NO167783B - Fremgangsmaate ved behandling av myseproteinholdige produkter for aa lette separasjon av fett derfra. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress.

Myse er et restprodukt som erholdes ved fremstilling av ost og har som følge av dets høye innhold av vann liten økono-misk verdi. En typisk sammensetning av myse, med små varia-sjoner er som følger:

De ovenfor angitte tallverdier innbefatter et fettinnhold på 0,1 - 0,2 %, avhengig av type av fremstilt ost som mysen er avledet fra. Hvis mysen er tørket, dvs. vanninnholdet er redusert til kun noen få prosent så vil fettinnholdet nå ca. 3$. Næringsverdien for proteiner tilstede i myse er blant de høyest kjente og flere metoder anvendes idag industrielt for å separere og konsentrere proteinfraksjonen. Den mest vanlige metode er ultrafiltrering hvorved lactose, mineraler og vann fjernes fra standard-mysen og for tiden tørkede myseproteinprodukter inneholder opptil 8056 protein. Da fett-fraksjonen ikke kan separeres fra proteinkonsentratet uten store proteintap så vil et pulver inneholdende 8% ha et fettinnhold på ca. 7%. En slik fettmengde vil hovedsaklig forårsake et smaksproblem da produktet vil få en karakter-istisk mindre god smak som er meget vanskelig å maskere. Produkter utviser også nedsatt lagringsstabilitet, hvilket representerer et stort problem. Det er således ønskelig å tilveiebringe en fremgangsmåte som muliggjør en nedsettelse av fettinnholdet i myseproteinkonsentratet til et minimum og som gir et produkt med forbedret smak og lagringsstabilitet. Anvendelse av myseproteinkonsentratet i matvarer er basert på deres funksjonelle egenskaper, dvs. deres emulgerende og viskositetsfremmende virkning, såvel som næringsegenskapene for konsentratet. Omkostningene for å gjenvinne proteiner vil imidlertid være ganske høye da det er nødvendig med ca. 200 1 myse til å gi et 1 kg proteiner og som en følge av dette vil den mest vanlige anvendelse skje innen hospital, omsorg og helseomsorgsektorene, som et proteinadditiv. Ved å nedsette fettinnholdet til et minimum skulle man kunne for-bedre de økonomiske betingelser for anvendelse av produktet som et proteinadditiv i konvensjonelle matvarer for generell anvendelse.

En konvensjonell sentrifugering av standard-myse, eksempelvis i en melkeseparator kan nedsette fettinnholdet ned til en restmengde på 0, 05%, hvilket betyr et fettinnhold på ca. 1,596 i den tørkede myse.

Etter en konsentrering ved hjelp av ultrasentrifugering av mysen kan fetteliminering ikke på noen måte utføres ved hjelp av sentrifugering som følge av de fysikalske egenskaper for hveteproteinkonsentratet. Hvis man skulle påvirke mysen kraftigere enn normalt, dvs lengre oppholdsperioder 1 separatoren eller anvendelse av ultrasentrlfuger med høye G-krefter kan man separere fett, men da med medfølgende store proteintap.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte som er særpreget ved det som er angitt i krav l's karak-teriserende del, nemlig at myseproteinproduktet underkastes hydrolyse ved en temperatur over 15°C, men under inak-tiver ingstemperaturen for det anvendte enzym, inntil det erholdes en hydrolysegrad på 0,2 - 4, hvoretter tilstedeværende fett isoleres og fjernes. Ytterligere trekk fremgår av krav 2 og 3.

Proteinproduktet som er befridd for fett har bibeholdt

sine funksjonelle egenskaper og vil gi en klar, svak

opak oppløsning med vann. Ytterligere er proteinproduktet piskbart til et stabilt skum og kan erstatte eggehvite (albumin) i så måte. Ytterligere er dets emulgerende egenskaper utmerket, også med hensyn til smak tog følgelig kan høykonsentrerte proteinpasta også fremstilles.

Ved foreliggende fremgangsmåte utgår man fortrinnsvis ut fra myseproteiner, fortrinnsvis i form av myseproteinkonsentrat for å unngå håndtering av for meget vann, idet hveteproteinkonsentratet kan være erholdt på konvensjonell måte, så som ved ultrafiltrering og proteinkonsentratet har passende et tørrstoffinnhold på 15 - 50 %, fortrinnsvis 20 - 33 $ >. Myseproteinene underkastes en enzymatisk hydrolyse ved hjelp av et proteolytisk enzym eller blanding av prcteolytiske enzymer inntil den ovenfornevnte hydrolysegrad oppnås. Betegnelsen "hydrolysegrad" (i det etterfølgende betegnet med DH) er definert som den mengde, i prosent, av peptidbindingene som er spaltet under hydrolysen. Det er vanlig kjent at en bitter smak oppstår ved hydrolyse av proteiner. Dette er sagt å kunne tilskrives det faktum at hydrofobe aminosyrer eller peptidender frigjøres og gir en slik effekt når proteinet er hydrolysert i en viss grad. Ved den hydrolysegrad som overstiger DH 4-5 meget fremtredene ved hydrolise-ring av myseprotein. Dette er en meget moderat hydrolysegrad. Det er imidlertid meget overraskende å finne at en hydrolysegrad på DH opptil 4,0, fortrinnsvis mellom 0,2 til 4,0 og mere foretrukket til mellom 0,5 og 4,0 gir en så stor effekt at fett lett kan separeres fra myseproteinene på konvensjonell måte, eksempelvis ved hjelp av sentrifugering.

Betingelsene under hydrolyseprosessen så som anvendt type enzym, mengden av enzym, hydrolysetemperatur, hydrolysetid og pH er ikke kritisk så lenge den ønskede hydrolysegrad kan oppnås.

En fagmann kan, ved hjelp av enkle innledende eksprimenter eller erfaring finne hvilke betingelser som skal anvendes og hvilke betingelser som er optimale for prosessen. Egnede enzymer for anvendelse i foreliggende fremgangsmåte finnes på markedet og de følgende eksempler på

disse er proteolytiske enzymer fremstilt fra Bacillus subtilis ("Neutrase<R> 0,51), og et proteolytisk enzym fremstilt fra Bacillus lichenformis ("Alcalase<R> 0,61). Ytterligere eksempler er "pepsin" 156, 50°C og 1 time,

"papain 3000" 156 ved 40" C og 2 timer, "Chymotrypsin" 156 40° C og 1 time, "Pancreatin 4NE" 156 40° C og 1 time, alle ved pH

7, en enzymblanding fremstilt fra Aspergillus oryzae var. pH 9 , 156, 55° C og 90 min, som innaktlveres med pH 4 ved 68° C i

1 time. De førstnevnte enzymer blir også innaktivert ved pH

4. Forøvrig ér betingelsene og fremgangsmåten som tid-ligere nevnt for alle typer. En blanding av enzymer er også mulig. Hydrolysegraden avbrytes når den ønskede hydrolysegrad er nådd og dette kan gjøres på konvensjonell måte, eksempelvis ved å inaktivere enzymene ved å senke pH, eksempelvis til pH 4 eller ved å oppvarme hydrolyseoppløs-ningen, idet man i sistnevnte tilfelle må være forsiktig for å unngå og påvirke proteinene negativt. Deretter kan fettet separeres fra ved hjelp av sentrifugering. Selv om man ikke ønsker å binde seg til noen teori så er det antatt at hydrolysen av myseproteinene fører til en slik forandring i emul-ger ingsegenskapene for proteinene at avseparer ing av fett ved hjelp av sentrifugering lettes i vesentlig grad. Ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte oppnås det ikke bare et produkt med forbedret smak og forbedret lagringsstabilitet, men det forventede proteintap nedsettes til et minimum. Oppfinnelsen gjøre det nå mulig å utnytte høykvalitetspro-teinene i myse for å forsterke næringsinnholdet i konvensjonelle matvarer uten derved å forårsake smaksproblemer. Det er også lett å spise proteinprodukter som har et ekstremt høyt innhold av proteiner. Dette er et vesentlig fremskritt innen teknikkens stand.

Selv om myseproteinkonsentrat kan være foretrukket som ut-gangsmateriale for foreliggende fremgangsmåte så kan en hvilken som helst mysekvalitet anvendes, eksempelvis så som standard myse erholdt direkte fra osteproduksjon i form av såvel søt som sur myse, konsentrert myse som kun er delvis tørket myse og myseproteinkonsentrat som er en proteinkval-itet med lavt lactoseinnhold. Standard myse, såkalt natur-lig myse finnes også som en lactoseutarmet variant.

Oppfinnelsen skal nærmere belyses under henvisning til de vedlagte eksempler.

Eksempel 1.

Et myseproteinkonsentrat med tørrstof f innhold på 22,556, et proteininnhold på 15,256 og et fettinnhold på 1 ,696 ble behandlet ved 50°C i 20 min ved pH 8 under anvendelse av et proteolytisk enzym fremstilt fra Bacillus licheniformis som markedsføres under handelsnavnet "Alcalase<R> 0,6". Enzym-mengden var 1 , 556 regnet på proteintørrstoffet. Etter 20 min var hydrolysegraden DH 2,2. Etter inaktivering av enzymet ved å senke pH til 4 i 60 min ble fettet separert ved sentrifugering i en konvensjonell melkeseparator. Etter avsluttet sentrifugering hadde restfettinnholdet nådd 0,0656. Proteinkonsentrasjonen ble fortsatt i et ultrafiltrerings-utstyr inntil det ble oppnådd et tørrstof f innhold på 3956. Under den avsluttende fase ble avmineralisert vann tilsatt og konsentrasjonen fant sted som dialyse. Proteininnholdet i det erholdte tørkede pulver var 9856 av tørrstof f innholdet og fettinnholdet var 0,556. Smaken var fullstendig nøytral.

Det erholdte proteinprodukt ble undersøkt i en piskeprøve for å undersøke funksjonelle egenskaper for proteinet. For dette formål ble to forskjellige bestemmelser anvendt, nemlig a) en skumningsprøve hvor 18 g av en 1156 proteinoppløsning ble pisket i 3 min. Proteinet fremstilt i henhold til oppfinnelsen gav 180 cm<3> skum, sammenlignet med den samme vekt albumin (eggehvite) som gav 175 cm<3>. Etter 30 min hadde de to skum avtatt med 30 ml., og b) en piskeprøve hvor den inverse verdi av densiteten ble målt (ml/g). I denne prøve ble en 1156 oppløsning pisket i 3

min hvoretter ml/g ble bestemt såvel som tap i ml etter 30

min. Resultatene er gitt i den etterfølgende tabell.

Som det fremgår av tabellen ovenfor er de funksjonelle egenskaper for proteinproduktet erholdt lik dem for albumin eller til og med bedre.

Andre funksjonelle egenskaper ved det fremstilte produkt er at det gir en nesten klar oppløsning i vann, som noen ganger kan bli litt opak (blå), det virker som en emulgator og majones kan lett fremstilles, høyproteininnholdende pasta kan fremstilles og administreres oralt uten noen smaksproblem.

Eksempel 2.

Et myseproteinkonsentrat med et tørrstof f innhold på 35,1 96, et proteininnhold på 27,096 og et fettinnhold på 2,896 ble behandlet med et proteolytisk enzym fremstilt fra Bacillus subtilis og markedsført under handelsenavnet "Neutrase<R >0,51". Mengden av enzym var 296 regnet på inneholdet av tørt protein. Hydrolysen fant sted ved en temperatur på 20°C og en pH på 7,0. Etter en omsetningstid på 70 min var hydrolysegraden DH 1,2. Deretter hie enzymet inaktivert ved å senke pH til 4,0 i en time og oppløsningen deretter gjordt nøytral og fettet ble separert fra til en restmengde på 0,696 på konvensjonell måte. Det ble erholdt et tørt pulver som inneholdt 83,996 protein, regnet som tørrstof f og 0,1896 fett. Smaken var nøytral og proteinproduktet kunne lett piskes til å gi et stabilt skum.

Eksempel 3.

Eksempel 1 ble gjentatt under de samme betingelser, bortsett fra at hydrolysegraden etter avsluttet hydrolyse var DH 4,1. Det ferdige produkt i form av tørt pulver hadde en bitter smak og var vanskelig å håndtere.

Eksempel 4.

Eksempel 2 ovenfor ble gjentatt under de samme betingelser, bortsett fra at hydrolysen ble utført til en hydrolysegrad på 0,52. Derved oversteg proteintapet 596, men fettinnholdet i det ferdige tørre proteinprodukt var kun 0 ,996. Proteinproduktet ga et stabilt skum ved piskeprøven.

Eksempel 5.

Et hveteproteinkonsentrat i henhold til eksempel 2, ble behandlet som i eksempel 2, bortsett fra at hydrolysen forløp til en hydrolysegrad på kun DH 0,15. Restfettinnholdet etter sentrifugering i en melkeseparator var 1 ,096. Det erholdte protein bibeholdt sine funksjonelle egenskaper og var piskbart.

Eksempel 6.

Eksempel 1 ovenfor ble gjentatt med alle trinn bortsett fra at det ble ikke anvendt noe proteolytisk enzym. Det ferdige erholdte proteinprodukt utviser ingen hydrolysegrad og intet fett kunne separeres når produktoppløsningen ble sentrifug-ert før den ferdige tørking. Fettinnholdet i det ferdige tørkede produkt var ca. 796.

Det er åpenbart fra de ovenfor gitte eksempler at DB>området på opptil 4,0 er kritisk ved utførelse av foreliggende fremgangsmåte og at fettinnholdet kan senkes fra ca. 7$ for tilfelle av et konvensjonelt fremstilt myseproteinkonsentrat til et fettinnhold av størrelsesorden 0,2 - 1 % for tilfelle av et produkt fremstilt i henhold til foreliggende oppfinnelsen. Ved denne nedsetning av fettinnholdet så oppnås det et organoleptisk fordelaktig produkt med små eller ingen proteintap og produktet kan anvendes som et fullverdig proteinadditiv til matvarer, såvel som i høykvalitetsforstoffer for dyr, spesielt høykvalitetsforstoffer for unge dyr som trenger store proteintilskudd eller som høykvalitetsprotein-tilsetning.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte ved behandling av myseproteinhoIdige produkter for å lette separasjon av fett derfra, karakterisert ved at myseproteinproduktet underkastes hydrolyse ved en temperatur over 15"C, men under inaktiveringstemperaturen for det anvendte enzym, inntil det erholdes en hydrolysegrad på 0,2 - 4, hvoretter tilstedeværende fett isoleres og fjernes.

2. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at hydrolysen avbrytes ved å senke pH, fortrinnsvis til pH 4.

3. Fremgangsmåte i henhold til krav 1, karakterisert ved at det anvendes minst 0,5 vekt%, fortrinnsvis 1,5-2 vekt% av det proteolytiske enzym, regnet på proteintørrstoffet.