PROTEINA DE SOYA DE ALIO PESO MOLECULAR, ALTAMENTE SOLUBLE 1. Campo de la Invención. Esta invención se relaciona a una proteina de soya con un alto peso molecular. La proteina de soya de alto peso molecular tiene propiedades de sabor y funcionales deseables, tal como alta solubilidad en agua y emulsificación y bajá sedimentación y viscosidad. 2. Descripción de la Técnica Relacionada. Los beneficios de la proteina de soya están bien documentados. El colesterol es una preocupación principal con los consumidores por todo el mundo industrializado. Es bien conocido que los productos vegetales no contxenen colesterol. Por décadas, estudios nutricionales han indicado que la inclusión de la proteina de soya en la dieta realmente reduce los niveles de colesterol en el suero, en gentes que están en riesgo. Entre más alto es el colesterol, más efectivas son las proteinas de soya en bajar ese nivel. Las semillas de soya tienen el contenido de proteina más alto de todos los cereales y legumbres. En particular, las semillas de soya tienen aproximadamente 40% de proteina, mientras que otras legumbres tienen 20-30%, y los cereales tienen aproximadamente 8-15% de proteina. Las semillas de soya también contienen aproximadamente 20% de aceite con la masa seca restante principalmente de carbohidrato (35%). En una base húmeda (como se encuentra), las semillas de soya contienen aproximadamente 35% de proteina, 17% de aceite, 31% de - carbohidratos y 4.4% de ceniza. En la semilla de soya, ambos cuerpos de almacenamiento de proteina y lipido están contenidos en la sustancia utilizable de la semilla de soya (llamada el cotiledón) . El carbohidrato complejo (o fibra dietética) también está contenido en las paredes celulares del cotiledón. La capa externa de la célula (llamada el tegumento) constituye aproximadamente 8% del peso total de la semilla de soya. La semilla de soya desvainada, en bruto es, dependiendo de la variedad, aproximadamente 18% de aceite, 15% de carbohidratos solubles, 15% de carbohidratos insolubles, 14% de humedad y ceniza, y 38% de proteina. En el. procesamiento, las semillas de soya se seleccionan cuidadosamente por su color y tamaño. Las semillas de soya luego son limpiadas, acondicionadas (para hacer la remoción de la vaina más fácil) y resquebrajadas, desvainadas y laminadas en hojuelas. Las hojuelas se someten a un baño con solvente que retira el aceite. El aceite es retirado y las hojuelas son secadas, creando las hojuelas de soya desgrasadas que son la base de todos los productos de soya. A pesar del gran número de productos en el mercado, existen solamente tres tipos de proteina de soya: harinas, aislados, y concentrados.
Las harinas de soya son las formas más simples de proteina de soya, que tiene un contenido de proteina de aproximadamente . -50% . Simplemente la molienda y la clasificación de las hojuelas desgrasadas producen harinas de soya. Este procesamiento simple deja la harina de soya con muchas de las características de la semilla de soya. Esencialmente toda la proteina de la harina de soya .está en la forma nativa, que tiene un peso molecular de menos de aproximadamente 800,000, como es representado en la Figura 4. La falta de procesamiento también hace harinas de soya altamente variables en términos de calidad. Las harinas y sémolas de soya todavía son ampliamente producidas y son utilizadas más frecuentemente en productos horneados, alimentos de bocadillos y aplicaciones de alimentos para mascotas, donde el alto perfil de sabor no presenta un problema. Las harinas de soya texturizadas fueron un intento temprano en simular o aumentar la textura de los productos de carne. La texturización no cambia la composición de las harinas de soyas y reduce el perfil de sabor solo ligeramente. Sus aplicaciones primarias son productos de carne o alimentos para mascotas poco costosos. Los aislados son producidos a través del aislamiento químico estándar, retiro de la proteina fuera de la hojuela desgrasada a través de la solubilización (extracción con álcali pH 7-10) y separación seguida por la precipitación isoeléctrica. Como resultado, los aislados son 90% de proteina en una base libre de humedad. Los aislados se pueden elaborar con un alto porcentaje de proteina soluble y un bajo perfil de sabor. Ellos no contienen fibra dietética y algunas veces son de alto contenido en sodio, propiedades que pueden limitar su aplicación. El procesamiento del aislado es relativamente complej o y mucha de la proteina de la semilla de soya se pierde en el proceso de centrifugación, de esta manera el costo de los aislados es alto. Sus aplicaciones principales han sido en la sustitución de lácteos, como en fórmulas infantiles y sustitutos de leche. Los concentrados de soya tienen por lo menos 60% de proteina y típicamente tienen aproximadamente 70% de proteina. Un sinnúmero de aplicaciones se han desarrollado para concentrados de soya y concentrados texturizados en alimentos procesados, carne, carne de aves, pescado, cereal y sistemas lácteos. Los concentrados de proteina de soya se elaboran al remover el material de carbohidrato soluble de la harina de soya desgrasada. La extracción con alcohol acuoso (etanol 60-80%) o la lixiviación con ácido (pH isoeléctrico 4.5) son los medios más comunes para la remoción de carbohidrato. Tanto en la extracción con alcohol acuoso como la lixiviación con ácido, sin embargo, esencialmente toda la proteina se hace insoluble. La solubilidad de la proteina se puede recuperar en productos de lixiviación con ácido por neutralización. La patente norteamericana No. 4,234,620 (""Howard y colaboradores") describe un método para fabricar agregados de proteina vegetal solubles en agua a partir de concentrados de proteina de soya extraidos co~'. alcohol acuoso. El perfil de peso molecular de las proteinas solubles de un producto elaborado utilizando el método de Howard y colaboradores es representado en la Fig. 3. Cuando se visualiza en relación al perfil de peso molecular de la harina de soya comercial no modificada (Fig. 4) se puede observar que una cantidad sustancial de las proteinas solubles en el producto de Howard y colaboradores, es convertida a agregados de más alto peso molecular. Howard y colaboradores describen productos de soya que tienen a lo más un Índice de solubilidad de nitrógeno ("NSI") de 72. Howard y colaboradores también describen proteínas de soya de alto NSI que tienen a lo más aproximadamente 50% en peso de las proteínas solubles, o a lo más aproximadamente 36% de proteínas totales, con un peso molecular mayor qué un millón. Además, Howard y colaboradores describen agregados de proteína de soya que tienen una porción sustancial de sus proteínas en el rango de peso molecular de 1,000 a 380,000. La presente invención comprende una composición de material vegetal que contiene agregados de proteina vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, con la estructura de la proteina que no se ha modificado con un solvente orgánico, tal como alcohol acuoso. Más especificamente, ' el presente método utiliza harina de soya como un material de partida, y agrega las proteinas de bajo peso "ualecular de la harina de soya en proteinas de alto peso molecular sin utilizar un solvente orgánico, tal como alcohol acuoso, para modificar la estructura de la proteina. Un objeto de la presente invención, es fabricar agregados de proteina vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, de la harina de soya y sin utilizar alcohol u otros solventes orgánicos para modificar la estructura de las proteinas. Un objeto adicional de la presente invención es producir agregados de proteina de soya de alto NSI que tienen tanto como aproximadamente tres cuartos en peso de las proteinas solubles, o tanto como 64 % de las proteinas totales, con un peso molecular mayor que 800,000. Un objeto adicional de la presente invención es producir proteinas de soya que tienen un NSI mayor que 85. Un objeto adicional de la presente invención es fabricar un producto de proteina de soya que está esencialmente ausente de proteinas en el rango de peso molecular de 1,000 a 380,000, tal que el producto contiene predominantemente agregados de proteina de alto peso molecular y esencialmente ningún resto de proteina nativa no modificada. Un objeto adicional de la presente invención es fabricar proteínas de soya que tienen un bajo grado de sedimentación y una baja viscosidad. En otra modalidad, la presente invención se' relaciona con un método para fabricar un producto de proteina que comprende: a) proporcionar un material de semilla de soya desgrasado con hexano; b) ajustar el pH del material; c) calentar el material a una temperatura efectiva por un tiempo efectivo; d) retirar la fibra del material; e) tratar con calor el material; y f) secar el material. El producto luego puede ser utilizado en una bebida, alimento o producto nutricional liquido o seco. En una forma de la misma, la presente invención proporciona una composición de material vegetal que comprende agregados de proteina vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, en donde la estructura de las proteínas no se ha modificado con un solvente orgánico. En otra forma de la misma, la presente invención proporciona un producto de proteina de soya elaborado de un material de soya que tiene de menos de aproximadamente 5% en peso de la proteina en el material de un peso molecular mayor que aproximadamente 800,000, en donde un solvente no es utilizado para modificar la estructura de la proteina en el material, y en donde el producto tiene por lo menos aproximadamente 55% de peso de proteina de la materia seca total del producto, un Índice de solubilidad de nitrógeno (NSI) de por lo menos aproximadamente 85 y por lo menos aproximadamente 65% en peso de la proteina en el producto tiene un peso molecular mayor que aproximadamente 800,000. En otra forma de la misma, la presente invención proporciona un método para fabricar un producto de proteina de soya a partir de un material de soya, que incluye las etapas de hacer suspensión espesa el material de soya en agua, con el material que está sustancialmente desgrasado; ajustar el pH del material; retirar la fibra del material; y calentar el material. En otra forma de la misma, la presente invención proporciona una bebida, alimento o producto nutricional liquido o seco, que incluye un producto de proteína de soya elaborado por un proceso que incluye las etapas de hacer suspensión espesa el material de soya en agua, con el material que está sustancialmente desgrasado; ajustar el pH del material; retirar la fibra del material; y calentar el material. En otra forma de la misma, la presente invención proporciona una composición de material vegetal que incluye agregados de proteína vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, la composición que tiene un índice de solubilidad de nitrógeno. (NSI) mayor que aproximadamente 85. En otra forma de la misma, la presente invención proporciona una composición de material vegetal que incluye agregados de proteína vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, en donde aproximadamente 75% en peso de los agre_gados de proteína tienen un peso molecular mayor que 380,000. - Todavía en otra forma de la misma, la presente invención proporciona una composición de material vegetal que incluye agregados de proteina vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, en donde por lo menos aproximadamente 65% en peso de los agregados de proteína tienen un peso molecular mayor que 800,000. Lo. mencionado anteriormente y otras características y ventajas de esta invención, y la manera de alcanzar éstas, llegarán a ser más evidentes y la .invención misma será más entendida con referencia a la siguiente descripción de las modalidades de la invención tomadas en conjunción con los dibujos acompañantes, en donde: la FIG. 1 representa el perfil de peso molecular de un producto elaborado de acuerdo con una modalidad de la presente invención, en donde la fibra se retiró de la harina de soya y las proteínas se agregaron para fabricar un concentrado de proteína de soya que tiene agregados de proteina de alto peso molecular, tal que aproximadamente 75% de las proteínas tienen un peso molecular mayor que 800,000; la FIG, 2 representa el perfil de peso molecular de un producto elaborado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención, en donde el perfil de carbohidrato de la invención se modificó con una enzima; la FIG. 3 representa el perfil de peso molecular de un concentrado de proteina dé soya comercial elaborado de acuerdo con el método de Howard y colaboradores (patente norteamericana No. 4,234,620); la FIG. 4 representa el perfil de peso molecular de la harina de soya comercial, en donde aproximadamente todas las proteínas en la misma, tienen un peso molecular menor que 800,000; la FIG. 5 representa el perfil de peso molecular de un aislado de proteína de soya comercial, en donde aproximadamente 85% de las proteínas en el mismo, tienen un peso molecular menor que 800,000; y la FIG. 6 representa el perfil dé peso molecular de un producto elaborado de acuerdo con otra modalidad de la presente invención, similar a aquel mostrado en la Fig. 1, pero sin cocción a presión, en donde aproximadamente 92% de las proteínas en el producto tiene un peso molecular menor que 800,000. Las ejemplificaciones expuestas en la presente, ilustran modalidades preferidas de la invención, y tales ejemplificaciones no se van a considerar como limitativas del alcance de la invención de ninguna manera. Una composición de material vegetal producida de acuerdo con la presente invención incluye agregados de proteina vegetal de alto peso molecular, altamente solubles, con la estructura de la proteina que r>o se ha modificado con un solvente, tal como alcohol acuoso. El presente método para fabricar un producto de proteina incluye: a) proporcionar un material de semilla de soya desgrasado con hexano; b) ajustar el pH del material; c) calentar el material a una temperatura efectiva por un tiempo efectivo; d) retirar la fibra del material; e) tratar con calor el material; y f) secar el material. El producto luego puede ser utilizado en una bebida, alimento o producto nutricional liquido o seco. El presente método también generalmente comprende; 1) desvainar las semillas de soya enteras; 2) formar en hojuelas las semillas de soya desvainadas; 3) extraer el aceite de semilla de soya de las semillas de soya en hojuelas con hexano, un solvente; 4) desoí entizar las hojuelas de semilla de soya desgrasadas sin alto calentamiento o tostadura para producir hojuelas "blancas"; 5) moler las hojuelas para fabricar harina de soya; y 6) retirar la fibra de la harina de soya y sus proteinas. Las etapas 1 a 4 descritas anteriormente son comúnmente referidas como el proceso de extracción para semillas de soya. El procedimiento general para las ,etapas 1 a 5 descritas anteriormente es bien entendido. Ver la patente norteamericana No. 5,097,017 de Konwinski y la patente norteamericana No. 3,897,574 de Pass, cada una cedida al cesionario de la presente invención, la? descripciones de las cuales se incorporan expresamente en la presente por referencia; "Extraction of Oil from Soybeans", J. Am. Oil Chem. Soc, 58, 157 (1981) y "Solvent Extraction of Soybeans", J. Mi. Oil Chem. Soc. , 55, 754 (1978). La primera etapa descrita anteriormente es el desvainado. El desvainado es el proceso en el cual las vainas de semillas de soya son retiradas de las semillas de soya enteras.. Las semillas de soya son cuidadosamente limpiadas antes del desvainado para retirar la materia extraña, de modo que el producto no estará contaminado por cuerpos de color. Las semillas de soya también son normalmente resquebrajadas en aproximadamente 6 a 8 piezas antes del desvainado. La vaina típicamente tiene en cuenta aproximadamente 8% del peso de la semilla de soya entera. La semilla de soya desvainada es aproximadamente 10% de agua, 40% de proteina, 20% de grasa, con el resto que son principalmente carbohidratos, fibra y minerales. La segunda etapa descrita anteriormente es el proceso de formación de hojuelas. Las semillas de soya son acondicionadas antes de la formación de hojuelas al a ustar la humedad y la temperatura para fabricar las piezas de semilla de soya suficientemente plásticas. Las piezas de semilla de soya acondicionadas se pasan a través de rodillos de formación de hojuelas para formar hojuelas de aproximadamente 0.25 a 0.30 milímetros (mm) de espesor. La tercera etapa descrita anteriormente es la remoción del aceite de semilla de soya de las hojuelas. Las hojuelas de semilla de soya son desgrasadas al ponerlas en contacto con hexano para retirar el aceite de semilla de soya. El aceite de semilla de soya se utiliza en margarina, manteca para mezclar con la . masa, y otros productos alimenticios, y es una buena fuente de lecitina, que tiene muchas aplicaciones útiles como un emulsificante . En la cuarta epata descrita anteriormente, las hojuelas de semilla de soya desgrasadas con hexano son desolventizadas (retiro de . hexano) , sin tostadura, para producir hojuelas blancas. Esto es diferente a los procesos de hexano para retirar el aceite de semilla de soya convencionales, donde las hojuelas son tostadas y utilizadas para alimento para animales. En la quinta etapa descrita anteriormente, las hojuelas blancas son molidas para fabricar harina de soya. La harina de soya que puede ser utilizada como un material de partida para la presente invención es sin dificultad, comercialmente disponible. La harina de soya comercial, típicamente tendría por lo menos - 50% (52.5%) de proteina (NX 6.25); aproximadamente 30-40% (34.6%) de carbohidratos; aproximadamente 5-10% (6%) de humedad; aproximadamente 5-10% (6%) de ceniza; aproximadamente 2-3% (2.5%) de fibra cruda y menos de aproximadamente 1% (0.9%) de grasa (extracto con" éter) . La harina de soya puede tener un Índice de dispersábilidad de proteína (PDI) de 90, y en donde la harina de soya es de malla 80. PDI es determinado por el método Ba 10-65 de American Oil Chemist' s Society (AOCS) . PDI 90 seria la harina de soya sin tratamiento con calor que es activa con enzima. Malla 80 significa que mayor que 95% de la harina de soya pasa a través de un tamiz éstándar USA de malla número 80. La siguiente etapa de la invención involucra retirar la fibra del material y agregar sus proteínas. El material de partida primero es de preferencia suspendido con agua. En la modalidad preferida de esta invención, el agua es precalentada. Una temperatura es de 50°C, y la suspensión espesa es de aproximadamente 10-20% de sólidos. También usualmente es necesario proporcionar algo de agitación o mezclado para hacer la suspensión espesa del material de partida. Un medio para realizar el mezclado es un agitador de tipo propela.
La siguiente operación a ser descrita es la remoción de la fibra para obtener por lo menos. 50-60% de proteina de la. material seca total en el producto, más preferido 66% de proteina con un rendimiento de producto de aproximadamente 70%. Un medio para retirar fibra es ajustar el pH de la suspensión espesa a aproximadamente 7-7.5, más preferido 7.4, con hidróxido de sodio; calentar a por lo menos 32.2°C durante al menos 30 minutos, y separar la suspensión espesa para formar una torta y un licor. La separación se puede realizar por un número de medios de separación físicos, tal como por centrifugación, utilizando por ejemplo una centrifuga de decantación. El producto sin fibra es procesado con calor. Un método de procesamiento con calor es la cocción a presión, que de preferencia se puede llevar a cabo a una temperatura de por lo menos aproximadamente 110°C y superior, o que puede ser llevada a cabo a una temperatura de entre 100 y 150°C. Todavía en otra modalidad, la suspensión espesa se puede mantener en una olla con chaqueta de vapor. El procesamiento con calor se realiza para inducir la formación de agregados de proteina, y también de modo que el producto se prueba negativo para salmonela y tiene un perfil microbiano aceptable. Todavía en otra modalidad, el producto sin fibra se puede concentrar a niveles de proteina más altos, tal como aproximadamente 80% de proteina de material seca total, por ultrafiltración. El producto tiene muchos usos. Por ejemplo, se puede utilizar como un sustituto de leche, y en mezclas para beber y bebidas, tales como bebidas de chocolate, vainilla y piña; productos lácteos, tal como yogurt de fruta; productos para nutrición y la salud, tales como barbas de proteina; inyección de carne de músculo completo; productos surimi; carnes emulsificadas; productos cereales, tales como cereales para el desayuno; productos de pastelería, tales como molletes de arándano; y otras bebidas, alimentos o productos nutricionales líquidos o secos. La torta es opcionalmente secada para formar un subproducto de alto contenido de fibra. El subproducto tendría aproximadamente 20-25% de proteina. Los productos secados pueden ser recubiertos con lecitina comercial u otros surfactantes de grado alimenticio, tal como mono-diglicéridos, para mejorar la dispersabilidad en el agua y reducir el amasamiento del producto. Tal adición de recubrimiento puede estar en el rango de aproximadamente 0.5% y se puede realizar al secar junto con roció el licor y el material de recubrimiento. Métodos y Estándares 1. El método NSI es el Método Ba 11-65 de American Oil Chemists. 2. El método PDI es el Método Ba 10-65 de American Oil C emists. 3. Indice de Solubilidad: descrito en Standar Grades For Dry Milks Including Methods of AnaJysis, Bulletin 916, American Dairy Products Institute. 4. Método de Peso Molecular: Los perfiles de peso molecular se determinaron utilizando una columna de exclusión" de tamaño (Bio-Sil SEC-400, Número de catálogo 125-0064, Bio-Rad Laboratories, 3300 Regatta Blvd., Richmond, CA, 94804) en un sistema de cromatografía liquida de alto desempeño. La fase móvil y la solución reguladora es extracción contuvo NaCl 0.4 M, tris (Hidroxi Metil Aminometano) 0.1 M y NaN3 0.02%, pH 7.60. Las condiciones de una corrida de muestra fueron: inyección de muestra de 20 µ?; . tasa de flujo de 0.3 ml/mm, isocrático. La elución se inspeccionó por un detector UV-Vis (Shimadzu SPD-lOAvp/lOAVvp) a 292?. La columna se calibró y curvas estándares se construyeron para cada corrida utilizando proteinas de peso molecular conocido, para permitir que de esta manera sea evaluado el peso molecular de las proteinas de muestra (Ver P^ Andrews (1965) Biochem. , J. , 96, 595-606 "The Gel-Filtration Behavior o Proteins Related to Their Molecular Weight over a Wide Range" ) . Las proteinas estándares que se incluyeron en un kit estándar de filtración de gel (Número de catálogo 151-1901, Bio-Rad Laboratories) fueron tiroglobulina (bovino), gamma globulina (bovino), ovalbúmina (pollo), mioglobina (caballo) y vitamina B12. Para propósitos comparativos, las zonas de peso molecular se seleccionaron mediante el uso de curvas estándares de peso molecular de la proteina. Estas zonas fueron como sigue: >8x 10; <8x 10>1350; y <1350. Estas zonas se integraron como áreas pico utilizando el software Shimadzu Chromatography (Class-VP v 5.032).Los picos que surgieron en la zona de <1350 se consideraron como picos no de proteina grandemente constituidos de azúcares de soya solubles. Solamente las áreas bajo los picos de proteina (aquellas >1350) se utilizaron para calcular los porcentajes de proteina total que surgen en zonas especificas. Las muestras se prepararon para cromatografía mediante el siguiente método: Una muestra de 10 g se extrajo durante una hora a temperatura ambiente en solución reguladora de extracción. Las muestras se dispersaron inicialmente con una espátula utilizando agitación lenta. La dispersión de algunas muestras se ayudó al rociar una pequeña cantidad de producto antiadherente Pam en el recipiente antes de la adición de la muestra. Después de la dispersión, las muestras se mezclaron con agitación magnética durante nueve minutos, tiempo después del cual el pH se ajustó a 7.6 con NaOH 10 N. La agitación magnética se continuó durante 50 minutos. Las muestras se centrifugaron a 12,000 X g durante 30 min. a 10°C y las alícuotas de los sobrenadantes se inyectaron sobre la columna de exclusión de tamaño. 5. Método de Viscosidad: 450 g de agua se pesaron en un vaso de 800 mi que contiene 50 g de producto de proteina. La mezcla se mezcló con una Mezcladora Biomixer con accesorio de agitació (Biospec Products, Box 722, Bastlesville, OK, 74005, Fisher Scientific catalog no. 11-504-204) en vélocidad II durante 15 segundos . Los lados del vaso se rasparon con espátula para resuspender el material no mezclado. El mezclado se continuó durante 15 segundos más. Los contenidos se dejaron reposar durante 10 minutos después de lo cual se retiró cualquier capa de espuma por aspiración. La viscosidad se determinó utilizando un Viscosímetro Brookfield (Modelo LVT) con número de Broca 1 a 60 rpm. El promedio de dos lecturas, cada una tomada a 60 segundos de giro, se utilizó para calcular los centipoises desde una carta de conversión. Estos y otros aspectos de la presente invención se pueden entender más fácilmente por referencia a uno o más de los siguientes ejemplos. EJEMPLOS Ejemplo 1 22.7 kg de harina de soya que tiene un Índice de dispersabilidad de proteína (PDI) de 86 se dispersaron en 235.4 kg de agua a 32.2°C y el pH se ajustó a 7.5 utilizando hidróxido de sodio. La suspensión se mezcló durante 30 minutos a 32.2°C, y luego se centrifugó en una centrifuga de decantación a 6000 revoluciones por minutos (rpm) y una velocidad de tornillo diferencial de 6 rpm. La torta insoluole de la centrifuga se desechó, el sobrenadante se trató con calor al pasar a ^ravés de una olla de presión a 115°C con un tiempo de contención de 15 segundos. La suspensión luego se enfrió a 140°F en un recipiente enchaquetado, y el pH se ajustó a 7.4 utilizando ácido clorhídrico. La suspensión luego se secó por roció. El producto secado por roció contuvo 59.0% de proteina, 1.5% de fibra cruda, 0.2% de grasa, 8.0% de ceniza y 3% de humedad. El perfil de peso molecular del producto, determinado como es discutido en la sección de Métodos y Estándares anterior, se muestra en la Fig. 1, en donde aproximadamente 75% de las proteínas en el producto tienen un peso molecular mayor que 800,000. Ejemplo 2 22.7 kg de harina de soya que tiene un Indice de dispersabilidad de proteina (PDI) de 86 se dispersaron, en 235.4 kg de agua a 60°C y el pH se ajustó a 7.5 utilizando hidróxido de sodio. La suspensión se mezcló durante 30 minutos a 60°C, y luego se centrifugó en una centrifuga de decantación. La torta insoluble de la centrifuga se desechó, y el sobrenadante se trató con calor al pasar a través de una olla de presión a 121°C con un tiempo de contención de 15 segundos. La suspensión luego se enfrió a 48.9°C en un recipiente enchaquetado, y el pH se ajustó a 7.0 utilizando ácido clorhídrico. La suspensión luego se ultrafiltró utilizando una membrana enrollada en espiral de corte de peso molecular (MSFCO) de 10,000 para retirar aproximadamente 75% del volumen de alimentación como producto permeado. El producto retenido de la membrana se trató con calor al pasar a través de una olla de presión a 93.3°C con un tiempo de contención de 15 segundos. El producto retenido luego se enfrió a 60°C en un recipiente enchaquetado y se secó por rocío. El producto retenido tuvo la siguiente composición: Proteína (base seca) (%) 79.79 Humedad (%) 1.23 Ceniza (como se encuentra) (%) 6.87 Fibra cruda (como se encuentra) (%) 0.8 Indice de Solubilidad en Nitrógeno (NSI) 96.99 Ejemplo 3 Un producto elaborado de acuerdo con el Ejemplo 1; un producto elaborado de acuerdo con Ejemplo 1 sin cocción a presión; un producto elaborado de acuerdo con el Ejemplo 2; una muestra de hojuelas de soya desgrasadas de alto PDI (Central Soya Company) ; y un aislado de proteína de soya comercial (SUPRO 500 E, Protein Technologies, Incorporated) se extrajeron cada uno de acuerdo con el método de peso molecular descrito anteriormente. Las alícuotas de material extraible (soluble) luego se sometieron a la cromatografía de exclusión de tamaño como es descrito previamente. Los perfiles de peso molecular resultantes, perfiles de solubilidad de proteina, y perfiles de Indice de solubilidad son mostrados en la siguiente tabla. Tabla 1
% de Distribución de Peso Molecular de la Proteina en
Fracciones Solubles en Solución Reguladora Peso MoleProducto Producto Producto Hojuelas de Aislado cular de la ExperiExperiExperiSoya de Proteina mental mental mental Desgrasadas Proteina del del del de Alto PDI de Soya Ejemplo 1 Ejemplo 1 Ejemplo 2 sin Cocción a Presión >800,000 73.5 8.8 74.5 . 1.3 15.6
<800,000 26.5 91.2 25.5 98.7 84.4
Solubilidad 88 (NSI) 90 (NSI) 90 (NSI) 90 (NSI) 70 (NSI) de Proteina Indice de 0.5 mli 0.5 mli 0.5 mL (no 20 mL
Solubilidad sedimento sedimento sedimento determinada) sedimento El perfil de peso molecular del producto del Ejemplo 1 sin cocción a presión, determinado como es discutido en la sección de Métodos y Estándares anteriormente, es mostrado en la Fig. 6, en donde aproximadamente 92% de las proteínas en el producto tiene una peso molecular menor que 800,000. El perfil de peso molecular del. aislado de proteina de soya comercial, determinado como es discutido en la sección de Métodos y Estándares anteriormente, se muestra en la Fig. 5, en donde aproximadamente 85% de las proteínas en el mismo tienen un peso molecular menor que 800,000.
Ejemplo 4 El producto de prueba elaborado de acuerdo con el procedimiento del Ejemplo 1 se comparó en viscosidad a un concentrado de proteina de soya comercial, y dos aislados de proteina de soya comerciales, uno que tiene alta viscosidad y uno baja viscosidad. El método de viscosidad descrito anteriormente, se utilizó para el producto de prueba, el concentrado y el aislado de baja viscosidad. Un método similar utilizando un viscosimetro Modelo RVT Brookfield se utilizó para el aislado de alta viscosidad. Los resultados se dan en la tabla siguiente. Tabla 2 VISCOSIDAD (Centipoises) Producto Concentrado de Aislado de Proteina Aislado de Proteina del Proteina de de Soya Comercial de Soya Comercial
Ejemplo 1 Soya Comercial de Baja Viscosidad de Alta Viscosidad
8 88 16 300
Ejemplp 5 El producto que tiene el perfil de peso molecular representado en la Fig. 2 , en el cual el perfil de carbohidratos se modificó con una enzima, se elaboró como sigue . 22.7 kg de harina de soya que tiene un Índice de dispersabilidad de proteina (PDI) de 86 se dispersaron en 235.4 kg de agua a 60°C y el pH se ajustó a 6.0 utilizando ácido clorhídrico. 22.7 g de enzima alfa-galactosidasa (concentrado VALIDASE AGS 25, Valley Reasearch, Inc., South Bend, IN) se adicionaron a la suspensión, que luego se mezcló durante 2 horas. El pH de la suspensión luego se ajustó a 7.0 utilizando hidróxido de sodio y luego se centrifugó en una centrífuga de decantación a 6000 revoluciones por minuto (rpm) y una velocidad de tornillo diferencial de 6 rpm. La torta insoluble de la centrífuga se desechó, y el sobrenadante se trató con calor al pasar a través de una olla de presión a 115°C con un tiempo de contención de 15 segundos. La suspensión luego se secó por rocío. El producto secado por rocío contuvo 58.5% de proteína, 1.5% de fibra cruda, 0.2% de grasa, 8.5% de ceniza y 4% de humedad.
Ejemplo 6 El producto del Ejemplo 2 se utilizó para fabricar análogos de carne vegetariana con 0.5% de grasa y 3.0% de grasa (aceite vegetal), c^mc es expuesto en la tabla siguiente: Tabla 3 Formula % % Agua 62. 34 - 63 .34
Producto de Proteina del Ejemplo 2 17 17
Gluten de Trigo Vital1 10 5
Inulina 2 4
Azúcar 2 2
Sal 1. 91 1 .91
Metilcelulosa2 1. 5 1 .0
Saborizante de Carne de Res 5355573 . 1. 25 1 .25
Saborizante de Carne de Puerco de Grasa Costrosa 5350873 1. 25 1 .25
Aceite Vegetal 0. 5 3
Saborizante de Emparedado de Salchicha3 0. 25 0 .2
1Midwest Grain Products 2Do Chemical Company Givaudan Roure Se formó un pregel al mezclar toda la inulina (18.1 g) con 420.5 g de agua. Los otros ingredientes, excepto el aceite^ luego se mezclaron con el agua restante a 0°C bajo vacio en un mezclador cortador Stephan, Modelo UMC 5 Electronic a 2400 rpm durante 90 segundos. La premezcla de inulina y aceite luego se adicionaron, seguido por 90 segundos adicionales - de mezclado. La mezcla se rellenó en envoltura de salchicha alemana, se amarró, luego se sumergió en humo con liquido tipo P2 que se mezcló con 1 parte de humo a 10 partes de agua. La mezcla luego se procesó con calor en un ahumadero ALKA de acuerdo con el siguiente programa: 8 min. con bulbo seco de 73.9°C,- bulbo húmedo 55.5°C; 10 min. con bulbo seco 82.2°C, bulbo húmedo 70.6°C; 10 min. con bulbo seco 87.8°C, bulbo húmedo 82.2°C; 11 min. con bulbo seco 93.3°C, bulbo húmedo 93.3°C a una temperatura interna de 87.8°C; baño frío a 30 min. con bulbo seco 68.3°C, bulbo húmedo 51.2°C. La mezcla precocida que utilizó el producto de proteina descrito en el Ejemplo 2 tuvo una consistencia semifluida que se mezcló fácilmente, fue bombeable y fue fácilmente rellenada en envolturas de salchicha alemana. La mezcla precocida que utilizó el aislado de proteina de soya fue altamente viscosa y fue dificil de rellenar en envolturas de salchicha alemana. Los productos resultantes elaborados utilizando el producto de proteina del ejemplo 2 tuvieron una textura firme pero elástica y sensación en la boca y sabor que se asemejó estrechamente a las salchichas alemanas tradicionales. Los productos elaborados utilizando aislado de proteina de soya fueron firmes pero les faltó la sensación elástica en la boca y la textura de las salchichas alemanas tradicionales . Ejemplo 7 Bebidas de leche de soya, incluyendo los ingredientes expuestos en la tabla siguiente, se elaboraron del producto del Ejemplo 2 y de un aislado de proteina de soya (SUPRA 760, Erotein Technologies, Inc., St. Louis, MO) . Tabla 4 *Producto del *Aislado de Proteina Ejemplo 2 de Soya Fórmula % % Agua 89.756 90.10 Producto de Proteina* 3.832 3.29 Sucrosa 3.792 4.00 Aceite de Semilla 1.237 1.23 de Soya Carboximetilcelulosa 0.480 0.48 Carbonato de Calcio 0.299 0.30 Sabor Vainilla 0.400 , 0.40 Sabor Caramelo 0.08 0.08 Cloruro de Sodio 0.08 0.08 Carragenina 0.04 0.04 Premezcla - de 0.004 Vitaminas (A/D/B2/B12) 100.000 100.00
100% del agua se calentó a 65.6°C y se mantuvo a 65.6°C con agitación hasta que se adicionaron todos los ingredientes . El producto de proteina se adicionó con agitación y se mezcló hasta que se disolvió. La sucrosa, carboximetilcelulosa y carragenina se mezclaron en seco, luego se adicionaron a la suspensión espesa de proteina y se mezclaron hasta que se disolvieron. Se adicionaron y se dispersaron carbonato de calcio y cloruro de sodio. El aceite de semilla de soya luego se adicionó seguido por los saborizantes y la premezcla de vitaminas. El pH del sistema se ajustó a 6.80 a 7.00 utilizando HC1 o NaOH como es necesario. Los productos luego se procesaron en un procesador de tiempo corto de ultra alta temperatura a 143 °C durante 10 segundos. Luego, los productos se homogenizaron en un homogenizador de 2 etapas a 2000/500 psi, se enfriaron y se rellenaron en botellas limpias, y se álmacena'ron "en un refrigerador. El producto elaborado utilizando el producto del Ejemplo 2 tuvo una sensación en la boca limpia, uniforme, sabor suave con una ausencia de características de soya y no mostraron evidencia de separación o formación de capas después de varias semanas de almacenamiento refrigerado. El producto elaborado del aislado de proteina de soya no mostró separación inicialmente, después de una semana de almacenamiento, una ligera capa de aceite se formó en la superficie. Aunque el sabor y la sensación en la boca del producto aislado de soya se estimó buena, las características de sabor amargo, astringente y metálico se detectaron, que fueron aún más evidentes después de una semana de almacenamiento. El producto aislado de soya fue más alto en viscosidad como se determinó por un panel probador de sabor. E emplo 8 Un blanqueador de café liquido, que incluye los ingredientes expuestos en la tabla siguiente, se formuló del producto del Ej emplo 2. Tabla 5 Ingrediente % Agua 79.87 Aceite de Ensalada de Semilla 11.22 de Soya Producto de Proteina del 1.09 Ejemplo 2 Sólidos de Jarabe de Maiz 3.96 Lecitina (CENTROPHASE HR-2B, 0.51 Central Soya Co, Inc.) Sucrosa 3.04 Fosfato de Dipotasio 0.31 100.00
La lecitina se dispe só primero en el aceite, luego el fosfato de dipotasio se disolvió en el agua. El producto de proteina luego se dispersó en el agua con agitación, seguido por la adición de los sólidos de jarabe de maiz, sucrosa y la mezcla de lecitina-aceite . La mezcla luego se calentó a 71°C, se mantuvo a esta temperatura durante 30 minutos, y luego se enfrió a 63°C. La mezcla luego se homogenizó en un homogenizador de 2 etapas a 2000/500 psi, seguido por el enfriamiento rápido a 4°C y el almacenamiento a esta temperatura. El producto se evaluó mediante el examen microscópico y la resistencia ¦ a la separación bajo centrifugación. El producto del Ejemplo 2 mostró buenas propiedades de surfactante, en que el producto mostró una dispersión uniforme de gotitas de grasa esféricas con diámetro de menos de 10 mieras que no se separaron después de una semana de almacenamiento refrigerado ni bajo centrifugación a 2000 rpm durante 10 minutos. Mientras que esta invención se ha descrito teniendo modalidades preferidas, la presente invención se puede modificar adicionalmente dentro del espíritu y alcance de esta descripción. Esta solicitud por lo tanto se propone para cubrir cualquiera . de las variaciones/ usos o adaptaciones de la invención usando sus principios generales. Además, esta solicitud se propone para cubrir tales desviaciones de la presente descripción como llegan dentro Ta práctica conocida o usual en la técnica a la cual esta invención pertenece y que caen dentro de los limites de las reivindicaciones adjuntas.