PL199710B1

PL199710B1 - A process for the preparation of a high protein hydrolysate

Info

Publication number: PL199710B1
Application number: PL368559A
Authority: PL
Inventors: Radha Cheruppanpullil; Ramesh Kumar Parigi; Prakash Vishweshwaraiah
Original assignee: Council Scient Ind Res
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2008-10-31
Also published as: PL368559A1

Abstract

Obecny wynalazek dotyczy ulepszonego sposobu otrzymywania wysokobiałkowej dietetycznej żywności zawierającej optymalną odżywczą kompozycję aminokwasów. Nowość sposobu jest w etapie wytwarzania optymalnie zmieszanej mąki z różnymi mąkami z nasion oleistych przez hydrolizowanie białek stosując kolejne i specyficzne reakcje enzymatyczne do uzyskania końcowego produktu mającego wymagana optymalną odżywczą kompozycję aminokwasów i wysoką jakość białek.The present invention relates to an improved method for obtaining high protein dietary food containing an optimal nutritional composition of amino acids. The novelty of the method is in step producing optimally mixed flour with different oil seed flours by hydrolyzing proteins using sequential and specific enzymatic reactions to obtain the final product having the required optimal nutritional amino acid composition and high protein quality.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Zakres wynalazkuScope of the Invention

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób otrzymywania wysokobiałkowego hydrolizatu.The subject of the present invention is a method of obtaining a high-protein hydrolyzate.

Tło wynalazkuBackground of the invention

Białka z nasion oleistych są potencjalnie ważnym źródłem ludzkiego białka pokarmowego na świecie. Zastosowanie białka z nasion oleistych jako takiego jest ograniczone ze względu na jego słabą rozpuszczalność w wodzie, obecność nieodżywczych czynników, słabą strawność, itp. Po usuwaniu oleju, białko obecne w odtłuszczonym placku denaturuje się termicznie, a więc nie można go bezpośrednio ekstrahować. Zatem proteoliza jest atrakcyjnym podejściem do odzyskiwania białka z placka w postaci rozpuszczalnej i daje preparat wysokobiał kowy odpowiedni do biał kowego wzmacniania różnorodnych środków spożywczych. Również enzymatyczna hydroliza jest atrakcyjnym sposobem uzyskiwania lepszych funkcjonalnych właściwości białek spożywczych bez szkodzenia ich wartości odżywczej.Oil seed proteins are a potentially important source of human dietary protein in the world. The use of oilseed protein as such is limited due to its poor water solubility, presence of non-nutritive factors, poor digestibility, etc. After removing the oil, the protein present in the skim cake is thermally denatured and therefore cannot be directly extracted. Thus, proteolysis is an attractive approach to recovering protein from a cake in a soluble form and provides a high protein preparation suitable for protein fortification of a wide variety of foods. Also, enzymatic hydrolysis is an attractive way to obtain better functional properties of food proteins without compromising their nutritional value.

Nasiona oleiste, takie jak orzechy ziemne, sezam, soja, zawierają duże ilości wysokiej jakości białka i są wykorzystywane jako doskonałe źródło opartego na roślinach białka. Izolat z białek jest przydatny jako dodatek wzbogacający żywność.Oilseeds such as peanuts, sesame, and soybeans contain large amounts of high-quality protein and are used as an excellent source of plant-based protein. Protein isolate is useful as a food enrichment additive.

Podczas ostatniej dekady wykorzystanie białka roślinnego, zwłaszcza z soi i orzechów ziemnych wzrosło ogromnie przede wszystkim z powodów odżywczych i ekonomicznych.During the last decade, the use of vegetable protein, especially from soybeans and peanuts, has increased tremendously, primarily for nutritional and economic reasons.

Odnośnikiem jest publikacja Tsumury i in. (2000), opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 6022702, (Fuji Oil Company Limited), w którym opisano proces wytwarzania hydrolizatu białka sojowego z niską zawartością glicyniny. W powyższym odnośniku wodną zawiesinę izolatu soi hydrolizuje się pepsyną w stężeniu od około 0,001% do około 0,5% wagowego izolatu przy pH w zakresie od około 1,0 do około 2,8 i w temperaturze w zakresie 20-50°C z wytworzeniem hydrolizatu białka. Proteolityczny enzym użyty w procesie (pepsyna) selektywnie rozkłada glicyninę w białku sojowym. Hydrolizę przeprowadza się przy kwasowym pH. Wadami w takiej hydrolizie jest to, że podczas zobojętniania kwasowych hydrolizatów wskutek tworzenia soli, pojawia się słony smak i osad po dodaniu do kwaśnych napojów.A reference is made by Tsumura et al. (2000), U.S. Patent No. 6,022,702 (Fuji Oil Company Limited), which describes a process for producing a soy protein hydrolyzate with a low glycinin content. In the reference above, the aqueous slurry of soybean isolate is hydrolyzed with pepsin at a concentration of about 0.001% to about 0.5% by weight of the isolate at a pH in the range of about 1.0 to about 2.8 and at a temperature in the range of 20-50 ° C to form a hydrolyzate. proteins. The proteolytic enzyme used in the process (pepsin) selectively breaks down glycinin in soy protein. Hydrolysis is performed at acidic pH. The disadvantages of such hydrolysis are that when the acidic hydrolysates are neutralized by salt formation, a salty taste and precipitate appear when added to acidic beverages.

Odnośnikiem są będące przedmiotem postępowania indyjskie zgłoszenia patentowe nr 1355/Del/99 i 1347/Del/2000, w których przyjęto podobne podejście, jednakże proces głównie ograniczał się do pojedynczego źródła surowej substancji, soi.Reference is made to Indian Patent Applications Nos. 1355 / Del / 99 and 1347 / Del / 2000 which followed a similar approach but the process was mainly limited to a single source of the raw material, soybean.

Odnośnikiem jest publikacja Chervana, i in. (1984) opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4443540 (University of Illinois Foundation), w którym opisano sposób wytwarzania hydrolizatów białka, przez enzymatyczną hydrolizę i odzyskiwanie materiału białkowego o niskiej masie cząsteczkowej przez ultrafiltrację. W powyższym odnośniku, wydzielone białko sojowe hydrolizuje się stosując alkaliczną proteazę (pronazę) w temperaturze 25-60°C, pH 7,0-9,0. Zhydrolizowany materiał białkowy poddaje się filtracji kolejno przez serię dobranych membran z pustych włókien dla podzielenia na frakcję hydrolizatu białkowego o wyższej średniej masie cząsteczkowej i frakcję hydrolizatu białkowego o niższej średniej masie cząsteczkowej. Wadami w takiej hydrolizie jest to, że jeśli zakres reakcji nie jest kontrolowany starannie, może powstać niewłaściwy smak lub gorycz.Reference is made to Chervan, et al. (1984) U.S. Patent No. 4,443,540 (University of Illinois Foundation), which describes a method for producing protein hydrolysates by enzymatic hydrolysis and recovering low molecular weight protein material by ultrafiltration. In the reference above, the secreted soy protein is hydrolyzed using an alkaline protease (pronase) at 25-60 ° C, pH 7.0-9.0. The hydrolyzed protein material is subjected to filtration sequentially through a series of selected hollow fiber membranes to separate into a higher average molecular weight protein hydrolyzate fraction and a lower average molecular weight protein hydrolyzate fraction. The disadvantages of such hydrolysis are that if the extent of the reaction is not carefully controlled, a bad taste or bitterness can develop.

Odnośnikiem jest publikacja Hamma, D. J, (1993), opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5180597, (CPC International Inc.), w którym opisano proces hydrolizy białka roślinnego z polepszonym smakiem, które nie zawiera wykrywalnych ilości monochlorodihydroksypropanolu. W powyższym odnośniku, gluten pszenicy hydrolizuje się stosując Prozyme 6 (grzybową proteazę) w temperaturze 40-50°C, pH 6,5-7,0, stężeniu enzymu 0,1-2,0% substratu przez czas 4 godzin. Hydrolizowane białko traktuje się gazowym HCl dla deamidowania przed dodaniem kwasu dla dezaktywacji enzymu. Wadami w takiej hydrolizie jest to, że może prowadzić do racemizacji aminokwasów i dodanie kwasu może zwiększyć zawartość soli w produkcie.Reference is made to Hamma, D. J, (1993), US Patent No. 5,180,597, (CPC International Inc.), which describes a process for hydrolyzing vegetable protein with improved taste that does not contain detectable amounts of monochlorodihydroxypropanol. In the reference above, wheat gluten is hydrolyzed using Prozyme 6 (fungal protease) at 40-50 ° C, pH 6.5-7.0, enzyme concentration 0.1-2.0% substrate for 4 hours. The hydrolyzed protein is treated with HCl gas for deamidation before adding acid to deactivate the enzyme. The disadvantages of such hydrolysis are that it can lead to racemization of the amino acids and the addition of acid can increase the salt content of the product.

Odnośnikiem jest publikacja Erstera, J. H. (1991), opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5077062, (Excelpro Inc., Los Angeles, CA, USA), w którym opisano zawierający mało sodu, mało glutaminianu monosodowego hydrolizat sojowy wytworzony z materiału sojowego takiego jak mąka sojowa, mączka sojowa lub grys sojowy, z użyciem proteazy grzybów w wodzie. Hydrolizę prowadzi się w nieobecności kwasu lub zasady w temperaturze 90°C przez 2 godziny. Po dezaktywacji enzymu i odwodnieniu mieszaniny, powstały hydrolizat zawiera po między 45 i 55% wagowych enzymatycznie hydrolizowanego opartego na soi białka ze średnią masą cząsteczkową 670000 ± 50000. Użyta grzybowa proteaza jest różna od enzymu użytego w niniejszym wynalazku. Takie jednoenzymoweReference is made to Erster, JH (1991), U.S. Patent No. 5,077,062, (Excelpro Inc., Los Angeles, CA, USA) which describes a low sodium, low monosodium glutamate soy hydrolyzate made from soy material such as flour soybean, soybean meal or soybean grits, using a fungus protease in water. The hydrolysis is carried out in the absence of acid or base at 90 ° C for 2 hours. After inactivation of the enzyme and dehydration of the mixture, the resulting hydrolyzate contains between 45 and 55% by weight of the enzymatically hydrolyzed soy-based protein with an average molecular weight of 670,000 ± 50,000. The fungal protease used is different from the enzyme used in the present invention. Such a single enzyme

PL 199 710 B1 systemy mogą prawdopodobnie spowodować powstanie gorzkich peptydów i proces zużywa dużo energii wskutek użytej wysokiej temperatury (90°C).The systems can possibly give rise to bitter peptides and the process consumes a lot of energy due to the high temperature (90 ° C) used.

Odnośnikiem jest publikacja Satoha i in., (1988) opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4757007, (Nisshin Oil Mills, Tokyo, Japonia), w którym opisano sposób wytwarzania dwu hydrolizowanych produktów z użyciem proteazy z białka sojowego. Białko sojowe hydrolizuje się papainą lub pepsyną po strąceniu alkoholem. Wadą procesu jest to, że obejmuje rozdzielanie mieszaniny zhydrolizowanych produktów. Hydrolizę prowadzi się stosując papainę lub pepsynę. Zakwaszanie prowadzi się dla obniżenia pH do 2,5-5,0 dla oddzielenia dwu rodzajów hydrolizatów, które mogą prowadzić do zwiększenia zawartości soli.Reference is made to Satoha et al. (1988) US Patent No. 4,757,007 (Nisshin Oil Mills, Tokyo, Japan) which describes a method of producing two hydrolyzed products using a soy protein protease. Soy protein is hydrolyzed with papain or pepsin after precipitation with alcohol. The disadvantage of the process is that it involves the separation of a mixture of hydrolysed products. Hydrolysis is carried out using papain or pepsin. The acidification is carried out to lower the pH to 2.5-5.0 to separate the two types of hydrolysates which may lead to an increase in salt content.

Odnośnikiem jest publikacja Cipollo, K. L. i Wagnera, T. J., (1987) europejski opis patentowy nr 0148600 B1, Ralston Purina Co., w którym opisano proces odnoszący się do wytwarzania hydrolizowanego białka z izolatu białka po strumieniowym ogrzewaniu lub dynamicznym ogrzewaniu w temperaturze 104°C przez kilka sekund i późniejszym ochłodzeniu w komorze próżniowej przed hydrolizą, z uż yciem bromelainy. Biał ko strą cano w jego izoelektrycznym punkcie z wodnego ekstraktu materiał u przed hydrolizą. Wadą procesu jest to, że substrat, izolat białka, jest kosztowny. Proces jest wieloetapowym procesem, kosztownym energetycznie. Proces potrzebuje ponadto urządzeń, takich jak podgrzewacz strumieniowy i komora próżniowa.Reference is made to Cipollo, KL and Wagner, TJ, (1987) European Patent No. 0148600 B1, Ralston Purina Co. which describes a process relating to the production of a hydrolyzed protein from a protein isolate after flux heating or dynamic heating at 104 ° C. for a few seconds and then cooled in a vacuum chamber prior to hydrolysis with bromelain. The protein is precipitated at its isoelectric point from an aqueous extract of the material prior to hydrolysis. The disadvantage of the process is that the substrate, the protein isolate, is expensive. The process is a multi-stage, energy-costly process. The process also requires devices such as a jet heater and a vacuum chamber.

Odnośnikiem jest publikacja Parkera, D. M. i Pawletta, D. (1987) europejski opis patentowy nr 0223560 A2, Imperial Biotechnology Ltd., w którym sposób opisuje rozdzielanie hydrolizatów białka ze smakami mięsa i sera, z białkowych źródeł (np. obejmujących soję, gluten, serwatkę, kazeinę, hemoglobinę, drożdże, zboża lub białka bakterii) przez krokową hydrolizę stosując endopeptydazę, a następnie aminopeptydazę ze Streptococcus lactus. Wadą procesu jest to, że jest procesem wieloetapowym.Reference is made to Parker, DM and Pawlett, D. (1987) European Patent No. 0223560 A2, Imperial Biotechnology Ltd., in which the method describes separating protein hydrolysates with meat and cheese flavors from protein sources (e.g., including soy, gluten, whey, casein, hemoglobin, yeast, cereals or bacterial proteins) by stepwise hydrolysis using endopeptidase followed by aminopeptidase from Streptococcus lactus. The downside to the process is that it is a multi-step process.

Odnośnikiem jest publikacja Lee, (1986) europejski opis patentowy nr 0087246 B1, Staffer Chemical Co., w którym opisano proces hydrolizy soi, glutenu pszenicy i nasion bawełny stosując grzybową proteazę z Aspergillus i pankreatynę (trypsynę, chymotrypsynę A, B i C, elastazę i karboksypeptydazę A i B). Aktywowany węgiel stosuje się do traktowania hydrolizatu, który stosuje się jako dodatek spożywczy. Wadą procesu jest to, że obejmuje wiele etapów.Reference is made to Lee (1986) European Patent No. 0087246 B1, Staffer Chemical Co., which describes a process for hydrolyzing soybean, wheat gluten and cottonseed using a fungal Aspergillus protease and pancreatin (trypsin, chymotrypsin A, B and C, elastase) and carboxypeptidase A and B). Activated carbon is used to treat the hydrolyzate which is used as a food additive. The downside to the process is that it involves many steps.

Odnośnikiem jest publikacja Boyce, C. O. L. i in., (1986) europejski opis patentowy nr 0187048 A2, NOVO Industries A/S, w którym opisano proces wytwarzania hydrolizatu białka sojowego z 0,25 do 2,5% stopniem hydrolizy (DH) stosując podpuszczkę bakteryjną (Mucom miehei), i do stosowania jako substytut białka jaja. Enzym użytym w tym procesie jest inny i daje niski stopień hydrolizy białka sojowego.Reference is made to Boyce, COL et al. (1986) European Patent No. 0187048 A2, NOVO Industries A / S, which describes a process for producing a soy protein hydrolyzate with a 0.25 to 2.5% degree of hydrolysis (DH) using rennet bacterial (Mucom miehei), and to be used as an egg white substitute. The enzyme used in this process is different and gives the soy protein a low degree of hydrolysis.

Odnośnikiem jest publikacja Olsena, H. S. (1981), brytyjski opis patentowy nr 2053228A, w którym opisano sposób wytwarzania hydrolizatu białka sojowego z częściowo odtłuszczonego materiału sojowego przez hydrolizę proteolitycznym enzymem. Wadą procesu jest to, że dzięki częściowemu odtłuszczeniu mąki sojowej, pozostały olej styka się z fazą białkową, co może prowadzić do niewłaściwego smaku.Reference is made to Olsen, H. S. (1981), British Patent No. 2053228A, which describes a method of producing a soy protein hydrolyzate from partially defatted soy material by hydrolysis with a proteolytic enzyme. The disadvantage of the process is that due to the partial degreasing of the soybean flour, the remaining oil comes into contact with the protein phase, which can lead to a bad taste.

Odnośnikiem jest publikacja Olsena, H. S. (1981), opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4324805, w którym opisano sposób wytwarzania hydrolizatu białka sojowego i oleju z częściowego odtłuszczenia materiału sojowego przez hydrolizę proteolitycznym enzymem. Mąka sojowa jest częściowo odtłuszczona przemywaniem wodą przy pH 3,5-4,5 i później zhydrolizowano stosując wodę i zasadę dla zwię kszenia pH. Sto pień hydrolizy (DH) mieś ci się w zakresie 8-12%. Olej odzyskuje się z wody przemywają cej. Alkalaza jest uż ytym enzymem. Wadą procesu jest to, ż e jest wieloetapowym procesem i wskutek częściowego odtłuszczenia mąki sojowej, pozostały olej styka się z fazą białka, co może prowadzić do niewłaściwego smaku. Dezaktywację enzymu wykonuje się dodając kwas, co może prowadzić do zwiększonej zawartości soli w produkcie.Reference is made to Olsen, H. S. (1981), US Patent No. 4,324,805, which describes a method of producing a soy protein and oil hydrolyzate from partially degreasing soy material by hydrolysis with a proteolytic enzyme. The soy flour is partially defatted by washing with water at a pH of 3.5-4.5 and then hydrolysed with water and a base to increase the pH. The degree of hydrolysis (DH) is in the range of 8-12%. The oil is recovered from the wash water. Alkalase is the enzyme used. The disadvantage of the process is that it is a multi-stage process and due to the partial degreasing of the soybean flour, the remaining oil contacts the protein phase which can lead to a bad taste. The inactivation of the enzyme is done by adding acid, which can lead to an increased salt content in the product.

Odnośnikiem jest publikacja Sherby i Steigera (1972), opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3640725, w którym opisano proces enzymatycznej hydrolizy do wytwarzania hydrolizatów białka sojowego. Nasiona soi sproszkowuje się i ogrzewa w temperaturze 90-140°C. Proteazę (grzybową i bakteryjną) dodaje się w temperaturze 25-75°C. Włókno oddziela się i zawiesina ma dwie fazy - olejową i wodną. Fazę wodną zakwasza się do pH 4,5 dla strą cenia białka, które następnie zatęża się. Substrat nie jest odtłuszczany, a zatem resztowy olej może wejść w kontakt z fazą wodną, co może prowadzić do nie właściwego smaku.Reference is made to Sherby and Steiger (1972), US Patent No. 3,640,725, which describes an enzymatic hydrolysis process to produce soy protein hydrolysates. The soybeans are pulverized and heated to 90-140 ° C. The protease (fungal and bacterial) is added at 25-75 ° C. The fiber is separated and the slurry has two phases - oil and water. The aqueous phase is acidified to pH 4.5 to precipitate the proteins which are then concentrated. The substrate is not degreased and thus the residual oil may come into contact with the aqueous phase which may lead to an inappropriate taste.

Odnośnikiem jest publikacja Gunthera, R. C. (1972) kanadyjski opis patentowy nr 905742, w którym hydrolizat białka sojowego jest modyfikowany pepsyną z wytworzeniem produktu, który w obecności wody i nitek cukru z dużą szybkością dla wytworzenia napowietrzanych produktów o niskiej gęstości.Reference is made to Gunther, R. C. (1972), Canadian Patent No. 905,742, wherein a soy protein hydrolyzate is modified with pepsin to produce a product that, in the presence of water and sugar threads, at high speed to produce low density aerated products.

PL 199 710 B1PL 199 710 B1

Odnośnikiem jest publikacja Tsumury, K. i in., (1997) europejski opis patentowy nr 0797928 A1, w którym opisano proces wytwarzania hydrolizatu białka sojowego proteazą użytą selektywnie do rozkładania glicyniny przy pH 1,5-2,5. pH użyte w procesie jest bardzo niskie, dla uzyskania niskiej zawartości glicyniny.Reference is made to Tsumury, K. et al. (1997) European Patent No. 0797928 A1, which describes a process for producing a soy protein hydrolyzate with a protease used selectively to degrade glycinin at pH 1.5-2.5. The pH used in the process is very low in order to obtain a low glycinin content.

Odnośnikiem jest publikacja zatytułowana „Industrial production and application of soluble enzymatic hydrolysate of soy protein”, Olsen, H. S., Adler Nissen, J. (1979), Process Biochemistry, 14 (7), 6, 8, 10-11, w której opisano sposób wytwarzania hydrolizatu białka sojowego z płatków sojowych przemytych przy pH 4,5, a następnie hydrolizowanych alkalazą. Rozpuszczalność substratu jest niska przy kwasowym pH, co prawdopodobnie spowoduje niskie wydajności. Użyty enzym jest różny od enzymu stosowanego w niniejszym wynalazku.A reference is made to the publication entitled "Industrial production and application of soluble enzymatic hydrolysate of soy protein", Olsen, HS, Adler Nissen, J. (1979), Process Biochemistry, 14 (7), 6, 8, 10-11 which describes a method of producing a soy protein hydrolyzate from soy flakes washed at pH 4.5 and then hydrolyzed with alkase. Substrate solubility is low at acidic pH, which is likely to result in low yields. The enzyme used is different from the enzyme used in the present invention.

Cele wynalazkuObjectives of the invention

Głównym celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie ulepszonego sposobu wytwarzania hydrolizatu białka zawierającego optymalną kompozycję aminokwasów, który przezwycięża wady opisane wyżej.The main object of the present invention is to provide an improved method of producing a protein hydrolyzate containing an optimal amino acid composition which overcomes the drawbacks described above.

Innym celem jest uzyskanie hydrolizatu białka z użyciem podwójnej enzymatycznej hydrolizy z uż yciem proteolitycznych enzymów.Another goal is to obtain a protein hydrolyzate by double enzymatic hydrolysis using proteolytic enzymes.

Kolejnym celem niniejszego wynalazku jest uzyskanie wyższych wydajności hydrolizatów białka z konkretnym stopniem hydrolizy z surowego materiał u.Another object of the present invention is to obtain higher yields of protein hydrolysates with a specific degree of hydrolysis from the raw material.

Nowość procesu leży w etapie przekształcania białka w optymalnie zmieszanej mące z różnych mąk nasion oleistych stosując kolejną i specyficzną enzymatyczną reakcję dla uzyskania końcowego produktu mającego optymalny skład egzogennych aminokwasów i jakość białka w kategoriach kompozycji aminokwasu.The novelty of the process lies in the step of converting the protein in optimally mixed flour from different oilseed flours using a subsequent and specific enzymatic reaction to obtain a final product having the optimal essential amino acid composition and protein quality in terms of amino acid composition.

Istota wynalazkuThe essence of the invention

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób wytwarzania wysokobiałkowego hydrolizatu, który obejmuje etapy a)-e):The present invention relates to a process for the production of a high protein hydrolyzate which comprises the steps a) -e):

a) zdyspergowanie w wodzie mieszaniny mąk z soi, sezamu i orzechów ziemnych w stosunku odpowiednio 1-1,5 : 1,5-2 : 0,5-1 utrzymywanie jej w zasadowym pH przez 1-2 godziny do otrzymania zawiesiny;a) dispersing a mixture of soybean, sesame and peanut flour in water in a ratio of 1-1.5: 1.5-2: 0.5-1 respectively, keeping it at an alkaline pH for 1-2 hours to obtain a slurry;

b) podniesienie do 40-50°C temperatury zawiesiny z etapu a) i hydrolizuje się zawiesinę z użyciem grzybowego enzymu w kontrolowanej temperaturze przez 2-3 godziny;b) raising the temperature of the suspension from step a) to 40-50 ° C and hydrolyzing the suspension with the fungal enzyme at controlled temperature for 2-3 hours;

c) podnosi się temperaturę zawiesiny z etapu (b) do 50-60°C i hydrolizowanie zawiesiny z użyciem enzymu roślinnego w temperaturze 50-60°C przez 1-2 godziny;c) raising the temperature of the suspension from step (b) to 50-60 ° C and hydrolyzing the suspension with a plant enzyme at 50-60 ° C for 1-2 hours;

d) dezaktywowanie pozostałych enzymów przez ogrzewanie zawiesiny na łaźni wodnej przez 10-15 minut w temperaturze 90-100°C;d) inactivating the residual enzymes by heating the suspension in a water bath for 10-15 minutes at 90-100 ° C;

e) odzyskiwanie hydrolizatu białka o niskiej masie cząsteczkowej z frakcji białka z etapu hydrolizy (d) przez odwirowanie; i określanie zawartości białka oraz zawartości aminokwasów w hydrolizacie białkowym.e) recovering the low molecular weight protein hydrolyzate from the protein fraction of the hydrolysis step (d) by centrifugation; and determining the protein content and the amino acid content of the protein hydrolyzate.

Zasadowy odczyn pH zdyspergowanego środowiska utrzymuje się korzystnie w zakresie od 7 do 8.The alkaline pH of the dispersed medium is preferably kept in the range from 7 to 8.

Korzystnie, zawartość ciał stałych w zawiesinie mieści się w zakresie 8-15% wagowych/objętościowych.Preferably, the solids content of the suspension is in the range of 8-15% w / v.

Proteolityczne enzymy wybiera się korzystnie spośród grzybowej proteazy i roślinnej proteazy.Proteolytic enzymes are preferably selected from a fungal protease and a plant protease.

Korzystnie, grzybową proteazę stosuje się w zakresie 0,3-1% wagowego i roślinną proteazę stosuje się w zakresie 0,3-1% wagowego mieszanych mąk.Preferably, the fungal protease is used in the range of 0.3-1 wt.% And the plant protease is used in the range of 0.3-1 wt.% Of the mixed flours.

Korzystnie, hydrolizat białka ma masę cząsteczkową w zakresie od 2500+1000 do 10000±1500.Preferably, the protein hydrolyzate has a molecular weight ranging from 2500 +1000 to 10000 ± 1500.

Korzystnie, przesącz poddaje się odwirowaniu przy 6000 obrotach na minutę przez maksimum 30 minut, a następnie liofilizuje supernatant.Preferably, the filtrate is centrifuged at 6,000 rpm for a maximum of 30 minutes, followed by lyophilization of the supernatant.

Zawartość hydrolizatu białka w mieszanej mące nasion oleistych wynosi korzystnie 65-72% ze zdolnością pieniącą 100-122%.The protein hydrolyzate content of the mixed oilseed flour is preferably 65-72% with a foaming capacity of 100-122%.

Korzystnie, hydrolizat białka zawiera następujące aminokwasy egzogenne: lizyna 3,5%, treonina 2,1%, walina 3,8%, metionina 1,5%, izoleucyna 2,9%, leucyna 5,5%, fenyloalanina 3,6% i tyrozyna 3,5%.Preferably, the protein hydrolyzate contains the following essential amino acids: lysine 3.5%, threonine 2.1%, valine 3.8%, methionine 1.5%, isoleucine 2.9%, leucine 5.5%, phenylalanine 3.6% and tyrosine 3.5%.

Szczegółowy opis wynalazkuDetailed Description of the Invention

Wynalazek opisano poniżej w odniesieniu do przykładów, które są po prostu ilustracją i nie powinno się interpretować jako ograniczenia zakresu wynalazku w żaden sposób, (a) Wytwarzanie odtłuszczonej mąkiThe invention is described below with reference to the examples which are merely illustrative and should not be construed as limiting the scope of the invention in any way, (a) Preparation of skim flour

Nasiona soi, sezamu i orzechów ziemnych wstępnie oczyszczono. Oczyszczone nasiona poddaje się procesowi rozdrabniania i fragmenty nasion przesiewa się na sitach w układzie zasysania. Oczyszczone rozdrobnione nasiona przepuszcza się przez podgrzewacz kondycjonujący i dzieli na płatki. Płatki podPL 199 710 B1 daje się procesowi ekstrakcji rozpuszczalnikiem. Ekstrahowane płatki pozbawiono rozpuszczalnika i zmielono do 100 mesh. Specyfikacja dla trzech mąk obejmuje (a) wilgotność % wagowych, maks. 9,27% (b) białko względem suchej masy % wagowych, min. 49%, 58% i 55% odpowiednio dla soi, sezamu i orzechów ziemnych (c) tł uszcz wzglę dem suchej masy % wagowych, maks. 1% (d) łączny popiół względem suchej masy, % wagowych maks. 7,4% (e) resztowy rozpuszczalnik 170 ppm.Soybeans, sesame seeds and peanuts are pre-cleaned. The cleaned seeds are crushed and the seed fragments are sifted on sieves in the suction system. The cleaned comminuted seeds are passed through a conditioning heater and flaked. The flakes are subjected to a solvent extraction process. The extracted flakes were stripped of solvent and ground to 100 mesh. The specification for the three flours includes (a) moisture% by weight, max. 9.27% (b) protein based on dry weight% by weight, min. 49%, 58% and 55% respectively for soybeans, sesame and peanuts (c) fat based on dry weight% by weight, max. 1% (d) total ash based on dry matter,% by weight max. 7.4% ( e) residual solvent 170 ppm.

(b) Wytwarzanie mieszanej mąki(b) Making mixed flour

Określono skład aminokwasowy trzech łącznych białek (soi, sezamu i orzechów ziemnych) i mąki mieszano w stosunku 1-1,5 : 1,5-2 : 0,5-1 odpowiednio dla soi, sezamu i orzechów ziemnych dla uzyskania mieszanej mąki mającej zbilansowany profil aminokwasowy. Specyfikacja dla mieszanej mąki obejmuje (a) wilgotność % wagowych, maks. 9,2% (b) białko względem suchej masy % wagowych, min. 49% (lecz w zakresie od 49-58%) (c) tłuszcz względem suchej masy % wagowych, maks. 1% (d) łączny popiół względem suchej masy % wagowych, maks. 7,4% (e) resztowy rozpuszczalnik 170 ppm.The amino acid composition of the three cumulative proteins (soybeans, sesame and peanuts) was determined and the flours were mixed in a 1-1.5: 1.5-2: 0.5-1 ratio for soybeans, sesame and peanuts, respectively, to obtain a mixed flour having a balanced amino acid profile. The specification for mixed flour includes (a) moisture% w / w, max. 9.2% (b) protein based on dry weight% w / w, min. 49% (but ranging from 49-58%) (c) fat based on dry weight% by weight, max. 1% (d) total ash based on dry weight% by weight, max. 7.4% (e) residual solvent 170 ppm .

Grzybowy enzymMushroom enzyme

Dostępny w handlu spożywczy enzym proteaza P „Amano” 6 z M/s Amano Pharmaceutical Co. Ltd., 2-7, 1-Chome, Nishiki, Nak-Ku, Nagoya, 460, Japonia, ma nie mniejszą niż 60000 U/g H aktywność proteolityczną.Commercially available food enzyme Protease P "Amano" 6 from M / s Amano Pharmaceutical Co. Ltd., 2-7, 1-Chome, Nishiki, Nak-Ku, Nagoya, 460, Japan, has a proteolytic activity of not less than 60,000 U / g.

PapainaPapain

Specyfikacją roślinnej tiolowej proteazy papainy jest uzyskanie dostępnego w handlu spożywczego enzymu mającego proteolityczną aktywność nie mniejszą niż 20000 jednostek tyrozyny (TU)/mg aktywności proteolitycznej.The specification of plant papain thiol protease is to obtain a commercially available food enzyme having a proteolytic activity of not less than 20,000 tyrosine units (TU) / mg of proteolytic activity.

Pomiar stopnia hydrolizy (DH)Measurement of the degree of hydrolysis (DH)

Procedura kwasu trinitrobenzenosulfonowego (TNBS), jest dokładną, powtarzalną i ogólnie przyjętą procedurą dla określenia stopnia hydrolizy spożywczych hydrolizatów białka. Hydrolizat białka rozpuszcza się/dysperguje w gorącym 1% dodecylosiarczanie sodu do stężenia 0,25-2,5 x 10^-3 aminowych równoważników/l. Próbkę roztworu (0,25 ml) miesza się z 2 ml 0,2M bufora fosforanu sodu (pH 8,2) i 2 ml 0,1% TNBS, a następnie inkubuje w ciemności przez 60 minut w temperaturze 50°C. Reakcję zatrzymuje się dodając 4 ml 0,1 N kwasu chlorowodorowego (HCl) i absorbancję odczytuje przy 340 nm. 1,5 mM roztwór L-leucyny stosuje się jako wzorzec. Przekształcenie zmierzonych leucynowych aminowych równoważników do stopnia hydrolizy uzyskuje się za pomocą standardowej krzywej dla każdego konkretnego substratu białka (Adler-Nissen, J. (1979) J. Agr. Food Chem. 27, 6, 1256-1262).The trinitrobenzene sulfonic acid (TNBS) procedure is an accurate, reproducible and generally accepted procedure for determining the degree of hydrolysis of food protein hydrolysates. Protein hydrolyzate is dissolved / dispersed in hot 1% sodium dodecyl sulfate to a concentration of 0.25-2.5 x 10 ^-3 equivalents of amine / l. A sample of the solution (0.25 ml) is mixed with 2 ml of 0.2M sodium phosphate buffer (pH 8.2) and 2 ml of 0.1% TNBS and then incubated in the dark for 60 minutes at 50 ° C. The reaction is stopped by adding 4 ml of 0.1 N hydrochloric acid (HCl) and the absorbance is read at 340 nm. 1.5 mM L-leucine solution is used as standard. Conversion of the measured leucine amine equivalents into the degree of hydrolysis is achieved by a standard curve for each specific protein substrate (Adler-Nissen, J. (1979) J. Agr. Food Chem. 27, 6, 1256-1262).

Odtłuszczoną mieszaną mąkę dysperguje się w wodzie z odpowiednim rozpuszczalnikiem do stosunku substancji rozpuszczonej i pH dyspersji ustawia się stosując 6N wodorotlenek sodu lub 6N kwas chlorowodorowy. Mieszano ją przez kilka minut z mechanicznym mieszadłem i następnie temperaturę podniesiono do 40-45°C. Na tym etapie dodano 0,3-1% grzybowego enzymu względem mieszanej mąki i mieszano przez 2 godziny. Na koniec wymaganego czasu temperaturę zawiesiny podniesiono do 50-60°C. Dodano do niej 0,3-1% wagowego papainy względem mieszanej mąki i kontynuowano mieszanie przez 1-2 godziny. Na koniec tego czasu temperaturę zawiesiny podniesiono do 90-95°C przez 10-15 minut. Zawiesinę ochłodzono do temperatury pokojowej i nierozpuszczalną bogatą w węglowodany frakcję usunięto przez odwirowanie. Sklarowany hydrolizat białka osuszono rozpryskowo otrzymując hydrolizat białka.The skimmed mixed flour is dispersed in water with a suitable solvent to the solute ratio and the pH of the dispersion is adjusted with 6N sodium hydroxide or 6N hydrochloric acid. It was stirred for a few minutes with a mechanical stirrer and then the temperature was raised to 40-45 ° C. At this stage, 0.3-1% fungal enzyme was added relative to the mixed flour and mixed for 2 hours. At the end of the required time, the temperature of the slurry was increased to 50-60 ° C. 0.3-1% by weight of papain relative to the mixed flour was added thereto, and mixing was continued for 1-2 hours. At the end of this time, the temperature of the slurry was raised to 90-95 ° C for 10-15 minutes. The suspension was cooled to room temperature and the insoluble carbohydrate-rich fraction was removed by centrifugation. The clarified protein hydrolyzate was spray dried to obtain a protein hydrolyzate.

Podane poniżej przykłady objaśniają bliżej wynalazek, nie ograniczając jego zakresu. W poniższych przykładach wykonania określenie mieszana mąk odnosi się do mieszaniny mąk z soi, sezamu i orzechów ziemnych w stosunku odpowiednio 1-1,5 : 1,5-2 : 0,5-1.The examples below illustrate the invention in more detail without limiting its scope. In the following embodiments, the term mixed flour refers to a mixture of soybean, sesame and peanut flour in a ratio of 1-1.5: 1.5-2: 0.5-1, respectively.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

B 25 g odtł uszczonej mieszaniny mą k dysperguje się w 250 ml wody i odczyn pH dyspersji ustawiono na 7,2 stosując 6N roztwór wodorotlenku sodu. Mieszano ją przez 20 minut mechanicznym mieszadłem i temperaturę podniesiono do 40°C przez ogrzewanie. Na tym etapie, dodano 125 mg grzybowej proteazy i kontynuowano mieszanie przez 2 godziny. Na koniec 2 godzin, temperaturę podniesiono do 50°C przez ogrzewanie i dodano drugi enzym, papainę (125 mg), i mieszano przez 1 godzinę. Po hydrolizie, powstały roztwór gotowano przez 10 minut dla dezaktywacji enzymu. Zawiesinę odwirowano stosując koszykową wirówkę. Przejrzysty roztwór liofilizowano. Wydajność wynosiła 65% względem białka i stopień hydrolizy metodą TNBS określono na 43%. Skład aminokwasowy hydrolizatu białka określono metodą HPLC. Zawartości egzogennych aminokwasów były następujące: lizyna 3,5%, treonina 2,1%, walina 3,8%, metionina 1,5%, izoleucyna 2,9%, leucyna 5,5%, fenyloalanina 3,6% i tyrozyna 3,5%.B 25 g of the defatted flour mixture is dispersed in 250 ml of water and the pH of the dispersion is adjusted to 7.2 with 6N sodium hydroxide solution. It was stirred for 20 minutes with a mechanical stirrer and the temperature was raised to 40 ° C by heating. At this stage, 125 mg of fungal protease was added and stirring continued for 2 hours. At the end of 2 hours, the temperature was raised to 50 ° C by heating and the second enzyme, papain (125 mg) was added and stirred for 1 hour. After hydrolysis, the resulting solution was boiled for 10 minutes to inactivate the enzyme. The suspension was centrifuged using a basket centrifuge. The clear solution was freeze-dried. The yield was 65% relative to protein and the degree of hydrolysis by TNBS was found to be 43%. The amino acid composition of the protein hydrolyzate was determined by HPLC. The essential amino acid contents were as follows: lysine 3.5%, threonine 2.1%, valine 3.8%, methionine 1.5%, isoleucine 2.9%, leucine 5.5%, phenylalanine 3.6% and tyrosine 3 .5%.

PL 199 710 B1PL 199 710 B1

P r z y k ł a d 2 g mieszaniny mąk dysperguje się w 500 ml wody i od czyn pH dyspersji ustawiono na 7,3. Mieszano ją przez 20 minut mechanicznym mieszadłem i temperaturę podniesiono do 43°C. Na tym etapie dodano 250 mg grzybowej proteazy i kontynuowano mieszanie przez 1,5 godziny. Na koniec 2 godzin, temperaturę podniesiono do 53°C i dodano drugi enzym papainę (250 mg) i mieszano przez 1 godzinę. Po hydrolizie hydrolizat gotowano przez 15 minut dla dezaktywacji enzymu i odwirowano. Przejrzysty roztwór liofilizowano. Wydajność wynosiła 68,0% względem białka i stopień hydrolizy metodą TNBS wynosił 39%. Skład aminokwasowy hydrolizatu białka określono metodą HPLC. Zawartości egzogennych aminokwasów były następujące; lizyna 3,5%, treonina 2,1%, walina 3,8%, metionina 1,5%, izoleucyna 2,9%, leucyna 5,5%, fenyloalanina 3,6% i tyrozyna 3,5%.Example 2 g of a flour mixture is dispersed in 500 ml of water and the pH of the dispersion is adjusted to 7.3. It was stirred for 20 minutes with a mechanical stirrer and the temperature was raised to 43 ° C. At this stage, 250 mg of fungal protease was added and mixing was continued for 1.5 hours. At the end of 2 hours, the temperature was raised to 53 ° C and the second enzyme papain (250 mg) was added and stirred for 1 hour. After hydrolysis, the hydrolyzate was boiled for 15 minutes to inactivate the enzyme and centrifuged. The clear solution was freeze-dried. The yield was 68.0% based on protein and the degree of hydrolysis by TNBS was 39%. The amino acid composition of the protein hydrolyzate was determined by HPLC. The essential amino acid contents were as follows; lysine 3.5%, threonine 2.1%, valine 3.8%, methionine 1.5%, isoleucine 2.9%, leucine 5.5%, phenylalanine 3.6% and tyrosine 3.5%.

P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3

100 g odtłuszczonej mieszaniny mąk dysperguje się w 1 l wody i odczyn pH dyspersji ustawiono na 7,6. Mieszano ją przez 20 minut mechanicznym mieszadłem i następnie temperaturę podniesiono do 45°C. Na tym etapie dodano 500 mg grzybowej proteazy i kontynuowano mieszanie przez 2 godziny. Na koniec 2 godzin temperaturę podniesiono do 55°C i dodano drugi enzym papainę 500 mg i mieszano przez 1,5 godziny. Po hydrolizie, hydrolizat gotowano przez 10 minut dla dezaktywacji enzymu i odwirowano. Przejrzysty roztwór osuszono rozpryskowo. Wydajność wynosiła 70% względem białka i stopień hydrolizy metodą TNBS wynosił 38%. Skład aminokwasowy hydrolizatu białka określono metodą HPLC. Zawartości egzogennych aminokwasów były następujące: lizyna 3,5%, treonina 2,1%, walina 3,8%, metionina 1,4%, izoleucyna 2,9%, leucyna 5,5%, fenyloalanina 3,6% i tyrozyna 3,5%.100 g of the defatted flour mixture is dispersed in 1 l of water and the pH of the dispersion is adjusted to 7.6. It was stirred for 20 minutes with a mechanical stirrer and then the temperature was raised to 45 ° C. At this stage, 500 mg of fungal protease was added and stirring was continued for 2 hours. At the end of 2 hours, the temperature was raised to 55 ° C and the second enzyme papain 500 mg was added and stirred for 1.5 hours. After hydrolysis, the hydrolyzate was boiled for 10 minutes to inactivate the enzyme and centrifuged. The clear solution was spray dried. The yield was 70% relative to protein and the degree of hydrolysis by TNBS was 38%. The amino acid composition of the protein hydrolyzate was determined by HPLC. The essential amino acid contents were as follows: lysine 3.5%, threonine 2.1%, valine 3.8%, methionine 1.4%, isoleucine 2.9%, leucine 5.5%, phenylalanine 3.6% and tyrosine 3 .5%.

P r z y k ł a d 4 kg mieszaniny mą k dysperguje się w 10 l wody i odczyn pH dyspersji ustawiono na 7,6. Mieszano ją przez 15 minut mechanicznym mieszadłem i następnie temperaturę podniesiono do 45°C. Na tym etapie dodano 5 g grzybowej proteazy i kontynuowano mieszanie przez 2 godziny. Na koniec 2 godzin, temperaturę zawiesiny podniesiono do 55°C i dodano drugi enzym papainę (5 g) i mieszano przez 1,5 godziny. Po hydrolizie hydrolizat gotowano przez 15 minut dla dezaktywacji enzymu i odwirowano w koszykowej wirówce. Przejrzysty roztwór osuszono rozpryskowo. Stopień hydrolizy określono na 38% i wydajność wynosiła 70% względem białka. Skład aminokwasowy hydrolizatu białka określono metodą HPLC. Zawartości egzogennych aminokwasów były następujące; lizyna 3,5%, treonina 2,1%, walina 3,8%, metionina 1,5%, izoleucyna 2,9%, leucyna 5,5%, fenyloalanina 3,6% i tyrozyna 3,5%.Example 4 kg of a flour mixture are dispersed in 10 l of water and the pH of the dispersion is adjusted to 7.6. It was stirred for 15 minutes with a mechanical stirrer and then the temperature was raised to 45 ° C. At this stage, 5 g of fungal protease was added and stirring was continued for 2 hours. At the end of 2 hours, the temperature of the slurry was raised to 55 ° C and the second enzyme papain (5 g) was added and stirred for 1.5 hours. After hydrolysis, the hydrolyzate was boiled for 15 minutes to inactivate the enzyme and centrifuged in a basket centrifuge. The clear solution was spray dried. The degree of hydrolysis was found to be 38% and the yield was 70% relative to protein. The amino acid composition of the protein hydrolyzate was determined by HPLC. The essential amino acid contents were as follows; lysine 3.5%, threonine 2.1%, valine 3.8%, methionine 1.5%, isoleucine 2.9%, leucine 5.5%, phenylalanine 3.6% and tyrosine 3.5%.

Główne korzyści z niniejszego wynalazkuMain advantages of the present invention

1. Przy stosowaniu tego procesu, produkt osiąga właściwość stawania się dobrym dodatkiem bez uzyskiwania niepożądanego smaku końcowego produktu.1. By using this process, the product achieves the property of becoming a good additive without obtaining an undesirable taste in the final product.

2. Proces zapewnia jakość hydrolizatu dającą rozpuszczalność niezależną od pH, czyniąc go odpowiednim dodatkiem przy kwasowym pH lub zasadowym pH.2. The process ensures the quality of the hydrolyzate with a pH-independent solubility, making it a suitable additive at acidic or basic pH.

3. Odzysk azotu z mieszanej mąki wynosi 80-90%, co jest wartością wyższą niż w dowolnym obecnym sposobie produkcji przemysłowej.3. Nitrogen recovery from mixed flour is 80-90%, which is higher than any current industrial production method.

4. Wydajność hydrolizatu białka wynosi 65-72%.4. The yield of the protein hydrolyzate is 65-72%.

5. Czas hydrolizy jest krótki, co daje korzyści w kosztach wejściowych i energii.5. The hydrolysis time is short, which has advantages in input costs and energy.

6. Enzym stosowany jest spożywczym enzymem, który jest dostępny w handlu.6. The enzyme used is a food-grade enzyme that is commercially available.

7. Wartość odżywcza substratu zachowuje się z minimalną utratą egzogennych aminokwasów.7. The nutritional value of the substrate is preserved with minimal loss of essential amino acids.

8. Zawartości egzogennych aminokwasów zawartych w hydrolizacie białka otrzymanych tym sposobem są porównywalne z wymaganiem FAO na egzogenne aminokwasy.8. The content of exogenous amino acids contained in the protein hydrolyzate obtained in this way is comparable to the FAO requirement for exogenous amino acids.

Claims

1. A method of obtaining high-protein hydrolyzate from protein materials in the form of a defatted oilseed flour by mixing skimmed oily flour, dispersing it in water, enzymatic hydrolysis and enzyme deactivation, characterized by the steps a) - e):

a) a water-dispersed mixture of soybean, sesame and peanut flour in a ratio of 1-1.5: 1.5-2: 0.5-1 respectively is kept at alkaline pH for 1-2 hours to obtain a slurry;

b) the temperature of the suspension from step a) is raised to 40-50 ° C and the suspension is hydrolyzed with a fungal enzyme at controlled temperature for 2-3 hours;

PL 199 710 B1

c) the temperature of the suspension from step (b) is raised to 50-60 ° C and the suspension is hydrolyzed with the plant enzyme at 50-60 ° C for 1-2 hours;

d) inactivate residual enzymes by heating the suspension in a water bath for 10-15 minutes at 90-100 ° C;

e) recovering the low molecular weight protein hydrolyzate from the protein fraction of the hydrolysis step (d) by centrifugation, and determining the protein content and the amino acid content of the protein hydrolyzate.

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the alkaline pH is kept in the range 7-8.

3. The method according to p. The process of claim 1, wherein the amount of solids in the suspension is 8-15% w / v.

4. The method according to p. The process of claim 1, wherein the proteolytic enzymes are selected from an alkaline fungal-derived protease and a plant papain protease.

5. The method according to p. 4. The process of claim 4, wherein the basic protease is used in an amount in the range of 0.3-1% by weight and the vegetable protease is used in an amount in the range of 0.3-1% by weight of the mixed flour.

6. The method according to p. The process of claim 1, wherein the protein filtrate is centrifuged at 6,000 rpm for a maximum of 30 minutes, and then the supernatant is lyophilized.