante cualquier técnica conveniente, tal como deshidratación por pulverización o liof ilización, a una forma deshidratada. El producto deshidratado de proteína de soya tiene un contenido de proteína de al menos 60% en peso (N x 6.25) d.b., de preferencia en exceso de aproximadamente el 90% en peso (N x 6.25) d.b., de mayor preferencia al menos aproximadamente el 100% en peso. El producto de proteína de soya es bajo en contenido de ácido fítico, por lo general menor de aproximadamente el 1.5% en peso.
En una modalidad de la presente invención, el sobrenadante proveniente de la formación de la PMM se puede procesar directamente para formar un producto de proteína de soya utilizando los pasos descritos anteriormente mientras que se omita la adición de cloruro de calcio. El producto de proteína de soya así formado tiene un contenido proteínico de al menos aproximadamente el 60% en peso (N x 6.25) d.b., de preferencia en exceso de aproximadamente el 90% en peso (N x 6.25) d.b., de mayor preferencia al menos aproximadamente el 100% en peso.
Los productos de proteína de soya preparados en la presente son solubles en un entorno acuoso ácido, haciendo que los productos sean ideales para su incorporación en bebidas, tanto con gas como sin gas, para proporcionar la fortificación proteínica a las mismas. Estas bebidas tienen una amplia gama de valores de pH ácido, que varían entre aproximadamen e 2.5 y 5. Los productos de proteína de soya proporcionados en la presente se pueden agregar a estas bebidas en cualquier cantidad conveniente para proporcionar fortificación proteínica para estas bebidas, por ejemplo, al menos aproximadamente 5 g de proteína de soya por porción. El producto de proteína de soya agregado se disuelve en la bebida y no afecta la claridad de la bebida, incluso después del procesamiento térmico. El producto de proteína de soya se puede mezclar con una bebida deshidratada antes de la reconstitución de la bebida mediante disolución en agua. En algunos casos, puede ser necesaria una modificación a la formulación normal de las bebidas para tolerar la composición de la invención en donde los componentes presentes en la bebida pueden afectar negativamente la capacidad de la composición para permanecer disuelta en la bebida.
EJEMPLOS Ejemplo 1; Este ejemplo ilustra la producción de una masa micelar de proteínas (S300), un sobrenadante derivado del aislado de proteínas (S200) y el sobrenadante modificado de calcio proteínas derivado del aislado de proteínas (S200Ca) a partir de la soya .
Se agregaron ¾a' kg de harina de soya desgrasada, tratada mínimamente con calor a *b' L de *c' de solución de NaCl M a temperatura ambiente y se agitaron durante 60 minutos para proporcionar una solución acuosa de proteína. La harina de soya residual se retiró y la solución proteínica resultante se clarificó mediante centrifugación y filtración para producir 4d' L de solución proteinica filtrada que tuvo un contenido proteínioco de 4e'% en peso .
La solución del extracto de proteína se redujo a 4f kg mediante concentración en una membrana 4g' que tiene un corte de peso molecular de Ah' Daltons para producir una solución concentrada de proteínas con un contenido proteínico de ' i'% en peso .
La conductividad de la solución concentrada de proteínas fue *j' mS . La solución concentrada de cloruro de sodio se agregó al material retenido para aumentar la conductividad a 'k' mS . La solución proteinica concentrada a ' °C se diluyó xm' en agua por RO fría que tiene una temperatura 'n' °C. Se formó inmediatamente una nube blanca. Se retiró el sobrenadante y la masa (PMM) precipitada, viscosa y pegajosa se recuperó mediante centrifugación con un rendimiento de 'o'% en peso de la solución proteinica filtrada. La PMM deshidratada derivada de la proteína se encontró que tuvo un contenido proteínico de xp'% (N x 6.25) d.b. Al producto se le proporcionó una designación 'q' S300.
Los parámetros 4a' hasta xq' se exponen siguiente Tabla 1: Tabla 1 - Parámetros para la producción de S300 q S005-J27-08A S005-K19-08A a 10 10 b 200 200 c 0.15 0.50 d 185 165 e 0.70 1.34 f 5.28 12.06 g PES PES h 100, 000 100 , 000 i 21.28 17.51 j 9.45 24.9 k 21.4 24.9 1 27.8 30 m 1:10 1:5 n 1.6 4 o 18.5 20.8 P 91.31 99.66 Los sobrenadantes provenientes de estas dos ejecuciones se procesaron en diferentes formas. El sobrenadante de la ejecución de S005-J27-08A se procesó sin la modificación de calcio. En esta ejecución, 65 L de sobrenadante se concentró a un volumen de 5 L en una membrana PES con un corte de peso molecular de 10,000 Daltons luego se diafiltró con 25 L de agua purificada por osmosis inversa sobre la misma membrana. El material retenido diafiltrado tuvo una concentración proteínica de 12.60% en peso. Con la proteína adicional recuperada del sobrenadante, la recuperación total de la solución proteínica filtrada fue del 69.2%. El material retenido diafiltrado se deshidrató para formar un producto con un contenido proteínico del 98.76% (N x 6.25) d.b. Al producto se le proporcionó la designación S005-S200 J27-08A.
El sobrenadante proveniente de la ejecución S005-K19-08A se procesó con la modificación de calcio. A 65 L de sobrenadante se agregaron 0.336 kg de CaCl2, lo cual aumentó la conductividad de la solución de 6.31 mS a 12.65 mS . El precipitado formado se separó mediante centrifugación y luego el pH del concentrado se ajustó a 3 con HC1 diluido. El concentrado acidificado luego se concentró a partir de un volumen de 66 L a un volumen de 5 L en una membrana PES con un corte de peso molecular de 10,000 Daltons . El concentrado luego se diafiltró sobre la misma membrana con 25 L de agua purificada por osmosis inversa ajustada a pH 3 con HCl diluido. Con la proteína adicional recuperada del sobrenadante, la recuperación total de la solución proteínica filtrada fue del 37.1%. El material retenido diafiltrado se deshidrató para proporcionar un producto con un contenido proteínico del 98.01% (N x 6.25) d.b. Al producto se le proporcionó la designación S005-K19-08A S200Ca.
El color de los productos en polvo seco se evaluó con un instrumento HunterLab ColorQuest XE en modo de ref lectancia . Los valores de color se presentan en la siguiente Tabla 2 : Tabla Marcas HunterLab para productos deshidratados muestra L* a* b* S005-J27-08A S300 87.06 .28 10.04 S005-K19-08A S300 85.08 72 10.91 S005-J27-08A S200 84.51 56 10.51 S005-K19-08A S200Ca 86.87 58 9.53 Como se puede observar a partir de la Tabla 2, el color seco de todos los productos fue muy claro .
E j emplo 2 : Este ejemplo contiene una evaluación de la estabilidad al calor de los aislados de proteína de soya producidos mediante el método del Ejemplo 1 (S300 , S200 , S200Ca) .
Se produjo una solución proteínica al 2% en p/v de cada producto en agua y el pH se ajustó a 3. Se evaluó la claridad de estas soluciones mediante una medición de turbidez con el instrumento HunterLab Color Quest XE en modo de transmisión. Las soluciones luego se calentaron a 95°C, se mantuvieron a esta temperatura durante 30 segundos y luego inmediatamente se enfriaron a temperatura ambiente en un baño con hielo. Se midió nuevamente la claridad de las soluciones tratadas con calor.
En la siguiente Tabla 3 se establece la claridad de la solución proteínica antes y después del calentamiento: Tabla 3 - Efecto del tratamiento con calor sobre la claridad de diversas muestras mues ra turbidez (%) antes turbidez ( ) después del calentamiento del calentamiento S005-J27-08A S300 24.9 21.1 S005-K19-08A S300 30.5 29.6 S005-J27-08A S200 11.0 3.2 S005-K19-08A S200Ca 7.3 7.9 Como se puede observar en la Tabla 3, las muestras S200 y S200Ca proporcionaron soluciones muy claras en agua a pH 3. Las soluciones de las muestras S300 no fueron tan claras. Todas las muestras fueron estables al calor, con el nivel de turbidez que permaneció esencialmente constante con el calentamiento, o realmente mejoraron.
Ejemplo 3; Este ejemplo contiene una evaluación de la solubilidad en agua de los aislados de proteína de soya producidos mediante el método del Ejemplo 1 (S300, S200, S200Ca) . La solubilidad se probó con base en la solubilidad de la proteína (denominado método de proteínas, una versión modificada del procedimiento de Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718) y la solubilidad total del producto (denominado método de sedimentación) .
En un vaso de precipitación se pesó polvo de proteína suficiente para suministrar 0.5 g de proteína y luego se agregó una pequeña cantidad de agua purificada por osmosis inversa (RO) y la mezcla se agitó hasta que se formó una pasta suave. Luego se agregó agua adicional para llevar el volumen a aproximadamente 45 mi. El contenido del vaso de precipitación luego se agitó lentamente durante 60 minutos utilizando un agitador magnético. El pH se determinó inmediatamente después de la dispersión de la proteína y se ajustó al nivel adecuado (2, 3, 4, 5, 6 ó 7) con NaOH o HCl diluido. 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 constituyeron hasta 50 mi de volumen total con agua por RO, proporcionando una dispersión de proteínas al 1% en p/v. El contenido proteínico de las dispersiones se midió utilizando un Determinador de Nitrógeno LECO FP528. Alícuotas (20 mi) de las dispersiones luego se transfirieron a tubos de centrífuga pesados previamente que se habían secado durante la noche en un horno a 100°C luego se enfriaron en un desecador y los tubos se taparon. Las muestras se sometieron a centrifugación a 7800 g durante 10 minutos, lo cual sedimentó el material insoluble y proporcionó un sobrenadante claro. El contenido proteínico del sobrenadante se midió mediante análisis LECO y luego el sobrenadante y las tapas del tubo se desecharon y el material sedimentado se deshidrató durante la noche en un horno ajustado a 100°C. A la mañana siguiente, los tubos se transfirieron a un desecador y se dejaron enfriar. Se registró el peso del material sedimentado deshidratado. El peso en seco del polvo de proteína inicial se calculó al multiplicar el peso del polvo utilizado por un factor de ((100 contenido de humedad del polvo (%))/100) . La Solubilidad del producto luego se calculó de dos formas diferentes: 1) Solubilidad (método de proteína) (%) (% de proteína en el sobrenadante/ % de proteína en la dispersión inicial) x 100 2) Solubilidad (método de sedimentación) (%) = (1 - (peso en seco del material sedimentado insoluble/ ( (peso de 20 mi de la dispersión/peso de 50 mi de la dispersión) x peso en seco inicial del polvo de proteína))) x 100 En la tabla 4 se muestran los valores de pH natural de los aislados proteínicos producidos en el Ejemplo 1 en agua (1% de proteína) : Tabla 4 - PH natural de la solución proteínica preparada en agua al 1% de proteína Lote Producto pH natural S005-J27-08A S300 6.67 S005-K19-08A S300 6.76 S005-J27-08A S200 6.70 S005-K19-08A S200Ca 3.29 En las siguientes Tablas 5 y 6 se establecen los resultados de solubilidad obtenidos: Tabla Solubilidad de productos diferentes valores de pH con base en el método de proteínas Solubilidad (método de proteínas) (%) Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-J27-08A S300 100 94.2 43.4 19.1 91.9 99.1 95.0 S005-K19-08A S300 100 100 85.3 8.1 23.7 100 94.7 S005-J27-08A S200 91.5 100 98.8 0.0 76.7 94.4 89.5 S005-K19-08A S200Ca 94.7 100 100 20 38 66.3 100 Tabla 6 Solubilidad de productos diferentes valores de pH con base en el método de sedimentación Solubilidad (método de sedimentación) (%) Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-J27-08A S300 97.1 97.0 55.4 29.3 91.7 94.5 86.9 S005-K19-08A S300 96.5 96.1 76.3 5.1 29.1 93.1 86.8 S005-J27-08A S200 96.9 97.8 96.3 15.1 86.1 97.9 98.1 S005- 19-08A S200Ca 98.2 95.8 97.2 31.4 55.0 71.1 98.3 Como se puede observar a partir de los resultados de las Tablas 5 y 6, los productos S300 fueron muy solubles a valores de pH de 2 , 3 y 7. El S200 fue muy soluble a pH 2 a 4 y 7. El S200Ca fue muy soluble en la variación de pH 2 a .
Ejemplo 4 Este ejemplo contiene una evaluación de la claridad en agua de los aislados de proteína de soya producidos mediante el método del Ejemplo 1 (S300, S200 , S200Ca) .
La claridad de las soluciones proteínicas al 1% en p/v preparadas como se describió en el Ejemplo 3 se evaluaron al medir la absorbancia a 600 nm , con una marca de absorbancia inferior que indica una mayor claridad. El análisis de las muestras en un instrumento HunterLab ColorQuest XE en modo de transmisión también proporcionó una lectura de turbidez porcentual, otra medida de claridad.
En las siguientes Tablas 7 y 8 se establecen los resultados de claridad: En las siguientes Tablas 7 y 8 se establecen los resultados de claridad: Tabla 7 - Claridad de las soluciones proteinicas a diferentes valores de pH según se evalúa mediante A600 A600 Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-J27-08A S300 0.025 0.064 >3.0 >3.0 1.568 0.819 2.482 S005-K19-08A S300 0.059 0.117 1.995 >3.0 >3.0 0.319 0.468 S005-J27-08A S200 0.053 0.066 0.127 >3.0 1.064 0.070 0.080 S005-K19-08A S200Ca 0.031 0.040 0.066 >3.0 >3.0 1.922 0.047 Tabla 8 - Claridad de las soluciones proteinicas a diferentes valores de pH según se evalúa mediante análisis HunterLab Lectura de turbidez HunterLab (%) Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-J27-08A S300 8.1 16.3 98.9 99.9 97.6 89.5 98.8 S005-K19-08A S300 5.8 16.9 92.4 93.4 93.4 40.2 54.1 S005-J27-08A S200 5.6 6.4 14.4 94.4 86.5 8.1 9.2 S005-K19-08A S200Ca 1.2 3.3 7.1 93.6 92.9 92.4 2.9 Como se puede observar a partir de los resultados de las Tablas 7 y 8, las soluciones de S300 fueron claras a pH 2 y ligeramente turbias a pH 3. Las soluciones de este producto a valores de pH más altos fueron bastante turbias. Las soluciones de S200 y S200Ca fueron claras en la variación de pH de 2 a 4 y la solución S200 también fue clara a pH natural y pH 7.
Ejemplo 5: Este ejemplo contiene una evaluación de la solubilidad en una bebida carbónica (Sprite) y una bebida deportiva (Orange Gatorade) de los aislados de proteína de soya producidos mediante el método del Ejemplo 1 (S300, S200, S200Ca) . La solubilidad se determinó con la proteína agregada a las bebidas sin corrección del pH y nuevamente con el pH de las bebidas fortificadas con proteína, ajustado al nivel de las bebidas originales.
Cuando se evaluó la solubilidad sin corrección del pH, en un vaso de precipitación se pesó una cantidad suficiente de polvo de proteína para suministrar 1 g de proteína y se agregó una pequeña cantidad de bebida y se agitó hasta que se formó una pasta suave. Se agregó bebida adicional para llevar el volumen a 50 mi, y luego las soluciones se agitaron lentamente en un agitador magnético durante 60 minutos para proporcionar una dispersión de proteína al 2% en p/v. El contenido proteínico de las muestras se analizó utilizando un Determinador de Nitrógeno LECO FP528, luego, una alícuota de la proteína que contienen las bebidas se centrifugó a 7800 g durante 10 minutos y el contenido proteínico del sobrenadante se midió en cada muestra.
Solubilidad (%) = (% de proteína en el sobrenadante/% de proteína en la dispersión inicial) x 100 Cuando la solubilidad se evaluó con corrección del pH , se midió el pH de la bebida carbónica (Sprite) (3.39) y la bebida deportiva (Orange Gatorade) (3.19), sin proteínas. En un vaso de precipitación se pesó una cantidad suficiente de polvo de proteína para suministrar 1 g de proteína y se agregó una pequeña cantidad de bebida y se agitó hasta formar una pasta suave. Se agregó bebida adicional para llevar el volumen y 45 mi, y luego las soluciones se agitaron lentamente en un agitador magnético durante 60 minutos. Se midió el pH de la proteína que contuvieron las bebidas y luego se ajustó al pH sin proteína original con HC1 o NaOH según sea necesario. El volumen total de cada solución luego se llevó a 50 mi con bebida adicional, proporcionando una dispersión de proteína al 2% en p/v. El contenido proteínico de las muestras se analizó utilizando un Determinador de Nitrógeno LECO FP528, luego, una alícuota de la proteína que contienen las bebidas se centrifugó a 7800 g durante 10 minutos y se midió el contenido proteínico del sobrenadante .
Solubilidad (%) = (% de proteína en el sobrenadante/ % de proteína en la dispersión inicial) x 100 En la siguiente Tabla 9 se exponen los resultados obtenidos : Tabla 9 - Solubilidad de productos en Sprite y Orange Gatorade sin corrección de pH corrección de pH Lote Producto Solubilidad Solubilidad Solubilidad Solubilidad (%) en (%) en (%) en (%) en Sprite Orange Sprite Orange Gatorade Gatorade S005-J27-08A S300 25.6 42.2 87.9 90.3 S005-K19-08A S300 4.8 71.0 95.3 85.2 S005-J27-08A S200 17.3 69.9 66.5 74.4 S005-K19-08A S200Ca 95.7 100 94.1 100 Como se puede observar a partir de los resultados de la Tabla 9, el S200Ca fue el producto con la mejor solubilidad en Sprite y en Orange Gatorade. Este es un producto acidificado y por lo tanto tuvo poco efecto sobre el pH de la bebida. El resto de los productos no se acidifica y por lo tanto su solubilidad se mejoró mediante la corrección del pH de las bebidas. Después de la corrección del pH, la solubilidad de los productos S300 era bastante buena, aunque la solubilidad de S200 fue sorprendentemente baja, teniendo en cuenta los resultados de solubilidad obtenidos en agua en el Ej emplo 3.
Ejemplo 6: Este ejemplo contiene una evaluación de la claridad en una bebida carbónica y una bebida deportiva de los aislados de proteína de soya producidos mediante el método del Ejemplo 1 (S300, S200 y S200Ca) .
La claridad de las dispersiones de proteína al 2% en p/v preparadas en una bebida carbónica (Sprite) y una bebida deportiva (Orange Gatorade) en el Ejemplo 5 se evaluaron utilizando los métodos descritos en el Ejemplo 4. Para las mediciones de absorbancia a 600 nm, el espectrofotómetro se borró con la bebida adecuada antes de realizar la medición.
En las siguientes Tablas 10 y 11 se establecen los resultados obtenidos: Tabla 10 - Claridad (A600) de los productos en Sprite y Orange Gatorade sin corrección de pH corrección de pH Lote Producto A600 en A600 en A600 en A600 en Sprite Orange Sprite Orange Gatorade Gatorade S005-J27-08A S300 >3.0 >3.0 1.730 1.740 S005-K19-08A S300 >3.0 >3.0 1.339 1.028 S005-J27-08A S200 >3.0 2.816 1.560 1.560 S005-K19-08A S200Ca 0.084 0.019 0.093 0.071 Tabla 11 - Lecturas de turbidez HunterLab para los productos en Sprite y Orange Gatorade sin corrección de pH corrección de pH Lote Producto turbidez turbidez turbidez turbidez (%) en (%) en (%) en (%) en Sprite Orange Sprite Orange Gatorade Gatorade sin proteína 0.0 44.0 0.0 44.0 S005-J27-08A S300 97.7 98.1 89.3 89.9 S005-K19-08A S300 93.6 93.5 94.9 86.3 S005-J27-08A S200 97.4 98.2 88.6 90.4 S005-K19-08A S200Ca 12.3 46.7 19.5 53.3 Como se puede observar a partir de los resultados de las Tablas 10 y 11, el producto S200Ca tuvo el menor impacto sobre la claridad en Sprite y Orange Gatorade. Sin embargo, el S200Ca en Sprite era un poco turbio, especialmente cuando se prueba con la corrección de pH . Las muestras de Sprite y Orange Gatorade que contienen S300 y S200 fueron muy turbias, independientemente de que se haya empleado o no la corrección de pH .
E em lo 7 : Este ejemplo ilustra la producción de un aislado de proteína de soya derivado de un material retenido concentrado (S500) a partir de una extracción con cloruro de sodio.
Se agregaron 12.5 kg de harina de soya desgrasada, procesada mínimamente con calor a 125 L de solución de NaCl 0.15 M a temperatura ambiente y se agitaron durante 30 minutos para proporcionar una solución acuosa de proteína. La harina de soya residual se retiró y la solución proteínica resultante se clarificó mediante centrifugación y filtración para producir 97 L de solución proteínica filtrada con un contenido de proteína de 1.14% en peso . , - La solución del extracto de proteína se redujo en volumen a 7 L mediante concentración en una membrana PVDF con un corte de peso molecular de 5,000 daltons, produciendo una solución concentrada de proteína con un contenido proteínico de 14.83% en peso.
La solución concentrada de proteína luego se diafiltró con 14 L de NaCl 0.075 . El material retenido diafiltrado tuvo un peso final de 6.14 kg y un contenido proteínico de 14.16% en peso en un rendimiento de 78.4% en peso de la solución proteínica filtrada. El material retenido diafiltrado se deshidrató para formar un producto con un contenido proteínico de 95.45% (N x 6.25) d.b. Al producto se le proporcionó la designación S005-L17-08A S500.
Se preparó en agua una solución proteínica de la S500 al 3.2% en p/v y el pH se disminuyó a 3 con HC1 diluido. Luego se evaluó el color y claridad utilizando un HunterLab ColorQuest XE operado en el modo de transmisión.
En la siguiente Tabla 12 se exponen los valores de color y claridad.
Tabla 12 - Marcas HunterLab para soluciones proteína al 3.2% de S005-L17-08A a pH 3 muestra L* a* b* turbidez (%) S500 94.86 -1.15 15.45 22.0 Como se puede observar a partir de la Tabla 12, el color de la solución S500 a pH 3 fue bastante clara, aunque la solución también fue turbia.
También se evaluó el color del polvo deshidratado con el instrumento HunterLab Color Quest XE en el modo de re f lee tanc ia . En la siguiente Tabla 13 se establecen los valores de color: Tabla 13 - Marcas HunterLab para S005-L17-08A S500 deshidratado muestra L* a* b* S500 84.71 0.14 14.88 Como se puede observar a partir de la Tabla 13, el color seco del producto fue muy claro.
Ejemplo 8: Este ejemplo contiene una evaluación de la estabilidad al calor en agua del aislado de proteína de soya producido mediante el método del Ejemplo 7 (S500) .
Se produjo una solución proteínica al 2% en p/v del producto en agua y el pH se ajustó a 3. Se evaluó la claridad de esta solución al medir la turbidez con el instrumento HunterLab Color Quest XE en el modo de transmisión. La solución luego se calentó a 95°C, se mantuvo a esta temperatura durante 30 segundos e inmediatamente después se enfrió a temperatura ambiente en un baño con hielo. Se midió nuevamente la claridad de la solución tratada con calor.
En la siguiente Tabla 14 se establece la claridad de la solución proteínica antes y después del calentamiento: Tabla 14 - Efecto del tratamiento con calor sobre claridad de la solución S005-L17-08A S500 muestra turbidez (%) antes turbidez (%) después del calentamiento del calentamiento S500 7.9 9.8 Como se puede observar en la Tabla 14, la muestra S500 proporcionó una solución bastante clara en agua a pH 3. La muestra fue estable al calor, con el nivel de turbidez que cambió sólo ligeramente al calentarla .
Ejemplo 9; Este ejemplo contiene una evaluación de la solubilidad en agua del aislado de proteína de soya producido mediante el método del Ejemplo 7 (S500) . La solubilidad se probó con base en la solubilidad de la proteína (denominado método de proteínas, una versión modificada del procedimiento de Morr et al., J. Food Sci. 50:1715-1718) y la solubilidad total del producto (denominado método de sedimentación) .
En un vaso de precipitación se pesó polvo de proteína suficiente para suministrar 0.5 g de proteína y luego se agregó una pequeña cantidad de agua purificada por osmosis inversa (RO) y la mezcla se agitó hasta que se formó una pasta suave. Luego se agregó agua adicional para llevar el volumen a aproximadamente 45 mi. El contenido del vaso de precipitación luego se agitó lentamente durante 60 minutos utilizando un agitador magnético. El pH se determinó inmediatamente después de la dispersión de la proteína y se ajustó al nivel adecuado (2, 3, 4, 5, 6 ó 7) con NaOH o HC1 diluido. 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 constituyeron hasta 50 mi de volumen total con agua por RO, proporcionando una dispersión de proteínas al 1% en p/v. El contenido proteínico de las dispersiones se midió utilizando un Determinador de Nitrógeno LECO FP528. Alícuotas (20 mi) de las dispersiones luego se transfirieron a tubos de centrífuga pesados previamente que se habían secado durante la noche en un horno a 100°C luego se enfriaron en un desecador y los tubos se taparon. Las muestras se sometieron a centrifugación a 7800 g durante 10 minutos, lo cual sedimentó el material insoluble y proporcionó un sobrenadante claro. El contenido proteínico del sobrenadante se midió mediante análisis LECO y luego el sobrenadante y las tapas del tubo se desecharon y el material sedimentado se deshidrató durante la noche en un horno ajustado a 100°C. A la mañana siguiente, los tubos se transfirieron a un desecador y se dejaron enfriar. Se registró el peso del material sedimentado deshidratado. El peso en seco del polvo de proteína inicial se calculó al multiplicar el peso del polvo utilizado por un factor de ( (100 contenido de humedad del polvo (%))/100) . La Solubilidad del producto luego se calculó de dos formas diferentes: 1) Solubilidad (método de proteína) (%) (% de proteína en el sobrenadante/ % de proteína en la dispersión inicial) x 100 2) Solubilidad (método de sedimentación) (%) (1 (peso en seco del material sedimentado insoluble/ ( (peso de 20 mi de la dispersión/peso de 50 mi de la dispersión) x peso en seco inicial del polvo de proteína) ) ) x 100 En la tabla 15 se muestra el valor de pH natural del aislado proteínico producido en el Ejemplo 7 en agua (1% de proteína) : Tabla 15 - PH natural de la solución S500 preparada en agua al 1% de proteína Lote Producto pH natural S005-L17-08A S500 6.61 En las siguientes Tablas 16 y 17 establecen los resultados de solubilidad obtenidos Tabla 16 - Solubilidad de S500 a diferentes valores de pH con base en el método de proteínas Solubilidad (método de proteínas) (%) Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-L17-08A S500 92.6 100 60.4 26.9 88.3 100 92.6 Tabla 17 - Solubilidad de S500 a diferentes valores de pH con base en el método de sedimentación Solubilidad (método de sedimentación) (%) Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-L17-08A S500 97.8 97.5 68.3 30.3 84.9 97.4 97.6 Como se puede observar a partir de los resultados de las Tablas 16 y 17, el productos S500 fue muy soluble a pH de 2 , 3 y 7 y al pH natural.
Ejemplo 10; Este ejemplo contiene una evaluación de la claridad en agua del aislado de proteína de soya producido mediante el método del Ejemplo 7 (S500) .
La claridad de la solución de proteína al 1% en p/v preparada como se describió en el Ejemplo 9 se evaluó al medir la absorbancia a 600 nm, con una marca de absorbancia inferior que indica una mayor claridad. El análisis de las muestras en un instrumento HunterLab ColorQuest XE en modo de transmisión también proporcionó una lectura de turbidez porcentual, otra medida de claridad.
En las siguientes Tablas 18 y 19 se establecen los resultados de claridad: Tabla 18 - Claridad de la solución S500 a diferentes valores de pH según se evalúa mediante A600 A600 Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-L17-08A S500 0.020 0.044 >3.0 =>3.0 1.499 0.048 0.061 Tabla 19 - Claridad de la solución S500 a diferentes valores de pH según se evalúa mediante análisis HunterLab Lectura de turbidez HunterLab (%) Lote Producto pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7 pH Nat.
S005-L17-08A S500 0.6 6.5 95.3 95.9 90.8 7.0 5.5 Como se puede observar a partir de los resultados de las Tablas 18 y 19, las soluciones de S500 tuvieron excelente claridad a pH 2, 3 y 7 a un pH natural .
Ejemplo 11; Este ejemplo contiene una evaluación de la solubilidad en una bebida carbónica (Sprite) y una bebida deportiva (Orange Gatorade) del aislado de proteína de soya producido mediante el método del Ejemplo 7 (S500) . La solubilidad se determinó con la proteína agregada a las bebidas sin corrección del pH y nuevamente con el pH de las bebidas fortificadas con proteína, ajustado al nivel de las bebidas originales .
Cuando se evaluó la solubilidad sin corrección del pH, en un vaso de precipitación se pesó una cantidad suficiente de polvo de proteína para suministrar 1 g de proteína y se agregó una pequeña cantidad de bebida y se agitó hasta que se formó una pasta suave. Se agregó bebida adicional para llevar el volumen a 50 mi, y luego las soluciones se agitaron lentamente en un agitador magnético durante 60 minutos para proporcionar una dispersión de proteína al 2% en p/v. El contenido proteínico de las muestras se analizó utilizando un Determinador de Nitrógeno LECO FP528, luego, una alícuota de la proteína que contienen las bebidas se centrifugó a 7800 g durante 10 minutos y el contenido proteínico del sobrenadante se midió en cada muestra.
Solubilidad (%) = ( % de proteína en el sobrenadante/ % de proteína en la dispersión inicial) x 100 Cuando la solubilidad se evaluó con corrección del pH, se midió el pH de la bebida carbónica (Sprite) (3.39) y la bebida deportiva (Orange Gatorade) (3.19), sin proteínas. En un vaso de precipitación se pesó una cantidad suficiente de polvo de proteína para suministrar 1 g de proteína y se agregó una pequeña cantidad de bebida y se agitó hasta formar una pasta suave. Se agregó bebida adicional para llevar el volumen y 45 mi, y luego las soluciones se agitaron lentamente en un agitador magnético durante 60 minutos. Se midió el pH de la proteína que contuvieron las bebidas y luego se ajustó al pH sin proteína original con HC1 o NaOH según sea necesario. El volumen total de cada solución luego se llevó a 50 mi con bebida adicional, que proporciona una dispersión de proteína al 2% en p/v. El contenido proteínico de las muestras se analizó utilizando un Determinador de Nitrógeno LECO FP528, luego, una alícuota de la proteína que contienen las bebidas se centrifugó a 7800 g durante 10 minutos y se midió el contenido proteínico del sobrenadante .
Solubilidad (%) = (% de proteína en el sobrenadante/ % de proteína en la dispersión inicial) x 100 En la siguiente Tabla 20 se exponen los resultados obtenidos: Solubilidad de S500 en Sprite y Orange sin corrección de pH corrección de pH Lote Producto Solubilidad Solubilidad Solubilidad Solubilidad (%) en (%) en (%) en (%) en Sprite Orange Sprite Orange Gatorade Gatorade S005-L17-08A S500 22.5 50.0 82.0 79.9 Como se puede observar a partir de los resultados de la Tabla 20, la proteína S500 no fue muy soluble en las bebidas sin ajuste del pH . Esto se puede atribuir parcialmente al hecho de que S500 no es un producto acidificado. La corrección del pH mejoró la solubilidad de S500 en ambas bebidas, aunque la proteína todavía no fue completamente soluble .
Este ejemplo contiene una evaluación de la claridad de una bebida carbónica y una bebida deportiva del aislado de proteína de soya producido mediante el método del Ejemplo 7 (S500) .
La claridad de las dispersiones de proteína al 2% en p/v preparadas en una bebida carbónica (Sprite) y una bebida deportiva (Orange Gatorade) en el Ejemplo 11 se evaluaron utilizando los métodos descritos en el Ejemplo 10. Para las mediciones de absorbancia a 600 nm , el espectrofotómetro se borró con la bebida adecuada antes de realizar la medición.
En las siguientes Tablas 21 y 22 se establecen los resultados obtenidos: Claridad (A600) de S500 en Sprite y Orang sin corrección de pH corrección de pH Lote Producto A600 en A600 en A600 en A600 en Sprite Orange Sprite Orange Gatorade Gatorade S005-L17-08A S500 >3.0 >3.0 1.056 1.710 Tabla 22 - Lecturas de turbidez HunterLab para S500 en Sprite y Orange Gatorade sin corrección de pH corrección de pH Lote Producto turbidez turbidez turbidez turbidez (%) en (%) en (%) en (%) en Sprite Orange Sprite Orange Gatorade Gatorade sin proteina 0.0 44.0 0.0 44.0 S005-L17-08A S500 97.5 98.1 83.6 98.2 Como se puede observar a partir de los resultados de las Tablas 21 y 22, Sprite y Orange Gatorade con S500 agregado fueron muy turbias, con quizás sólo una leve mejoría alcanzada al corregir el pH .
RESUMEN DE LA EXPOSICIÓN En el resumen de esta exposición, se producen aislados de proteína de soya que pueden proporcionar soluciones acuosas estables al calor y claras a valores de pH ácido. Dentro del alcance de esta invención son posibles modificaciones.

Claims (18)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para preparar un producto de proteína de soya que tiene un contenido proteínico de al menos el 60% en peso, de preferencia al menos el 90% en peso, de mayor preferencia al menos el 100% en peso (N x 6.25) sobre una base de peso en seco, caracterizado por: (a) (i) agregar sal de calcio u otra sal divalente al sobrenadante proveniente de la precipitación de una masa micelar de proteína de soya para proporcionar una conductividad de 2 mS hasta 30 mS , o (ii) concentrar parcialmente el sobrenadante proveniente de la precipitación de una masa micelar de proteína de soya a una concentración proteínica menor de aproximadamente 50 g/L y agregar sal de calcio u otra sal divalente al sobrenadante parcialmente concentrado para proporcionar una conductividad de 2 mS hasta 30 mS o (iii) concentrar el sobrenadante proveniente de la precipitación de una masa micelar de proteína de soya a una concentración de 50 g/L hasta 400 g/L, de preferencia 100 hasta 250 g/L y agregar sal de calcio u otra sal divalente al sobrenadante concentrado para proporcionar una conductividad de 2 mS hasta 30 mS, (b) retirar el precipitado de la solución resultante del paso (a) para dejar una solución clara, (c) ajustar opcionalmente el pH de la solución clara de 1.5 hasta 4.4, de preferencia de 2.0 hasta 4.0, (d) (i) en el caso del paso (a) (i) , concentrar o (ii) en el caso del paso (a) (ii), concentrar adicionalmente la solución clara con pH ajustado opcionalmente a un contenido proteínico de 50 hasta 400 g/L, de preferencia 100 hasta 250 g/L, para proporcionar una solución concentrada clara de proteína de soya, (e) diafiltrar opcionalmente la solución concentrada clara de proteína, y (f) deshidratar la solución concentrada.
2. El proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de concentración (d) (i) , (a) (iii) o (a) (ii) y/o el paso de concentración adicional (a) (ii) se llevan a cabo mediante ultraf iltración y/o el paso de diaf iltración opcional se llevan a cabo utilizando una membrana que tiene un corte de peso molecular de 3,000 hasta 1,000,000 de Daltons, de preferencia de 5,000 hasta 100,000 Daltons .
3. El proceso según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se lleva a cabo un paso de diaf iltración utilizando agua, agua acidificada, solución salina diluida o una solución salina diluida acidificada sobre la solución de proteína de soya antes o después de la concentración completa de la misma, de preferencia utilizando de 2 hasta 40 volúmenes, de mayor preferencia de 5 hasta 25 volúmenes, de la solución para diaf iltración , de preferencia al menos parcialmente en presencia de un antioxidante .
4. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la solución concentrada y opc ionalmente diafiltrada de proteína de soya, si no es que ya se acidificó, se acidifica a un pH de 2.0 hasta 4.0 antes de la deshidratación .
5. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la solución clara acidificada de proteína de soya se somete a un tratamiento con calor para inactivar los factores termolábiles anti -nutricionales , de preferencia los inhibidores de tripsina termolábiles, de preferencia a una temperatura de 70° hasta 100°C durante 10 segundos hasta 60 minutos, de mayor preferencia de 85° hasta 95°C durante 30 segundos hasta 5 minutos, y porque el paso de tratamiento con calor también pasteuriza opc ionalmente la solución clara acidificada de proteína, y porque la solución clara acidificada de proteína de soya tratada con calor se enfría opcionalmente a una temperatura de 2° hasta 60°C, de preferencia de 20° hasta 35°C, para un procesamiento adicional.
6. El proceso según la reivindicación 3 , caracterizado porque los pasos de concentración y/o diaf iltración opcional se operan de una forma favorable para el retiro de los inhibidores de tripsina .
7. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se agrega un agente reductor a (a) el sobrenadante y/o (b) el paso de concentración y/o diaf iltración opcional, y/o (c) la solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya antes de la deshidratación, y/o (d) el producto de proteína de soya deshidratada para interrumpir o rearreglar los enlaces disulfuro de los inhibidores de tripsina para alcanzar una reducción en la actividad del inhibidor de tripsina.
8. Un producto de proteína de soya preparado mediante el proceso según la reivindicación 1, que de preferencia se mezcla con materiales en polvo solubles en agua para la producción de soluciones acuosas de la mezcla, en donde la mezcla de preferencia es una bebida en polvo.
9. Una solución ácida que tiene disuelto en la misma el producto de proteína de soya según la reivindicación 8, de preferencia una bebida.
10. Un proceso para preparar un producto de proteína de soya que tiene un contenido proteínico de al menos el 60% en peso, de preferencia al menos el 90% en peso, de mayor preferencia al menos el 100% en peso, (N x 6.25) sobre una base de peso en seco, caracterizado por: (a) extraer una fuente de proteína de soya para solubilizar la proteína de soya en el material fuente y formar una solución acuosa de proteína de soya que tenga un pH de 5 hasta 7, de preferencia utilizando una solución acuosa de sal monovalente, de preferencia una solución de cloruro de sodio que tenga una concentración de 0.05 hasta 1.0 M, de preferencia que contenga un antioxidante, (b) someter opcionalmente la solución acuosa de proteína de soya a un paso para eliminación de color , (c) concentrar la solución acuosa de proteína de soya a una concentración de 50 hasta 400 g/L, de preferencia 100 hasta 250 g/L, (d) diafiltrar opcionalmente la solución concentrada de proteína soya para formar una solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya, (e) tratar opcionalmente la solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya con un adsorbente para eliminar los compuestos de color y/u olor, (f) someter opcionalmente la solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya a un paso de pasteurización al calentar la solución a una temperatura de 55° hasta 70°C durante 30 segundos hasta 60 minutos, de preferencia de 60° hasta 65°C durante 10 minutos hasta 15 minutos, y enfriar opcionalmente la solución pasteurizada a una temperatura de 25° hasta 40°C para un procesamiento adicional, y (g) (i) deshidratar la solución de proteína de soya, o (ii) diluir la solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya, de preferencia de 5 hasta 25 . veces, de mayor preferencia de 10 hasta 20 veces, en agua enfriada que tenga una temperatura menor de 15°C para provocar la formación de micelas de proteína de soya, permitiendo que las micelas de proteína se unan en una masa micelar de proteína de soya, separar la masa micelar de proteína de soya del sobrenadante, y deshidratar la masa micelar de proteína de soya separada.
11. El proceso según la reivindicación 10, caracterizado porque la concentración de la solución acuosa de proteína de soya se lleva a cabo mediante ultraf iltración y/o diaf iltración opcional de la solución concentrada de proteína de soya se efectúa utilizando una membrana que tenga un corte de peso molecular de 3,000 hasta 1,000,000 de Daltons, de preferencia 5,000 hasta 100,000 Daltons.
12. El proceso según la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque se lleva a cabo un paso de diaf iltración utilizando solución salina del mismo pH y molaridad superior, igual o menor que la solución salina para extracción sobre la solución de proteína de soya antes o después de la concentración completa de la misma, de preferencia utilizando de 2 hasta 40 volúmenes de solución para filtración, de mayor preferencia 5 hasta 25 volúmenes de solución de diaf il trac ión , de preferencia al menos parcialmente en presencia de un antioxidante.
13. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque se efectúa cualquier paso (g) (i) y la solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya pasteurizada se acidifica a un pH de 2.0 hasta 4.0, de preferencia de 2.9 hasta 3.2, antes de la deshidratación, o se lleva a cabo el paso (g) (ii) y la masa micelar de proteína se acidifica a un pH de 2.0 hasta 4.0, de preferencia de 2.9 hasta 3.2, antes de la deshidratación.
14. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque se efectúa cualquier paso (g) (i) y la solución acidificada de proteina de soya se somete a un paso de tratamiento con calor para inactivar los factores termolábiles anti-nutricionales , de preferencia los inhibidores de tripsina termolábiles, antes de la deshidratación, en donde el paso de tratamiento con calor de preferencia se lleva a cabo a una temperatura de 70° hasta 100 °C durante 10 segundos hasta 60 minutos, de mayor preferencia de 85° hasta 95 °C durante 30 segundos hasta 5 minutos, o se lleva a cabo el paso (g) (ii) y la solución PM acidificada se somete a un paso de tratamiento con calor para inactivar los factores termolábiles anti-nutricionales, de preferencia los inhibidores de tripsina termolábiles, antes de la deshidratación, en donde el paso de tratamiento con calor de preferencia se lleva a cabo a una temperatura de 70° hasta 100°C durante 10 segundos hasta 60 minutos, de mayor preferencia de 85° hasta 95 °C durante 30 segundos hasta 5 minutos, y enfriar opcionalmente la solución tratada con calor a una temperatura de 2 hasta 60 °C, de preferencia de 20° hasta 35°C, para un procesamiento adicional.
15. El proceso según la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de concentración y/o diafiltración opcional se operan de una manera favorable para la eliminación de los inhibidores de tripsina.
16. El proceso según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 15, caracterizado porque se agrega un agente reductor a (a) el sobrenadante y/o (b) el paso de concentración y/o diafiltración opcional, y/o (c) la solución concentrada y opcionalmente diafiltrada de proteína de soya antes de la deshidratación, y/o (d) el producto de proteína de soya deshidratada para interrumpir o rearreglar los enlaces disulfuro de los inhibidores de tripsina para alcanzar una reducción en la actividad del inhibidor de tripsina.
17. Un producto de proteína de soya preparado mediante el proceso según la reivindicación 10, que de preferencia se mezcla con materiales en polvo solubles en agua para la producción de soluciones acuosas de la mezcla, en donde la mezcla de preferencia es una bebida en polvo.
18. Una solución ácida que tiene disuelta en la misma el producto de proteína de soya según la reivindicación 17, de preferencia una bebida.
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