PL187973B1

PL187973B1 - Method of obtaining a yeast protein hydrolysate

Info

Publication number: PL187973B1
Application number: PL32311897A
Authority: PL
Inventors: Antonina Komorowska; Ewa Mrówka; Ewa Przygoda; Krystyna Stecka; Roman A. Grzybowski
Original assignee: Inst Biotechnologii Przemyslu
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2004-11-30
Also published as: PL323118A1

Abstract

1. Sposób otrzymywania hydrolizatu białek drozd/y. polegający na izolacji białek z biomasy drozd/y piekarskich. hydrolizie enzymatycznej otrzymanego izolatu białkowego przy u/yciu enzymu Flavourzyme. oddzieleniu części stałych. i ewentulnie suszeniu. znamienny tym, ze jako źródło białka stosuje się biomasę szczepu Saccharomyces cerevisiae KKP/512. a otrzymany izolat białkowy poddaje się hydrolizie przy stosunku wagowym enzymu do substratu E/S od 0.5/100 do 2/100.1. Method of obtaining protein hydrolyzate thrush / s. consisting in the isolation of proteins from the biomass of baker's thrush / s. enzymatic hydrolysis of the obtained protein isolate using the enzyme Flavourzyme. separation of solids. and possibly drying. characterized in that biomass of the Saccharomyces strain is used as the protein source cerevisiae KKP / 512. and the obtained protein isolate is hydrolyzed at the ratio by weight of enzyme to substrate E / S from 0.5 / 100 to 2/100.

Description

Hydrolizaty białkowe są mieszaniną poli- i oligopeptydów oraz aminokwasów, stanowiącą źródło łatwo przyswajalnego azotu. Hydrolizaty białkowe w produkcji żywności wykorzystuje się jako składniki odżywek dietetyczno-leczniczych, odżywek wysokobiałkowych dla sportowców, jako dodatki wzbogacające wartość odżywczą innych produktów spożywczych oraz w roli dodatków do żywności modelujących własności funkcjonalne różnych produktów spożywczych np. jako wzmacniacze walorów smakowo-zapachowych, czynniki wpływające na konsystencję i odczucie pełności w ustach, a także emulgatory. Hydrolizaty białkowe uzyskuje się z surowców pochodzenia roślinnego, zwierzęcego oraz mikrobiologicznego, metodą hydrolizy kwasowej, alkalicznej lub trawienia enzymatycznego. Hydroliza enzymatyczna jest najdelikatniejszą formą rozkładu białek, pozwalającą na uzyskiwanie hydrolizatów białkowych o zdefiniowanym profilu peptydowym i na zachowanie wartości biologicznej wyjściowego białka. Natomiast hydroliza kwasowa przyczynia się do rozpadu tryptofanu i częściowo tyrozyny a także towarzyszy jej powstawanie humin, związków zdrowotnie niekorzystnych. Hydroliza alkaliczna może powodować rozkład aminokwasów siarkowych i racemizację aminokwasów.Protein hydrolysates are a mixture of poly- and oligopeptides and amino acids, which is a source of easily digestible nitrogen. Protein hydrolysates in food production are used as components of dietary and therapeutic nutrients, high-protein supplements for sportsmen, as additives enriching the nutritional value of other food products and as food additives modeling the functional properties of various food products, e.g. as flavor enhancers, for consistency and a feeling of fullness in the mouth, as well as emulsifiers. Protein hydrolysates are obtained from raw materials of plant, animal and microbiological origin, by acid, alkaline or enzymatic digestion. Enzymatic hydrolysis is the most delicate form of protein degradation, allowing to obtain protein hydrolysates with a defined peptide profile and to maintain the biological value of the original protein. On the other hand, acid hydrolysis contributes to the breakdown of tryptophan and partly tyrosine, and is also accompanied by the formation of humins, which are health unfavorable compounds. Alkaline hydrolysis can degrade sulfur amino acids and racemize the amino acids.

Znane opisy patentowe i literatura techniczna są źródłem wiedzy przede wszystkim na temat sposobów otrzymywania białek i ich hydrolizatów z roślin, głównie z soi, oraz surowców zwierzęcych, głównie składników mleka takich jak kazeina i serwatka. Częstą wadą hydrolizatów pozyskiwanych z tych surowców jest ich gorzki smak. Usuwanie gorzkiego smaku jest uciążliwym procesem technologicznym i wymaga dodatkowych kosztów..Known patent descriptions and technical literature are a source of knowledge primarily about the methods of obtaining proteins and their hydrolysates from plants, mainly soybean, and animal raw materials, mainly milk components such as casein and whey. A common disadvantage of hydrolysates obtained from these raw materials is their bitter taste. Removing the bitter taste is a cumbersome technological process and requires additional costs.

Do uzyskiwania hydrolizatów pochodzenia mikrobiologicznego przeważnie używa się drożdże, które są surowcem tanim i stanowią źródło białek, witamin, szczególnie grupy B i mikroelementów. Traktuje się je jako produkty pochodzenia naturalnego, a ich pochodne znajdują się na liście GRAS (Generally Recognized as Safe).For obtaining hydrolysates of microbiological origin, yeast is usually used, which is a cheap raw material and is a source of proteins, vitamins, especially group B and microelements. They are treated as products of natural origin, and their derivatives are on the GRAS (Generally Recognized as Safe) list.

Znane preparaty pochodzenia drożdżowego otrzymywane są przeważnie na drodze hydrolizy kwaśnej. Preparaty te mają wyraźny smak (typu maggi) i są stosowane jako środki przyprawowe.The known preparations of yeast origin are mainly obtained by acid hydrolysis. These preparations have a pronounced maggi-like flavor and are used as seasoning agents.

Znane jest również otrzymywanie hydrolizatów drożdżowych metodą hydrolizy enzymatycznej. Preparaty te, ze względu na niski stopień hydrolizy, charakteryzują się słabą rozpuszczalnością. Dodatkowo mają ograniczone zastosowanie, ze względu na ich gorzki smak, spowodowany zawartością gorzkich peptydów.It is also known to obtain yeast hydrolysates by enzymatic hydrolysis. Due to the low degree of hydrolysis, these preparations are characterized by poor solubility. Additionally, they are of limited use due to their bitter taste, caused by the content of bitter peptides.

Dokładne informacje na temat otrzymywania mikrobiologicznych hydrolizatów białkowych nie są publikowane i stanowią tajemnicę producentów.The exact information on the preparation of microbial protein hydrolysates is not published and is the secret of the producers.

W związku z rosnącym zapotrzebowaniem rynku na produkty spożywcze o jak największej wartości żywieniowej zaistniała potrzeba uzyskania hydrolizatów pochodzenia drozdżowego o neutralnym smaku i zapachu. Białka drozdzowe dobrze suplementują produkty roślinne zc względu na wysoką zawartość lizyny.Due to the growing market demand for food products with the highest nutritional value, there was a need to obtain hydrolysates of yeast origin with a neutral taste and smell. Yeast proteins are a good supplement to plant products due to the high content of lysine.

187 973187 973

W wyniku przeprowadzenia wielu doświadczeń nieoczekiwanie okazało się, że przez użycie odpowiedniego szczepu drożdży i enzymu udało się uzyskać hydrolizat o wysokiej wartości odżywczej i korzystnym składzie aminokwasowym, pozbawiony wyraźnego smaku i zapachu, a przy tym dobrze rozpuszczalny w wodzie. Nieoczekiwanym efektem sposobu według wynalazku jest uzyskanie hydrolizatu o obojętnym smaku, co pozwala na stosowanie go do wzbogacania produktów roślinnych w aminokwasy egzogenne.As a result of many experiments, it was surprisingly found that by using an appropriate strain of yeast and an enzyme, it was possible to obtain a hydrolyzate with a high nutritional value and a favorable amino acid composition, devoid of a distinct taste and smell, and at the same time easily soluble in water. An unexpected effect of the process according to the invention is to obtain a hydrolyzate with a neutral taste, which allows it to be used to enrich plant products with essential amino acids.

Zgodnie z wynalazkiem, sposób wytwarzania hydrolizatu białek drożdży poprzez izolację białek z biomasy drożdży piekarskich, hydrolizę enzymatyczną otrzymanego izolatu białkowego przy użyciu enzymu Flavourzyme, oddzielenie części stałych i ewentualnie suszenie, polega na tym, że jako źródło białka stosuje się biomasę drożdży Saccharomyces cerevisiae KKP/512, a proces hydrolizy przeprowadza w stosunku wagowym enzymu do substratu E/S od 0.5/100 do 2/100. Hydrolizę prowadzi się w temperaturze 45 -55°C, pH 5.0 - 8.0, w ciągu od 1 do 5 godzin.According to the invention, the method of producing a yeast protein hydrolyzate by isolating proteins from baker's yeast biomass, enzymatic hydrolysis of the obtained protein isolate using the Flavourzyme enzyme, separating the solids and optionally drying, consists in using Saccharomyces cerevisiae yeast biomass KKP / 512, and the hydrolysis process is carried out in a weight ratio of enzyme to substrate E / S from 0.5 / 100 to 2/100. The hydrolysis is carried out at 45-55 ° C, pH 5.0-8.0 for 1 to 5 hours.

Szczep drożdży Saccharomyces cerevisiae KKP/512 pochodzi z kolekcji Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego. Otrzymano go metodą fuzji protoplastów. Szczep ten charakteryzuje się osmofilnością, wysoką wydajnością, biomasy i wysoką zawartością białka. Zastosowany do hydrolizy enzym Flavourzyme jest grzybowym proteazowo-peptydazowym kompleksem enzymatycznym, otrzymanym drogą fermentacji wyselekcjonowanego szczepu drobnoustrojów Aspergillus oryzae, który posiada zarówno aktywności endo-jak i egzoproteazowe.The Saccharomyces cerevisiae KKP / 512 yeast strain comes from the collection of the Institute of Agricultural and Food Biotechnology. It was obtained by the protoplast fusion method. This strain is characterized by osmophilicity, high yield, biomass and high protein content. The Flavourzyme enzyme used for the hydrolysis is a fungal protease-peptidase enzyme complex obtained by fermentation of a selected strain of Aspergillus oryzae microorganisms, which has both endo-protease and exoprotease activities.

Uzyskany sposobem według wynalazku hydrolizat białek drożdży charakteryzuje się wysokim stopniem hydrolizy, ma korzystny skład aminokwasowy, zbliżony do składu aminokwasowego białka jaja kurzego oraz jest dobrze rozpuszczalny w wodzie w szerokim zakresie pH 4.5-11. Zgodnie z założeniem wynalazku otrzymany hydrolizat nie ma wyraźnego smaku i zapachu, i dlatego można go stosować jako dodatek do hydrolizatów innego pochodzenia do celów dietetycznych, oraz jako dodatek wzbogacający, np. płyny odżywcze.The yeast protein hydrolyzate obtained by the method according to the invention is characterized by a high degree of hydrolysis, has a favorable amino acid composition, similar to the amino acid composition of hen egg white, and is well soluble in water in a wide pH range of 4.5-11. According to the assumption of the invention, the obtained hydrolyzate does not have a pronounced taste and smell, and therefore it can be used as an additive to hydrolysates of other origin for dietary purposes, and as an enrichment additive, e.g. nutritional fluids.

Sposób według wynalazku wyjaśnia poniższy przykład wykonania, nie ograniczając jego zakresu.The method according to the invention explains the following embodiment without limiting its scope.

Przykład 1.Example 1.

kg drożdży Saccharomyces cerevisiae szczep KKP/512 o zawartości suchej masy 30% rozprowadzono w lkg wody dejonizowanej o temp. 95°C i ogrzewano w temp. 90°C przez 5 min. Zawiesinę odwirowano na wirówce J2-MC Beckman przy 8000 obr/min. przez 10 min. Odwirowany osad rozprowadzono w lkg 0.03 M NaOH o temp. 95°C, ogrzewano przez 10 min. wtemp.90°C i wirowano w warunkach jw. Odwirowany osad rozprowadzano w lkg 0.15 M NaOH o temp. 95°C, ogrzewano przez 30 min. w temp. 95°C, po czym zawiesinę ochładzano do 60°C i doprowadzano do pH 7.5 po czym wirowano przez 30 min na wirówce jw. W celu wytrącenia białek w punkcie izoelektrycznym oddzielony nasącz doprowadzano do pH 4.3. Wytrącone białko odwirowano jw., zawieszano w wodzie i rozpuszczano przez doprowadzenie roztworu do pH 7.0. Otrzymany roztwór poddano suszeniu rozpyłowemu. W ten sposób otrzymano 12 g izolatu białkowgo (Id), o zawartości białka 70%.kg of Saccharomyces cerevisiae strain KKP / 512 with a dry matter content of 30% was spread in 1 kg of deionized water at 95 ° C and heated at 90 ° C for 5 minutes. The suspension was centrifuged on a J2-MC Beckman centrifuge at 8000 rpm. for 10 min. The centrifuged pellet was taken up in 1 kg 0.03 M NaOH at 95 ° C, heated for 10 min. at 90 ° C and centrifuged in the conditions as above. The centrifuged pellet was spread in 1 kg 0.15 M NaOH at 95 ° C, heated for 30 min. at 95 ° C, then the suspension was cooled to 60 ° C and adjusted to pH 7.5, and then centrifuged for 30 min on a centrifuge as above. In order to precipitate the proteins at the isoelectric point, the separated impregnate was adjusted to pH 4.3. The precipitated protein was centrifuged as above, suspended in water and dissolved by adjusting the solution to pH 7.0. The resulting solution was spray dried. Thus, 12 g of protein isolate (Id) with a protein content of 70% was obtained.

Do 1250 ml 8% wodnego roztworu o pH 7.0 izolatu białkowego drożdży (Id) dodano 1.5 g Flavourzyme i pozostawiono w termostatowanym mieszalniku 3 h w temperaturze 50°C. Po 3 h mieszaninę reakcyjną wirowano, a supernatant poddano suszeniu rozpyłowemu w suszarce rozpyłowej f-my Buchi, Mini Spray Dryer typ B-191.1.5 g of Flavourzyme was added to 1250 ml of an 8% aqueous solution at pH 7.0 of yeast protein isolate (Id) and left in a thermostatic mixer for 3 h at 50 ° C. After 3 h, the reaction mixture was centrifuged and the supernatant was spray-dried in a Buchi spray dryer, Mini Spray Dryer type B-191.

Uzyskany preparat hydrolizatu (Hd), który charakteryzuje się stopniem hydrolizy 40%, jest proszkiem bez smaku i zapachu, barwie kremowej, rozpuszczalny w szerokim zakresie pH 4.5-11.The obtained hydrolyzate preparation (Hd), characterized by a degree of hydrolysis of 40%, is a tasteless and odorless, cream-colored powder, soluble in a wide range of pH 4.5-11.

Jego analiza elementarna i skład aminokwasowy jest przedstawiony w tabeli 1 i 2.Its elemental analysis and amino acid composition are presented in Tables 1 and 2.

Claims

The method of obtaining yeast protein hydrolyzate

1. A method of obtaining a yeast protein hydrolyzate, consisting in the isolation of proteins from baker's yeast biomass, enzymatic hydrolysis of the obtained protein isolate using the Flavourzyme enzyme, separation of solids, and possibly drying, characterized in that the biomass of the Saccharomyces cerevisiae KKP strain is used as the protein source / 512, and the obtained protein isolate is hydrolyzed at a weight ratio of enzyme to substrate E / S from 0.5 / 100 to 2/100.

2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrolysis is carried out at a temperature of 45-55 ° C, at a pH of 5.0-8.0 for 1-5 hours.

The subject of the invention is a method of obtaining yeast protein hydrolyzate for food purposes, in particular for dietary purposes and for the enrichment of food products.